基于PDM的CAD/CAPP/CAM集成探讨

　　1 前言

　　通常所说的CAD/CAM系统集成实际上是指设计与制造过程中的CAD、CAPP和CAM三个环节的软件集成[1]。在CAD/CAPP/CAM集成过程中，CAPP是连接CAD与CAM的桥梁和纽带。目前，许多著名的CAD/CAM商品软件，如Pro/ENGINEER、I-deas、UG、 Euclid等在几何造型、分析计算和数据管理等有很强的功能，也具备NC编程的功能，但是在CAPP方面，这些CAD/CAM软件需要NC编程人员根据 CAD图形进行繁琐的人机交互操作，选择零件的加工方法、加工对象、刀具参数、切削用量和确定加工顺序等，才能形成零件加工的刀位文件，最后转换成NC程序。因此，研究和实现CAD/CAPP/CAM的集成对于简化人机交互操作具有十分重要的意义。

　　2  基于PDM的CAD/CAPP/CAM集成开发

　　CAD/CAPP/CAM集成，要求数控加工程序的生成是以CAPP的工艺设计结果和CAD的零件信息为依据，自动生成具有标准格式的刀位文件（CutTIng Location）文件，然后经过适当的后置处理，将刀位文件转换成NC加工程序，并且该NC加工程序应该是针对不同的数控机床和不同的数控系统的 [2]。

　　2.1  CAD/CAPP/CAM集成开发的系统框架

　　本文通过对CAD系统设计出的零件，按照CAPP系统输出的加工工艺路线（或工艺规程），经过建立加工仿真模型，进行刀位轨迹规划，对刀位轨迹进行加工仿真，最后通过后置处理，生成针对具体机床的数控加工代码，并将输出的结果存储到PDM系统中。所以，可将本系统分为如图1所示体系结构中的几个功能模块。

　　将PDM系统作为存储与传递信息的平台。具体地讲，在CAD特征建模模块中，完成零件的设计工作，以关系表的形式将设计信息存储到PDM系统中；在 CAPP模块中，CAPP从PDM系统中提取零件的特征信息，采用派生法或创成法，完成零件的工艺设计，并将得到的工艺信息以关系表的形式存储到PDM系统中；在CAM模块中，从PDM系统中提取CAD、CAPP所提供的信息，通过Pro/NC的各种接口函数，将提取的工艺信息自动输入到Pro/NC的加工模块中，在Pro/NC的装配模块中建立加工设备模型、毛坯模型、夹具模型和刀具模型的基础上，构建虚拟加工环境，自动完成加工过程仿真，检查加工过程中的碰撞干涉，提出修改意见。在加工过程仿真无误之后，输出刀位文件，同时在网络数据库中读取每个工序的机床名称，通过利用针对该机床的配置文件，将刀位文件转换成适合该机床的NC代码。

图1 系统结构框图

　　2.2  系统的功能集成

　　充分利用Pro/ENGINEER的Pro/NC数控加工模块的功能，通过对其进行二次开发，系统的功能集成如图2所示。

　　2.3  系统的信息流程

　　本文的CAD/CAPP/CAM集成系统是以Pro/NC加工模块为支撑软件进行开发，其系统的信息流程图如图3所示。

图2 系统功能集成图