文档介绍：计算机集成制造系统概论
徐晓飞教授
哈尔滨工业大学
计算机科学与技术学院
An Introduction to CIMS:
Computer Integrated Manufacturing System (2)
计算机集成制造系统概论
第一章 CIMS概述
第二章计算机辅助设计CAD
第三章计算机辅助制造CAM
第四章计算机辅助工艺规程设计CAPP
第五章计算机辅助质量保证CAQ
第六章现代企业管理信息系统
第七章 CIMS中的计算机网络与数据库
计算机集成制造系统概论第二章计算机辅助设计CAD
CAD概述
CAD系统
计算机图形系统
CAD数据库
第二章计算机辅助设计CAD CAD概述
CAD概念
CAD是计算机技术在工程设计方面的综合应用技术。
CAD技术是有机地将产品概念开发、产品工程设计所需要的基础技术、设计理论、方法、数据、设计人员的经验知识同计算机强大功能相结合的产物。
CAD技术演变过程:
CADrawing ==> CADesign ==> CAD in CAx ==> DFX
(Design for x: Manufacturing, Assembling, Cost, Quality,...) ==>
Co-Design work ==> CE (Concurrent Engineering) ==>
VD (Virtual Design)
第二章计算机辅助设计CAD CAD概述
CAD目的
目的: CAD的主要目的是利用计算机支持产品的工程设计与绘图,提高设计人员的工作效率和质量,支持完成产品的最佳方案设计。
在CIMS环境下的CAD技术作为产品开发的上游环节,除了研究产品设计过程计算机自动化技术以外,还涉及产品设计过程与后续过程、产品技术与生产管理在信息上的集成技术。CAD是CIMS和并行工程最重要环节之一。
第二章计算机辅助设计CAD CAD概述
CAD作用
CAD基本功能:
建立几何模型、工程分析、动态模拟仿真、自动绘图
CAD主要作用:
改进产品设计的效率和质量;
CAD中的测试与模拟可进一步提高设计质量;
将设计数据直接用于生产过程(如CAPP、CAM)可提高生产率;
设计数据(标准零件及其装配成本)可用于评估制造成本;
基于并行工程的CAD(DFX--Design for X)使产品设计者与制造者更密切配合,使产品更加符合顾客需求。
第二章计算机辅助设计CAD CAD概述
CAD研究内容
(从产品设计过程看CAD)
产品设计过程包括了从产品构思到最终形成图纸文件的所有活动,一般地,可将设计过程划分为四个阶段:
(1)功能分析:利用方法学、形态学和直觉知识进行产品的功能分析,形成产品或产品系列的概念。这阶段需要很高的智能和全面的产品设计制造知识。
(2)产品定义:利用设计系统学、数值分析和仿真技术对产品功能概念进一步精练,形成最佳工作原理方案(工作概念)。在该阶段对产品进行图形/动画仿真十分重要。
第二章计算机辅助设计CAD CAD概述
CAD研究内容
(从产品设计过程看CAD)
(3)总体设计:这是机器总体设计阶段,要利用规划系统学、计算方法和数值分析,根据产品的工作概念、复杂程度、产品种类和生产率设计出整机装配图(包括零件构思、外形、总体尺寸、物理性能等),也称之为原理设计。
(4)详细绘图:利用图元、体素或变异体,利用计算机绘图工具、人机交互技术,根据整机装配图绘制/产生详细的工作图、加工图纸和物料清单,并给出详细的生产信息(产品描述数据)。
第二章计算机辅助设计CAD CAD概述
CAD研究内容
(CAD基本功能)
功能分析
产品定义
总体设计
详细绘图
产品需求
产品
概念
产品工作
原理方案
整机
装配图
形
态
学
方
法
学
直
觉
知
识
设
计
系
统
学
数
值
分
析
仿
真
技
术
规
划
系
统
学
计
算
方
法
数
值
分
析
图
形
学
图
素
绘
图
工
具
人
机
交
互
产品设计图
物料清单
第二章计算机辅助设计CAD CAD概述
CAD研究内容
(从基本功能上看CAD)
(1)几何建模:利用计算机图形学方法建立工件或零件的模型,这些模型通常用几何实体模型形式表示。该功能用于产品设计的基本准备(积木块、构件)。
注:合适的几何实体模型应为三维空间的子集,并具有有界、闭合、规则和半解析等特性。表示实体的方法有:线条框架法、图元示例法、半分割解体法、移动法和边界表示法等。