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)的結構框架和關鍵集成技術，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" title="人機交互">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[1]。在CAD/CAPP/CAM集成過程中，CAPP是連接CAD與CAM的橋梁和紐帶。目前，許多著名的CAD/CAM商品軟件，如Pro/ENGINEER" title="Pro/ENGINEER">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，最后轉換成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]。
　　2.1CAD/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" title="仿真模型">仿真模型，進行刀位軌跡規(guī)劃，對刀位軌跡進行加工仿真，最后通過后置處理，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所示體系結構中的幾個功能模塊。
　　將PDM系統(tǒng)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，以關系表的形式將設計信息存儲到PDM系統(tǒng)中;在CAPP模塊中，CAPP從PDM系統(tǒng)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系表的形式存儲到PDM系統(tǒng)中;在CAM模塊中，從PDM系統(tǒng)中提取CAD、CAPP所提供的信息，通過Pro/NC的各種接口函數(shù)，將提取的工藝信息自動輸入到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，自動完成加工過程仿真，檢查加工過程中的碰撞干涉，提出修改意見。在加工過程仿真無誤之后，輸出刀位文件，同時在網(wǎng)絡數(shù)據(jù)庫中讀取每個工序的機床名稱，通過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(tǒng)結構框圖
　　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)集成的關鍵技術
　　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零件模型、刀具模型、夾具模型、機床平臺模型及坐標系統(tǒng)的定義等[3]。
　　3.2 數(shù)據(jù)交換" title="數(shù)據(jù)交換">數(shù)據(jù)交換的接口技術
　　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[4]。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，它直接關系到整個CAPP/CAM系統(tǒng)集成的成敗。