CAD/CAPP/CAM的集成是CIMS的關(guān)鍵技術(shù)之一。目前，集成的方法主要有三種，即基于幾何造型的CAD系統(tǒng)與CAPP系統(tǒng)的專用集成方法、CAD系統(tǒng)與CAPP系統(tǒng)的通用集成方法、CAD與CAPP系統(tǒng)通過共享數(shù)據(jù)庫的集成方法。在我們所實(shí)施的CIMS中，CAD/CAPP/CAM各分系統(tǒng)都基于同一的PDM產(chǎn)品IMAN（InformationManagement）集成平臺。在該平臺的基礎(chǔ)上，按照STEP標(biāo)準(zhǔn)，采用特征格式文件和共享數(shù)據(jù)庫相結(jié)合的集成方法，實(shí)現(xiàn)了CAD、CAPP及CAM之間的信息集成。

     1、PDM產(chǎn)品特點(diǎn)概述

　　PDM是以軟件為基礎(chǔ)的技術(shù)，其內(nèi)涵是集成并管理與產(chǎn)品有關(guān)的信息與過程。總結(jié)起來，PDM主要有以下功能：文檔管理；產(chǎn)品結(jié)構(gòu)及配置功能；工作流程控制等。
　　作為PDM產(chǎn)品之一的IMAN，是在關(guān)系型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)ORACLE的基礎(chǔ)上，加上一個面向?qū)ο蟮膶觼韺?shí)現(xiàn)的。IMAN用戶可以通過接口層UIL（UserInterfaceLayer）來操縱工程數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)。既能交互實(shí)現(xiàn)，也可以利用IMAN-ITK（IntegratedToolkit）開發(fā)工具通過編程來實(shí)現(xiàn)，大大豐富了訪問數(shù)據(jù)的途徑。

    2、基于PDM的CAD、CAPP及CAM應(yīng)用系統(tǒng)概述

    2.1　CAD特征造型系統(tǒng)
　　CAD系統(tǒng)以I-DEAS軟件為平臺，采用特征造型方法，在I-DEAS所定義特征的基礎(chǔ)上，建立了外部特征庫，并生成了零件的全信息模型。經(jīng)過進(jìn)一步的信息提取和匹配，將設(shè)計(jì)信息傳給CAPP，從而滿足了CAD/CAPP/CAM集成的需要。
    2.2　創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)
　　創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)采用特征框架理論建立零件特征信息模型，設(shè)計(jì)專家系統(tǒng)，在工藝資源庫和工藝知識庫的基礎(chǔ)上創(chuàng)成零件工藝。基于特征樹理論和面向特征的分類理論，創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)將零件看作是一棵由許多形狀特征構(gòu)成的特征樹，對零件的特征進(jìn)行分類和歸納，并采用IDEF1x的方法進(jìn)行建模。
    2.3　CAM系統(tǒng)
　　CAM系統(tǒng)建立在I-DEAS軟件GM（GeneralManufacturing）模塊基礎(chǔ)上，根據(jù)創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)生成的工序內(nèi)容，生成加工參數(shù)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)刀位文件生成及加工軌跡仿真，經(jīng)過后置處理自動生成NC程序。

    3、CAD/CAPP/CAM系統(tǒng)集成方案

    3.1　系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
　　CAD/CAPP/CAM集成接口結(jié)構(gòu)如圖1所示，它實(shí)際上包括三個部分，即CAD/CAPP集成接口，CAD/CAM集成接口以及CAPP/CAM集成接口。CAD/CAPP集成接口將CAD特征造型后的特征文件向CAPP特征數(shù)據(jù)進(jìn)行映射，并通過IMANITK工具存入數(shù)據(jù)庫中。CAD/CAM集成接口分為兩個部分，一部分采用I-EDAS內(nèi)部的集成接口，將CAD實(shí)體模型轉(zhuǎn)換到CAM中，另一部分則通過ITK編程，將CAD特征模型的點(diǎn)面信息（拓?fù)湫畔ⅲ┯成涑蒀AM所需的實(shí)體加工模型信息。CAPP/CAM集成接口將存放在數(shù)據(jù)庫中的CAPP系統(tǒng)生成的工藝過程及工序內(nèi)容信息轉(zhuǎn)換為GM專用數(shù)據(jù)文件格式。

圖1　CAD/CAPP/CAM集成接口結(jié)構(gòu)

    3.2　CAD/CAPP/CAM集成方案
　　所實(shí)施的CIMS中CAD/CAPP/CAM集成方案如圖2所示。

圖2　CAD/CAPP/CAM集成體系#p#分頁標(biāo)題#e#

　　這種集成體系有如下特點(diǎn)：
　　（1）各單元以應(yīng)用系統(tǒng)封裝的形式統(tǒng)一于集成平臺　墻板、凸輪類零件CAD應(yīng)用系統(tǒng)、創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)和CAM系統(tǒng)都以Dataset的形式封裝在IMAN下，保證了用戶界面的統(tǒng)一和對一切與設(shè)計(jì)、制造相關(guān)過程的統(tǒng)一管理，從而在軟件層上實(shí)現(xiàn)了集成。
　　（2）在集成方法上采用了文件與共享數(shù)據(jù)庫相結(jié)合的方法　在該CIMS中，墻板、凸輪類零件CAD應(yīng)用系統(tǒng)以專用格式文件作為輸出，這使得CAD/CAPP、CAD/CAM的集成接口主要采用專用格式文件的方法。而CAPP/CAM的集成接口主要是基于共享數(shù)據(jù)庫的。
　　（3）采用STEP標(biāo)準(zhǔn)的零件特征信息建模　該系統(tǒng)的零件特征信息模型嚴(yán)格按照STEP標(biāo)準(zhǔn)，特征之間的轉(zhuǎn)換與映射也按照STEP方法進(jìn)行。
　　（4）數(shù)據(jù)文件存儲統(tǒng)一、獲取方便　CAD、CAPP、CAM系統(tǒng)所有數(shù)據(jù)文件統(tǒng)一存儲在IMANVolume下，由IMAN統(tǒng)一管理。這既保證了文件讀取的方便性，又使得文件具有保護(hù)機(jī)制，不能在IMAN之外被隨意修改。

    4、集成接口信息模型的建立

　　CAD/CAPP/CAM集成接口信息采用STEP描述語言EXPRESS。在EXPRESS中，實(shí)體由屬性定義而成。這些屬性可以是簡單的數(shù)據(jù)類型（例如整數(shù)），或者是另一實(shí)體類型。
　　為了銜接CAD輸出的特征文件和CAPP所需的特征對象，在所實(shí)施的CIMS中CAD/CAPP/CAM集成接口系統(tǒng)將實(shí)體分為三類，即尺寸實(shí)體、幾何元素實(shí)體和加工實(shí)體。
    4.1　尺寸實(shí)體
　　尺寸實(shí)體主要描述尺寸組成、實(shí)體之間的尺寸關(guān)聯(lián)等，包括長度尺寸、度尺寸、長度關(guān)聯(lián)尺寸以及角度關(guān)聯(lián)尺寸等。
　　在尺寸實(shí)體中，首先應(yīng)定義抽象超類。所謂抽象超類，是指其本身不被實(shí)例化的父類。其本身可以包含屬性，屬性后的關(guān)鍵字表明它們所屬的數(shù)據(jù)類型，屬性將被其所有子類所繼承。其次在抽象超類的基礎(chǔ)上，定義尺寸實(shí)體的子類模型。
    4.2　幾何元素實(shí)體
　　幾何元素是形成創(chuàng)成式CAPP零件特征幾何形狀的基本要素。幾何元素實(shí)體包括坐標(biāo)軸、矢量方向、點(diǎn)、曲線（主要指凸輪輪廓曲線）及面等實(shí)體。
    4.3　加工實(shí)體
　　如前所述，加工實(shí)體對應(yīng)于創(chuàng)成式CAPP所處理的特征。這些特征由所定義的尺寸實(shí)體和幾何元素實(shí)體以及其自身所帶有的若干屬性和約束條件組成。
　　與前兩類實(shí)體一樣，加工實(shí)體也定義了其抽象超類。其下有基本特征、復(fù)合特征和分布特征三大類。我們把由尺寸實(shí)體、幾何元素實(shí)體以及其自身的屬性所組合而成的CAPP特征稱為基本特征，如通光孔、U型槽等。若干基本特征實(shí)體可以組合成復(fù)合特征，如臺階孔可看作是由幾個通光孔特征復(fù)合而成。基本特征按照矩形或圓周分布形成分布特征。

    5、結(jié)　論
　　PDM是構(gòu)筑在關(guān)系型數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)上的集成平臺，以一個共享數(shù)據(jù)庫為中心，可以跨越操作系統(tǒng)平臺與應(yīng)用軟件平臺，能夠?qū)崿F(xiàn)多平臺的信息集成。建立在PDM上的CAD/CAPP/CAM集成體系，充分利用了其對數(shù)據(jù)和軟件集成的特點(diǎn)，并以STEP標(biāo)準(zhǔn)為指導(dǎo)，采用EXPRESS描述語言，建立了涵蓋所有集成接口的信息模型。從而，采用基于STEP標(biāo)準(zhǔn)的CAD文件和共享數(shù)據(jù)庫相結(jié)合的方式，實(shí)現(xiàn)了以PDM為平臺的CIMS環(huán)境中CAD/CAPP/CAM的信息集成。#p#分頁標(biāo)題#e#