注塑模CAD/CAE（精选3篇）
注塑模CAD/CAE 篇1
0 引言
注塑模设计是典型的设计分析一体化过程,随着CAD和CAE技术在该领域的广泛应用,注塑模的设计效率和质量都有了显著提高。但是,由于CAD和CAE系统之间缺乏有效的数据共享和信息沟通渠道,需要数据转换或重复建模,导致整体的运行效果仍不理想[1]。为此,诸多学者在注塑模CAD/CAE系统集成方面做了大量工作,主要包括:①利用参数化建模、特征造型、特征识别技术实现几何模型到分析模型的自动转换[2,3,4];②利用基于事例的推理(CBR)对CAE分析所需工艺参数进行智能选择[5];③对CAE分析结果的定向解释专家系统进行研究,从分析结果出发,评价、修改设计模型和工艺方案[6]。在CAD和CAE模型的自动转换方面,目前主要是针对制品模型进行研究,忽略了冷却系统建模对CAD/CAE集成效果的影响[7]。在注塑模的设计分析过程中,冷却系统分析占有很大比重,设计好的冷却系统CAD模型无法直接应用于CAE分析,需要通过CAD/CAE软件接口进行数据转换或利用CAE软件的前处理功能进行重复建模,不仅增加了设计人员的工作负荷,而且在数据转换过程中容易出现数据丢失等错误,这些都极大地影响了注塑模设计分析的效率和集成系统的应用普及。
鉴于此,本文总结了注塑模冷却系统的常见形式,将构成冷却系统特征各元素间的拓扑关系和几何约束转化为一组推断规则,提出了一种基于图的冷却系统特征识别方法。该方法可自动识别出注塑模CAD模型中的冷却回路特征,并进一步提取和优化用于CAE分析的冷却回路相关数据,从而实现冷却系统模型从CAD到CAE系统的自动重构。
1 基于图的冷却系统特征识别
特征识别就是从零件的实体模型出发,自动识别出其中具有一定工程意义的几何形状(特征),其基本原理是将几何模型中的数据与预定义的一般特征数据进行比较,确定相匹配的特征实例,从而识别出相应的特征。目前特征识别的方法主要有:语义模式法、基于规则法、基于图的方法(图匹配法)、体分解法、基于神经网络法和基于CSG法等,其中以基于图的特征识别方法应用最为广泛[8]。
基于图的特征识别方法采用面边图表示模型的边界模式,以面为节点,以面之间的邻接关系为弧描述模型的拓扑关系和几何约束,然后将定义好的特征子图或特征规则与模型面边图进行匹配来识别预定的特征。
1.1 冷却系统特征的规则描述
注塑模的冷却系统通常由多条冷却回路组成,其中最常使用的冷却回路形式为以下两种(图1)。图1a所示为动模板内一条直流冷却回路,冷却通道之间采用内部钻孔的方式连通,非进出水口均用堵头堵住使冷却水沿所规定的回路流动。对于普通的塑料制品,采用直流冷却回路即可达到较好的冷却效果。但是对于型芯高度较大的制品,为了使冷却水能迅速冷却型芯表面,常在普通的直流冷却回路中串联一些特殊的冷却结构,如图1b所示为隔板式冷却回路。此种冷却回路采用多个与型芯底面相垂直的通道与底部的横向通道形成冷却回路。同时使用隔板将每一个垂直通道分隔成两部分,使冷却水在垂直通道中往返流动[9]。
根据上述冷却回路的结构特点,可将每条冷却回路特征定义为一组在几何上直接或间接关联的面的集合。由于不同回路集合所包含的面的个数不同,因此无法直接用特征子图来唯一描述冷却回路特征。本文采用“三语法”规则来描述冷却回路特征,假设一组面的集合A(A={f1,f2,…,fn})构成了一条冷却回路特征,则该回路的组成元素必须满足以下规则:
(1)第一规则(面的个数)。集合A中至少包含3个元素,其中有且仅有2个元素为平面类型(进出水口平面),其余元素均为圆柱面类型。
(2)第二规则(面之间的拓扑关系)。在集合A中任取一个元素fi(i=1,2,…,n),则至少存在一个fj(j=1,2,…,n,j≠i)与fi邻接,即存在公共边界;可以将A中的所有元素按相邻关系,组合成一个连通图,图的首节点是进水口平面,末节点是出水口平面。
(3)第三规则(面之间的几何关系)。平面与圆柱面邻接,公共边界为圆弧。圆柱面与圆柱面邻接,公共边界为相贯线(若两圆柱面直径相同,则相贯线为两条椭圆弧;若直径不同,则相贯线为一条空间曲线)。
由于冷却水在隔板孔中往返流动,在CAE模型重构时需要特殊处理,因此还需要在上述推断规则的基础上,增加针对隔板孔特征的识别规则,具体如下:
(1)隔板孔为圆柱面类型。
(2)在集合A中,有且仅有两个圆柱面与隔板孔圆柱面邻接,这两个圆柱面的直径均小于隔板孔圆柱面,并且其轴线或其延长线相交于一点,且都与隔板孔圆柱面的轴线垂直。
1.2 冷却系统特征识别算法
冷却系统特征识别算法的输入为注塑模冷却回路所在模板的三维实体模型面边图和指定的进出水口平面,输出为所有符合规则的冷却回路特征子图。具体步骤如下:
(1)模板零件面边图GO的建立。读取CAD系统中包含冷却回路的三维实体模板每个面的信息(用图中的节点表示),将面与面之间的边界用图中的弧表示。节点记录面的标识符及面的种类等信息,弧记录边界种类等信息。如图2所示,面边图中P代表平面,CF代表圆柱面,TF代表圆锥面。
(2)定义搜索起点和终点。由于图的节点间关联性较复杂,为了提高搜索速度,避免歧义性(图2中{P6,CF4,P7}满足前文所述推断规则,可显然不是冷却回路),需指定模型中的进出水口位置作为搜索的起点和终点。
(3)回路搜索。探索从入口到出口所有符合要求的冷却回路是一个典型的迷宫算法问题。本文将迷宫算法中对通路的判断进行了转变,用以判断面边图中某节点是否符合推断规则,算法如下:①在图G0中查找步骤(2)中指定的起始节点V0,将其作为当前位置,插入栈顶。②从当前位置出发,探索与当前位置节点邻接的下一节点是否符合规则。若符合,则将该节点存入栈中,并设为新的当前位置继续探索;若不符合,则判断与当前位置节点邻接的其他节点是否符合规则,如此重复,直至到达出口节点,此时终止搜索。③如果从某一位置开始,与其邻接的所有节点都不符合规则,则从栈中删除该位置节点,并将新的栈顶节点作为当前位置,返回上一步。④如果栈中元素为空,终止搜索。
(4)特征处理。通过以上操作,获得的冷却回路特征子图中可能包含隔板孔特征,需要单独识别并予以区别。如图2所示,子图G1{P3,CF1,CF2,CF3,P4}是识别出的一条冷却回路特征,利用隔板孔特征的识别规则,在特征子图G1的基础上识别出节点CF2为隔板孔特征,并对该节点进行标识。
2 冷却系统CAE模型重构
注塑模冷却过程模拟经历了从一维、二维到三维的发展过程,特别是边界元方法提出后,该方法以其独特的优势已经被广泛应用于注塑模冷却过程的分析中[10]。要应用边界元法,首先需要获得求解域的边界信息,对注塑模冷却系统CAE模型而言,冷却回路中心线和特征尺寸(如截面直径)等数据最为重要,通过它们即可确定其边界[11]。另外,由于冷却系统CAD模型是用于模具加工的,需要与实际制造过程完全吻合,而CAE模型用于分析计算,往往需要进行合理简化。因此,冷却系统CAE模型的重构主要包括两方面内容:①提取冷却回路中心线和截面尺寸等数据;②优化冷却回路中心线。
通过对冷却系统CAD模型的特征识别,获得了构成冷却回路面的集合,利用CAD软件提供的二次开发接口可以方便地得到各种面的相关数据,如圆柱面的矢量方向、中轴线、直径,以及最大包容框等,在此不再赘述。下面主要讨论冷却回路中心线的优化。
为了防止冷却回路边界元网格模型出现交叉、重叠等缺陷,导致边界元矩阵形态变差而影响分析求解,构成冷却回路的各段水路需要首尾相连,其相邻两段的中心线不能出现交叉、异面和不共端点等错误。本文通过对冷却回路中邻接面的中心线两两求交点,再依次连接交点的方法,对回路中心线进行了优化,首先对邻接面的相交操作作如下定义:
(1)平面与圆柱面相交。根据冷却回路特征的识别规则(3),平面与圆柱面邻接,公共边界为圆弧,定义其中心线的交点为该圆弧的圆心。
(2)圆柱面与圆柱面相交。如图3所示,两圆柱面邻接主要有三种形式,对应的中心线可能出现交叉、异面和不共端点等问题。两中心线交叉产生一个交点;两中心线异面,定义交点为其公垂线的两个端点,公垂线的截面直径为两邻接圆柱面直径的算数平均值;若一圆柱面为隔板孔,则会出现两中心线不共端点的情况,此时各取两中心线的一个端点作为交点,其中非隔板孔中心线的端点为距离隔板孔中心线最近的端点,隔板孔中心线的端点为距离非隔板孔中心线最远的端点,且近似认为新添加的中心线的截面直径为隔板孔直径的1/2。
基于以上定义,假设识别出的冷却回路面的集合为A={f1,f2,…,fn},对冷却回路中心线进行优化的算法流程如图4所示。
3 应用实例
基于上述方法,利用UG NX软件提供的Open API接口,通过C++编程实现了注塑模冷却系统C AD模型的特征识别与数据提取,并在注塑成形仿真系统HsCAE(华塑CAE)中进行了模型重构。
图5所示是一个塑料音箱制品模具的定模部分,采用了一模两腔的布局。模板中有一条冷却回路,指定了冷却水路进出口平面后,自动识别出冷却回路特征,同时提取了冷却回路中心线和回路直径等数据,并对回路中心线进行了优化,如图6所示。最后将识别出的回路中心线、回路直径等信息转化成HsCAE系统定义的冷却系统前处理数据文件,在HsCAE系统中实现了冷却系统的自动重构,并利用重构的模型进行了冷却分析,如图7所示。
4结语
针对注塑模设计分析过程中,冷却系统模型需要数据转换或重复建模等问题,提出了一种基于图的冷却系统特征识别方法,并将该方法应用于注塑模CAD/CAE集成。对特征识别和CAE模型重构过程中涉及的推断规则定义、特征识别算法、特征数据提取和优化方法等关键内容分别进行了论述。基于上述研究,在UG平台上开发了注塑模冷却系统CAD/CAE集成模块,并以某塑料音箱制品模具为例,对本文所提方法的可行性和实用性进行了验证。
摘要：提出了一种基于图的冷却系统特征识别方法,并将该方法应用于注塑模CAD/CAE集成。针对注塑模冷却系统的结构特点,定义了一组推断规则。对注塑模三维CAD模型中包含冷却系统的模板建立面边图,利用推断规则识别出面边图中的冷却系统特征子图,进而对识别出的冷却回路数据进行提取和优化,并转换成CAE分析所需的格式。以此为基础,在UG平台上开发了注塑模冷却系统CAD/CAE集成模块,实现了冷却系统模型从CAD到CAE系统的自动重构,避免了不同系统之间的重复建模。
关键词：冷却系统,特征识别,CAD/CAE集成,注塑模
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注塑模CAD/CAE 篇2
CAD/CAE/CAM技术逐步应用于注塑模具的设计和制造过程中。借助该技术,可以完成塑件结构、注射成型工艺参数及模具设计方案的优化,从而缩短模具设计与制造周期,减少试模次数,降低开发成本[1,2]。本文以塑料吊钩为例,研究应用Creo2.0、华塑CAE 3D7.5软件、CAXA制造工程师2013r1等软件完成注塑模具设计、方案分析与制造的全过程。
1 建立产品模型
该塑件为常见生活用品,要求制件表面光滑无缺陷,材料选用ABS,在Creo2.0中建立塑件模型如图1所示,体积为5.459 8 cm3。塑件尺寸及体积均适中,易于充模,根据生产批量要求,定为一模四腔。
2 塑件CAE分析
2.1 产品网格划分
对制件进行合理的网格划分是进行CAE分析的前提。在华塑CAE网格管理器中读入由Creo2.0输出的STL数据模型,进行网格划分(图2)。网格划分的合理性将直接影响模具CAE分析的结果。经过网格统计,相交错误和长高比不能满足分析要求,利用合并、插入节点,删除单元等方式进行优化处理,再次对网格进行评价,直至评价结果完全通过[3]。
2.2 充模及翘曲分析
在充模分析前,首先需要完成型腔设计、浇注系统设计及设置合理的充模工艺条件等环节。在浇注系统设计的过程中,为确保与Creo2.0中模具设计浇注系统保持一致,必须提取三维软件中的浇注系统草图部分,以IGES格式将其导入华塑CAE中,然后在草图基础上完成浇注系统设计。
利用华塑CAE软件的最佳浇口位置分析功能,分析该塑件最佳浇口位置在钩体直线部位处,考虑到产品的外观质量,将进浇位置改为如图3所示。浇注系统设计完成后,对模型进行充模及翘曲分析,分析结果如图3及图4所示。由图3可见,熔接痕的出现位置不在制件的主要受力部位,数量较少,且制件的最大翘曲值为0.4 mm(图4),据此分析结果,认为模具设计方案整体效果良好[3,4]。
3 creo2.0模具设计
Creo2.0具有强大的曲面、实体造型及模具设计功能。模具设计者应用Creo2.0中的Moldesign模块提供的模具设计与分析工具,可以很方便的完成分型设计与浇注系统设计等过程,再利用Creo2.0的外挂软件EMX8.0中提供的标准件库和标准模架库等内容,完成模具推出机构与装配设计[5,6]。
3.1 建立模具模型
通过在文件【新建】对话框中选择【制造】类型和【模具型腔】子类型,新建一个模具型腔文件。单击【模具】功能选项卡【参考模型和工件】中的按钮【参考模型】,在【打开】对话框中选取制件的三维零件模型作为模具零件参考模型,并完成模型定位及型腔布置及定位一系列操作,创建工件模型,设置收缩率为0.5%。
3.2 创建分型面
分型面设计是模具设计中的重点环节,直接关系到成型零件的尺寸精度、表面质量以及脱模的难易程度等。在Creo2.0中创建模具分型面的方式包括“裙边曲面”和“阴影曲面”等多种方法,具体的使用需要根据塑件的结构特点和设计者的经验而定。结合制件特点,本文选取吊钩的对称面作为模具分型面。吊钩分型面创建采用的是“复制”参照模型的内表面,并“填充”孔的方式。把“复制”的曲面边界延伸至工件侧面,最终形成分型面。
3.3 分割并抽取模具零件
根据创建的分型面,利用“分割”命令,把工件模型拆分成型腔、型芯体积块。体积块是一个有体积无质量的封闭曲面,因此通过“模具元件”中的“抽取”命令,将体积块转换成模具实体零件,即凸模与凹模。将抽取后的凸模和凹模零件转存为igs格式,供CAXA制造工程师软件调用。
4 零件仿真加工
Creo2.0与CAXA制造工程师2013r3均能接受和输出较多的数据格式。在Creo2.0中提取零件加工信息,通过igs格式导入CAXA制造工程师中进行模拟加工。
以定模型腔为例,毛坯尺寸为155 mm×105 mm×25 mm,材料为P20。在CAXA制造工程师中首先利用平面区域粗加工与平面轮廓精加工功能去掉顶面和台阶面大部分的加工余量。根据刀具直径及加工条件等因素,设置合理的顶层高度、底层高度、每层下降高度和行距等参数;其次,利用平面轮廓精加工功能加工钩体型腔大曲面及型腔底部凹槽等部位;最后完成零件钻孔。利用实体仿真功能检验刀具与工件之间是否存在干涉,确保工件表面不会发生过切。在轨迹管理特征树中,选取生成的加工轨迹,利用后置处理功能,自动生成加工所需的NC代码。零件仿真加工完成后如图6所示。[7]
5 结语
CAD/CAE/CAM技术在吊钩注塑模具设计与制造过程中应用的工艺过程如下:1)利用三维CAD软件建立产品模型,2)利用CAE软件根据塑件材料的相关数据进行模拟流动分析,确定初始设计方案,3)根据模流分析结果,在三维软件中进行模具结构设计,4)应用华塑CAE软件对模具浇注、冷却系统设计方案进行评估分析和优化,并结合分析结果,完成模具结构设计的改良工作,最终确定设计方案,5)在Creo2.0中抽取模具零件,在CAXA制造工程师2013r3中完成刀具轨迹生成与仿真,最终生成加工代码。
摘要：以吊钩注塑模具设计与制造过程为例,研究应用Creo、华塑CAE、CAXA制造工程师等软件完成注塑模具CAD/CAE/CAM的一体化过程。详细介绍了采用华塑CAE软件对塑件CAE软件对塑件进行CAE分析的一般流程,包括网格划分、充模及翘曲分析等。结合分析结果,在Creo2.0中完成模具设计的全过程,最后将曲取的模具零件通过转存格式的方式供CAXA制造工程师调用,完成零件的仿真模拟加工。
关键词：吊钩,注塑模具,设计,CAD/CAE/CAM
参考文献
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注塑模CAD/CAE 篇3
1 CAD/CAE/CAM的发展历程
1.1 CAM的发展历程
从时间上看, CAD/CAE/CAM的发展是随着计算机软硬件技术的发展而发展的, CAD/CAE/CAM的发展历程要从CAM的历史说起。1952年, 美国麻省理工学院研制成功了世界上第一台NC机床来取代以往的手工作业。此机床由于控制程序纸带由人工完
E′/E较大时, 圆孔边上的A点应力最大, 则应力集中系数为:
E′/E与α以及α′的关系如图3所示。该图表明, 在E′/E>1.0时, 即α<1.0的范围内, 由于填充物对应力集中的缓和作用, 板上填充物附近的应力较板在远处的应力要低。
由以上分析可知, 沥青路面坑槽修补后应力集中将会降低。理想状态下, 当所用填充材料与原路面材料相同, 而且边界密合, 则应力集中会消失。但路面暴露在空气中, 经过长年的风吹、日晒、雨淋和车辆的作用, 弹性模量相比新填充的沥青要小, 随之, 应力集中也会很小。如取E′/E=1.5, 则应力集中系数大约为1.3, 得到了缓解。
3结论与展望
修补坑槽虽然按公路养护技术规范所规定的“圆洞方补”的原成, 因而花费时间且容易出错。为解决这些问题, 麻省理工学院开发了APT (Automatically Programmed Tools) 的自动编程系统, 根据加工零件的形状, 自动计算刀具轨迹。1957年和1961年又相继推出了APT-II和APT-III。伊利诺斯工业大学于1969年研制成功了APT-IV。联邦德国的汉堡大学吸收了APT技术并开发了EXAPT-I、EXAPT-II和EXAPT-III。1969年, 雷诺公司开发成功了第一个标准设计系统AUTO-PROS。APT模式是第一代CAM的模式, 基本处理方式是人工或辅助式直接计算数控刀路, 编程目标与对象也都直接是数控刀路。第二代CAM能处理曲面, 系统结构一般是CAD/CAM混合系统, 较好地利用了CAD模型, 以几何信息作为最终的结果, 自动生成加工刀路, 自动化、智能化程度得到了大幅度提高, 具有代表性的是美国的UG、加拿大的Cimatron、美国的Marster CAM、法国的CATIA。由于工序设计中的一些技术处理问题, CAM技术是CAD/CAE/CAM发展中最缓慢的。
1.2 CAD的发展概述
20世纪50年代后期, 麻省理工学院在开发APT的同时, 探索了如何把计算机用于设计过程。其开发的计算机图形对话系统叫SKET-CHPAP, 可以通过光笔在显示器屏幕上给出一些简单的命令来绘出直线、圆、弧线等几何图形。会话式计算机图形处理, 是实现CAD概念的第一步。CAD首先成功地应用在电子工业领域中,
则, 操作简便, 但效果欠佳。因为修补坑槽夯实基层时, 一方面, 方形四角不易夯实, 造成压实度不足、强度不匀, 损坏往往从四角开始而逐步发生;另一方面, 沥青路面在承受行车荷载和低温收缩拉力的作用下, 方形坑槽边缘部位应力集中较大, 界面就易发生早期破损。由对各种形状坑槽的应力集中分析可知, 圆形槽、纵向有两端倒圆的矩形槽的应力集中程度最小, 适宜作为坑槽开槽的形状。之后, 本文通过对圆形坑槽修补之前和修补之后的应力分析可知, 圆形坑槽修补方式很大程度上缓和了应力集中的情况。而目前的铣刨机很难铣出圆形坑槽, 所以如果我们研究出立式铣刨机, 则能方便的挖出圆形坑槽, 对沥青路面坑槽修补具有重大意义。
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利用计算机图形处理的功能, 提高了设计的效率。随后, 在机械、土木、建筑等领域中也应用CAD来进行二维图形的绘制。这些二维绘图的CAD系统为第一代CAD技术。
1973年, 布达佩斯国际会议首次公布了一种能与实物一模一样的图形存入计算机中的设计系统———立体模化器, 成功实现了三维CAD, 这就是第二代CAD系统, 主要是进行二维交互式绘图和三维几何绘图。第二代CAD系统在几何造型方面采用了三维线框模型、曲面模型和实体模型, 在实体造型上采用实体几何构造法 (CSG法) 和边界表示法 (B-rep法) 。
第三代CAD系统始于20世纪80年代中期, 建模方法上出现了特征建模、基于约束的参数化和变量化建模方法及2种建模方法互相交叉、融合。这种系统常常与CAM系统之间有内部统一的数据结构及共同的数据库, 做到了二、三维模型修改时的相互关联性以及CAD/CAM的信息集成。
自20世纪90年代后期开始, CAD技术正在向第四代CAD系统发展, 以全面支持异地的、数字化的、采用不同设计哲理与方法的产品设计工作。
1.3 CAE的发展历史
1953年, 首次成功应用了计算机进行电力变压器设计的收敛运算。1956年, 波音公司开发了具有划时代意义的有限元素方法用于进行喷气式飞机设计的振动分析。有限元法能用于结构解析、热传导、流体和电磁解析等多种场合中。随后, 又开发出了边界元素法、模态解析法等新的利用计算机进行解析的方法。
实用的CAE软件诞生于20世纪70年代初期, 其功能和算法得到了进一步扩充和完善。到80年代中期, 逐步形成了商品化的通用和专用CAE软件, 到80年代后期, 随着计算机科技的迅猛发展和有限元方法越来越成熟, 国际上已经有ANSYS、ABAQUS、FASTRAN等10余种知名CAE软件。
1.4 CAD/CAE/CAM的集成
CAD和CAM最初是独立发展的, 用CAD进行设计, 将设计产品形状数据存入计算机后, 再由CAM对同一个形状的数据进行修改, 工作的重复浪费了大量的时间。为了避免这些重复浪费, 应看到CAM与CAD相统一的重要性。利用立体模化器确定形状, 从解析、仿真到生产准备的一系列工作都能统一地集中完成。当前正在开发以立体模化器为核心的CAD/CAM/CAE的集成系统, 从而进一步提高设计和生产的自动化程度和效率。
2 CAD/CAE/CAM的系统构成
要实现CAD/CAE/CAM的有机集成, 必须具备由计算机、输入输出设备组成的硬件和使CAD/CAE/CAM发挥功能作用的软件。
2.1 CAD/CAE/CAM的硬件组成
CAD/CAE/CAM的核心是计算机, 这个计算机可以是专用计算机, 也可以是通用计算机。目前广泛应用的输入设备有键盘、数字化仪、语音输入笔、光笔等。主要的输出设备有复印机、绘图仪、打印机等。显示器可以作输出设备, 与光笔配合又具有输入功能。另外, CAD/CAE/CAM还有一些其他的附属设备。
2.2 CAD/CAE/CAM的软件组成
CAD/CAE/CAM主要包括以下软件系统:
(1) 自动绘图系统。自动绘图系统是根据工业制图的原理, 利用计算机辅助进行图形的绘制。
(2) 各种二维CAD系统。适用于各个领域的CAD系统, 这些CAD系统预先存有领域内使用的符号、工程标准等, 如服装设计CAD、电路设计CAD、建筑用CAD。
(3) 三维CAD系统。将与实际物体形状特性相近的图形数据代替三维形状, 进行三维设计, 便于直观地观察产品结构。
(4) CAE系统。对三维CAD系统得到的数据进行仿真和分析, 包括有限元分析功能、动特性分析功能、结构分析功能等。
(5) CAM系统。CAM系统有3大功能:1) 将加工技术的经验知识存入计算机, 再对其进行调用、修改来进行工序设计;2) 可以在显示器上采用对话方式, 进行半自动NC编程, 编好的程序可在显示器上进行仿真, 以判断程序的正确性;3) 机器人是零件自动装配所必须的设备, 要确定机器人运行的程序是否正确, 应该对机器人的动作进行仿真, 以防止误操作及干涉。
3 CAD/CAE/CAM的发展趋势
3.1 参数化
传统的实体造型技术都是采用无约束自由造型技术, 即用固定的尺寸数值来定义几何元素, 输入的每条线都有其确定位置, 如果想修改结构形状, 只有重新造型。而在新产品设计过程中不可避免地要多次修改, 进行零件尺寸和形状的综合优化协调, 而且大多数新产品设计都是在原有的设计基础上进行改进。参数化设计 (Parametrie) 即尺寸驱动 (Dimension-Driven) 不仅使CAD系统具有交互式绘图功能, 同时也具有自动绘图的功能。这是CAD技术应用领域内的一个非常重要且有待进一步研究的课题。
3.2 智能化
智能型CAD/CAE/CAM系统是人工智能技术应用在产品的设计、分析、制造中, 尤其是机器人技术和专家系统技术。专家系统是一种问题求解智能软件系统, 在某些专业领域内, 它把人类专家的知识和经验转换成计算机能够处理和接收的符号形式, 按照专家的控制策略和推理方式, 解决该领域内原来只有专家才能解决的问题。
3.3 网络化
随着计算机网络技术的不断完善, CAD/CAE/CAM系统的网络化已成为不可阻挡的发展趋势。网络化可以充分发挥系统的总体优势, 使一个项目在多台计算机上协作完成。借助现有的网络, 不同设计人员可以通过网络交流设计数据, 同时对产品的设计与制造进行操作和评价。
4 结语
企业必须总结CAD/CAM/CAE开发与应用的经验, 进行充分的调研, 制订合理的计划, 提出总体规划, 注重二次开发、人才培训和系统管理, 进一步推动我国模具CAD/CAE/CAM技术的应用和发展。
摘要：介绍了CAD/CAE/CAM发展的历程及其集成的过程, 分析了CAD/CAE/CAM的软硬件构成, 研究了CAD/CAE/CAM的发展趋势。
关键词：CAD,CAE,CAM,发展,趋势
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