商业化钣金类CAM集成系统通常包含剪切、冲压、折弯等功能,钣金冲压系统作为钣金CAM集成系统的子系统,因其在实际应用的广泛性,较之其它子系统具有更为重要的地位。分析当前常见的钣金CAM系统,不难发现它们存在一些共性的缺陷。典型的冲压系统通常具备冲裁件的数据输入、数据处理与数据输出三大模块。对于数据输入模块,存在两种方式获得零件数据,一种是直接从系统集成的CAD模块获得,另一种是从其它CAD系统导入零件图形。对于后者,由于不同系统对图形元素底层描述方法不同,数据处理环节将存在兼容性问题。冲压过程的刀具路径优化起着至关重要的作用,高效的刀具路径优化算法能够减少刀具移动距离、换刀次数,从而提高加工效率。当前流行的冲压系统软件试图采用某种通用的算法解决各种冲压零件的刀具路径优化问题。但是,由于算法的复杂性,到目前为止还未出现一种精度高、速度快、通用性强的的优化算法能够快速准确地找出最优路径。冲压系统的最终任务是生成和输出NC加工代码,实际CNC加工生产中,由于机床的类型和生产厂家不同,其配备的CNC系统也是各不相同,虽然NC代码格式有国际标准,但系统的生产商各有一套标准,不同型号所使用的加工程序(NC代码)的语言规则和格式也不尽相同,只在一些基本的准备功能指令和辅助功能指令上相同或类似。正是由于各种NC代码之间的差异限制了系统的通用性,一些功能模块的工作严格依赖于特定的NC代码格式,也使得系统难以扩展与变更。例如,多数冲压CAM系统只能够根据自身生成的NC代码文件实现仿真加工,若遇到系统无法识别的特定NC代码格式时则不能正常运行。论文以钣金冲压系统的数据输入与输出、刀具路径优化作为研究重点,在综合大量文献资料和对问题域分析的基础上,基于ACIS与HOOPS图形平台,尝试性地构建了SCAM(Sheet Metal Computer Aided Manufacturing)钣金冲压原型系统,在一定程度上解决了传统冲压系统常见的数据输入输出与刀具路径优化问题。在深入研究当前刀具路径优化算法的基础上,提出了一种改进的邻近优化算法,克服了传统邻近优化算法存在末位跳跃点的问题。论文研究了ACIS几何造型内核的数据结构、HOOPS图形显示引擎的数据结构与DXF数据格式,并根据常用零件冲压孔的几何形状定义冲压特征库,实现了DXF数据格式图形文件输入与冲压特征识别,为后续的自动配刀与刀具路径优化提供了信息支持。