CAD/CAM系統(tǒng)集成實際上是指設計與制造過程中的CAD、CAPP和CAM三個環(huán)節(jié)的軟件集成。本文基于Pro/NC，在PDM平臺上對CAD/CAPP/CAM的集成進行了研究，給出了集成系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框架和關(guān)鍵集成技術(shù)，在一定程度上簡化了形成刀位加工文件時所需要的繁瑣的人機交互操作。

　　1 前言

　　通常所說的CAD/CAM系統(tǒng)集成實際上是指設計與制造過程中的CAD、CAPP和CAM三個環(huán)節(jié)的軟件集成。在CAD/CAPP/CAM集成過程中，CAPP是連接CAD與CAM的橋梁和紐帶。目前，許多的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(shù)據(jù)管理等有很強的功能，也具備NC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(jù)CAD圖形進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(shù)、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，轉(zhuǎn)換成NC程序。因此，研究和實現(xiàn)CAD/CAPP/CAM的集成對于簡化人機交互操作具有十分重要的意義。

　　2 基于PDM的CAD/CAPP/CAM集成開發(fā)

　　CAD/CAPP/CAM集成，要求數(shù)控加工程序的生成是以CAPP的工藝設計結(jié)果和CAD的零件信息為依據(jù)，自動生成具有標準格式的刀位文件(CuttingLocation)文件，然后經(jīng)過適當?shù)暮笾锰幚?，將刀位文件轉(zhuǎn)換成NC加工程序，并且該NC加工程序應該是針對不同的數(shù)控機床和不同的數(shù)控系統(tǒng)的。

　　2.1 CAD/CAPP/CAM集成開發(fā)的系統(tǒng)框架

　　本文通過對CAD系統(tǒng)設計出的零件，按照CAPP系統(tǒng)輸出的加工工藝路線(或工藝規(guī)程)，經(jīng)過建立加工仿真模型，進行刀位軌跡規(guī)劃，對刀位軌跡進行加工仿真，通過后置處理，生成針對具體機床的數(shù)控加工代碼，并將輸出的結(jié)果存儲到PDM系統(tǒng)中。所以，可將本系統(tǒng)分為如圖1所示體系結(jié)構(gòu)中的幾個功能模塊。

　　PDM是一門用來管理所有與產(chǎn)品相關(guān)的信息(包括零件、配置、圖檔、CAD文件、結(jié)構(gòu)、權(quán)限等)和所有與產(chǎn)品相關(guān)的過程(包括工作流程、更改流程等)的技術(shù)。它能有效地將產(chǎn)品數(shù)據(jù)從概念設計、計算分析、詳細設計、過程設計、加工制造、試驗驗證、銷售維護直至產(chǎn)品消亡的整個生命周期內(nèi)及其各階段的相關(guān)數(shù)據(jù)，按照一定的數(shù)學模式加以定義、組織和管理，使產(chǎn)品數(shù)據(jù)在其整個生命周期內(nèi)一致、、共享和安全。它提供產(chǎn)品全生命周期的信息管理，在企業(yè)為產(chǎn)品的設計與制造建立了一個并行化的協(xié)作環(huán)境。PDM作為工程領(lǐng)域的信息集成框架，它為產(chǎn)品數(shù)據(jù)及過程管理、為并行化產(chǎn)品設計、為CAD／CAPP／CAM系統(tǒng)的集成提供了必要的支撐環(huán)境。目前，PDM系統(tǒng)是的3C集成平臺。它可以把與產(chǎn)品有關(guān)的信息統(tǒng)一管理起來，并將信息按不同的用途分門別類地進行有條不紊的管理。不同的CAD／CAPP／CAM系統(tǒng)都可以從PDM中提取各自所需要的信息，再把結(jié)果放回PDM中，從而真正下實現(xiàn)3C集成。

　　圖1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖

　　2.2 系統(tǒng)的功能集成

　　充分利用Pro/ENGINEER的Pro/NC數(shù)控加工模塊的功能，通過對其進行二次開發(fā)，系統(tǒng)的功能集成如圖2所示。

　　2.3 系統(tǒng)的信息流程

　　本文的CAD/CAPP/CAM集成系統(tǒng)是以Pro/NC加工模塊為支撐軟件進行開發(fā)，其系統(tǒng)的信息流程圖如圖3所示。

　　圖2系統(tǒng)功能集成圖

　　圖3基于PDM平臺的CAPP/CAM集成

　　3 系統(tǒng)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(tǒng)集成過程中，建立零件的加工仿真模型至關(guān)重要。這個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(shù)信息和工序排序信息等，因此，這個加工仿真模型應包括刀具模型、夾具模型、零件模型、機床平臺模型及坐標系統(tǒng)的定義等。

　　3.2 數(shù)據(jù)交換的接口技術(shù)

　　在CAD/CAPP/CAM系統(tǒng)集成中，產(chǎn)品數(shù)據(jù)的存儲、維護和傳輸是非常重要的一環(huán)，要求產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)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問的安全性。要建立零件的加工模型，以及實現(xiàn)系統(tǒng)新增的功能，就必須實現(xiàn)信息集成，這就涉及不同系統(tǒng)間、不同功能模塊間的數(shù)據(jù)交換。通過使用Pro/ENGINEER的開發(fā)工具Pro/Toolkit編寫應用程序，建立數(shù)據(jù)交換的接口函數(shù)，將用戶從PDM系統(tǒng)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(tǒng)的統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫中進行管理，實現(xiàn)用戶與系統(tǒng)的信息交換。所以，這些數(shù)據(jù)交換的接口函數(shù)創(chuàng)建工作非常重要，它直接關(guān)系到整個CAPP/CAM系統(tǒng)集成的成敗。