《機(jī)械CAD CAM技術(shù)》課件-第2章

第2章CAD/CAM系統(tǒng)2.1CAD/CAM系統(tǒng)基礎(chǔ)2.2CAD/CAM系統(tǒng)的硬件與軟件2.3國內(nèi)外典型CAD/CAM軟件簡介2.4工程數(shù)據(jù)庫與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在CAD/CAM系統(tǒng)中的應(yīng)用

2.1CAD/CAM系統(tǒng)基礎(chǔ)

2.1.1CAD/CAM系統(tǒng)的組成

所謂系統(tǒng)，是指為某個(gè)共同目標(biāo)而組織在一起的相互關(guān)聯(lián)部分的組合。一個(gè)完整的CAD/CAM系統(tǒng)由硬件、軟件和人等三大部分組成。

硬件主要指計(jì)算機(jī)及各種配套設(shè)備，如各種檔次的計(jì)算機(jī)、打印機(jī)、繪圖機(jī)等。廣義上說，還包括數(shù)控加工的各種機(jī)械設(shè)備等，它是CAD/CAM系統(tǒng)的物質(zhì)基礎(chǔ)。軟件一般包括系統(tǒng)軟件、支撐軟件和應(yīng)用軟件等，它是CAD/CAM系統(tǒng)的核心。硬件的性能及其CAD/CAM功能的實(shí)現(xiàn)必須通過軟件實(shí)現(xiàn)。人在CAD/CAM系統(tǒng)中起主導(dǎo)作用，是CAD/CAM系統(tǒng)的關(guān)鍵。CAD/CAM屬于高新技術(shù)，只有高素質(zhì)的技術(shù)人才才能把CAD/CAM系統(tǒng)的先進(jìn)性能充分發(fā)揮出來，為企業(yè)創(chuàng)造效益。圖2.1.1為CAD/CAM系統(tǒng)組成簡圖。

圖2.1.1CAD/CAM系統(tǒng)的組成

2.1.2CAD/CAM系統(tǒng)的功能

比較完善的CAD/CAM系統(tǒng)，應(yīng)該能夠基本完成從產(chǎn)品設(shè)計(jì)到制造全過程中的各項(xiàng)工作。一般來說，CAD/CAM系統(tǒng)應(yīng)具有以下主要功能：

(1)交互圖形輸入及輸出功能，可用于基本的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等任務(wù)。

(2)幾何建模功能，包括實(shí)體建模、線框建模及自由曲面建模等。幾何建模是CAD/CAM系統(tǒng)幾何處理的核心，提供有關(guān)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的各種數(shù)據(jù)，是后續(xù)作業(yè)處理的基礎(chǔ)。

(3)物理性能計(jì)算及工程分析功能，可根據(jù)幾何建模的基本參數(shù)，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行工程分析和數(shù)值計(jì)算，最常用的是有限元分析和優(yōu)化處理功能。

(4)處理數(shù)控加工信息的功能，可用于自動(dòng)編程、動(dòng)態(tài)仿真及多坐標(biāo)數(shù)控加工控制等。

(5)數(shù)據(jù)管理功能，可用于處理產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程中的全部信息，實(shí)現(xiàn)工程數(shù)據(jù)信息的共享。

2.1.3CAD/CAM系統(tǒng)的選型及配置

1.?CAD/CAM系統(tǒng)的選型

由于CAD/CAM系統(tǒng)投資相對(duì)較大，因此如何科學(xué)、合理地選擇適合本企業(yè)技術(shù)水平及生產(chǎn)能力的系統(tǒng)，必須經(jīng)過詳細(xì)的考察與分析。選擇CAD/CAM系統(tǒng)最基本的出發(fā)點(diǎn)是性能價(jià)格比和其適用范圍，同時(shí)考慮其技術(shù)的發(fā)展趨勢，特別是軟件和硬件技術(shù)的發(fā)展。一般要進(jìn)行以下考慮：

(1)根據(jù)本企業(yè)的特點(diǎn)、規(guī)模、追求目標(biāo)及發(fā)展趨勢等因素，確定應(yīng)具有的系統(tǒng)功能。

(2)從整個(gè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)周期中各個(gè)進(jìn)程的工作要求出發(fā)，考核擬選用的系統(tǒng)各模塊的功能，包括其開放性和集成性等特點(diǎn)。然后，根據(jù)性能價(jià)格比選擇合適的硬件環(huán)境和軟件環(huán)境。

(3)考慮如何使用、管理該系統(tǒng)，使其發(fā)揮應(yīng)有的作用，真正為企業(yè)創(chuàng)造良好的效益。

2.?CAD/CAM系統(tǒng)的配置

1)配置原則

CAD/CAM系統(tǒng)的硬件配置要考慮以下幾方面：

(1)系統(tǒng)功能。主要包括CPU的數(shù)據(jù)處理能力、內(nèi)外存容量、輸入/輸出性能、圖像顯示和處理能力、與外部設(shè)備的接口能力和網(wǎng)絡(luò)通信能力。

(2)硬件系統(tǒng)要有良好的開放性且符合工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，采用UNIX、Windows等操作系統(tǒng)。系統(tǒng)硬件配置應(yīng)利于系統(tǒng)進(jìn)一步擴(kuò)充、聯(lián)網(wǎng)以及支持更多種類的外圍設(shè)備。

(3)經(jīng)濟(jì)性能。

CAD/CAM系統(tǒng)的軟件配置要考慮以下幾方面：

(1)采用標(biāo)準(zhǔn)操作系統(tǒng)，一般選用網(wǎng)絡(luò)版。

(2)支撐軟件根據(jù)需要配置成低端、中端或高端系統(tǒng)。

(3)用戶多。

(4)運(yùn)行可靠，維護(hù)簡單，性能價(jià)格比高。

(5)廠商信譽(yù)及售后服務(wù)好。

2)基本配置形式

按照所用主機(jī)分類，CAD/CAM系統(tǒng)的基本配置有4種形式：大型機(jī)系統(tǒng)、小型機(jī)系統(tǒng)、工程工作站系統(tǒng)和微機(jī)系統(tǒng)。

2.1.4CAD/CAM系統(tǒng)的工作方式

各種CAD/CAM系統(tǒng)基本采用人機(jī)交互的工作方式(也稱人機(jī)對(duì)話方式)。

目前，計(jì)算機(jī)硬件的水平正以摩爾定律的規(guī)律飛速發(fā)展，CAD/CAM系統(tǒng)的軟件功能也日益強(qiáng)大。但是，要發(fā)揮出CAD/CAM系統(tǒng)的作用，關(guān)鍵在人。沒有掌握CAD/CAM技術(shù)的人才，CAD/CAM系統(tǒng)的價(jià)值將無法體現(xiàn)。CAD/CAM對(duì)人的要求包括：

1.基礎(chǔ)知識(shí)

基礎(chǔ)知識(shí)必須包括以下3方面：

(1)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)，主要包括系統(tǒng)軟件和硬件的基本原理與應(yīng)用基礎(chǔ)。

(2)專業(yè)基礎(chǔ)，如機(jī)械制圖、機(jī)械設(shè)計(jì)與制造、電路設(shè)計(jì)等。

(3)外語基礎(chǔ)。

2.實(shí)踐知識(shí)

必須有工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，不斷地從事CAD/CAM技術(shù)的應(yīng)用實(shí)踐，在實(shí)踐中加深對(duì)先進(jìn)技術(shù)的掌握，并不斷豐富實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

3.不斷學(xué)習(xí)和培訓(xùn)

CAD/CAM技術(shù)是飛速發(fā)展的先進(jìn)技術(shù)，只有及時(shí)更新知識(shí)，始終掌握最前沿的軟件和技術(shù)，才能發(fā)揮更大的作用。

2.1.5CAD/CAM系統(tǒng)的工作過程

一個(gè)較為完整的CAD/CAM系統(tǒng)的工作過程如圖2.1.2所示。

圖2.1.2CAD/CAM系統(tǒng)的工作過程

圖2.1.2所示的CAD/CAM系統(tǒng)的工作過程包括以下幾個(gè)方面：

(1)各種專家系統(tǒng)可以協(xié)助設(shè)計(jì)人員進(jìn)行產(chǎn)品分析及方案設(shè)計(jì)。

(2)使用幾何造型系統(tǒng)快速、準(zhǔn)確地建立產(chǎn)品的三維模型，并得到產(chǎn)品的基本數(shù)據(jù)，有些基于特征的建模系統(tǒng)還包括加工制造信息。

(3)計(jì)算分析軟件利用產(chǎn)品模型中的相關(guān)數(shù)據(jù)，自動(dòng)生成有限元網(wǎng)格進(jìn)行分析，得到靜態(tài)和動(dòng)態(tài)的分析結(jié)果，為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及優(yōu)化提供依據(jù)。

(4)利用仿真軟件進(jìn)行動(dòng)態(tài)仿真、裝配仿真、檢驗(yàn)零件干涉碰撞情況、模擬刀具軌跡等，以代替物理模型試驗(yàn)或?qū)嶋H樣機(jī)檢驗(yàn)等。

(5)圖形處理軟件用于圖形的繪制、編輯、顯示與打印輸出等，可以得到產(chǎn)品的任意方向的視圖、剖面圖、效果圖等。

(6)計(jì)算機(jī)輔助工藝規(guī)劃(CAPP)軟件輔助設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)工藝路線，確定工序，選擇機(jī)床、刀具，制定切削用量，計(jì)算工時(shí)定額、加工成本等，最后輸出完整的工藝文件等，實(shí)現(xiàn)零件加工工藝設(shè)計(jì)的自動(dòng)化。

(7)數(shù)控(NC)自動(dòng)編程軟件可以直接使用CAPP生成的結(jié)果進(jìn)行自動(dòng)編程，形成刀位文件，再經(jīng)處理而成為機(jī)床的加工代碼，即NC代碼。

2.1.6CAD/CAM系統(tǒng)集成的關(guān)鍵技術(shù)

1.?CAD/CAM系統(tǒng)集成技術(shù)的內(nèi)涵

CAD/CAM系統(tǒng)是一個(gè)集成的系統(tǒng)，是由許多相關(guān)的技術(shù)集成在一起的綜合系統(tǒng)，其中每一部分既可以是獨(dú)立的，又可以是密切相關(guān)的。這些技術(shù)包含以下內(nèi)容：

1)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)

計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)簡稱CAD，是使用計(jì)算機(jī)進(jìn)行機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)的技術(shù)，是CAD/CAM系統(tǒng)集成的基礎(chǔ)。

計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)可以分為以下幾個(gè)方面：

(1)計(jì)算機(jī)輔助繪圖(ComputerAidedDrafting)。它是用計(jì)算機(jī)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的手工繪圖。

(2)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(ComputerAidedDesign)。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)是真正意義上的CAD，它包括以下幾個(gè)方面：

①計(jì)算機(jī)輔助幾何建模(ComputerAidedGeometricModeling)。

②裝配及干涉分析(DesignForAssemble，DFA)。

③可制造性分析(DesignForManufacturing)。

(3)計(jì)算機(jī)輔助分析(CAE)。

2)計(jì)算機(jī)輔助制造技術(shù)

計(jì)算機(jī)輔助制造(CAM)是指在產(chǎn)品的制造過程中采用計(jì)算機(jī)技術(shù)，包括以下幾個(gè)方面：

(1)計(jì)算機(jī)輔助編程(ComputerAidedProgramming)：一般人們所說的CAM就是指計(jì)算機(jī)輔助編程。它是根據(jù)零件的模型，利用計(jì)算機(jī)自動(dòng)生成刀具運(yùn)動(dòng)軌跡，通過后置處理，生成數(shù)控加工代碼，直接傳送給數(shù)控機(jī)床來進(jìn)行零件的加工。在使用數(shù)控代碼之前，可以利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行加工代碼仿真，確保加工過程中的安全性和正確性。

(2)計(jì)算機(jī)輔助工藝規(guī)程編制(ComputerAidedProgramPlanning，CAPP)：利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行零件加工工藝路線的自動(dòng)編制，選擇合理的切削參數(shù)和加工設(shè)備，并確定合理的檢驗(yàn)數(shù)據(jù)。

(3)計(jì)算機(jī)輔助質(zhì)量控制(ComputerAidedQuality，CAQ)：對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行及時(shí)檢驗(yàn)，并提出分析報(bào)告，對(duì)生產(chǎn)的組織、進(jìn)度和其他管理問題及時(shí)進(jìn)行跟蹤、反饋，并輔助做出決策。

2.?CAD/CAM系統(tǒng)集成的關(guān)鍵技術(shù)

CAD/CAM系統(tǒng)的集成就是按照產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制造的實(shí)際進(jìn)程，在計(jì)算機(jī)內(nèi)實(shí)現(xiàn)各應(yīng)用程序所需的信息處理和交換，形成連續(xù)的、協(xié)調(diào)的和科學(xué)的信息流。

1)產(chǎn)品建模技術(shù)

一個(gè)完善的產(chǎn)品設(shè)計(jì)模型是CAD/CAM系統(tǒng)進(jìn)行信息集成的基礎(chǔ)，也是CAD/CAM系統(tǒng)中共享數(shù)據(jù)的核心。

2)集成的數(shù)據(jù)管理技術(shù)

隨著CAD/CAM技術(shù)的自動(dòng)化、集成化、智能化和柔性化程度的不斷提高，集成系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)管理問題日益復(fù)雜，傳統(tǒng)的商用數(shù)據(jù)庫已滿足不了上述要求。CAD/CAM系統(tǒng)的集成應(yīng)努力建立能處理復(fù)雜數(shù)據(jù)的工程數(shù)據(jù)處理環(huán)境，使CAD/CAM各子系統(tǒng)能夠有效地進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，盡量避免數(shù)據(jù)文件和格式轉(zhuǎn)換，清除數(shù)據(jù)冗余，保證數(shù)據(jù)的一致性、安全性和保密性。

3)產(chǎn)品數(shù)據(jù)交換接口技術(shù)

數(shù)據(jù)交換的任務(wù)是在不同的計(jì)算機(jī)之間、不同操作系統(tǒng)之間、不同數(shù)據(jù)庫之間和不同應(yīng)用軟件之間進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。

4)集成的執(zhí)行控制程序

由于CAD/CAM集成化系統(tǒng)的程序規(guī)模大、信息源多、傳輸路徑不一，以及各模塊的支撐環(huán)境多樣化，因而沒有一個(gè)對(duì)系統(tǒng)的資源進(jìn)行統(tǒng)一管理、對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行進(jìn)行統(tǒng)一組織的執(zhí)行控制程序是不行的。這種執(zhí)行控制程序是系統(tǒng)集成的最基本要素之一。

2.1.7CAD/CAM集成的體系結(jié)構(gòu)

CAD/CAM系統(tǒng)分以下3個(gè)層次來實(shí)現(xiàn)：

(1)產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理層。

(2)基本功能層，包括幾何造型、特征造型、圖形編輯顯示及尺寸公差處理。

(3)系統(tǒng)層，包括設(shè)計(jì)、分析、工藝規(guī)程設(shè)計(jì)和數(shù)控編程等。

2.1.8CAD/CAM集成的發(fā)展趨勢

目前CAD/CAM集成的關(guān)鍵技術(shù)已經(jīng)得到解決，今后的CAD/CAM集成發(fā)展的特點(diǎn)和趨勢體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：

(1)面向并行工程。CAD/CAM集成系統(tǒng)應(yīng)該從全局優(yōu)化的角度出發(fā)，能夠?qū)Ξa(chǎn)品進(jìn)行管理和控制，并對(duì)已經(jīng)存在的產(chǎn)品設(shè)計(jì)進(jìn)行改進(jìn)和提高。

(2)面向生產(chǎn)過程的多種功能的高度集成。

(3)支持面向?qū)ο蟮墓こ虜?shù)據(jù)庫。

(4)參數(shù)化設(shè)計(jì)。

(5)多種工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)接口和具有二次開發(fā)的能力。

(6)智能化技術(shù)。

(7)現(xiàn)代CAD技術(shù)。

2.2CAD/CAM系統(tǒng)的硬件與軟件

2.2.1硬件的組成CAD/CAM系統(tǒng)中的硬件包括主機(jī)、輸入/輸出設(shè)備及網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備等三大類。其中主機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)的計(jì)算和存儲(chǔ)；輸入設(shè)備向計(jì)算機(jī)輸入信息和各種指令，輸出設(shè)備主要用于把計(jì)算機(jī)計(jì)算的結(jié)果以數(shù)據(jù)或圖紙的形式傳送出來；網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備則使計(jì)算機(jī)能夠通過網(wǎng)絡(luò)互相傳遞信息，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)信息和設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的共享。

1.主機(jī)

CAD/CAM系統(tǒng)中的主機(jī)包括大型機(jī)、小型機(jī)、圖形工作站和微型計(jì)算機(jī)。目前，微型計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展得非常迅速，其性能已接近甚至超過了傳統(tǒng)的工作站，因此在CAD/CAM系統(tǒng)中得到了廣泛應(yīng)用，是中小用戶的首選機(jī)型。

2.輸入設(shè)備

輸入設(shè)備是把圖形數(shù)據(jù)或指令傳送給計(jì)算機(jī)的一種裝置，計(jì)算機(jī)鍵盤就是一種最常見的輸入設(shè)備。除此之外，它還有以下幾種：

1)鼠標(biāo)

鼠標(biāo)是計(jì)算機(jī)上的主要輸入設(shè)備，由于其結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、價(jià)格便宜，因此現(xiàn)在已經(jīng)成為計(jì)算機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)配置。

2)數(shù)字化圖形輸入板

數(shù)字化圖形輸入板是一種定標(biāo)設(shè)備，當(dāng)專用的觸筆或游標(biāo)(與鼠標(biāo)類似)在輸入板上移動(dòng)時(shí)，它向計(jì)算機(jī)發(fā)送觸筆或游標(biāo)的坐標(biāo)位置。

3)掃描儀

當(dāng)用戶希望把復(fù)雜的圖形或圖像輸入計(jì)算機(jī)時(shí)，掃描儀是首選設(shè)備。

常見的掃描儀有手持式、平板式(見圖2.2.1)和滾筒式等3種，其主要性能指標(biāo)為光學(xué)分辨率。

圖2.2.1平板式掃描儀

4)數(shù)碼相機(jī)

數(shù)碼相機(jī)是新一代的輸入設(shè)備(見圖2.2.2)，它的外形和普通照相機(jī)相同，只是其感光部分用電子元件取代了傳統(tǒng)照相機(jī)的膠卷。它的主要優(yōu)點(diǎn)是可以像照相似的把實(shí)物的信息直接輸入到計(jì)算機(jī)中，供計(jì)算機(jī)處理使用。數(shù)碼相機(jī)的性能主要是分辨率(用像素表示)，像素越高則性能越好，如2500萬像素。與數(shù)碼相機(jī)的原理類似，還有數(shù)碼攝像機(jī)，它主要用于存儲(chǔ)動(dòng)態(tài)的圖像。

圖2.2.2數(shù)碼相機(jī)

3.輸出設(shè)備

輸出設(shè)備是把計(jì)算機(jī)中生成的圖形或數(shù)據(jù)打印到圖紙上或顯示在屏幕上的設(shè)備，包括顯示器、打印機(jī)和繪圖儀等。

1)顯示器

顯示器是計(jì)算機(jī)中應(yīng)用的最主要的輸出設(shè)備，用于圖形、文字等各種信息的顯示，一臺(tái)沒有顯示器的計(jì)算機(jī)等于沒有了眼睛。

2)打印機(jī)

打印機(jī)是把計(jì)算機(jī)中的圖形或文字信息輸出到紙介質(zhì)的一種設(shè)備，它主要用于A3以下圖紙的打印。

3)繪圖儀

繪圖儀(見圖2.2.3)是CAD/CAM系統(tǒng)中的主要輸出設(shè)備，用于大幅面工程圖紙的輸出，其特點(diǎn)是輸出圖紙幅面大(可打印A0加寬加長的圖紙)、速度快、精度高。高性能的彩色噴墨式繪圖儀打印出的彩色圖像可與照片媲美。

圖2.2.3繪圖儀

4.網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備

網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備是組成計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的必要設(shè)備。目前企業(yè)CAD/CAM網(wǎng)絡(luò)主要使用局域網(wǎng)，組建其網(wǎng)絡(luò)的主要設(shè)備有集線器(HUB)、網(wǎng)絡(luò)適配器(網(wǎng)卡)、傳送介質(zhì)(雙絞線、同軸電纜或光纜)等。網(wǎng)卡安裝在每臺(tái)用戶終端計(jì)算機(jī)上，通過傳送介質(zhì)與集線器相連，而集線器與服務(wù)器連接。另外，為保證在不同的企業(yè)局域網(wǎng)之間遠(yuǎn)距離傳送信息，組網(wǎng)時(shí)還應(yīng)根據(jù)具體情況選用調(diào)制解調(diào)器、中繼器、路由器、網(wǎng)關(guān)、網(wǎng)橋、交換機(jī)等設(shè)備。

5.常見計(jì)算機(jī)硬件的配置

下面給出兩款CAD/CAM系統(tǒng)使用的計(jì)算機(jī)的配置。

1)?Precision7000塔式工作站

戴爾工作站性能優(yōu)良，目前在CAD/CAM系統(tǒng)和其他領(lǐng)域都獲得了較廣泛的應(yīng)用。其中一款的Precision7000塔式工作站配置如下：

CPU：英特爾?至強(qiáng)?處理器E5-2620v3(6CHT，15MB緩存，2.4GHzTurbo)

內(nèi)存：16GB2133MHzDDR4(4?×?4GB)RDIMMECC

硬盤：1?TB3.5英寸SATA(7200r/min)

顯示卡：4GBnVIDIA?Quadro?K2200

2)兼容機(jī)

兼容機(jī)指非品牌計(jì)算機(jī)，其特點(diǎn)是價(jià)格便宜，配置靈活，可以根據(jù)自己的需求選用計(jì)算機(jī)配件。在CAD/CAM系統(tǒng)中，兼容機(jī)主要用于圖形終端或低檔用戶?，F(xiàn)列舉一款兼容機(jī)的配置如下：

CPU：3.4?GHz四核心/八線程

內(nèi)存：8GBDDR42133?MHz

硬盤：128GB?+?1?TB

顯示卡：2GB

顯示器：19英寸純平顯示器

2.2.2軟件的組成

軟件在CAD/CAM系統(tǒng)中占有重要的地位。

系統(tǒng)軟件主要負(fù)責(zé)管理硬件資源以及各種軟件資源，它面向所有用戶，是計(jì)算機(jī)的公共性管理軟件及應(yīng)用和開發(fā)CAD/CAM系統(tǒng)的軟件平臺(tái)，一般包括操作系統(tǒng)及網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)等。

支撐軟件運(yùn)行在系統(tǒng)軟件之上，是實(shí)現(xiàn)CAD/CAM各種功能的通用性應(yīng)用基礎(chǔ)軟件，是CAD/CAM系統(tǒng)專業(yè)性應(yīng)用軟件的開發(fā)平臺(tái)。

2.2.3操作系統(tǒng)

操作系統(tǒng)是對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)硬件(包括主機(jī)、輸入/輸出設(shè)備)及系統(tǒng)配置的各種軟件進(jìn)行全面控制和管理的底層軟件，負(fù)責(zé)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)所有軟件和硬件資源的監(jiān)控與調(diào)度，使其協(xié)調(diào)一致、高效率地運(yùn)行。用戶只有通過操作系統(tǒng)才能控制和操縱計(jì)算機(jī)。目前在機(jī)械CAD/CAM中廣泛采用的操作系統(tǒng)有UNIX和Windows兩種。

2.2.4CAD/CAM系統(tǒng)的支撐軟件

支撐軟件是為計(jì)算機(jī)和用戶之間提供界面的軟件。支撐軟件主要由軟件開發(fā)商提供，也可以由用戶自己開發(fā)使用。CAD/CAM系統(tǒng)的支撐軟件主要指那些直接支撐用戶進(jìn)行CAD/CAM工作的通用性功能軟件，一般可分為功能集成型和功能單一型。

目前市場上出售的CAD/CAM基本屬于支撐軟件。各種數(shù)據(jù)庫軟件、高級(jí)語言軟件也屬于支撐軟件。

2.2.5CAD/CAM軟件的選擇原則

目前，市場上提供CAD/CAM軟件的廠商有多種，如何選擇一種適合用戶的軟件是非常重要的。

商品化的CAD/CAM軟件根據(jù)性能可以分為高端軟件和低端軟件。高端軟件一般包含CAD、CAE、CAM等模塊，功能齊全，但價(jià)格昂貴。

而低端軟件一般只包含單一的模塊，如只有CAD功能或CAM加工功能(雖然有些CAM軟件可以建立實(shí)體或曲面模型，但建模過程復(fù)雜，并且不能夠進(jìn)行裝配造型和三維圖形與二維圖形的轉(zhuǎn)換，因此，仍然屬于單獨(dú)的CAM軟件)，其特點(diǎn)是用戶可以根據(jù)需要單獨(dú)購買CAD或CAM軟件，使用戶節(jié)約資金。

選擇時(shí)可根據(jù)用戶的具體情況按需要購買。一般考慮以下幾點(diǎn)：

(1)用戶的應(yīng)用場合。

(2)用戶的應(yīng)用能力。

(3)用戶的經(jīng)濟(jì)能力。

(4)軟件的開放性。

(5)?CAD/CAM軟件提供商的背景。

2.3國內(nèi)外典型CAD/CAM軟件簡介

近幾年來，在微機(jī)上使用的CAD/CAM軟件發(fā)展非常迅速，而我國是世界上最大的CAD/CAM潛在市場。目前，國內(nèi)常見的CAD/CAM軟件可以分為單一的CAD軟件、單一的CAM軟件和CAD/CAM集成在一起的軟件。

表2-1所列為國內(nèi)外常見的CAD/CAM軟件。

2.3.1I-deas軟件

I-deas是美國機(jī)械軟件行業(yè)先驅(qū)SDRC公司的產(chǎn)品。該公司成立于1967年，早期以工程計(jì)算與結(jié)構(gòu)分析為主，后來逐步發(fā)展為CAD/CAE/CAM軟件公司。I-deas軟件的運(yùn)行環(huán)境為工作站和WindowsNT下的微機(jī)。

I-deas的突出特點(diǎn)是其獨(dú)創(chuàng)的基于特征的變量化實(shí)體造型系統(tǒng)，并且無論是單個(gè)模塊還是成組應(yīng)用都是以CoreMasterModeler為核心來運(yùn)行的。這種先進(jìn)的核心式體系結(jié)構(gòu)決定了它必然以主模型(MasterModeler)為單一數(shù)據(jù)庫，并且所有的模塊之間的數(shù)據(jù)全部并行關(guān)聯(lián)。

I-deas集產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工程分析、數(shù)控加工、塑料模具仿真分析、樣機(jī)測試及產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理于一體，是高度集成化的CAD/CAE/CAM一體化工具。

2.3.2Pro/E軟件

Pro/E是美國PTC(ParametricTechnologyCorporation)公司的機(jī)械設(shè)計(jì)自動(dòng)化軟件產(chǎn)品。該公司成立于1986年，它雖然成立較晚，但由于沒有沉重包袱，設(shè)計(jì)思想先進(jìn)，因此在短短的幾年里很快就開發(fā)出了一個(gè)面向機(jī)械工程的Pro/E系統(tǒng)，最早較好地實(shí)現(xiàn)了參數(shù)化設(shè)計(jì)功能。

Pro/E包含了70多個(gè)專用功能模塊，如特征造型、產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理(PDM)、有限元分析、裝配等。

Pro/E僅生成實(shí)體模型來描述工程師所設(shè)計(jì)的產(chǎn)品模型，不再應(yīng)用線框和表面模型轉(zhuǎn)換成實(shí)體模型的手段，思路清晰。

Pro/E采用基于參數(shù)化、特征設(shè)計(jì)的三維實(shí)體造型系統(tǒng)，這樣便于在新產(chǎn)品的開發(fā)中實(shí)現(xiàn)概念設(shè)計(jì)，也可方便地依照工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的零件族概念建庫。

Pro/E的用戶界面簡潔，概念清晰，符合工程技術(shù)人員的設(shè)計(jì)思想與習(xí)慣。

2.3.3UG軟件

UG起源于美國麥道飛機(jī)公司，它是美國麥道飛機(jī)公司1975年買下一家小公司UnitedComputingCorporation后發(fā)展起來的，1991年并入美國EDS(ElectronicDataSystem，電子資訊系統(tǒng))有限公司。多年來，UG匯集了美國航空航天與汽車工業(yè)的專業(yè)經(jīng)驗(yàn)，發(fā)展成為集成化機(jī)械CAD/CAE/CAM軟件系統(tǒng)，適用于航空航天器、汽車、通用機(jī)械以及模具等設(shè)計(jì)、分析、制造工程。該軟件的運(yùn)行環(huán)境為工作站和WindowsNT下的微機(jī)。

UG的曲面實(shí)體造型起源于英國形譜數(shù)據(jù)公司的Parasolid系統(tǒng)，采用了標(biāo)準(zhǔn)的R-rep結(jié)構(gòu)的實(shí)體模型。

UG發(fā)展了概念設(shè)計(jì)思想，即草圖設(shè)計(jì)，通過修改參數(shù)而改變?cè)O(shè)計(jì)。

UG具有尺寸驅(qū)動(dòng)編輯功能。用戶利用編輯技術(shù)，指定草圖的約束、特征參數(shù)和幾何關(guān)系，利用尺寸驅(qū)動(dòng)生成所需的實(shí)體模型。

UG具有統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫，實(shí)現(xiàn)了CAD/CAE/CAM之間無數(shù)據(jù)交換的自由切換。

2.3.4MDT軟件

MDT(MechanicalDesktop)是美國Autodesk公司的三維機(jī)械設(shè)計(jì)軟件。1996年3月，Autodesk公司率先向市場推出了基于微機(jī)平臺(tái)的，能使二維繪圖功能和三維造型功能無縫融合在同一套具有相同數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)和相同交互界面的軟件系統(tǒng)——MDT。

MDT以ACIS為內(nèi)核，具有實(shí)體建模、曲面建模、產(chǎn)品裝配、二維工程圖等功能。該軟件的最大特點(diǎn)是與AutoCAD圖形數(shù)據(jù)完全兼容，并且具有相似的用戶操作界面。

2.3.5MasterCAM軟件

MasterCAM是美國CNCSoftware公司的產(chǎn)品，具有CAD和CAM功能，但其CAD建模功能較弱，而CAM功能強(qiáng)大，因此可以看成專門的CAM軟件。有些企業(yè)用Pro/E建模，而用MasterCAM進(jìn)行數(shù)控加工程序的編制。

MasterCAM運(yùn)行于微機(jī)環(huán)境，雖然不如工作站上的CAD/CAM軟件功能齊全，但就其性能價(jià)格比來說更有靈活性。目前MasterCAM的最新版本是MasterCAMX10。

MasterCAM包括三大模塊：Design、Mill和Lathe。

2.3.6CATIA軟件

CATIA是法國達(dá)索公司的產(chǎn)品開發(fā)旗艦解決方案。作為PLM協(xié)同解決方案的一個(gè)重要組成部分，它可以通過建模幫助制造廠商設(shè)計(jì)他們未來的產(chǎn)品，并支持從項(xiàng)目前期階段、具體的設(shè)計(jì)、分析、模擬、組裝到維護(hù)在內(nèi)的全部工業(yè)設(shè)計(jì)流程。

模塊化的CATIA系列產(chǎn)品提供產(chǎn)品的風(fēng)格和外形設(shè)計(jì)、機(jī)械設(shè)計(jì)、設(shè)備與系統(tǒng)工程、管理數(shù)字樣機(jī)、機(jī)械加工、分析和模擬。CATIA產(chǎn)品基于開放式可擴(kuò)展的V5架構(gòu)。

CATIA具有在整個(gè)產(chǎn)品周期內(nèi)的方便的修改能力，尤其是后期修改性。無論是實(shí)體建模還是曲面造型，由于CATIA提供了智能化的樹結(jié)構(gòu)，用戶可方便快捷地對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行重復(fù)修改，即使是在設(shè)計(jì)的最后階段需要做重大的修改，或者是對(duì)原有方案的更新?lián)Q代，對(duì)于CATIA來說，都是非常容易的事。

CATIA的各個(gè)模塊基于統(tǒng)一的數(shù)據(jù)平臺(tái)，因此CATIA的各個(gè)模塊存在著真正的全相關(guān)性，三維模型的修改能完全體現(xiàn)在二維模型、模擬分析、模具和數(shù)控加工的程序中。

CATIA提供了完備的設(shè)計(jì)能力：從產(chǎn)品的概念設(shè)計(jì)到最終產(chǎn)品的形成，以其精確可靠的解決方案提供了完整的2D、3D、參數(shù)化混合建模及數(shù)據(jù)管理手段，從單個(gè)零件的設(shè)計(jì)到最終虛擬樣機(jī)的建立；同時(shí)，作為一個(gè)完全集成化的軟件系統(tǒng)，CATIA將機(jī)械設(shè)計(jì)、工程分析及仿真、數(shù)控加工和CATweb網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用解決方案有機(jī)地結(jié)合在一起，可為用戶提供嚴(yán)密的無紙化工作環(huán)境。

2.3.7CAXA系列軟件

CAXA系列軟件是我國北京數(shù)碼大方科技股份有限公司研發(fā)的，公司前身為“北航海爾”，是中國領(lǐng)先的工業(yè)軟件和服務(wù)公司，提供二維、三維CAD軟件以及產(chǎn)品全生命周期管理PLM解決方案和工業(yè)云服務(wù)平臺(tái)。目前該系列軟件是國內(nèi)CAD/CAM市場國產(chǎn)軟件中占有率最大的正版軟件。

CAXA系列軟件主要包括以下產(chǎn)品：

1.?CAXA電子圖版

CAXA電子圖版是一套高效、方便、易學(xué)、價(jià)格低廉的二維CAD軟件。

2.?CAXA三維電子圖版

為彌補(bǔ)CAXA電子圖版只能繪制二維圖的缺陷，北航海爾推出了三維電子圖版。

3.?CAXA制造工程師2015

CAXA制造工程師2015是一套基于微機(jī)的CAD/CAM軟件。

2.4工程數(shù)據(jù)庫與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在CAD/CAM

系統(tǒng)中的應(yīng)用2.4.1CAD/CAM系統(tǒng)和工程數(shù)據(jù)庫1.工程數(shù)據(jù)庫的特點(diǎn)所謂工程數(shù)據(jù)庫，是指能滿足人們?cè)诠こ袒顒?dòng)中對(duì)數(shù)據(jù)處理需求的數(shù)據(jù)庫。理想的CAD/CAM系統(tǒng)，應(yīng)該是在操作系統(tǒng)的支持下，以圖形功能為基礎(chǔ)，以工程數(shù)據(jù)庫為核心的集成系統(tǒng)，從產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工程分析直到制造過程中產(chǎn)生的全部數(shù)據(jù)都應(yīng)在同一個(gè)數(shù)據(jù)庫環(huán)境中維護(hù)。

2.工程數(shù)據(jù)的類型

工程數(shù)據(jù)的類型有以下4種：

(1)通用型數(shù)據(jù)：指產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制造過程中所用到的各種數(shù)據(jù)資料，如國家及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)規(guī)范、產(chǎn)品目錄等方面的數(shù)據(jù)。

(2)設(shè)計(jì)型數(shù)據(jù)：指在產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制造過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，如產(chǎn)品功能要求描述數(shù)據(jù)、設(shè)計(jì)參數(shù)及分析數(shù)據(jù)、各種資源描述數(shù)據(jù)及各種工藝數(shù)據(jù)，包括各種工程圖形、圖表及三維幾何造型等數(shù)據(jù)。

(3)工藝加工數(shù)據(jù)：指專門為CAD/CAM系統(tǒng)工藝加工階段服務(wù)的數(shù)據(jù)，如金屬切削工藝參數(shù)、熱加工工藝參數(shù)等。

(4)管理信息數(shù)據(jù)：指包括生產(chǎn)活動(dòng)各個(gè)環(huán)節(jié)的信息數(shù)據(jù)，如工時(shí)定額、物料需求計(jì)劃、成本核算、銷售、市場分析等管理信息數(shù)據(jù)。

3.對(duì)工程數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的基本要求

工程數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)應(yīng)滿足以下基本要求：

(1)支持復(fù)雜工程數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和管理，即能夠處理工程數(shù)據(jù)的非結(jié)構(gòu)化變長數(shù)據(jù)和特殊類型數(shù)據(jù)，支持多媒體信息的集成管理。這包括多方面的具體要求，如圖形、圖像數(shù)據(jù)多種格式存儲(chǔ)，不同媒體數(shù)據(jù)類型格式轉(zhuǎn)換與控制，多種媒體數(shù)據(jù)輸入/輸出設(shè)備的驅(qū)動(dòng)，多種媒體數(shù)據(jù)編輯處理，支持復(fù)雜實(shí)體的表示及實(shí)體間關(guān)系的處理，支持超文本數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和處理，支持動(dòng)態(tài)變長數(shù)據(jù)記錄和超長數(shù)據(jù)項(xiàng)的存儲(chǔ)。

(2)支持模型的動(dòng)態(tài)修改和擴(kuò)充，即不僅能夠?qū)Y(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)進(jìn)行靜態(tài)建模，而且能夠動(dòng)態(tài)地進(jìn)行模型的建立、修改和擴(kuò)充，這樣才能適應(yīng)工程數(shù)據(jù)庫對(duì)反復(fù)修改的工程設(shè)計(jì)的支持。

(3)具有數(shù)據(jù)恢復(fù)能力，滿足CAD/CAM各階段之間、各模塊之間信息交換及數(shù)據(jù)修改的要求。

(4)支持多庫操作和多版本管理。

(5)支持同一對(duì)象的多媒體信息表現(xiàn)形式和處理功能，以適應(yīng)不同要求。

(6)支持工程數(shù)據(jù)的長記錄存取和文件兼容處理。

(7)支持智能型的規(guī)則描述和查詢處理，即具有一定的語義識(shí)別、推理和查詢能力，能夠自動(dòng)檢測和維護(hù)設(shè)計(jì)規(guī)則。

(8)具有良好的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)環(huán)境和支持工具，以適應(yīng)大容量、快速和分布式設(shè)計(jì)環(huán)境的要求。

(9)支持多用戶環(huán)境下各專業(yè)協(xié)同工作的各類數(shù)據(jù)的語義一致性和系統(tǒng)集成性功能，保證信息在流動(dòng)過程中的一致性和完整性。

(10)分布式數(shù)據(jù)庫管理功能，能為所有基本單元系統(tǒng)存取全局?jǐn)?shù)據(jù)提供統(tǒng)一的接口標(biāo)準(zhǔn)，適應(yīng)CAD/CAM系統(tǒng)硬件由異種機(jī)組成的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，以及遠(yuǎn)程多用戶需求。

4.產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理(PDM)

產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理(PDM)是一種先進(jìn)的生產(chǎn)信息管理模式，它通過控制各種數(shù)據(jù)信息的流動(dòng)、傳遞與共享，可以有效地把設(shè)計(jì)和制造聯(lián)系在一起。在產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造的整個(gè)生命周期中，有關(guān)產(chǎn)品設(shè)計(jì)及制造過程中的數(shù)據(jù)信息起著核心的支撐作用。產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理是以軟件為基礎(chǔ)，將所有與產(chǎn)品相關(guān)的信息(包括數(shù)據(jù)、文字、圖形、圖像等)及與產(chǎn)品相關(guān)的過程(如工作流程、工程審批/發(fā)放、工程更改等)集成到一起，實(shí)施在產(chǎn)品的整個(gè)生命周期內(nèi)，對(duì)產(chǎn)品數(shù)據(jù)信息和開發(fā)制造過程進(jìn)行全面管理。

PDM按內(nèi)容和管理范圍可分為3個(gè)層次，即圖紙文檔管理、部門級(jí)數(shù)據(jù)管理以及企業(yè)級(jí)數(shù)據(jù)管理。PDM的主要技術(shù)有：

(1)與應(yīng)用軟件集成的面向?qū)ο蟮那度肱c鏈接技術(shù)。

(2)支持產(chǎn)品生命周期內(nèi)數(shù)據(jù)建模與管理的對(duì)象管理技術(shù)。

(3)支持并行工程的多級(jí)分布式計(jì)算環(huán)境。

(4)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)集成和管理的數(shù)據(jù)倉儲(chǔ)管理技術(shù)。

(5)支持協(xié)同工作的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和遠(yuǎn)程通信技術(shù)、跨平臺(tái)的Web技術(shù)和Java技術(shù)。

(6)獨(dú)立于硬件平臺(tái)的圖形用戶界面(GUI)技術(shù)等。

2.4.2CAD/CAM系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)

CAD/CAM系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)可以是獨(dú)立的小型局域網(wǎng)，也可以作為子網(wǎng)與企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)互聯(lián)，其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)可以根據(jù)需求選用總線型、星型、環(huán)型、網(wǎng)狀型中的一種。工作模式一般采用客戶機(jī)/服務(wù)器工作模式。

在CAD/CAM系統(tǒng)中，要考慮工作效率、可靠性、投資大小及產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益等整個(gè)系統(tǒng)的性能，確定最佳網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。圖2.4.1為一總線型CAD/CAM網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)了CAD/CAM的結(jié)合。網(wǎng)絡(luò)中的客戶在客戶端完成產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、分析、繪圖、工藝設(shè)計(jì)、工程數(shù)據(jù)處理及數(shù)控自動(dòng)編程等任務(wù)，由加工中心及柔性制造單元完成產(chǎn)品的加工，從而形成CAD/CAM系統(tǒng)的一體化。

圖2.4.1總線型CAD/CAM網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在CAD/CAM方面有著非常廣泛的應(yīng)用前景，其表現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：

(1)實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)資源共享。

(2)易實(shí)現(xiàn)并行設(shè)計(jì)。

(3)可以實(shí)現(xiàn)異地加工。

(4)提高計(jì)算機(jī)可靠性，均衡負(fù)荷，并可協(xié)同工作。

2.4.3產(chǎn)品數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)

CAD/CAE/CAM的集成涉及不同的CAD/CAE/CAM子系統(tǒng)的信息傳遞。由于各子系統(tǒng)內(nèi)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及格式不同，因此在信息傳遞過程中必須提供一個(gè)中性文件作為接口，以便提高各子系統(tǒng)之間信息傳遞的效率。這類接口是將各子系統(tǒng)的圖形與非圖形數(shù)據(jù)，按照某種標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的格式進(jìn)行轉(zhuǎn)換，得到一種統(tǒng)一的中性文件。

1．IGES標(biāo)準(zhǔn)

IGES(InitialGraphicExchangeSpecification，初始化圖形數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn))是由美國國家標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)(ANSI)公布的美國標(biāo)準(zhǔn)，IGES1.0版本僅限于描述工程圖樣的幾何圖形和注釋實(shí)體。

1)?IGES實(shí)現(xiàn)

IGES是一種中性文件，將CAD/CAE/CAM系統(tǒng)輸出(系統(tǒng)A)轉(zhuǎn)換成IGES時(shí)(如圖2.4.2所示)，必須由系統(tǒng)A中的前置處理器處理，把這些要傳遞的數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換成IGES中性文件格式。而IGES的實(shí)體數(shù)據(jù)則再由系統(tǒng)B中的IGES后置處理器處理，以生成系統(tǒng)B的內(nèi)部數(shù)據(jù)格式。因此，為了利用IGES文件實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換，各應(yīng)用程序必須具備相應(yīng)的前、后置處理程序。

圖2.4.2基于IGES的數(shù)據(jù)交換

2)?IGES的實(shí)體

IGES中的基本單元是實(shí)體，它分為三類：第一類是幾何實(shí)體，如點(diǎn)、直線、圓弧、樣條曲線、曲面等；第二類是描述實(shí)體，如尺寸標(biāo)注、繪圖說明等；第三類是結(jié)構(gòu)實(shí)體，如結(jié)合項(xiàng)、圖組、特征等。目前，國內(nèi)外常用的商用CAD/CAE/CAM系統(tǒng)中的IGES接口所采用的實(shí)體基本上是IGES所定義的實(shí)體中的一個(gè)子集。

3)?IGES的文件結(jié)構(gòu)

IGES文件是以ASCII碼表示的，記錄長度為80個(gè)字符的順序文件。整個(gè)文件按功能分為五個(gè)部分：起始段、全程段、目錄段、參數(shù)段和結(jié)束段。IGES是目前應(yīng)用最廣的數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)前流行的主要商用CAD/CAE/CAM軟件系統(tǒng)，如Pro/E、UnigraphicsNX和I-deas等都含有IGES接口。然而，IGES在實(shí)際應(yīng)用中仍存在以下問題：數(shù)據(jù)文件過大，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換處理時(shí)間過長；某些幾何類型轉(zhuǎn)換不穩(wěn)定；只注意了圖形數(shù)據(jù)的交換，而忽略了其他信息的交換。

2.?STEP標(biāo)準(zhǔn)

STEP是一個(gè)計(jì)算機(jī)可以處理的產(chǎn)品數(shù)據(jù)表示和交換的國際標(biāo)準(zhǔn)。它的目標(biāo)是提供一個(gè)不依賴于任何具體系統(tǒng)的中性機(jī)制，它規(guī)定了產(chǎn)品設(shè)計(jì)、開發(fā)、制造，甚至于產(chǎn)品生命周期中所包含的諸如產(chǎn)品形狀、解析模型、材料、加工方法、組裝分解順序、檢驗(yàn)測試等必要的信息定義和數(shù)據(jù)交換的外部描述，因而STEP是基于集成的產(chǎn)品信息模型。

產(chǎn)品數(shù)據(jù)是指全面定義零部件或構(gòu)件所需要的幾何、拓?fù)?、公差、關(guān)系、性能和屬性等數(shù)據(jù)。產(chǎn)品信息的交換是指信息的存儲(chǔ)、傳輸和獲取，交換方式的不同會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)形式的差異。為滿足不同層次用戶的需求，STEP提供了四種產(chǎn)品數(shù)據(jù)交換方式，即文件交換、應(yīng)用程序界面訪問、數(shù)據(jù)庫交換和知識(shí)庫交換。

產(chǎn)品信息的表示包括零件和裝配體的表示及產(chǎn)品數(shù)據(jù)的中性機(jī)制。這個(gè)機(jī)