第一次课制造业信息化及CAD技术的应用和发展

机械CAD/CAM技术的应用及

制造业信息化工程2013年10月课程安排及要求课程时间安排：第7周到16周考核方式：考试。平时成绩（作业、出勤，40%）+笔试考试成绩（60%）重点考查对本课程所讲述的关键技术的理解和掌握程度。上课要求技术基本理论：关闭计算机，记笔记；授课课件：liwmqh@126.com密码：666666

作业发至：基本技能：上机与授课教师同步；课后要有一定时间的练习。课程安排及要求参考书（辽宁工业大学图书馆）课程安排及要求应学习并熟悉的软件

1.二维CAD软件：AUTOCAD，CAXA；（之一）

2.三维CAD软件：

UG，Pre/E，SolidWorks，CATIA等（之一）；

3.数据库软件：ACCESS；

4.高级语言：VB，VB.Net，VC++，C#等（之一）。CAD/CAM系统概况1.CAD/CAM技术的概念

CAD（ComputerAidedDesign）——计算机辅助设计，指以计算机作为辅助手段来完成整个产品设计的技术。

CAM（ComputerAidedManufacturing）——计算机辅助制造，指利用计算机系统，通过计算机与生产设备直接或间接联系，进行规划、设计、管理和控制产品的生产制造过程。相关技术CAE技术CAE是计算机辅助工程（ComputerAidedEngineering）的首字母缩写，又译为计算机辅助分析。CAE是用计算机辅助求解复杂工程和产品结构强度、刚度、屈曲稳定性、动力响应、热传导、三维多体接触、弹塑性等力学性能的分析计算以及结构性能的优化设计等问题的一种近似数值分析方法。相关技术CAPP技术CAPP是计算机辅助工艺设计（ComputerAidedProcessPlanning），就是向计算机输入被加工零件的几何信息和加工工艺信息（材料、热处理、批量等）后，由计算机自动输出零件的工艺路线和工序内容等工艺文件，换言之，也就是利用计算机来定制零件的加工工艺过程，以便把毛坯加工成符合工程图样要求的零件。它利用计算机技术辅助工艺人员设计零件从毛坯到成品的制造方法，是将企业产品设计数据转换为产品制造数据的一种技术。相关技术PDM技术PDM的中文名称为产品数据管理（ProductDataManagement），PDM是一门用来管理所有与产品相关信息（包括零件信息、配置、文档、CAD文件、结构、权限信息等）和所有与产品相关过程、更改流程等的技术。它能有效地将产品数据从概念设计、计算分析、详细设计、过程设计、加工制造、试验验证、销售维护直至产品消亡的整个生命周期内及其各个阶段的相关数据，按照一定的数学模型加以定义、组织和管理，使产品数据在其整个生命周期内一致、最新、共享和安全。它提供产品生命周期的信息管理，在企业为产品的设计与制造建立了一个并行化的协作环境。相关技术DFx技术DFx技术是并行工程的支持工具之一。它在设计阶段尽可能早地考虑产品的性能、质量、可制造性、可装配性、可测试性、产品服务和价格等因素，对产品进行优化设计或再设计。最常见的DFx技术有：面向装配的设计（DesignforAssembly，DFA）和面向制造的设计（DesignforMaintainability，DFM）、面向性能的设计（DesignforCompatibility，DFC）、面向耐用性的设计（DesignforServiceability，DFS）、面向互换的设计（DesignforInterchangeability，DFI）、面向回收的设计（DesignforRecyclability，DFR）、面向方案的设计（DesignforVariety，DFV）、绿色设计（DesignforGreen，DFG）和后勤设计（DesignforLogistics，DFL）等。相关技术ERP技术企业资源计划（EnterpriseResourcesPlanning，ERP），可以从管理思想、软件产品、管理系统三个层次给出它的定义：1）是由美国著名的计算机技术咨询和评估集团GarterGroupInc提出了一整套企业管理系统体系标准，其实质是在MRPII（ManufacturingResourcesPlanning，“制造资源计划”））基础上进一步发展而成的面向供应链（SupplyChain）的管理思想；2）是综合应用了客户机/服务器体系、关系数据库结构、面向对象技术、图形用户界面、第四代语言（4GL）、网络通讯等信息产业成果，以ERP管理思想为灵魂的软件产品；3）是整合了企业管理理念、业务流程、基础数据、人力物力、计算机硬件和软件于一体的企业资源管理系统。相关技术术以上技术术常用4C/P/E技术简称。——CAD/CAE/CAPP/CAM/PDM/ERP1.CAD/CAM技术的概念CAD/CAM系统的集成:把CAD、CAM、CAE、CAPP、NCP（数控编程））、PPC（生产计划与与控制）等各各种功能不同同的软件有机机地结合起来来，用统一的的执行机制来来组织各种信信息的提取、、交换、共享享和处理，以以保证系统信息息的畅通。即产品设计计、生产管理理、质量控制制等有机地集集成在一起的的技术。CAD/CAM集成是机械制制造迈向CIMS的基础。目前前重点研究CAD/CAPP/CAE/CAM/PDM集成技术，简简称“4C/P”技术。1.CAD/CAM技术的概念计算机辅助设设计和计算机机辅助制造(CAD/CAM)技术是设计人人员和组织产产品制造的工工艺技术人员员在计算机系系统的辅助之之下，根据产产品的设计和和制造程序进进行设计和制制造的一项新新技术，是传传统技术与计计算机技术的的结合。由于计算机技技术的引进，，大大地促进进了设计和制制造能力的提提高，其体现现在工作效率率和工作质量量和先进的计计算机技术对对传统的工作作方式的促促进和变革方方面。但要指出，CAD/CAM技术不能代替替人们的设计计和制造行为为，而只是实实现这些行为为的先进手段段和工具，而而人们的设计计和制造行为为，则由专业业技术人员的的创造能力和和工作经验，，以及现代设设计方法等提提供的科学思思维方法和实实施办法来确确定。2CAD/CAM系统的基本组组成与类型一个CAD/CAM系统基本上只只适用于某一一类产品的设设计和制造，，如电子产品品CAD/CAM只适用于设计计制造印制板板或集成电路路，而机床的的CAD/CAM只适用机床的的设计和制造造，这两个系系统不仅基础础和专业软件件不一样，而而且硬件配置置上也有差异异。但就系统统的逻辑功能能和系统结构构角度来看还还是基本相同同的。不管是用于何何种产品设计计和制造的CAD/CAM系统，从其逻逻辑功能角度度来看，CAD/CAM系统基本上是是由计算机和和一些外部设设备（计算机机和外部设备备通常硬件））及相应的软软件组成（其其中包括系统统软件、支撑撑软件及应用用软件），如如图所示。2CAD/CAM系统的基本组组成与类型图1－1CADCAM系统的基本结结构但对于一个具具体的CAD/CAM系统来讲，其其硬件、软软件相互的配配置是需要进进行周密考虑虑的，同时对对硬软件的型型号、性能以以及厂家都需需要进行全方方位的考虑。。2CAD/CAM系统的基本组组成与类型CAD/CAM系统的类型可可按系统的功功能分，也可可以按系统中中使用的计算算机类型分。。按系统功能能一般分为：：通用CAD/CAM系统和专用CAD/CAM系统。通用的的CAD/CAM系统使用范围围广，其硬件件和软件的配配置也比较丰丰富。而专用用的CAD/CAM系统是为了实实现某种专门门产品生产的的系统，其硬硬件配置比较较简单，软件件也比较单一一。当前各各单位对CAD/CAM系统的要求不不尽相同，所所需的硬件和和软件性能不不同，即应用用是多层次的的。根据计算算机的性能和和类型，传统统的分类是将将CAD/CAM系统分为4种类型。随着着计算机技术术的发展，正正在或已经在在不断的变化化。下面按组组成CAD/CAM系统所用的计计算机，按照照传统的分类类方式来讨论论CAD/CAM系统的基本类类型。2CAD/CAM系统的基本组组成与类型1）大型机CAD/CAM系统顾名思义，该该系统一般一一具有大容量量的存储器和和极强的计算算功能的大型型通用计算机机为主机，一一台计算机可可以连接几十十至几百台图图形终端和字字符终端及其其他图形输入入和输出设备备。2CAD/CAM系统的基本组组成与类型大型机CAD/CAM系统的主要优优点：（1）系统具有一一个大型的数数据库，可以以对整个系统统的数据实行行综合管理和和维护；（（2）计算速度快快；（3）给企业的集集成管理带来来方便；（（4）提高了企业业在设计、制制造方面的效效率，为企业业的设计、制制造一体化提提供了条件，，为企业生产产方式向国际际先进水平靠靠拢奠定了基基础。主要缺点有：（1）安全性能低低：如果主机机出现故障，，则整个系统统都不能工作作；但随着双双机容错等先先进技术的广广泛使用，安安全性能已经经今非昔比；；（3）终端距离不不能太大；但但随着网络技技术的发展，，距离的限制制是越来越小小了；（4）随着计算机机的总负荷增增加，系统的的响应速度将将降低。这种种现象在三维维造型和复杂杂有限元分析析时尤为突出出.2CAD/CAM系统的基本组组成与类型2）小型机CAD/CAM系统70年代末至80年代初，这类类系统处于蓬蓬勃发展时期期。我国在此此期间从国外外购进的CAD/CAM系统大都属这这种类型。通通过使用，人人们逐渐发现现了这类小型型机系统有一一定的局限性性，如系统的的计算能力和和扩充能力差差等，而且，，不同系统之之间数据是很很难进行交换换的，即不同同系统的数据据存贮格式式式不相同的。。2CAD/CAM系统的基本组组成与类型3）工程工作站站组成的CAD/CAM系统80年代初，32位的工程工作作站问世，以以工作站组成成CAD/CAM系统发展很快快。它与小型型机CAD/CAM系统不同，一一台工作站只只能一个人使使用，并且具具有较强的联联网功能，其其处理速度很很快，一般都都赶上或超过过了过去的小小型机的速度度。这类工作作站一般都采采用RISC技术和开放系系统的设计原原则，且以UNIX为操作系统。。这种类型的的工作站式90年代CAD/CAM系统的主要机机器。2CAD/CAM系统的基本组组成与类型4）PC微机组成的CAD/CAM系统随着微机性能能的不断提高高，价格的不不断下降，以以PC及组成的CAD/CAM系统近年来增增加很快。过过去以PC微机为主机的的CAD/CAM系统一般只能能进行二维拼拼图和绘图，，而现在可以以进行三维造造型和复杂的的分析计算。。值得一提提的是，由于于网络技术的的发展，现在在的微机已能能与大型机和和小型机及工工作站联网，，成为整个网网络的一个节节点，共享主主机和工作站站资源。2CAD/CAM系统的基本组组成与类型另外，在实际际应用中，目目前往往大致致按照CAD系统的大小分分类：网络环环境下的CAD/CAM系统和单机环环境下的CAD/CAM系统。在过去去几年里，基基于微机的单单机CAD/CAM系统给小型企企业、个人以以及教学使用用带来了方便便，并且这也也是CAD/CAM技术普及的必必由之路。但但是，随着企企业集成化管管理和生产能能力进一步提提高的需要，，网络化是必必然的趋势，，现代企业在在CAD/CAM的建设过程中中，必须要考考虑到和CAPP、PDM、MIS等系统的集成成问题。根据据企业的发展展来确定CAD/CAM系统的建设。。3.产品的设计过过程常规设计与CAD常规设计过程程特点：（1）图纸：它它是企业领导导决策、设计计人员的设计计思想描述、、工艺师制定定工艺规程以以及工人的加加工装配的必必要工具。（2）各种技术术文档资料需需要妥善保管管，便于设计计人员的设计计（借用和参参阅）。（3）需要大量量查阅技术文文献和手册。。（4）需要凭经经验对重要设设计方案进行行理论分析和和实验验证，，实验开销大大，有时无法法进行。其绝大部分时时间没有用到到创造性设计计上。3.产品的设计过过程4.CAD系统的类型检索型CAD系统自动型CAD系统交互型CAD系统智能型型CAD系统智能CAD系统由由知识识库、、推理理机、、解释释系统统、知知识获获取系系统和和人机机接口口等组组成。。5.CAD系统的的支撑撑环境境CAD系统的的支撑撑环境境包括括：1）硬件件：计计算机机、图图形输输入、、设备备网络络设备备等。。2）系统统软件件:操作系系统、、主语语言3）支撑撑软件件：图图形驱驱动、、窗口口管理理、图图形文文件管管理、、图形形处理理系统统、结结构分分析系系统、、数据据库及及其管管理系系统、、系统统接口口、网网络通通讯、、汉字字处理理、知知识库库、三三维几几何造造型系系统等等。计算机机网络络1.计算机机网络络与CAD系统网网络技技术2.计算机机网络络系统统的组组成按其作作用范范围分分:广域网网:（WAN，WideAreaNetwork）：其其作用用范围围为几几十到到几千千公里里；城域网网:(MAN，MetropolitanAreaNetwork)：作用用在一一个城城市内内，其其作用用范围围为5到50公里；；局域网网:(LAN，LocatAreaNetwork)：作用用在一一栋楼楼或一一个单单位内内，其其作用用范围围为1到5公里。。按拓扑扑结构构分:CAD网络的的作用用与特特点：：1.每个工工作站站即独独立又又可资资源共共享享；2.投资风风险低低；3.高速数数据传传输；；4.保证数数据一一致性性；5.进行分分布式式数据据处理理。6.CAD技术的的发展展趋势势CAD技术经经历了了二维维平面面图形形设计计、交交互式式图形形设计计、三三维线线框模模型设设计、、三维维实体体造型型设计计、自自由曲曲面造造型设设计、、参数数化设设计和和特征征造型型设计计等发发展过过程，，近几几年又又出现现了一一些新新技术术，其其发展展趋势势如下下：6.CAD技术的的发展展趋势势1）变变量化化设计计技术术（VGX）由SDRC公司推推出的的一种种CAD核心技技术，，为用用户提提供了了一种种交互互三维维环境境，设设计人人员在在零部部件上上定义义关系系时，，不用用关心心二维维信息息如何何变成成三维维，从从而简简化了了设计计建模模的过过程。。6.CAD技术的的发展展趋势势2）虚拟拟产品品建模模技术术虚拟拟现现实实技技术术（VR)目前前已已在在CAD技术术中中应应用用，，设设计计时时，，设设计计人人员员可可以以进进行行各各种种有有““沉沉浸浸感感””的的可可视视化化模模拟拟，，以以验验证证设设计计的的正正确确性性和和可可行行性性。。虚拟拟制制造造技技术术（VM）可可实实现现实实际际制制造造过过程程在在计计算算机机上上本本质质实实现现。。6.CAD技术术的的发发展展趋趋势势3CAD/CAM/CAE/CAPP/PDM集成成技技术术即C4P技术术。。在在产产品品设设计计中中CAD用于于产产品品设设计计CAE用于于对对产产品品分分析析CAPP用于于对对加加工工工工艺艺进进行行规规划划CAM用于于产产品品的的制制造造为了了保保证证产产品品的的有有效效、、完完整整、、唯唯一一和和最最新新性性，，以以上上技技术术的的集集成成是是一一个个很很好好的的解解决决方方案案。。6.CAD技术术的的发发展展趋趋势势4智能能CAD技术术引入入人人工工智智能能技技术术，，产产生生智智能能CAD系统统。。智能能CAD系统统由由知知识识库库、、推推理理机机、、解解释释系系统统、、知知识识获获取取系系统统和和人人机机接接口口等等组组成成。。6.CAD技术术的的发发展展趋趋势势5协同同技技术术（（并并行行工工程程））6基于于网网络络的的CAD技术术CAD/CAM系统统的的硬硬件件系系统统CAD／CAM真正正得得到到蓬蓬勃勃发发展展的的是是80年代代以以后后。。小小型型机机及及微微机机性性能能价价格格比比的的进进一一步步提提高高。。为为CAD／CAM技术术迅迅猛猛发发展展提提供供了了必必要要的的物物质质基基础础。。计计算算机机外外围围设设备备如如彩彩色色高高分分辨辨图图形形显显示示器器、、大大型型数数字字化化仪仪、、自自动动绘绘图图机机等等系系列列产产品品质质量量的的不不断断完完善善，，价价格格不不断断下下降降，，使使之之成成为为CAD／CAM的一般配配置，为为推动CAD／CAM的发展和和普及提提供了必必要条件件。另外外，计算算机软件件技术不不断发展展，新的的功能更更强的数数据库不不断推出出，使成成熟的商商品化软软件层出出不穷。。这些都都有力地地促进了了CAD／CAM技术的向向前发展展。CAD/CAM系统的硬硬件CAD／CAM硬件系统统主要包包括主机机、外存存储器、、输入输输出设备备及其它它通信接接口1．主机计算机的的主体，，由CPU、内存和和主板组组成。它它是CAD／CAM系统的中中心。目目前主机机一般采采用小型型机或超超级小型型机，超超级微机机和个人人微机三三个档次次。选用用何种机机型，要要视产品品的生产产规模，，复杂程程度，设设计工作作量大小小等情况况而定。。CAD/CAM系统的硬硬件·小型机或或超级小小型机系系统：这这种系统统采用小小型机式式超级小小型机为为主机，，利用分分时处理理原理，，一台主主机带几几个至几几十个图图形终端端的CAD／CAM系统。它它的特点点是资源源共享较较多；缺缺点是投投资大，，主机坏坏了则整整个系统统就处于于瘫疯状状态等。。一般适适用于大大、中型型设计部部门。这这类系统统在70年末和80年初发展展较快，，现在市市场占有有量不断断减少。。CAD/CAM系统的硬硬件·以超级微微机组成成的工程程工作站站：这是是一种介介于个人人微机和和超级小小型机之之间的系系统，它它的基础础是高性性能超级级微机。。由于采采用了分分布式超超级微机机网络，，使它的的总体性性能达到到超级小小型机CAD／CAM系统，但但它的价价格却比比后者低低得多。。同时它它为工程程技术人人员提供供一种网网络环境境，使工工程技术术人员能能高效、、方便地地从事工工程设计计和计算算、程序序编制、、文件书书写、交交互绘图图、信息息存放、、合作通通信、资资源共享享等。CAD/CAM系统的硬硬件工程工作作站中精精简指令令集计算算机（RISC）将成为为主流体体系，专专用图形形工作站站采用多多处理结结构即采采用多个个CPU并行工作作，系统统日趋开开放等特特点，使使它将成成为未来来CAD／CAM系统的主主流，市市场占有有率不断断上升。。它也是是我国许许多企业业主要选选择方案案。CAD/CAM系统的硬硬件·个人微机机系统：：由于个个人微机机发展异异常迅速速，使目目前采用用个人微微机进行行CAD／CAM不仅成为为可能而而且发展展较快，，很有潜潜力。这这套系统统一般采采用高档档个人微微机，配配置高分分辨率（（1280×1024）图形显显示器、、鼠标器器、打印印机、绘绘图机等等，组成成一个微微机CAD／CAM工作站；；并采用用局域网网将多台台微机联联接起来来，以实实现部分分硬、软软件资源源共享。。CAD/CAM系统的硬硬件2．外存储储器由于CAD／CAM要处理的的信息量量特别多多，因此此大容量量外存储储器显得得特别重重要。主主机要处处理的大大量信息息：如各各种软件件、图形形库和数数据库等等都存放放于外存存储器，，通过主主机调入入内存接接受CPU处理。目目前外存存储器主主要有硬硬磁盘、、软磁盘盘、磁带带机、光光盘、磁磁光盘（（M）及最新新推出的的DVD光盘。光光盘、DVD光盘以它它容量大大，保存存时间长长等特点点将在CAD／CAM中发挥独独特的作作用。CAD/CAM系统的硬硬件3．输入输输出设备备CAD／CAM系统因为为它独有有的特点点要求输输入输出出设备精精度高、、速度快快等。输输入设备备有数字字化仪、、图形输输入板、、图形扫扫描输入入仪及键键盘等；；输出设设备有绘绘图机、、打印机机、笔绘绘仪、硬硬拷贝机机等。光光学图形形扫描输输入仪有有取代数数字化仪仪的趋势势，因光光学图形形扫描输输入仪精精度高、、速度快快、扫描描进去的的图经矢矢量化后后可作编编辑处理理等。CAD/CAM系统的硬硬件4.网络互联联设备1）传输介介质网络传输输介质是是指在网网络中传传输信息息的载体体，常用用的传输输介质分分为有线线传输介介质和无无线传输输介质两两大类。。⑴有线传传输介质质是指在在两个通通信设备备之间实实现的物物理连接接部分，，它能将将信号从从一方传传输到另另一方，，有线传传输介质质主要有有双绞线线、同轴轴电缆和和光纤。。双绞线线和同轴轴电缆传传输电信信号，光光纤传输输光信号号。⑵无线传传输介质质指我们们周围的的自由空空间。我我们利用用无线电电波在自自由空间间的传播播可以实实现多种种无线通通信。在在自由空空间传输输的电磁磁波根据据频谱可可将其分分为无线线电波、、微波、、红外线线、激光光等，信信息被加加载在电电磁波上上进行传传输。。CAD/CAM系统的硬硬件——4网络互联联设备CAD/CAM软件系统统CAD／CAM系统硬件件在不断断发展的的同时，，与之配配套的软软件技术术也得到到了长足足进展。。今天的的CAD／CAM软件已成成了一个个完整的的体系，，这个软软件系统统可分为为三个层层次：系系统软件件、支撑撑软件和和应用软软件。有些应用用软件可可直接在在系统软软件下开开发和运运行，而而有些应应用软件件需要有有特殊的的支撑软软件环境境。CAD/CAM软件系统统1．系统软软件它主要用用于计算算机的管管理、维维护、控控制及运运行，以以及计算算机程序序的翻译译、装入入及运行行。它包包括以下下几类：：CAD/CAM软件系统统·操作系统统：用于于小型机机（PDP——Ⅱ系列）的的VWS，超级小小型机（（如SUN、VAX——Ⅱ等）的UNIX和XENIX。用于微微机的操操作系统统比较多多：常用用的有MS—DOS，Windows、PS／2、Os／2、UNIX、XENIX等。UNIX原是小型型机上的的操作系系统，现现移植到到了微机机上，为为微机实实现多用用户、多多任务以以及方便便进行软软件移植植、开发发、运行行起到了了很好的的作用。。也大大大丰富了了微机CAD／CAM系统内容容。CAD/CAM软件系系统·语言编编译系系统：：用于于将高高级语语言编编写的的程序序翻译译成计计算机机能够够直接接执行行的机机器指指令。。目前前CAD／CAM系统应应用得得最多多的是是：JAVA、VISUALBASIC、VB.NET、VISUALC++、LISP、C#等。CAD/CAM软件系系统2．支撑撑软件件它是CAD软件系系统中中的核核心，，是为为满足足CAD／CAM工作中中一些些用户户共同同需要要而开开发的的通用用软件件。由由于计计算机机应用用领域域迅速速扩大大，支支撑软软件开开发研研制有有很大大的进进展，，商品品化支支撑软软件层层出不不穷。。其中中通用用的可可分为为下列列几类类：CAD/CAM软件系系统·计算机机分析析软件件：主主要用用于工工程设设计中中各种种数值值计算算问题题。其其中较较流行行的有有ANSYS、NASTRAN以及大大型动动力学学分析析软件件ADAMS等。·图形支支撑软软件系系统：：它又又可分分为图图形处处理语语言及及交互互式绘绘图软软件。。前者者是一一种语语言，，它提提供的的绘图图子程程序供供高级级程序序设计计语言言调用用。后后者可可用人人机交交互形形式生生成图图形，，编辑辑（增增删、、缩放放、平平移等等）标标尺及及拼装装等图图形处处理工工作，，这些些不需需要编编程形形式来来完成成。这这些软软件比比较多多，仅仅用于于微机机上的的就有有AutoCAD、CADKEY等，它它们都都具有有二维维及三三维绘绘图功功能。。此外外还有有三维维实体体建模模软件件如UG、CATIA、PRO/E、IDEAS等也属属此列列。CAD/CAM软件系系统·数据库库管理理系统统：在在CAD／CAM系统上上，几几乎所所有应应用软软件都都离不不开数数据库库。提提高CAD／CAM系统的的集成成化程程序主主要取取决于于数据据库的的水平平。所所以选选择合合适的的数据据库管管理系系统对对CAD／CAM影响很很大。。目前前比较较流行行的数数据库库管理理系统统有：：FOXBASE、FOXPRO、ORACLE、SYBASE等。·计算机机网络络工作作软件件：网网络工工作站站CAD／CAM系统将将成为为未来来主要要环境境之一一，因因此具具有较较强功功能的的网络络系统统软件件是必必不可可少的的。最最典型型的网网络软软件有有NOVELL公司的NETWARE。CAD/CAM软件系统3．应用软件件应用软件是是在系统软软件、支撑撑软件基础础上，针对对某一个专专门应用领领域而研制制的软件。。因此这类类软件类型型多，内容容丰富，也也是企业在在CAD／CAM系统建设中中研究开发发应用投入入最多的方方面，由于于它的针对对性特别强强，因此，，商品化的的软件不多多，而且价价格特别昂昂贵。此项项工作也称称为“二次次开发”。。CAD/CAM软件系统CAD/CAM应用软件的的选型要素素应用软件是是CAD系统的主体体，其功能能和配置与与用户需求求密切相关关，因此CAD选型首要的的是应用软软件的选型型。CAD/CAM系统的应用用软件特别别是图形软软件对系统统的性能影影响很大，，而且现在在软件市场场上有各种种各样的软软件，它们们的水平和和功能也不不尽相同，，在组建CAD/CAM系统时，如如何根据当当前的需要要，而又考考虑今后的的技术发展展恰当选择择合适的软软件，对用用户来讲是是至关重要要的。一般般来讲，选选择CAD/CAM应用软件时时应考虑以以下几个因因素：CAD/CAM软件系统一）设计考考题选择CAD/CAM软件的有效效方法之一一，是出一一些考题，，这样就可可以做到有有的放矢。。这些考题题应当具有有适当的难难度，能够够代表用户户所需的只只要功能，，能够全面面的考察软软件的性能能，必要时时可以邀请请专业领域域内的专家家设计这些些考题。考考题分两两种类型，，一种验证证软件的操操作性能，，即计算、、响应是否否迅速，图图形操作是是否简捷快快速，输入入输出是否否方便简单单，各种应应用功能是是否好用等等。这类考考题相对简简单，主要要是考查软软件总体功功能。另一一种是考察察软件对复复杂问题的的解决能力力。这种考考题具有一一定的难度度，一般要要通过用户户的典型零零件来进行行。用户户应当避免免把考察软软件变成考考核软件工工程师，不不能盲从软软件商的宣宣传和解释释，因为这这样往往会会得出错误误的结论。。CAD/CAM软件系统二）软件的的功能根据CAD/CAM系统总的要要求，应考考虑各种产产品设计过过程中对CAD/CAM系统应用软软件的功能能要求，即即需考虑在在完成各项项设计工作作内容时，，应用软件件的图形处处理和分析析计算的支支持能力。。一般说来来，一个好好的CAD/CAM软件应是在在工程设计计数据库的的基础上，，集各种应应用（如二二维工程绘绘图、三维维实体造型型、数控加加工、有限限元分析、、机构运动动分析等））于一体化化的综合应应用软件系系统。用户户在选择软软件时，应应当注意综综合性能的的对比，除除了软件功功能要齐全全、商品化化程度要高高外，特别别应当注意意功能是否否能够满足足自己的需需求。CAD/CAM软件系统选型可以从从以下几方方面找到所所关心的条条目，进一一步深入考考察软件的的功能：1）通用（基基本）建模模能力3D建模：草图图设计、实实体建模、、特征建模模、曲面造造型、系列列化设计、、工程更改改工工程制图图：自动生生成２Ｄ图图纸,各种剖视、尺尺寸与符号标标注、中文输输入、符合国国标装装配设计：：装配工具、、配对操作、、爆炸操作、、装配管理、、生成装配明明细2）系统辅助特特性界界面与操作作、图形显示示能力、二二次开发工具具、标准件库库与建库工具具、版本兼兼容、图形数数据交换、数数据管理3）专业过程工工具钣钣金、模具具CAD/CAM软件系统4）工程分析有有限限元分析：有有限元前／后后置处理、有有限元计算器器机机构分析：机机构运动学分分析、机构动动力学分析5）数控加工数数控控编程：铣削削编程、车削削编程、线切切割机编程、、冲床编程，，复杂编程数数控控系统后置处处理加加工模拟仿仿真6）高级建模能能力现现代产品设设计技术、方方法、工具CAD/CAM软件系统三）软件是否否是以工程设设计数据库为为基础当今市场上几几乎所有的CAD/CAM软件都自称是是以工程数据据库为基础的的，而事实上上很多软件是是以文件管理理为基础的。。相对于以数数据库为基础础的系统，以以文件管理为为基础的CAD/CAM软件存在许多多弱点，如：：数据冗余度度大，占用存存贮空间大，，缺乏数据安安全保护措施施，不利于工工程管理、不不利于企业全全面信息系统统的集成、妨妨碍信息化建建设的进一步步发展等。CAD/CAM软件系统4典型商品化软软件的简介1）AutoCAD提及CAD软件绝大多数数的人都会想想到AutoCAD，AutoCAD系列软件是Autodesk公司的产品，，也是最早进进入国内市场场的CAD软件之一，从从最早的2.0版到以后的R13、R14、2000直到如今的2013版，AutoCAD的产品在国内内的市场上走走过了十几年年的历程了，，从最早期的的DOS操作命令到现现在的Windows窗口式的操作作界面，是大大家所最熟悉悉的CAD软件。CAD/CAM软件系统2)Pro/EngineerPTC公司的Pro/Engineer以其参数化、、基于特征、、全相关等概概念闻名于CAD界。该软件的的应用领域主主要是针对产产品的三维实实体模型建立立、三维实体体零件的加工工、以及设计计产品的有限限元分析。CAD/CAM软件系统3)UGUG本身起源于航航空、汽车企企业（美国麦麦道航空公司司），它的应应用范围基本本和Pro/E相似，它以Parasolid几何造型核心心为基础，采采用基于约束束的特征建模模技术和传统统的几何建模模为一体的复复合建模技术术。一般认为为UG是业界最好、、最具有代表表性的数控软软件，它提供供了功能强大大的刀具轨迹迹生成方法。。包括车、铣铣、线切割等等完善的加工工方法。它的的销售也和Pro/E相似，采用分分模块销售的的办法，目前前我国很多的的航空企业都都在使用这种种软件，比如如江西洪都航航空集团公司司，陕西飞机机制造公司等等。CAD/CAM软件系统4)CATIA由法国达索公公司开发，后后被美国IBM公司收购的CATIA是一个全面的的CAD/CAM/CAE/PDM应用系统，CATIA具有一个独特特的装配草图图生成工具，，支持欠约束束的装配草图图绘制以及装装配图中各零零件之间的连连接定义，可可以进行快速速得概念设计计。同样，CATIA也可进行有限限元分析，特特别的是一般般的三维造型型软件都是在在三维空间内内观察零件，，但是CATIA能够进行四维维空间的观察察，也就是说说该软件能够够模拟观察者者的视野进入入到零件的内内部去观察零零件，并且它它还能够模拟拟真人进行装装配，比如使使用者只要输输入人的性别别、身高等特特征，就会出出现一个虚拟拟装配的工人人。CAD/CAM软件系统5)IDEASSDRC公司的IDeasMasterSeries是高度集成化化的CAD/CAE/CAM软件系统。在在单一数字模模型中完成从从产品设计、、仿真分析、、测量直置数数控加工的产产品研发全过过程，附加的的CAM部分IDeasCamand可以方便地仿仿真刀具及机机床的运动，，可以从简单单的2轴，2.5轴加工到以7轴5联动方式来加加工极为复杂杂的工件，并并可以对数控控加工过程进进行自动控制制和优化，它它还支持动态态导航、登陆陆、核对等功功能。CAD/CAM软件系统6)SolidWorksSolidWoks公司的SolidWoks系列软件是一一套功能相当当强大的三维维造型软件，，三维造型是是该软件的主主要优势，该该软件功能强强大、易学易易用、技术创创新这三大特特点，该软件件完全采用Windows的窗口界面，，操作非常简简单，支持各各种运算功能能，可以进行行实时的全相相关性的参数数化尺寸驱动动，比如，当当设计人员修修改了任意一一个零件尺寸寸，就会使得得装配图、工工程图中的尺尺寸均随之变变动。另外该该软件的界面面友好，使用用全中文的窗窗口式菜单操操作，这样一一来就给使用用者提供了学学习便利。总总的来说，SolidWoks系列产品作为为三维的造型型、设计软件件还是相当的的方便灵活好好用的。CAD/CAM软件系统7)国内CAD/CAM软件简介国内的CAD/CAM系统是进几年年才起步的，，主要依靠于于高等院校的的开发研制，，这一类的软软件种类较多多，如高华CAD；具有三维功功能并与有限限元分析、数数控加工集成成的浙江大学学开发的GS——CAD；具有参数化化功能和装配配设计功能的的华中理工大大学开发的开开目CAD，该软件也是是CAD/CAM/CAPP结合的软件，，目前在国内内的市场中使使用也较多；；北航海尔的的CAXA系统是基于STEP的CAD/CAM集成制造系统统，在国内市市场中出现较较早，其功能能也相对比较较强大，在国国内的应用也也较为广泛。。CAD／CAM技术从兴起到到现在已经发发展成为一门门新兴产业，，在一些先进进国家已形成成从研究开发发、生产制造造、推广应用用到销售服务务的完整高科科技产业。据据统计，美国国的CAD／CAM市场总额在最最近十几年的的年平均增长长率在15％以上，明显显地高于其他他产业的增长长率。1989年，美国国家家工程科学院院对人类25年间（1965年～1989年）10项最杰出工程程技术成就进进行评比结果果显示，CAD／CAM技术的开发和和应用排在第第四位。在我我国，2015年，主要行业业应用CAD技术普及率和和覆盖率均达达到90％以上，这样样必须培养CAD技术研究开发发人才20万人以上，操操作应用人才才80万以上，普及及型人才达300万以上。CAD应用实例用户登录设计平台设计计算首页页厚度计算活塞计算结果显示设计说明、参参考标准用户数据库查查询图形浏览二维CAD图形三维CAD图形数据库管理用户数据库的的添加变幅油缸参数数化绘图初始界面参数化绘图模模块主界面三维图形库参数化绘图实体装配初始界面参数化设计总总体界面查看三维零件件图库参数化造型主主界面活塞实体造型型活塞造型之二二参数化生成的的活塞图形总体装配界面面变幅油缸总装装图动态装配CAD/CAM应用实例利用三维CAD软件和MasterCAM软件，零件旋钮的整个CAD/CAM过程程。。CAD/CAM应用用实实例例设计计对对象象图图———旋钮钮CAD/CAM应用用实实例例CAD过程程———在CAD软件件中中实实现现3D建模模CAD/CAM应用用实实例例旋钮钮的的CAM模型型导导入入实体体模模型型转转化化为为线线框框模模型型MasterCam不能能加加工工实实体体模模型型，，如如果果画画的的是是实实体体模模型型的的话话,必须须把把实实体体模模型型的的面面转转化化为为没没有有厚厚度度的的曲曲面面，，不不然然是是无无法法加加工工的的。。如下下图图：：CAD/CAM应用用实实例例CAD/CAM应用用实实例例完成成分分模模面面完成成刀刀具具路路径径CAD/CAM应用用实实例例CAD/CAM应用用实实例例刀库库里里选选择择CAD/CAM应用用实实例例主轴轴转转速速调调为为：：1000rpm参数数是是由由精精度度、、材材料料、、加加工工方方式式等等因因数数决决定定的的。。要要有有实实际际经经验验才才能能比比较较正正确确设设置置的的。。完成成参参数数设设置置就就可可以以自自动动生生成成加加工工的的路路径径：：CAD/CAM应用用实实例例模拟拟加加工工———看看是不不是有干干涉如模拟加加工满足足要求，，完成；；如模拟拟加工发发生干涉涉，修改改刀具路路径规划划，继续续模拟加加工。工件上数数控机床床加工。。国家制造造业信息息化工程程制造业信信息化工工程是是以信息息化带动动工业化化的重要要举措科技部将将在“九九五”、、“十五””、“十一五五”CAD/CIMS应用工程程取得成成效和经经验的基基础上，，“十二五五”期间以推推广应用用制造业业信息化化关键技技术为突突破口，，将863计划和攻攻关计划划的资源源进行整整合和集集成，拿拿出10亿元资金金，组织织实施制制造业信信息化工工程，以以进一步步提升我我国制造造业竞争争力。“十二五”期间，，我国将将重点实实施数字字化设计计与数字字化制造造工程，，物联网网(RFID)、大数据据、云计计算等技技术的应应用推广广。地方科技技计划国家863计划国家攻关关计划制造业信信息化工工程整合资源源制造业信信息化工工程重大大项目战战略目标标突破一批批重大关关键技术术，形成成一批具具有自主主知识产产权和市市场竞争争力的制制造业信信息化关关键技术术产品；；实施一批批制造业业信息化化应用的的示范企企业、示示范行业业、示范范区域和和示范省省市，并并通过辐辐射和扩扩散效应应，提升升我国制制造业的的核心竞竞争力；；培育制造造业信息息化软硬硬件产业业、中介介及咨询询服务业业，形成成一批制制造业信信息化专专业化、、网络化化的服务务公司；；培养一批批人才，，形成一一支推进进制造业业信息化化的专业业队伍。。制造业信信息化技技术管理数字化设计数字化生产过程数字化制造装备数字化企业数字字化5个“数字化”制造业信信息化工工程建设设任务体体系结构构制造业信信息化工工程技术创新新体系关键技术术产品研发发及应用推广应用用体系营造制造造业信息息化工程程的社会会氛围技术服务支撑企业应用示范应用技术攻关※※省（市）制造业信息化工程建设以制造业业信息化化技术在在企业的的广泛应应用推进进制造企企业的信信息化工工程，提提高企业业的创新新能力和和市场竞竞争力。。（1）中小企企业制造造业信息息化CAD、ERP等制造业信息息化单元元技术的的应用实实施。省市制造造业信息息化工程程建设——企业应用用示范（2）集成技术应用

深化制造业信息化技术的推广应用，实现企业数字化。

以制造业业信息化化技术在在企业的的广泛应应用推进进制造企企业的信信息化工工程，提提高企业业的创新新能力和和市场竞竞争力。。省市制造造业信息息化工程程建设——企业应用用示范（3）重点行业应用：

针对支柱行业，结合重大工程和任务，围绕产业链/供应链，实施企业间的集成、协同和资源共享。以制造业业信息化化技术在在企业的的广泛应应用推进进制造企企业的信信息化工工程，提提高企业业的创新新能力和和市场竞竞争力。。省市制造造业信息息化工程程建设——企业应用用示范（4）区域网络制造系统应用

积极开展中小企业集群、区域性企业集群和高新技术产业群制造业信息化技术应用，实现社会资源、区域制造资源的集成和共享。以制造业业信息化化技术在在企业的的广泛应应用推进进制造企企业的信信息化工工程，提提高企业业的创新新能力和和市场竞竞争力。。省市制造造业信息息化工程程建设——企业应用用示范制造企业/企业群体技术服务务中心企业需求求企业应用用软、硬件件供应商商解决方案案企业诊断企业咨询询应用实施施技术支持持中介中介培训企业人才——技术服务务体系建建设省市制造造业信息息化工程程建设组织体系系国家“制制造业信信息化工工程”协协调领导导小组“制造业信信息化工工程”办公室“制造业信信息化工工程”专家组省市制造造业信息息化工程程建设领领导小组组省市制造造业信息息化工程程建设办公室省市制造造业信息息化工程程建设专家组推进项目目省市制造造业信息息化工程程建设应用技术攻关技术服务支撑企业应用示范省市制造业信息化工程建设（示范市）省市制造造业信息息化工程程建设（（示范市市）应用技术攻关技术服务支撑企业应用示范设计数字化制造装备数字化生产过程数字化企业管理数字化企业数字化应用技术攻关技术服务支撑企业应用示范推进项目目省市制造造业信息息化工程程建设现代集成成制造系系统设计制造造子平台台数字化设设计与制制造系统统管理与电电子商务务子平台台企业管理理与电子子商务系系统过程自自动化化子平平台过程自自动化化系统统现代集集成制制造系系统平平台重点行行业现现代集集成制制造系系统典型区区域网络化化制造造系统统软构件子系统软构件软构件子系统软构件软构件子系统软构件软构件子系统软构件软构件子系统软构件软构件子系统软构件现代集集成制制造系系统构构成CIMS主题技技术体体系结结构（2002年2月材料料）数字化化设计计与制制造——产品CAD技术的的开发发与应应用产品的的创新新设计计是企企业赢赢得市市场竞竞争的的关键键创新是产品的灵魂诺基亚亚海尔、、华为为广大中中小企企业制造企企业在在新的的历史史阶段段对产品品CAD技术的的强烈烈需要要十五期期间产产品CAD技术向应用用的深深度和和广度度发展展AAidedAutomationDDraftingDesignCADCComputer创新设设计制造大国缺乏竞争力制造强国制造大国数字样样机以“数数字样样机””为核核心的的产品品CAD技术是中国国制造造业跨跨越式式发展展的强强大动动力深度：：产品品CAD（计算算机辅辅助设设计））广度：：应用用于各各行各各业、、各种种产品品数字样样机数字样样机提高产产品创创新设设计能能力目标图形为为基础础数据为为核心心设计为为主体体路线产品的的功能能要求求、性性能要要求、、制造造要求求、外观要要求、、环保保要求求的集集中体体现TQCSE数字化化设计计、分分析、、优化化、管管理技技术及及系统统CBADAE几何引擎特征重构CBA2dCBA3d离散事件并发控制器多体动力分析、优化有限元分析拓扑优化曲面重构知识工程数控仿真嵌套式建模技术PDM产品结构设计：2D,3D,装配，反求数字化样机CAPP数字化加工数字化车间数字化工厂其他研发技术及及组件水工建筑三三维配筋设设计系统工程设计从从三维开始始水工建筑三三维配筋设设计系统工程设计从从三维开始始三峡永久船船闸阀门井井配筋设计计几何模型为为基