在PDM平臺上對CAD/CAPP/CAM集成進(jìn)行研究

　CAD/CAM系統集成實(shí)際上是指設計與制造過(guò)程中的CAD、CAPP和CAM三個(gè)環(huán)節的軟件集成。本文基于Pro/NC，在PDM平臺上對CAD/CAPP/CAM的集成進(jìn)行了研究，給出了集成系統的結構框架和關(guān)鍵集成技術(shù)，在一定程度上簡(jiǎn)化了形成刀位加工文件時(shí)所需要的繁瑣的人機交互操作。
　　【關(guān)鍵詞】CAPPCAD/CAPP/CAM集成Pro/NC
　　1前言
　　通常所說(shuō)的CAD/CAM系統集成實(shí)際上是指設計與制造過(guò)程中的CAD、CAPP和CAM三個(gè)環(huán)節的軟件集成[1]。在CAD/CAPP/CAM集成過(guò)程中，CAPP是連接CAD與CAM的橋梁和紐帶。目前，許多著(zhù)名的CAD/CAM商品軟件，如Pro/ENGINEER、I-deas、UG、Euclid等在幾何造型、分析計算和數據管理等有很強的功能，也具備N(xiāo)C編程的功能，但是在CAPP方面，這些CAD/CAM軟件需要NC編程人員根據CAD圖形進(jìn)行繁瑣的人機交互操作，選擇零件的加工方法、加工對象、刀具參數、切削用量和確定加工順序等，才能形成零件加工的刀位文件，最后轉換成NC程序。因此，研究和實(shí)現CAD/CAPP/CAM的集成對于簡(jiǎn)化人機交互操作具有十分重要的意義。
　　2基于PDM的CAD/CAPP/CAM集成開(kāi)發(fā)
　　CAD/CAPP/CAM集成，要求數控加工程序的生成是以CAPP的工藝設計結果和CAD的零件信息為依據，自動(dòng)生成具有標準格式的刀位文件(CuttingLocation)文件，然后經(jīng)過(guò)適當的后置處理，將刀位文件轉換成NC加工程序，并且該NC加工程序應該是針對不同的數控機床和不同的數控系統的[2]。
　　2.1CAD/CAPP/CAM集成開(kāi)發(fā)的系統框架
　　本文通過(guò)對CAD系統設計出的零件，按照CAPP系統輸出的加工工藝路線(xiàn)(或工藝規程)，經(jīng)過(guò)建立加工仿真模型，進(jìn)行刀位軌跡規劃，對刀位軌跡進(jìn)行加工仿真，最后通過(guò)后置處理，生成針對具體機床的數控加工代碼，并將輸出的結果存儲到PDM系統中。所以，可將本系統分為如圖1所示體系結構中的幾個(gè)功能模塊。
　　將PDM系統作為存儲與傳遞信息的平臺。具體地講，在CAD特征建模模塊中，完成零件的設計工作，以關(guān)系表的形式將設計信息存儲到PDM系統中;在CAPP模塊中，CAPP從PDM系統中提取零件的特征信息，采用派生法或創(chuàng )成法，完成零件的工藝設計，并將得到的工藝信息以關(guān)系表的形式存儲到PDM系統中;在CAM模塊中，從PDM系統中提取CAD、CAPP所提供的信息，通過(guò)Pro/NC的各種接口函數，將提取的工藝信息自動(dòng)輸入到Pro/NC的加工模塊中，在Pro/NC的裝配模塊中建立加工設備模型、毛坯模型、夾具模型和刀具模型的基礎上，構建虛擬加工環(huán)境，自動(dòng)完成加工過(guò)程仿真，檢查加工過(guò)程中的碰撞干涉，提出修改意見(jiàn)。在加工過(guò)程仿真無(wú)誤之后，輸出刀位文件，同時(shí)在網(wǎng)絡(luò )數據庫中讀取每個(gè)工序的機床名稱(chēng)，通過(guò)利用針對該機床的配置文件，將刀位文件轉換成適合該機床的NC代碼。
　　圖1系統結構框圖
　　2.2系統的功能集成
　　充分利用Pro/ENGINEER的Pro/NC數控加工模塊的功能，通過(guò)對其進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，系統的功能集成如圖2所示。
　　2.3系統的信息流程
　　本文的CAD/CAPP/CAM集成系統是以Pro/NC加工模塊為支撐軟件進(jìn)行開(kāi)發(fā)，其系統的信息流程圖如圖3所示。
　　圖2系統功能集成圖
　　圖3基于PDM平臺的CAPP/CAM集成
　　3系統集成的關(guān)鍵技術(shù)
　　3.1加工仿真模型的建立
　　在CAD/CAPP/CAM系統集成過(guò)程中，建立零件的加工仿真模型至關(guān)重要。這個(gè)加工仿真模型應該能夠完整地、全面地、準確地描述零件信息。除了零件的幾何信息、拓撲信息、工藝特征信息外，還應包含有關(guān)的刀具信息、機床信息、毛坯信息、夾具信息、加工參數信息和工序排序信息等，因此，這個(gè)加工仿真模型應包括零件模型、刀具模型、夾具模型、機床平臺模型及坐標系統的定義等[3]。
　　3.2 數據交換的接口技術(shù)
　　在CAD/CAPP/CAM系統集成中，產(chǎn)品數據的存儲、維護和傳輸是非常重要的一環(huán)，要求產(chǎn)品數據管理系統以一種安全的電子文本形式存儲產(chǎn)品及設計信息并保證對信息訪(fǎng)問(wèn)的安全性[4]。要建立零件的加工模型，以及實(shí)現系統新增的功能，就必須實(shí)現信息集成，這就涉及不同系統間、不同功能模塊間的數據交換。通過(guò)使用Pro/ENGINEER的開(kāi)發(fā)工具Pro/Toolkit編寫(xiě)應用程序，建立數據交換的接口函數，將用戶(hù)從PDM系統中獲取的各種有關(guān)零件的設計信息和工藝信息傳遞到Pro/ENGINEER系統的統一數據庫中進(jìn)行管理，實(shí)現用戶(hù)與系統的信息交換。所以，這些數據交換的接口函數創(chuàng )建工作非常重要，它直接關(guān)系到整個(gè)CAPP/CAM系統集成的成敗。