CAD/CAPP/CAM的集成是CIMS的關鍵技術之一。目前，集成的方法主要有三種，即基于幾何造型的CAD系統與CAPP系統的專用集成方法、CAD系統與CAPP系統的通用集成方法、CAD與CAPP系統通過共享數據庫的集成方法。在我們所實施的CIMS中，CAD/CAPP/CAM各分系統都基于同一的PDM產品IMAN（InformationManagement）集成平臺。在該平臺的基礎上，按照STEP標準，采用特征格式文件和共享數據庫相結合的集成方法，實現了CAD、CAPP及CAM之間的信息集成。

     1、PDM產品特點概述

　　PDM是以軟件為基礎的技術，其內涵是集成并管理與產品有關的信息與過程。總結起來，PDM主要有以下功能：文檔管理；產品結構及配置功能；工作流程控制等。
　　作為PDM產品之一的IMAN，是在關系型數據庫系統ORACLE的基礎上，加上一個面向對象的層來實現的。IMAN用戶可以通過接口層UIL（UserInterfaceLayer）來操縱工程數據庫中的數據。既能交互實現，也可以利用IMAN-ITK（IntegratedToolkit）開發工具通過編程來實現，大大豐富了訪問數據的途徑。

    2、基于PDM的CAD、CAPP及CAM應用系統概述

    2.1　CAD特征造型系統
　　CAD系統以I-DEAS軟件為平臺，采用特征造型方法，在I-DEAS所定義特征的基礎上，建立了外部特征庫，并生成了零件的全信息模型。經過進一步的信息提取和匹配，將設計信息傳給CAPP，從而滿足了CAD/CAPP/CAM集成的需要。
    2.2　創成式CAPP系統
　　創成式CAPP系統采用特征框架理論建立零件特征信息模型，設計專家系統，在工藝資源庫和工藝知識庫的基礎上創成零件工藝。基于特征樹理論和面向特征的分類理論，創成式CAPP系統將零件看作是一棵由許多形狀特征構成的特征樹，對零件的特征進行分類和歸納，并采用IDEF1x的方法進行建模。
    2.3　CAM系統
　　CAM系統建立在I-DEAS軟件GM（GeneralManufacturing）模塊基礎上，根據創成式CAPP系統生成的工序內容，生成加工參數，進而實現刀位文件生成及加工軌跡仿真，經過后置處理自動生成NC程序。

    3、CAD/CAPP/CAM系統集成方案

    3.1　系統結構
　　CAD/CAPP/CAM集成接口結構如圖1所示，它實際上包括三個部分，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特征數據進行映射，并通過IMANITK工具存入數據庫中。CAD/CAM集成接口分為兩個部分，一部分采用I-EDAS內部的集成接口，將CAD實體模型轉換到CAM中，另一部分則通過ITK編程，將CAD特征模型的點面信息（拓撲信息）映射成CAM所需的實體加工模型信息。CAPP/CAM集成接口將存放在數據庫中的CAPP系統生成的工藝過程及工序內容信息轉換為GM專用數據文件格式。

圖1　CAD/CAPP/CAM集成接口結構

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

圖2　CAD/CAPP/CAM集成體系#p#分頁標題#e#

　　這種集成體系有如下特點：
　　（1）各單元以應用系統封裝的形式統一于集成平臺　墻板、凸輪類零件CAD應用系統、創成式CAPP系統和CAM系統都以Dataset的形式封裝在IMAN下，保證了用戶界面的統一和對一切與設計、制造相關過程的統一管理，從而在軟件層上實現了集成。
　　（2）在集成方法上采用了文件與共享數據庫相結合的方法　在該CIMS中，墻板、凸輪類零件CAD應用系統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據庫的。
　　（3）采用STEP標準的零件特征信息建模　該系統的零件特征信息模型嚴格按照STEP標準，特征之間的轉換與映射也按照STEP方法進行。
　　（4）數據文件存儲統一、獲取方便　CAD、CAPP、CAM系統所有數據文件統一存儲在IMANVolume下，由IMAN統一管理。這既保證了文件讀取的方便性，又使得文件具有保護機制，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，實體由屬性定義而成。這些屬性可以是簡單的數據類型（例如整數），或者是另一實體類型。
　　為了銜接CAD輸出的特征文件和CAPP所需的特征對象，在所實施的CIMS中CAD/CAPP/CAM集成接口系統將實體分為三類，即尺寸實體、幾何元素實體和加工實體。
    4.1　尺寸實體
　　尺寸實體主要描述尺寸組成、實體之間的尺寸關聯等，包括長度尺寸、度尺寸、長度關聯尺寸以及角度關聯尺寸等。
　　在尺寸實體中，首先應定義抽象超類。所謂抽象超類，是指其本身不被實例化的父類。其本身可以包含屬性，屬性后的關鍵字表明它們所屬的數據類型，屬性將被其所有子類所繼承。其次在抽象超類的基礎上，定義尺寸實體的子類模型。
    4.2　幾何元素實體
　　幾何元素是形成創成式CAPP零件特征幾何形狀的基本要素。幾何元素實體包括坐標軸、矢量方向、點、曲線（主要指凸輪輪廓曲線）及面等實體。
    4.3　加工實體
　　如前所述，加工實體對應于創成式CAPP所處理的特征。這些特征由所定義的尺寸實體和幾何元素實體以及其自身所帶有的若干屬性和約束條件組成。
　　與前兩類實體一樣，加工實體也定義了其抽象超類。其下有基本特征、復合特征和分布特征三大類。我們把由尺寸實體、幾何元素實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。若干基本特征實體可以組合成復合特征，如臺階孔可看作是由幾個通光孔特征復合而成。基本特征按照矩形或圓周分布形成分布特征。

    5、結　論
　　PDM是構筑在關系型數據庫基礎上的集成平臺，以一個共享數據庫為中心，可以跨越操作系統平臺與應用軟件平臺，能夠實現多平臺的信息集成。建立在PDM上的CAD/CAPP/CAM集成體系，充分利用了其對數據和軟件集成的特點，并以STEP標準為指導，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標準的CAD文件和共享數據庫相結合的方式，實現了以PDM為平臺的CIMS環境中CAD/CAPP/CAM的信息集成。#p#分頁標題#e#