【摘要】本文主要分析了数控车削的CAD/CAM集成应用研究中常见的一些管理漏洞和存在问题，阐述了在当前形势下，加强数控车削集成技术运用的重要性，针对目前数控车削系统工作中存在的问题进行研究。笔者通过研究，总结和归纳自身多年工作经验，提出一些加强集成系统应用的对策。希望通过本文的分析能帮助相关企业单位提高工作水平和质量，能更好地应对工作中存在的问题。

【关键词】数控车削；CAD/CAM集成系统；应用

数控车工艺规划是一项十分复杂且重要的工作，数控车应用工作包括很多方面，而数控车削集成系统作为整个数控车系统中最重要的管理部分，其应用工作水平和质量将直接影响着整个集成系统的架构实现质量，关系着后期工程的使用周期和使用寿命。因此，探讨、分析数控车削的CAD/CAM集成应用研究工作中存在的问题具有重要的作用和意义，只有系统研究工作人员重视工作中存在的问题，最终，才能认清工作存在问题的根本原因，并积极寻找解决问题的应对对策，从而解决工作中存在的问题，提高整个数控车削的CAD/CAM集成应用研究工作的水平和质量。

一、CAD/CAM集成系统发展现状

（一）CAD/CAM集成系统发展现状

CAD/CAM集成系统的应用已经有很长的历史，随着科技的发展，该系统的应用也越来越广泛。在现代的航空、机械制造、汽车制造以及电子行业、建筑行业等都有涉及。尤其是根据该系统进行绘图或者建立相应的零件几何模型的应用技术，对企业获取经济价值和社会价值做出了重要的贡献。

该系统主要分为两种：一种是大型综合应用系统，另一种是中小型专用系统。大型的综合应用系统主要有：CADDS5、CATIA、PTC等系统。这些系统中的都有自己完整的功能模块，而且系统应用环境也相应成熟，没有各模块之间需要相互转化应用的情况。在系统建立之初，各种软件、硬件的成本费用是相当高的。随着后来科技的发展，该系统的应用水平和范围逐渐提高，个中小制造企业也开始大量的使用。中小型的专用系统，根据其数量可以分为三层：1、综合型。2、专用型。3、基于二次开发集成系统。针对这两类系统中CAD造型运用上，我们进行了优缺点的分析。在大型系统的应用中，CAD造型并不具备实体造型的模拟，只能根据零件的外形和大致的框架进行二维图像的模拟，因此，在进行建模处理的时候必须通过系统之间的转换才能够进行处理。而针对这方面，中小型专用系统在某些方面拥有较大的优势，例如，SURFCAM可以为客户提供曲面加工处理技术的先进性和高效性。这些系统中存在的优点不仅开拓了市场应用范围，而且还降低了企业的成本。但是，他们同样也存在着数据交换、信息集成等方面的缺点。

（二）缺点

1、CAD和CAM之间缺乏关联性

在进行一个产品的设计、制造等环节中，使用者不能根据一个完整的产品模型来完成所有的工程系统的需要。它需要不断的重复输入数据，进行信息的识别。因此，在生产过程中容易造成人为干扰、数据重复处理次数多等问题。针对这些问题，很多科研机构开始进行STEP的研究，希望致力于改善这方面的问题。

2、系统集成层次不高

CAD到CAM集成不能集成CAPP等功能，CAPP主要起连接CAD与CAM的作用，但是由于目前该功能尚未有技术方面新的突破，仍然是在几何定义的基础上将CAD到CAM集成转化为数控代码。导致了相关的效率得不到充分的展现，而且还缺乏设计方案、可制造性评估等应用模块。

3、系统自动化程度较低

在进行系统操作的过程中，仍然需要大量的手动化操作，并且对于用户使用还有一定的局限性。由于工程数据库模型太过简单化，同时缺乏扩充能力，因此，不能提供从零件模型到自动数控加工等方面的智能决策功能。

4、CAD/CAM集成系统不能充分满足各方面的需求

CAD/CAM集成系统的发展具有一定的局限性，因此不能充分的满足各行各企业的要求，主要体现在：系统的需求量与成本费之间存在矛盾；原有的系统不能满足现在的产品结构设计等。

二、CAD/CAM集成系统架构体系

CAD/CAM集成系统架构体系主要可以从两个方面分析：

（一）系统功能结构

作为系统功能结构的构成，主要是集成CAD/CAPP/CAM等功能模块机进行基础构建。CAD/CAM集成系统的构建主要是一个可供应用的框架平台，在该平台上各模块可以进行自主图形的设计应用，并且设计应用的对象具有针对性。集成系统将各模块进行统一在一个模块之上，不仅各模块之间拥有独立性，而且还能实现各模块的扩展。CAD/CAM集成系统主要包括四个方面：

1、CAD图形功能

CAD图形功能主要是对几何信息工件进行管理，通过对工件的管理，实现对图形编辑以及显示功能的提供。对于任何一个工件的几何信息进行提取的前提是特征等，同样也作为NC走刀的轨迹、坐标几何信息参数的基础。图形显示功能的主要功能则是对工件几何图形中图形修改进行结果反馈以及对图形的加工路径进行仿真处理。

2、CAD/CAPP接口功能

CAD/CAM一体化主要的实现方式是进行CAD和CAPP之间的集成，这是实现一体化最关键的一个步骤。而实现CAD/CAPP集成，最直接、有效的方法就是提取工件几何信息的特征。而且进行提取工件的几何信息特征的方式有很多种，在在这里我们主要介绍了两种对回转体零件加工特征的提取，一个是自动识别，另一个是少量交互调整的方法。由此可知，工件几何特征的提取功能在集成系统中主要有两个方面：一个是自动零件加工特征识别方法，该方法主要是从工件的几何轮廓进行外表的特征识别；还有一种就是特征调整功能模块，该方法主要是在对工件几何特征自动识别的基础之上进行进一步的调整。

3、工艺规划功能。

CAPP主要的功能是可以将一个原始没有任何加工痕迹的零件通过工艺决策转化为成品。CAPP功能在该系统中主要包括两个主要的子模块，一是工序规划，二是工艺编辑与调整。在原有的基础上我们采用了一种新的加工工序，而且在加工的过程中，针对粗加工和细加工进行不同的算法。

4、CAPP/CAM接口

CAPP/NC集成是实现CAD/CAM集成重要的一个步骤，同时也是最后一步，本系统中的工艺资源可以直接体现走刀轨迹规划。

（二）信息系统模型

信息模型实现对抽象的实际信息转化为系统中的数字信息并对其进行存储。从而实现了对信息的管理模型和管理的实现方法。通过对系统的功能结构规划信息模型，我们可以看出其主要分为两个部分，一是工件信息模型。该模型主要分为三个层次：零件层、特征层、几何层。由于CAD/CAM集成系统中对于信息量的处理是非常大的，因此，该模型的建造是非常重要的。另一个是知识资源库模型。该资源库主要包括：资源信息库和加工知识信息库。其主要目的是为了进行对加工工艺进行编制和决策。通过对知识资源库模型的建造不仅可以对每一次成型的工艺实例进行存储为下次的工艺提供参考，而且还可以实现对数控车中的切削参数提供辅助决策。

三、数控车削CAD/CAM集成系统应用

系统功能的实现方式，主要是通过在计算机上完成对系统功能模型和信息模型的整合并把模型转化为可实际应用的操作系统，而该系统主要的工作就是通过对硬软件平台的确定，然后在平台上进行程序设计或是其他设计等。该系统通过在WindowsNT/2K平台上通过VC++6.0进行对系统的开发，并且通过对文件系统以及数据库信息管理系统相结合达到可以对信息进行长期的存储和管理。实现对数据库管理系统的操作，主要是在数据库平台上采用ADO技术达成这一目的。同时该系统只完成一次开发，在原有的基础上进行自主开发，根据ACIS几何建模库实现了应用框架的构建并且在此基础上促使CAD功能进一步提高。

软件系统的优点体现在很多方面，在进行对应用软件的研究中，随着技术的改进和发展，曾历经了许多系统模型体系结构的变迁历史。而且随着体系结构的改变，面向对象技术也在不断的更新，从而产生了在“软件总线-组件”系统体系结构之上新的系统构建。（如图一）

结束语

综上所述，数控车削CAD/CAM集成系统中存在一些问题，如系统集成层次较低、系统自动化、智能化程度不高、工程数据库模型过于简单等。这些问题严重制约着数控车削CAD/CAM集成系统工作的顺利开展，必须要解决这些问题，才能提高整个系统应用质量。笔者希望更多的专业人士能投入到该课题研究中，针对文中存在的不足，提出指正建议，为提高我国数控车削CAD/CAM集成系统工作做出重要的贡献。

参考文献

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