浅析我国CADCAM技术的发展

1、专业限选课大作业课程名称: 机械CAD/CAM 姓 名: 刘艺 班 级: 10机自本2 学 号: 2013年 10月 23日铜陵学院机械工程学院浅析我国CAD/CAM技术的发展摘要：计算机辅助设计和制造简称为CAD/CAM，是利用计算机强大的图形处理能力和数值计算能力，辅助工程技术人员或产品的设计制造，达到预期的目的，并取得创新成果的一种技术。目前已在机械、电子、建筑以及能源交通等领域广泛应用。关键词：CAM、CAD、发展 现状 前景一、CAD/CAM技术概述CAD/CAM即计算机辅助设计与制造,其含义是指产品设计和制造人员根据产品设计和制造流程,在计算机系统的支持下,进行设计和制造的一项技术

2、。一般讲,一个完整的CAD/CAM系统是由计算机、外围设备及附加生产设备等硬件和控制这些硬件运行的指令、程序即软件组成。CAD/CAM技术经过几十年的发展，先后走过大型机、小型机、工作站、微机时代，每个时代都有当时流行的CAD/CAM软件。现在，工作站和微机平台CAD/CAM软件已经占据主导地位，并且出现了一批比较优秀、比较流行的商品化软件。二丶CAD/CAM的发展现状20世纪70年代后期，微型计算机、大容量存储技术和计算机图形学的飞速发展，使CAD技术在工程上的应用从单独的分析计算变成大量信息存储、制造、管理的全过程中。近年来，数据库技术的飞速发展，使设计从工艺流程计划、加工数据及数控程序，

3、再到控制机器人的活动路径，实现设计、制造、生产的自动化管理已经开始进入实用阶段。目前，世界上工业发达国家的制造业，其CAD/CAM技术应用的比重越来越大，如美国的汽车行业达100%，电子行业60%。我国CAD/CAM技术的运用也在逐步发展中，已广泛应用于分析计算、数据编程、计算机辅助工艺编程和管理等方面。现在CAD/CAM主要运行在工作站或微机平台上。工作站虽然性能优越，图形处理速度快，但价格却十分昂贵，这在一定程度上限制了CAD/CAM技术的推广。随着Pentium芯片和Windows NT操作系统的出现并流行，以前只能运行在工作站上的CAD/CAM软件现在也可以运行在微机上。由于微机的价格

4、远远比工作站低，性能也不比中低档工作站逊色多少，并且windows NT操作系统的安全性与DOS、Windows3.x、Windows95/98等操作系统相比有了很大提高。所以，微机平台为普及CAD应用创造了绝好的条件。在此基础上，CAD/CAM软件厂商展开了新一轮的竞争。一方面工作站上著名的CAD/CAM的软件（如UG、CATIA）全功能地移植到微机平台，使微机完全对等地实现了工作站环境的处理能力；另一方面CAD/CAM软件打破了原有Unix环境的桎梏，在Windows平台上全面拓展。Pentium以上处理器和NT环境已经或者正在成为CAD/CAM软件运行和应用的主流平台。三 我国CAM技术

5、应用的现状国内CAM技术的应用不是很普遍, 原因是许多国有企业效益不佳, 没有经济实力购买数控设备或软件, 而大多数乡镇企业缺少像国企那样的技术队伍, 使CAM技术得不到推广应用。当前, 我国使用CAM技术最多的仍然是国家扶持的航空航天工业、造船业、大型民用企业和科研院所。四、CAD/CAM技术在国内的应用综合来看,CAD/CAM技术的在国内的应用主要有以下几个特点: (1)起步晚、市场份额小 我国 CAD/CAM技术应用从20世纪80年代开始,经过四十多年的发展，与发达国家还有很大的差距。有些小企业由于经济实力不足、技术人员缺乏,CAD/CAM技术还不能够完全应用到生产实践中。国内研发的CA

6、D/CAM软件在包装和功能上与发达国家还存在差距,市场份额小。 (2)应用范围窄、层次浅 CAD/CAM技术在企业中的应用在CAD方面主要包括二维绘图、三维造型、装配造型、有限元分析和优化设计等。其中CAD二维绘图技术在企业应用情况较好,这一方面得益于国家大力推进“甩图板”工程,另一方面是由于二维绘图技术解决的是所有企业的共性问题。(3)功能单一、经济效益不突出 CAD/CAM技术在企业中的应用只是单元的智能技术应用，是从企业生产的几个侧面来提高效率。功能分散的CAD/CAM技术其效果是有限的，只有将 CAD、CAPP、CAM、PDM等技术集成在一起,综合应用在设计与制造生产的过程中，才能产生

7、显着的经济效益。五 我国CAD/CAM技术存在的问题由于我国的体制、经济模式、以及CAM技术的研究起步较晚、经验不足等原因, 使软件技术发展受到了一定的影响。目前存在的主要间题有：5.1 发展模式的制约现代计算机应用技术的发展, 使产品更新换代周期不断缩短。而在我国, 这种快速反应能力和应变能力却很差, 加上行业内部存在的宏观失控和短期行为, 较大地影响了计算机应用技术的发展, 使得软件产品的性能、质量、品种, 以及推广应用等都大大落后于世界水平。另外企业和商品经济发展的“ 大而全” 、“ 小而全” 、“ 自成系统”的自然经济特征,也制约了软件技术的正常发展。绝大多计算机应用项目从立项、投资、

8、开发到应用都是封闭型的。这样做, 势必保护了一些本来可以由社会分工来取代的落后环节, 削弱了企业与社会的商品联系, 反过来也使开发的软件产品难以大面积推广应用, 阻碍了应用软件的商品不七进程。同时各企业、部门之间的软件开发重复现象也较为严重, 使本来就有限的软件开发人员和资金更加不足。5.2 软件开发人员力量分散我国的CAM软件开发人员主要分布于各行各业的应用部门和高等院校。在应用部门工作的软件技术人员, 包括各企业、各部门的计算中心、信息中心、计算站等, 其主要任务是使用计算机宋参与本单位的管理、科研和生产等活动, 但在多数单位表现出技术月良务的性质, 处于配角地位。并且他们大多数只是在各自

9、单位的使用范围内参与软件技术工作, 主要是为了满足本单位生产、管理的需求。加上各行业、企业之间的应用软件的使用环境差别, 开发出的大多数软件难以作为商品软件进入市场。在高等院校工作的软件开发人员, 由于各种信息比较多, 思想活跃, 了解国内外CAM技术的发展动态, 在理论水平和软件开发经验上都占有优势。但由于设备、资金、人员编制和政策上的限制, 多数人员只能作为软件需求者或计算机公司“ 雇佣”的廉价劳力的身份进行开发工作, 这样大大限制了技术水平的发挥, 处于非常被动的地位。再加上缺乏有力的软件开发法律保护虽已颁布了“ 计算机软件保护条例” , 但未能得到很好地落实, 开发者的成果和应有的权益

10、没有得到很好的保护, 这在一定程度上也挫伤了广大软件开发人员的工作积极性, 影响了工作的正常开展。5.3 CAM系统开发过程中存在认识误区这些错误认识主要表现在以下两个方面：5.3.1 缺乏重微机软件思想一些购买微机的企业, 只重硬件不重视软件, 常选择使用盗版图形软件的办法。由于得不到很好的技术培训, 常导致CAM工作停滞不前。因为软件是一种特殊的产品,它的使用需要相当技能, 如能得到软件公司或代理商的技术援助, 常取得事半功倍的效果。5.3.2 CAM未能与CAD数据共享一些CAD 工作开展得好的企业, 已在微机上实现了二维绘图工作,在工作站上实现了三维造型工作, 也在工艺自动生成和数控加

11、工的计算机控制方面作了许多工作。但这些工作是分别在不同的软件上, 由不同部门分别实施, 未能进行有效的二次开发, 未能使其数据共享, 集成为一个整体。5.4.1引进国外CAM系统时存在问题目前, 国内实际应用的CAM系统, 一类是国内自主版权的CAM系统, 另一类是国外商品化的CAM系统。由于国外的CAM系统功能齐全、性能优良, 并完成了商品化及工程化要求,所以在国内占得了很大市场分额。从对引进CAM系统的使用情况看, 大多企业没有充分利用起来, 并没有发挥出应有的效益。问题表现在以下方面：5.4.2 国外的CAM软件没有全方位汉化和进行二次开发现在从事设计的工作人员中, 一部分年龄较大的设计

12、人员, 他们具有丰富的设计经验, 但由于各种原因,他们的外语水平较低, 让他们很快掌握CAM软件的使用存在很大的难度。另一部分年轻的设计人员, 他们外语基础较好, 但经验欠佳。再加上设计之后的加工很多还靠图纸来加工, 加工人员的外语水平也是一个现实问题, 故汉字标准亦是一大问题。因此, 从我国使用的实际情况出发, 引进CAM系统之后, 必须做到从菜单、提示、错误信息到标注的全方位汉化二次开发。5.4.3 CAM应用中缺乏管理的系统化 随着CAM新技术的应用, 设计管理过程和方式也必须随之而变, 这些管理包括设计过程管理, 设计人员管理、设计图纸的管理。因此, 引进系统之后必须进行管理方面的二次

13、开发。管理系统化有利于保证设计质量, 有利于设计过程并行工程实施, 有利于产品更新换代。从而达到提高设计质量和效率的目的。5.4.4 缺乏人员培训与人才培养CAM 是现代科技的产物, 这对一些老设计人员来说, 肯定存在一个适应的问题。要想使软件发挥最大的作用, 这就必须对有关使用者进行专业培训, 否则可能设计效率提高不理想, 严重者可能效率下降。人才培训则是另一个关键, 系统的维护以及CAM软件的二次开发需要既懂计算机知识又有相关专业水平的人员来完成。企业如果没有这样的得力人才, CAD/CAM软件只是一个“电子图板”, 其使用效率也会大打折扣。六、CAD/CAM系统的发展趋势CAD/CAM软

14、件的功能将不断得到完善和优化,逐步实现CAD/CAM无缝整体化集成。具体体现在以下几方面。 6.1、CAD/CAM技术应与多媒体技术更好的结合 CAD/CAM技术应与多媒体更好的结合,增强使用的灵活性。未来的人机交互界面将会更加友善和方便,还可引入触摸式、声控式等各种操作方式。6.2、CAD/CAM系统应具有高度的开发性 CAD/CAM系统的开放性主要体现在系统的工作平台、用户接口、应用开发环境及与其他系统的信息交换等方面。现在市场上的CAD/CAM产品一般都会为用户提供二次开发环境,方便用户订制自己的CAD/CAM系统,具有较好的开放性。6.3、CAD/CAM系统应具备更好的集成性 集成就是

15、向企业提供CAD/CAM一体化的解决方案,企业中各个环节不可分割,统一考虑。企业的整个生产过程实质上是信息的采集、传递和加工处理的过程。6.4、CAD/CAM系统应具备更强的智能性智能化设计功能是未来CAD/CAM软件的一个重要标志。CAD/CAM系统将包括专家系统、经验储存、智能库、推理规则和自动学习功能。软件开发要将产品设计加工过程直接与系统相结合,使用户轻松完成工作任务。七、我国CAD/CAM技术及产品发展的未来之路经过多年的推广，CAD技术已经广泛地应用在机械、电子、航天、化工、建筑等行业。应用CAD技术起到了提高企业的设计效率、优化设计方案、减轻技术人员的劳动强度、缩短设计周期、加强

16、设计的标准化等作用。近年来，我国CAD技术的开发和应用取得了长足的发展，除对许多国外软件进行了汉化和二次开发以外，还诞生了不少具有自主版权的CAD系统，如高华CAD，开目CAD等，由于这些软件价格便宜，符合本国国情和标准，所以受到了广泛的欢迎，赢得了越来越大的市场份额。但是，我国CAD/CAM软件不管是从产品开发水平还是从商品化、市场化程度都与发达国家有不小的差距。由于国外CAD/CAM软件出现得较早，开发和应用的时间也较长，所以它们发展比较成熟，现在基本上已经占领了国际市场。这些国外软件公司利用其技术和资金的优势，开始大力向我国市场进军，目前，国外一些优秀软件，如UG、SolidWorks、

17、Pro/Engineer、CATIA等，已经占领了一部分国内市场。所以，我国CAD/CAM软件前景不容乐观。但是，我们也应该看清自己的优势，比如了解本国市场，提供技术支持方便，价格便宜等。在这些前提下，我们不仅要紧跟时代潮流，跟踪国际最新动态，遵守各种国际规范，在国际国内形成自己独特的优势，更要立足国内，结合国情，面向国内经济建设的需要，开发出有自己特色，符合中国人习惯的CAD/CAM软件。CAD/CAM技术可以应用在许多领域，机械制造是最早也是最广泛应用CAD/CAM技术的领域。随着CAD/CAM技术的发展，建筑、电子、化工的领域也开始应用该技术，在这些新的应用领域中，国外软件的优势并不明显。所以，我国CAD/CAM软件在这些方面还是可以与发达国家竞争的，并且随着CAD/CAM技术应用的深入，越来越多的领域将会使用该技术，所以，如果能够紧跟时代潮流，不断应用于新的领域，那么国产CAD/CAM软件还是很有前途的。总之，我们还有很长的路要走，但我们要时刻记住，开发CAD/CAM软件的最终目的是应用CAD/CAM技术，提高企业的设计和制造水平，所以，CAD/CAM软件不仅要水平高，有自己的特色，更要能够市场化，从市场中收回投入，从而能够根据用户的需求不断地更新发展软件。我相信我们国家在以后的CAD/CAM技术的发展和应用中会起到很大的作用，会开发出一些国际化的CAD/CAM软件