基于Pro/E的CAD/CAPP/CAM集成系统的开发与研究
摘要
CIMS是80年代以来国际上制造自动化领域的前沿研究课题，其关键是
CAD／CAPP／CAM集成技术，这种集成不是简单的组合或叠加，而是各模块间信
息的提取、交换、共享和处理的集成。随着FMS和CIMS的发展，人们逐渐认
识到CAPP是实现CAD／CAPP／CAM真正集成的关键，是连接CAD和CAM之
间的桥梁和纽带。因此，如何实现CAPP与CAD、CAM的有效集成，已经成为
CAD／CAPP／CAM集成技术发展过程中不可忽视的关键问题之一。
课题选取Pro／E为开发平台，以回转体零件为研究对象，研究在VC++环境
下，如何从CAD系统中提取CAPP系统需要的零件信息，同时为后续环节CAM
提供必要的数据和进行系统集成的接口。
在课题开发过程中使用的方法有： (1) 基于特征的零件信息描述方法。采
用这种描述方法解决了现有CAD／CAPP／CAM集成存在的三个问题：集成度不
高、数据不全和描述层次低；(2) 面向对象的方法。以此方法建立特征的工艺知
识库；(3) 采用关系型数据库建立工艺信息数据库。在本课题中，通过特征设计
建立关系型数据库，实现数据共享，这样可提高数据传输效率和系统的集成化程
度，保证各系统之间数据一致性、可靠性。
本系统实现了CAD／CAPP／CAM三个子系统之间的信息传递和信息共享，从
而为CIMS发展提供了良好的基础。
CIMS has been the advanced research problem in manufacture automation in the world since 1980's, in which the key problem is the integration of CAD/CAPP/CAM, the integration is not a simple combination or plus but the integration of extracting, exchange, share and of information among every modules. With the development of FMS and CIMS, people gradually realize that CAPP is the key for the integration of CAD/CAPP/CAM, which is the bridge between CAD and CAM. Therefore, how to carry out the effective integration of CAD/CAPP/CAM has become one of the crucial problems in the development of CAD/CAPP/CAM.
The thesis chooses Pro/E as the developing platform and researches into the rational parts under the environment of VC ++. How to draw the information of part that CAPP system needs from CAD system? Besides, the system provides necessary data and an interface of the systemic integration for the next step-the CAM system.
Some methods have been used in the study of the thesis. The first is to describe the parts' information in terms of feature. It has solved three problems: the low degree of the integration, the scarcity the data, and the low lever of describing information. The second is the method of 0-0 (Object-Oriented). The processing knowledge of features has been established by it. The third is to build the rational database. It can improve the efficiency of transmitting data and the level of integration degree, so as to ensure the consistency and reliability of data transmitting among systems. The thesis has achieved the share of data, by building relational database with features.
This system has realized the transmission and share of information among CAD, CAPP and CAM systems. And it has provided good background for the development of CIMS.
CAD／CAPP／CAM集成技术，这种集成不是简单的组合或叠加，而是各模块间信
息的提取、交换、共享和处理的集成。随着FMS和CIMS的发展，人们逐渐认
识到CAPP是实现CAD／CAPP／CAM真正集成的关键，是连接CAD和CAM之
间的桥梁和纽带。因此，如何实现CAPP与CAD、CAM的有效集成，已经成为
CAD／CAPP／CAM集成技术发展过程中不可忽视的关键问题之一。
课题选取Pro／E为开发平台，以回转体零件为研究对象，研究在VC++环境
下，如何从CAD系统中提取CAPP系统需要的零件信息，同时为后续环节CAM
提供必要的数据和进行系统集成的接口。
在课题开发过程中使用的方法有： (1) 基于特征的零件信息描述方法。采
用这种描述方法解决了现有CAD／CAPP／CAM集成存在的三个问题：集成度不
高、数据不全和描述层次低；(2) 面向对象的方法。以此方法建立特征的工艺知
识库；(3) 采用关系型数据库建立工艺信息数据库。在本课题中，通过特征设计
建立关系型数据库，实现数据共享，这样可提高数据传输效率和系统的集成化程
度，保证各系统之间数据一致性、可靠性。
本系统实现了CAD／CAPP／CAM三个子系统之间的信息传递和信息共享，从
而为CIMS发展提供了良好的基础。
CIMS has been the advanced research problem in manufacture automation in the world since 1980's, in which the key problem is the integration of CAD/CAPP/CAM, the integration is not a simple combination or plus but the integration of extracting, exchange, share and of information among every modules. With the development of FMS and CIMS, people gradually realize that CAPP is the key for the integration of CAD/CAPP/CAM, which is the bridge between CAD and CAM. Therefore, how to carry out the effective integration of CAD/CAPP/CAM has become one of the crucial problems in the development of CAD/CAPP/CAM.
The thesis chooses Pro/E as the developing platform and researches into the rational parts under the environment of VC ++. How to draw the information of part that CAPP system needs from CAD system? Besides, the system provides necessary data and an interface of the systemic integration for the next step-the CAM system.
Some methods have been used in the study of the thesis. The first is to describe the parts' information in terms of feature. It has solved three problems: the low degree of the integration, the scarcity the data, and the low lever of describing information. The second is the method of 0-0 (Object-Oriented). The processing knowledge of features has been established by it. The third is to build the rational database. It can improve the efficiency of transmitting data and the level of integration degree, so as to ensure the consistency and reliability of data transmitting among systems. The thesis has achieved the share of data, by building relational database with features.
This system has realized the transmission and share of information among CAD, CAPP and CAM systems. And it has provided good background for the development of CIMS.
引文
[1] 王先逵，机械制造工艺学，消华大学出版社，1989． 3
[2] 徐嘉元、曹家驹，机械制造工艺学，机械工业出版社，1999． 5
[3] 孟少农，机械加工工艺手册，机械工业出版社，1998． 3
[4] 张伦伟、钱晋武，CIMS的技术概要、发展现状及趋势，计算机辅助与制造，2001． 7
[5] 李光耀，制造业信息化的主体和方向，计算机辅助与制造，2001． 2
[6] 曾宇波等，现代CAPP系统的开发技术，计算机辅助设计与制造，2000． 7
[7] 熊光楞，现代集成制造系统(CIMS)系列．清华大学出版社，2001． 5
[8] 白英彩、唐治文，计算机集成制造系统，清华大学山版社，1997． 8
[9] 刘文剑等，CAD/CAM集成技术，哈尔滨工业出版社，2001． 2
[10] 王贤坤，机械CAD/CAM技术、应用与开发，机械工业出版社，2001． 11
[11] 王延辉等，机械制造工业基础，中国铁道出版社，1998． 11
[12] lzrduv，基于Pro/E平台的工程图纸自动化生成软件的开发，ww．CADStudy．net，2003． 1
[13] 过杨等，基于Pro/Engineer的内燃机车三维标准件库的建立，北方交通大学学报，2002． 2
[14] 蒋新宇等，基于Pro/E的刀具资源管理系统的研究与开发，机械制造，2003． 3
[15] Parametric Techno!ogy Corporation. Pro/ENGINEER 2001 Pro/TOOLKIT User's Guide. USA: PTC, 2001
[16] 江波等，基于Pro/E二次开发的铁道客车结构三维参数化CAD系统[J]，机械设计与制 造工程，2002． 31(5) ：58-59
[17] 赖朝安等，Pro/E二次开发的关键技术[J]，机械设计与制造工程，2001． 30(1) ：43-45
[18] 刘锡锋，董黎敏，机械CAD-Pro/E应用及开发[M]，机械工业出版社，2002． 5
[19] 张红旗，曹文钢，Pro/ENGINEER二次开发技术的应用与研究，计算机辅助与制造， 2002． 7
[20] 朱朝宽，基于Pro/E的多轴箱参数化设计，组合机床与自动化加工技术，2002． 10
[21] 李燕，基于Pro/E的的齿轮三维参数化特征造型设计，制造业自动化，2003． 6
[22] 刘文芝等，基于Pro/ENGINEER的三维实体造型，计算机辅助与制造，2002． 5
[23] 陈辰等，基于Pro/E平台的工程图纸自动化生成软件的开发，www．icad．com．cn 2001． 11
[24] 赵彻等，图形交互自动编程技术的应用，计算机辅助设计与制造，1998． 8
[25] 刘长安等，集成化工艺设计与工艺管理系统SG-CAPP,计算机辅助设计与制造，1998． 8
[26] 张振明等，CAPP应用若干问题探讨，计算机辅助设计与制造，1998． 8
[27] 吴晓光，基于VC++类库的CAD/CAPP集成系统的研究与实践，机械工程与应用，2000． 8
[28] 段广洪、雷年胜等，虚拟制造环境下的CAM集成技术研究，清华大学学报，2001． 3
[29] 王大镇、韩荣第，面向特征造型技术的特种回转面刀具CAPP软件设计，机械工程师， 2003． 4
[30] 杨洁等，回转体零件CAD/CAPP/CAM集成系统的研究与开发，成组技术与生产现代 化，1995． 21
[31] 魏志强等，回转类零件CAPP/CAM集成技术的应用研究，山东工程学院学报，1996． 6
[32] 高安生等，回转零件车削加工CNC/CAD/CAPP/CAM一体化系统的研制，汽车科技， 1997． 1
[33] 施平、魏志强，轴类零件CAD/CAPP/CAM一体化连接数据库设计与实现。哈尔滨工 业大学学报，1997． 2
[34] 张鄂等，基于特征设计的回转体零件CAD/CAPP集成系统的研究与开发，机械科学与 技术，2000． 11
[35] 花广如等，典型回转体零件的CAD/CAPP一体化研究，华北电力大学学报，2001． 4
[36] 许国玉等，回转体零件特征建模及信息提取，哈尔滨工程大学学报，2002． 12
[37] 王世杰等， 回转体零CAPP系统中型面要素加工方法的制定与实施，机械设计与制 造，1994． 4
[38] 蔡长韬等，面向CAD/CAPP集成的特征造型技术研究，机械，1999． 2
[39] Hamid R.BERENT, Use of Artificial Intelligence in Automated Process planning, CIMS, Setp.1986
[40] Chang T C, Wysk R A, An Introduction To Automated Process Systems Prentice Hall, Englewood, 1985
[41] Gerald L.Nordland, The Future of CAPP, Dec.Marlbvro.Massa.bclusetts Developer's Guide.AutoDesk, December, 1997
[42] Wang H P, Wysk R A, TURBO-CAPP, a Knowledge-Based Computer Aided Process Planning Systems. 19th CIRP International Seminar on Manufacturing System, 1987
[43] Y.S.Liu and K.ALLEN, A Flexible, interaction Front-and for a computer-Aided process planning system, Second UMIST/ACME Workshop on Advanced Research in computer-Aided Manufacture, 7-8th ganuary, 1987
[44] Chang T C, Expert Process Planning for Manufacturing, Addision Wesley Publishing Company, 1990
[2] 徐嘉元、曹家驹，机械制造工艺学，机械工业出版社，1999． 5
[3] 孟少农，机械加工工艺手册，机械工业出版社，1998． 3
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[7] 熊光楞，现代集成制造系统(CIMS)系列．清华大学出版社，2001． 5
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[18] 刘锡锋，董黎敏，机械CAD-Pro/E应用及开发[M]，机械工业出版社，2002． 5
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[33] 施平、魏志强，轴类零件CAD/CAPP/CAM一体化连接数据库设计与实现。哈尔滨工 业大学学报，1997． 2
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[35] 花广如等，典型回转体零件的CAD/CAPP一体化研究，华北电力大学学报，2001． 4
[36] 许国玉等，回转体零件特征建模及信息提取，哈尔滨工程大学学报，2002． 12
[37] 王世杰等， 回转体零CAPP系统中型面要素加工方法的制定与实施，机械设计与制 造，1994． 4
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[44] Chang T C, Expert Process Planning for Manufacturing, Addision Wesley Publishing Company, 1990