CADCAM的发展历程

1、爭/卄孝SOOCHOW UNIVERSITY论文题目CAD/CAM的发展历程作者姓名XXX指导老师鞠华CAD/CAM的发展历程中文摘要CAD/CAM (Computer Aided Design and Computer Aided manufacturing) 技术是制造工程技术与计算机技术相结合、相互渗透而发展起来的一项综合性应 用技术。自20世纪50年代以来，CAD/CA技术走完半个世纪的发展历程，具有 设计知识门类宽、综合性能强、处理速度快、经济效益高的特点，是当今先进制 造技术的重要组成部分。CAD/CA技术的发展和应用，不仅使之成为企业产品设 计开发和加工制造的手段和工具， 还大大

2、促进了企业的技术进步和管理水平， 对 国民经济的快速发展、促进科学技术的进步产生了深渊的影响。CAD/CAMfe术在1989年被美国工程科学院评为当代最杰出贡献的十项工程技术之一，是衡量一 个国家和地区科技现代化和工业现代化的重要标志之一。本文首先从CAD/CAM勺概念入手，介绍了 CAD/CA啲产生与它随着历史不 断改革创新，以及在各个领域日趋重要的地位， 最后对CAD/CA嗷展的趋势进行 了分析。关键字：CAD; CAM ;产生；发展；趋势作 者：XXX 指导老师：鞠华The Developme nt of CAD/CAMAbstractCAD / CAM tech no logy is

3、a manu facturi ng engin eeri ng tech no logy and computer tech no logy, in terwove n and developed a comprehe nsive applicati on techn ology. Since the 20th cen tury, since the 50's, CAD / CAM tech no logy has completed half a cen tury, the developme nt process, with broad categories of desig n

4、kno wledge, in tegrated performa nee, process in gspeed, the characteristics of high cost, adva need manu facturi ng tech no logy is today an importa nt part. CAD / CAM tech no logy developme nt and applicatio ns, n ot on ly making en terprise product desig n and developme nt and manu facturi ng of

5、in strume nts and tools, but also greatly promote the en terprise's tech no logical progress and man ageme nt level,The rapid developme nt of the n ati onal economy, promote scie nee and tech no logy had a deep impact. CAD / CAM Tech no logy in 1989 by the America n Academy of Engin eeri ng as t

6、he ten of the most outsta nding con tributi on to engin eeri ng is one measure of a country and regi onal scie ntific and tech no logical moderni zati on and the in dustrial moder ni zati on of the importa nt symbols.Firstly, from the CAD / CAM with the con cept, i ntroduced the CAD / CAM product io

7、n with its history of con ti nu ous reform and inno vati on as well as in the increasingly important position in all areas, the last of the paper the CAD / CAM developme nt trends are an alyzed.Key words : CAD ; CAM ; Born ； Development ; TrendsWriter: XXXFaculty Advisor : Ju Hua机械CAD/CAM的产生与发展机械CAD

8、/CAM技术形成于20世纪60年代，随着40多年的迅速发展，已经得到广 泛应用，其同时带动了机械设计和制造的深刻变革。目前，CAD/CAI技术已被广泛应用于机械、电子、船舶、汽车、航空等领域，其应用水平已经成为衡量一个 国家和企业技术水平的重要标志之一。随着人们生活水平的提高，消费者的价值观正发生结构性的变化， 呈现出多样化 与个性化，用户对各类产品的质量，产品的更新换代速度，以及产品从设计、制 造到投放到市场的周期都提出了越来越高的要求。为了适应这种变化，工厂的产 品也向着多品种、中小批量方向发展。要适应这种瞬息万变的市场要求，则要求 生产更具有柔性。传统的批量法则面临着严重的挑战。计算机辅

9、助设计 (CAD)与 计算机辅助制造(CAM就是满足这种新的要求而产生的一种新的制造方法。一、CAD/CAM技术的基本概念CAD/CAM ( Computer Aided Desig n and Computer Aided Manu facturi ng)技术以计算机及周边设备和系统软件为基础，它包括二维绘图设计、三维几何造 型设计。是制造工程技术与计算机技术的相互结合、相互渗透而发展起来的一项 综合性技术。其特点是将人的创造能力和计算机的高速运算能力、巨大存储能力 和逻辑判断能力有机地结合起来。 CAD /CAM技术随着Internet/lntranet网络和 并行高性能计算及事务处理的普

10、及，使异地、协同、虚拟设计及实时仿真技术在 CAD/CAE/CAM中得到了广泛应用。CAD （计算机辅助设计，Computer Aided Design ）是指工程技术人员在计算机及其各种软件工具的帮助下，应用自身的知识和经验，对产品进行包括方案构思、总体设计、工程分析、图形编辑和技术文档管理等一切设计活动的总称。CAD技术是一个在计算机环境及其相关软件的支撑下完成对产品的创造、分析和修改、以期达到预期目标的过程。CAM （计算机辅助制造，Computer Aided Manufacturing ）有狭义和广义的两个概念。CAM的狭义概念指的是从产品设计到加工制造之间的一切生产准备活 动，它包

11、括CAPP、NC编程、工时定额的计算、生产计划的制订、资源需求计 划的制订等。这是最初CAM系统的狭义概念。到今天，CAM的狭义概念甚至更 进一步缩小为NC编程的同义词。CAPP已被作为一个专门的子系统，而工时定 额的计算、生产计划的制订、资源需求计划的制订则划分给MR巴/ERP系统来完成。CAM的广义概念包括的内容则多得多，除了上述 CAM狭义定义所包含的 所有内容外，它还包括制造活动中与物流有关的所有过程（加工、装配、检验、 存贮、输送）的监视、控制和管理。广义的CAM技术一般是指利用计算机辅助完成从毛胚到产品制造过程中的直接和间接的各种活动，包括工艺准备、生产计 划制定、五六过程的运行控

12、制、生产控制、质量控制等方面的内容，其中工艺准 备包括计算机辅助工艺规程设计、计算机辅助工装设计与制造、计算机辅助数控 编程、计算机辅助工时定额的编制等务。二、CAD/CAM 技术的产生20世纪50年代初中期，美国麻省理工学院（MIT）研制成功了世界上第一台数控铣床，并为数控机床的自动编程研究开发了APT计算机自动编程系统，从而使机械制造业步入柔性自动化时代，同时也标志着CAM技术的诞生。20世纪60年代初，美国I.E.Sutherland博士成功研制了世界上第一套计算机 图形系统，该系统允许设计者坐在图形显示器前操作键盘和光笔，在荧光屏上显示图形，实现人机交互作业。虽然，这项研究在今天看来较

13、为粗糙和不完善，当它标志这CAD技术的诞生。三、CAD/CAM技术的发展在CAD/CAM技术出现后的30 40年内，CAD/CAM系统的硬件和软件技 术相辅相成的发展，经历了几个发展阶段：（1）单元技术的发展 这段时间跨越20世纪60 70年代。在这个阶段， 计算机图形软件得到了商品化，出现了各式各样的交互式图形系统，简化图像图 表的成产和处理；三围线框模型和曲线模型得到应用，这个时段后推出了三位实体模型；计算机图形技术用在数控加工变成系统；成组技术开始用于计算机辅助 设计和工艺规程的编制；许多著名的的商品化CAD/CAM系统被推向市场。这个阶段主要的特征是CAD/CAE/CAM各功能模块已基

14、本形成，但数据结构尚不 统一，集成性差，企业尚处于单元技术的应用阶段。（2） CAD/CAM的集成阶段这个阶段的时间段历经 20世纪80年代到90年代初，由于PC微机的问世，促使了 CAD/CAM技术进入快速发展和普及 应用阶段。在这个阶段内，三位实体造型技术成熟，并发展特征造型技术；人工 智能和专家系统开始应用与计算机辅助设计和辅助工程编制等领域；分布式网络工作站已成为流行的硬件平台。（3）面向产品并行设计制造环境的 CAD/CAM发展阶段 自20世纪90年代初以来，随着全球化商品市场的形成，市场竞争更趋激烈。为了提升企业市 场响应和应变能力，缩短产品生产周期，CAD/CAM 技术从传统的面

15、向零件的CAD/CAM集成阶段朝着面向产品并行设计、协调工作环境的方向发展。面向产品全生命周期的建模技术、基于工程数据库的企业级产品数据管理、 由工程工作站或高档微机组成的分布式网络系统、支持群体小组协同作业的工作 模式等，是20世纪90年代以来CAD/CAM技术发展的重点问题。（4） 智能CAD在cad系统中，综合应用正文、图形、图像、语音等多媒体技术和人工智能、专家系统等技术大大提高了自动化设计的程度， 出现了智 能cad新学科。智能cad把工程数据库及其管理系统、知识库及其专家系统、拟 人化用户接口管理系统集于一体。四、CAM技术的发展趋势CAM技术的发展趋势将体现在以下几方面：1 、面

16、向对象、面向工艺特征的结构体系以传统CAM曲面为目标的体系结构将被改变成面向整体模型（实体）、面向工艺特征的结构体系。系统将能 够按照工艺要求自动识别并提取所有的工艺特征及具有特定工艺特征的区域，使CAD/ CAM的集成化、自动化、智能化达到一个新的水平。2、 基于知识的智能化系统未来的CAM系统不仅可继承并智能化地判断工艺特征，而且具有模型对比、残余模型分析与判断功能，使刀具路径更优化， 效率更高。同时也具有对工件包括夹具的防过切、 防碰撞功能，提高操作的安全 性，更符合高速加工的工艺要求，并开放工艺相关联的工艺库、知识库、材料库 和刀具库，使工艺知识积累、学习、运用成为可能。使相关性编程成

17、为可能 尺寸相关、参数式设计等CAD领域的特性，有希望被引伸到 CAM系统之中。目前， 以Delcam公司的PowerMILL及WorkNC为代表，采用面向工艺特征的处理方式， 系统以工艺特征提取的自动化来实现 CAM编程的自动化。当模型发生变化后，只 要按原来的工艺路线重新计算，即实现CAM勺自动修改。由计算机自动进行工艺 特征、工艺区域的重新判断并全自动处理， 使相关性编程成为可能。目前已有成 熟的产品上市，并为北美、欧洲等发达国家的模具界所接受。由于CAM系统专业化、智能化、自动化水平的提高，将导致机侧编程方式的兴起， 将改变CAMS程 与加工人员及现场分离的现象。3、 提供更方便的工艺

18、管理手段CAM 的工艺管理是数控生产中至关重 要的一环，未来CAM系统的工艺管理树结构，为工艺管理及即时修改提供了条件。 较领先的CAMS统已经具有CAPP开发环境或可编辑式工艺模板，可由有经验的 工艺人员对产品进行工艺设计，CAM系统可按工艺规程全自动批次处理。 据报道， 未来的CAMg统将能自动生成图文并茂的工艺指导文件， 并能以超文本格式进行网络浏览。五、CAD技术的发展趋势主要体现在以下几方面1、标准化 CAD 软件一般应集成在一个异构的工作平台之上，只有依 靠标准化技术才能解决 CAD系统支持异构跨平台的环境问题。目前，除了CAD支撑软件逐步实现ISO标准和工业标准外，面向应用的标准零部件库、标准化设 计方