计算机在机械设计制造及其自动化的应用.doc

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1、计算机在机械设计制造及其自动化的应用20世纪60年代初，麻省理工学院的一名研究生发表了题为《人机对话图形通信系统》的论文，首次提出了交互技术及计算机和图形符号的存储采用分层的思想，为CAD技术的确立提供了理论支撑。随着这一理论的不断完善,众多行业的领军人物开始认识到计算机辅助技术的重大作用，并投入重金研发。美国的IBM公司开发了以大型机为基础的CAD系统，该系统具有绘图、数控编制等功能，之后有关计算机辅助设计的研制与开发接踵而至，通用汽车公司研制出了用于汽车设计的DACJ系统，洛克希飞机公司研发的CADAM系统，适用于不同阶段的飞机

2、设计。这时的计算机辅助设计系统都是在大型机或超级小型机的基础上开发的，购买这套系统通常需要上白万美元，因而这一系统只在经济实力比较雄厚、规模较大的航空、汽车、轮船、石油等行业应用。在20世纪70年代初出现了柔性制造系统FMS“,柔性”意为在使用计算机制造产品的过程屮,制造系统会根据所编程序屮指令的变换而改变加工过程，这种适应性以及加工的灵活性被称为“柔性”。我国对FMS的定义为:柔性制造系统是由数控加工设备、物料储运装置和计算机控制系统等组成的自动化制造系统，包括多个柔性制造单元,能根据制造任务或生产环境的变化迅速调整，适用于多品种

3、、中小批量的生产。随着计算机技术、通讯技术等的发展,CAD技术也日益走向完善，比如80年代出现的由超大规模集成电路制成的微处理器和存储器件/吏得CAD技术在中小企业逐渐普及，从飞机、汽车到服装、建筑、出版等行业都开始采用CAD技术。如今，计算机辅助设计技术已在机械制造业得到广泛应用，而且现在的CAD应用系统可以将机械设计屮的绘图、分析、数据处理、仿真、加工修改等一系列环节集于一身,大大缩短了设计时间，提高了设计效率和质量，降低了生产成本与制造周期。CAD的常用软件有很多/旦由ParametricTechnology公司推出的Pro/

4、Engineer产品，在冃前三维造型软件领域屮占有重耍地位,引领着CAD技术的新潮流。3逆向工程中CAD的应用逆向工程是一种消化、吸收先进设计的重要手段。技术的自主研发固然重要,但研发成本却是相当高昂的，而且研发过程还受到科技人员的素质、国家财政的投入、现冇条件等各方面因素的影响,因而一项新技术的产生通常需耍几年甚至十几年的时间，这对于技术条件及设备相对落后的发展中国家而言是不可想象的。因而，充分利用他国的科技成果，在消化、吸收的基础上再进行创新不失为一种加快科技发展的重要手段。日本在二战结束后的重新崛起,很大程度上是因为他大规模引

5、进美国、英国等欧洲发达国家的先进技术，并做了很好地消化吸收，从而转化为本国生产力的一部分。逆向工程就是在只冇产品或实物模型的条件下，在了解产品原设计的基础上，逆向重构产品零部件的CAD模型，己达到设计创新的目的。以前的“逆向工程”技术的研究和应用都集中在实物方面,即在拆解原有产品的过程中，重建产品实物模型，以实现新产品的制造。随着现在机械制造技术的发展，可以通过坐标测量设备、通用的CAD软件等方法，把实物样件转化为CAD模型，综合利用CAM（计算机辅助制造）、CIMS（计算机集成制造系统）等技术对其进行处理和再设计。Pro/Engi

6、neer软件中SCAN-TOOLS是一个专用的逆向设计模块'可以通过数据点构造网格曲线，并对点云进行拟合，以得到光滑、连续的曲面，再对曲面进行交互修改，从而得到与实物一致的CAD模型。SCAN-TOOLS与Pro/SURFACE配合使用，可以在曲面生成后，通过切割、裁剪、延伸等工作，将曲面转换为实体,再利用Pro/Engineer软件基于特征的参数化设计功能，完成模型的二次设计，实现CAD模型的重建。结语计算机辅助设计技术在确保机械设计的精度、处理机械设计中的大量数据、绘制复杂图形等方面发挥着重要作用，但这些计算机辅助设计的技术大都

7、产自欧美等发达国家,我国自主研发的较少，加之对引进他国的技术没有完全消化，致使我国的机械制造业水平同国外相比，还存在较大差距，仅以目前的矿山机械设备为例，我国的输送机特性研究只冇理论，还没冇成熟的安全设计方法。因而，应加强计算机辅助设计的自主研发能力，为我国的机械设计提供必要的技术支撑，从而提高我国的机械装备水平。汪强2014141411182机制10班