自由曲面加工理论与应用(第06讲--自由曲面加工系统集成)new

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1、HUAZHONGUNIVERSITYOFSCIENCEANDTECHNOLOGSCHOOLOFMECHANICALSCIENCE&ENGINEERING自由曲面加工理论与应用第06讲--自由曲面加工系统集成11June20121讲授内容CAM系统的体系结构产品数据交换标准自由曲面加工与CAPP的集成CAD/CAPP/CAM与PDM集成CAM系统的体系结构CAM系统体系结构CAM系统的体系结构CAM系统体系结构（续）用户界面与交互模块：1）菜单管理：下拉菜单、右键弹出菜单等；2）对话框：系统配置、输入输出对话框、信息提示框等；3）鼠标交互：位置定义、捕捉、导航等；

2、4）工具栏：可自选添加的直观方便的操作分类管理；5）状态提示栏：操作提示，进程提示，位置提示等；6）键盘输入信息，操作命令管理；7）窗口管理、视图管理等。造型功能模块：生成和编辑满足刀具轨迹生成需要的辅助点、线、面和体。基础算法类库模块：提供一些几何运算和数学运算类库，包括：基本数学运算：如矢量计算、矩阵运算、方程求解、插值计算等图形基本算法：如曲线离散、填充算法、相交计算、裁剪算法等度量、物性计算：如长度、角度、距离、面积、质量等几何验证算法：如是否平行、垂直、相交、干涉及包容性等判断检验等刀具轨迹生成模块：根据所选择的加工对象和加工参数，采用适当的刀具轨迹规

3、划算法生成刀具轨迹，并以刀位文件的形式输出。CAM系统的体系结构CAM系统体系结构（续）刀具轨迹显示模块：用于显示生成的刀具轨迹。刀具轨迹编辑模块：对刀具轨迹进行编辑与修改。加工过程仿真模块：以图形方式显示刀具轨迹曲线，并以三维的刀具形状模拟刀具移动过程。通过计算刀具沿刀具轨迹曲线移动的包络体与毛坯的布尔差运算来观察切削过程。一旦发现问题，重新调整加工参数，重新生成刀具轨迹。后置处理模块：数控编程系统与CNC系统之间的数据格式转换器，以G代码文件的形式输出。CAM系统的体系结构CAM系统软件开发的基本原则通常CAM平台开发考虑一些基本原则：1)支持多种主流的计

4、算平台，包括Windows、UNIX等；2)采用面向对象技术，具有封装性、多态性、继承性，使对象模块化、即插即用；3)采用软件组件技术与开放式结构。基于组件技术可为设计者提供很大程度的柔性，这也为系统的开放性奠定良好的基础；4)支持混合维造型——线框模型、曲面模型、实体模型，在数据结构层采用统一的精确边界表示，支持流形与非流形拓扑，并在造型功能上做的越来越深入、广泛。5）支持参数化特征造型等用户化的功能。传统的CAD/CAM平台只提供最基本的几何造型功能，如基本图形的绘制、基本体素的生成。当前的CAD平台则提供更上层的功能，如特征造型与识别、约束造型。6)支持知识融

5、合与知识重用，实现知识驱动的设计，提高系统智能化。7）在提供编程功能的同时，提供诸如显示、交互、产品数据管理和工艺过程管理等功能，即提供了一个集造型、可视化、交互、数据管理为一体的集成化开发环境。CAM系统的体系结构基于几何引擎的开发技术目前市场上较为成熟的商用三维CAD几何引擎主要有Parasolid、ACIS等。其中：基于Parasolid开发的CAD/CAM系统UG、Solidworks、Solidedges等获得了广泛的应用；基于ACIS开发的CAD/CAM系统Cimatron，Inventor凭借AutoCAD拥有的市场优势得到迅速推广；此外，基于Paraso

6、lid和ACIS双内核引擎开发IronCAD（国内市场称为CAXA）也占有一定的市场。另外，也有部分研究机构基于开源几何引擎（CAS.CADE）进行研究开发。CAM系统的体系结构基于ACIS和HOOPS开发平台ACIS主要特点面向对象的建模内核用C++语言开发组件体系结构混合建模技术，可以处理点/线/面/体内含Scheme应用程序支持各种主流开发平台WindowsNT/2000/XP,UNIX,Linux,MACCAM系统的体系结构ACIS、HOOPS和InteOpCAM系统的体系结构应用程序一般架构CAM系统的体系结构基于ACIS的开发接口三个：

7、CAM系统的体系结构ACIS数据结构get_pattern_holder()几何（Geometry）、拓扑transform()bound()TRANSFORMBODYwire()body()lump()(Topology)和属性get_pattern_holder()bound()=geometryLUMPnext()=boundingboxlump()shell()bound()(Attribute)构成了ACIS模=topologyshell()get_pattern_holder()face