| 摘要：CAD/CAM集成解决方案可大大提高企业的竞争力，因为他能实现自动化流程并显著提高生产率。CAD/CAM集成究竟如何做到这些？究竟如何来准确定义“集成”？文章给出了研究答案。 |
是否要进行集成？这是制造商、机械车间和生产小组在使用CAD和CAM技术时都会遇到的问题。许多产品开发组织已经选择实施集成CAD/CAM解决方案，如SolidWorks-AD软件与 CAMWorks SolidCAM CAM软件的整合方案等，借此来提高生产效率、激发设计创新和缩短产品上巿时间，不然就可能处于明显的竞争劣势乃至被淘汰。
图1 |
图2 |
图3 |
集成CAD/CAM的优势
集成CAD/CAM 解决方案可实现自动化流程，即采用CAD建模技术和公共几何体格式来设计零件、模具和原型，并通过自动产生G代码、CNC编程和刀具路径来实现生产制造，这样可以大大提高生产效率并降低成本。 集成CAD/CAM解决方案可提高组织的竞争力，这中间包含多方面原因。要弄清这一集成性方案如何能显著地提高生产率，包括怎样使设计工程师、CNC 程序员和机械师的工作更加轻松，必须准确理解“集成 CAD/CAM”的真正含义，因为某些CAM公司根据不同情况提出了不同的定义。 多年来，CAM软件供应商将“集成”定义为能够使用、接受或导入三维CAD模型和设计数据，以生成刀具路径并实现自动化制造过程。这种方式实际上并不是真正的“集成”，因为一旦几何体被导入CAM 软件包之后，就会完全从CAD系统中移除或失去关联。真正与CAD软件进行集成的CAM应用程序，必须提供无缝的单窗口集成，并与CAD系统实现完全关联。换句话说，CAD程序必须作为CAM系统自身的建模和几何引擎进行嵌入。对于任何CAM程序，如果它需要产品CAD模型数据转换、文件转换或无关联的编辑和更新功能，而产生分离的不同制造和设计模型，那么并不是真正意义上的集成。 完全集成的CAD/CAM解决方案应采用实际CAD系统来处理几何体和单个参数关联文件，以驱动两种应用程序。 SolidCAM和CAMWorks软件是集成CAM系统的典范，每种应用都采用实际CAM软件包中的SolidWorks CAD系统作为其建模工具。 非集成CAD系统采用其专有的建模技术，并且必须导入 CAD数据以支持制造自动化。这种非集成式方案将产品设计和制造阶段的数据和人员分离开来。这种分离会制约生产能力、降低准确性并限制组织的创造性和协作潜力。尽管非集成CAM 程序包可导入CAD数据并能在一定程度上处理实体模型，但无法像集成式系统那样利用完全参数关联CAD建模系统的强大功能，也无法维持制造与CAD模型中使用几何体的全部关联性。 不论制造商是加工原型、大批量生产还是切割模具，集成 CAD/CAM解决方案都能以其单一、完全关联的模型，实现更高的互操作性，并使制造过程更快速、灵活和准确。它为 CAM提供了一种简化的方式，包括改进的CAD数据处理方法，并可方便进行设计和制造阶段的模型更改，以及零件和装配体的模型和刀具路径自动更新，同时还能促进产品设计和制造专家的共同协作。 集成 CAD/CAM 解决方案可避免在设计和制造两个阶段中对模型进行单调、耗时的更新，而后者常常会影响设计变更、迭代和创新。如果采用非集成方法，工程师和制造专家经常会因为保持设计和制造模型同步的时间压力和工作量而拒绝修改和迭代设计。 集成 CAD/CAM系统使设计、工程和制造专家能以流畅、互动而不是分离、连续的方式承担产品开发，从而实现专业的开发。设计工程师、CNC程序员、机械师和其他制造专家都是提供知识、经验和技能的宝贵资源。通过采用集成CAD/CAM系统，可以将来自所有产品开发和制造资源的不同输入集中到一个单独的几何体平台上，这样他们就可以发挥作用、提出更改建议并协同工作。设计工程师可获得制造知识，CAM操作员可获得CAD 技能，同时，作为团队的其余部分，机械师也能访问相同的三维几何体，从而提高了团队协作的可能性。这样，不再有人会陷入到单调乏味、无关紧要的工作或额外的几何体转换需求中。采用集成系统，团队中的每个成员都能专注于制造过程。 集成式方案还提供了专注于开发工作的优点，CAD供应商关注提高实体建模功能，而CAM公司则专注于自动化编程和加工。 那些不得不继续建模技术和自动化编程开发的CAM公司，将无法跟上专业CAM研究和开发工作所获得的创新和新功能。除落后于严格专注于CAM的开发商很少可能与主流CAD系统的建模能力相配合。 通过完全集成的方案，CAM操作员将能使用CAD系统的所有新发展和创新特性，反之亦然。比如，CAD系统(如 SolidWorks)在处理不同类型的CAD格式时，比任何CAM系统更为擅长，这使机械加工车间能在CAD系统中进行任何的模型修改，因此，最终用于加工的模型更具关联性。 CAD/CAM集成的重要点
通常说的CAD/CAM集成，就信息而言，实际上是指设计和制造过程中的三个软件集成，即CAD、CAPP、NCP。迄今为止国际上还没有对CAD/CAM集成做出统一的定义。CAD/CAM集成是指信息和物理设备两方面的集成。要实现CAD/CAM的高度集成，应具备以下因素： - 新一代基于特徵的参数化建模技术：
- 如前所述，具备三个条件：三维实体造型、参数化造型及特徵造型。这是CAD阶段所要求能够完成并为后续工作提供完整工程制造信息所必不可少的关键技术。
- 信息交换技术：
- 由于历史上CAD、CAM软件最初开发过程中的孤岛显现，导致了它们数据表示格式的不统一，使用不同系统、不同模块间的数据交换难于进行，影响了CAD/CAMd集成，因此国际上提出了通用的数据交换规范。
- IGES交换规范：
- IGES交换规范出现较早，很多的CAD、CAM软件都支持这种格式，但是这种格式存在三个缺点：
- 规范描述内容是几何层的，缺乏CAM所需的工程信息；
- 每个CAD系统仅能实现IGES中的一个实体子集的转换，有可能出现一对多、多对一、近似或不可转换；
- 目前的大多数IGES处理程序不支持ASCII码格式，需要空间大。
- STEP交换规范：
- 国际标准化组织ISO在1988年公布了产品模型数据交换标准STEP，解决了产品模型的交换问题。STEP有三个特点：
- 支持广泛的应用领域；
- 能表达完整的产品数据，提供多种数据交换方式；
- 它具有中性机制，可以独立于热核具体的系统。
- STEP标准分四级实施：文件交换、工作格式交换、数据库交换及知识库交换。
