cad cam技术概述1

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1、cadcam技术概述1我国正向世界制造大国迈进，世界制造大国意味着产品竞争的全球性和创新性，竞争的焦点是国际市场的占有率。显然，离开先进制造技术，要想取得高额占有率是不可能的。CAD/CAM是先进制造技术中的重要组成部分。其中，CAD是ComputerAidedDesign的英文缩写，指计算机辅助设计。狭义的计算机辅助设计是指采用计算机开展机械产品设计的技术，主要应用于计算机辅助绘图（ComputerAidedDrafting），广义的计算机辅助设计指借助计算机进行设计、分析、绘图等工作，包括几何建模、装配及干涉分析DFA、制造性分析DM、产品模型

2、的计算机辅助分析CAE等等。CAD技术是一项集计算机图形学、数据库、网络通讯等计算机及其它学科于一体的高新技术，也是提高设计水平、缩短产品开发周期、增强行业竞争能力的关键技术。CAD在机械制造行业的应用最早，也最为广泛，采用CAD技术进行产品设计不但可以使设计人员“甩掉图板”，更新传统的设计思想，实现设计自动化，降低产品的成本，提高企业及其产品在市场上的竞争能力,还可以使企业由原来的串行式作业转变为并行作业，建立一种全新的设计和生产管理体制，缩短产品的开发周期，提高劳动生产率。CAM即ComputerAidedManufacturing，指计算机辅

3、助制造，狭义上指计算机辅助编程，即一个从零件图纸到获得数控加工程序的全过程，主要任务是计算加工走刀中的刀位点(CutterLocationPoint)，包括三个主要阶段：首先是工艺处理，即分析零件图，确定加工方案，设计走刀路径等：其次是数学处理，即处理计算刀具路径上全部坐标数据；最后是自动编制出加工程序，即按数控机床配置的数控系统的指令格式编制出全部程序。广义上的CAM则还包括计算机辅助工艺规程编制CAPP（ComputerAidedProgramPlanning）和计算机辅助质量控制CAQ（ComputerAidedQuality）。CAD/CA

4、M指的是计算机辅助设计和计算机辅助制造的集成技术，CAD/CAM将设计和工艺通过计算机有机结合起来，直接面向制造，减少中间环节。在工业发达国家，CAD/CAM的应用迅速普及，从军事工业向民用工业迅速扩展，由大型企业向中小企业推广，由高技术领域的应用向日用家电、轻工产品的设计和制造中普及。如今世界各大航空、航天及汽车等制造业巨头不但广泛采用CAD/CAM技术进行产品设计，而且还投入大量的人力物力及资金进行CAD/CAM软件的开发，以保持技术上的领先地位和国际市场上的优势。20世纪90年代以来，我国制造业在CIMS和CAD/CAM应用工程的推动下，发展

5、相当迅速，越来越多的设计单位和企业采用CAD/CAM技术来提高设计效率、产品质量和改善劳动条件。我国从国外引进的CAD软件有好几十种，国内的一些科研机构、高校和软件公司也都立足国内,开发出了自己的CAD/CAM技术软件并投放市场,呈现出一派欣欣向荣的景象。1.1CAD/CAM技术的发展历程CAD/CAM技术萌芽于上世纪40年代，在50年代付诸于实践，60年代后得到了迅速发展。CAD技术开始只是单纯的计算机辅助绘图，例如美国20世纪80年代发展起来的Autodesk，最初版本AutoCAD1．0只能绘制由点线构成的二维图形，后来发展到三维图形，再进一

6、步发展到实体模型以及曲面实体模型，直至出现了以特征为基础的参数化模型。几乎在同时，计算机辅助制造也经历了一个从简单到复杂，从初级到高级的平行发展过程。美国麻省理工学院于1952年研制出世界上第一台数控铣床。20世纪50年代，为了解决数控加工中手工编程中遇到的一系列难题，美国MIT伺服机构实验室在美国空军资助下开始对零件数控加工自动编程问题进行研究，开发出APT语言(AutomaticallyProgramiviedTools)，其后几经发展，形成了诸如APTII，APTIII，APTAC(AdvancedContouring)和APT/SS(Scu

7、lptureedSurface)等程序系统。采用APT语言编程具有程序简练、走刀控制灵活等优点，使数控加工编程从面向机床指令的“汇编语言”级，上升到面向几何元素。但APT仍有许多不足之处，如采用语言定义零件几何形状,对于复杂的几何形状的描述比较困难；缺少对零件形状、刀具运动轨迹的直观图形显示和刀具轨迹的验证手段；难以和CAD数据库和CAPP系统有效连接；不容易做到高度的自动化与集成化。针对APT语言存在的缺点，法国达索飞机公司于1978年开始开发集三维设计、分析、制造一体化的系统，称为CATIA。随后国际市场上很快出现了像UGII，Intergra

8、ph、Pro/Engineer和Mastercam等软件系统，这些系统都有效地解决了几何造型、零件几何形状设计，交互设计、