CAD／CAM技术在我国的发展和应用现状

黄河科技学院CADCAM技术在我国的发展和应用现状摘要：计算机技术的飞速发展，给传统的制造业带来了巨大的变革，中国的制造业耍跨进世界制造强国的行列，就必须依靠和发展自己的计算机技术应用，文中简述了CADCAM技术在我国制造行业的发展和应用现状。关键词：制造业；CADCAM技术；应用中图分类号：TP391.7 文献标识码:A 文章编号：10022333(2009)03007502 Development and Application Situation of CAD/CAM Technology in ChinaAbstract：The rapid development of computer technology to traditional manufacturing has brought about tremendous changes in Chinas manufacturing industry into the ranks of world manufacturing power,it must rely on and develop their own application of computer technology this paper,CADCAM technology ChinaS manufacturing industry in the development and application present situation Key words：manufacturing industry；CADCAM technology；application 1. 引言当今的机械制造业已不是传统意义上的机械加工， 而是集机械、电子、光学、信息、材料、生物、能源、管理等学科的最新成就为一体的新技术综合体系，世界各国的经济竞争，也要体现在先进制造技术的竞争上，先进制造技术的发展已成为当代国际间科技竞争的重点。在这种新形势下，我国机械制造业面临着巨大的挑战和机遇， 机械制造中综合应用的CADCAM技术，曾为制造业提供了强有力的技术支持，它的应用现状及发展趋势必将对我国的机械制造业产生深远的影响。2. CAD/CAM的发展与应用中国作为世界制造业大国，制造业总体规模已居世界第4位(仅次于美、日、德、中)，但却不是制造业的强国!我国如何尽快地由制造业大国成为制造业强国呢? 21世纪初的机械制造业，总的发展趋势为：柔性化、灵捷化、智能化、信息化(网络化)，信息产业将成为社会的主导产业，机械制造业也将由信息主导，并采用先进生产模式、先进制造技术、先进组织管理方式组成全新的机械制造业。CADCAM技术是一项利用计算机系统帮助人们完成产品的设计与制造的新技术，它是计算机技术在零件生产中综合应用的新飞跃。CAD包括建立几何模型、工程分析、产品分析、动态模拟、自动绘图等；CAM包括数字化控制、工艺过程设计、机器人、柔性制造系统(FMS)、工厂管理等，CADCAM技术是制造自动化技术的主要组成部分。自改革开放政策实施以来，我国CADCAM技术有了长足发展，已逐步用于企业，但整体来说，我国目前CADCAM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尚有不小差距。例如：不少企业对CAD的认识还仅停留在绘图阶段，从而使CAD 产生的效益尚未充分发挥；CADCAM软件应用人员参差不齐，CAD软件不能得到高效率应用是目前存在的一个。据2007年中国制造业产品创新数字化市场发展研究报告摘要分析，从全球市场来看，CAD、CAM、EDA、仿真分析及技术出版等工具类软件的销售容量达132亿美元，而该领域市场的主要投资驱动力来源于EDA和中端三维CAD的投入，高端三维CAD和仿真分析的增长速度有所放缓，工具类市场2007年中将达140亿美元。与国际市场相比，中国的该市场仍就处于发展初期阶段， 具有巨大的发展潜力，我国目前CADCAM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尚有不小差距。3. 从CADCAM软件使用看目前中国制造业的现状3.1 二维CAD枣场在我国的制造业，二维CAD市场仍占相当大的使用份额，而二维绘图软件中，Autodesk公司的AutoCAD无疑仍然是龙头老大，它以极高的精度、完善的图形绘制功能、方便的二次开发、较强的数据交换能力、良好的用户界面、多操作平台以及极为强大的Internet功能占据着很大的市场份额。国产二维CAD发展至今已有20年的历程，在这20 年风风雨雨的发展过程中，CAD行业由原来的几十家到现在所剩知名品牌不超过5家。而随着中国政府对知识产权的管理力度逐渐加大，企业对正版化的意识逐渐加强，推动了国内二维CAD市场的蓬勃发展，在2007年中迎来了二维CAD市场发展的“第三次浪潮”，中望、浩辰、尧创(开目)、清软英泰、CAXA、艾克斯特、炜衡、圆方、凯思、大天、天喻、华途、大恒等国内厂商纷纷推出新品，并对AutoCAD市场带来了一定的挑战，尤其是中望表现抢眼。由于正版化是该轮发展的关键因素，因此企业在购买二维CAD时，不是按套数来购买，而是一个完整的正版化解决方案。而三维CAD的推广在我国企业中发展并不迅速，其原因有如下几方面： 一是虽然我国的二维CAD软件有了较好的发展，但三维CAD技术相对较落后，而国外的三维CAD软件价格高昂，中国制造业的绝大多数用户无法接受。一套国产二维CAD目前的市场价格在30004000元，而一套三维CAD目前市场价格在4万一20万不等，无法承受如此昂贵的价格，使三维CAD产品在中国制造业中难以像二维CAD一样得到广泛推广。二是中国企业制造业人员的素质相对还比较薄弱，特别是民营及乡镇企业，加工工人一般只会看二维图纸，中国的企业往往还是打印出二维工程图纸再晒蓝图到车间加工生产。而国外的一些机械制造行业，他们采用三维CAD的目的是为了减少人力、加速产品投放市场时间、使产品达到更高的精度，他们采用三维CAD设计，设计完的图纸并不需要打印蓝图，直接通过网络传到加工中心生产。三是虽然目前二维CAD已经成为工程师们必不可缺少的工具，但1990年代二维CAD的推广时也受到了很大的阻力，由于当时我国的计算机知识及计算机的使用率远不及现在普及，很多计算机知识比较薄弱的工程师，学习二维CAD时很费劲，觉得很难掌握，通过十几年对二维CAD的应用，工程师们已经习惯了二维绘图。现在随着三维CAD的推广，大家对三维CAD有了一定的认识，也意识到它的优点，不过，三维CAD比二维CAD 难以掌握，这使大多数工程师们很难在短时间内熟练掌握，如果突然全部转变成三维，大多数工程师们恐怕还一下难以接受。所以这种因素也一定程度上阻止了三维CAD的迅速推广，所以在我国机械制造企业中大多数还是应用二维CAD。3.2 三维CAD市场虽然如此。但三维CAD仍然是未来CAD的发展方向。由于企业需求明显，技术比较成熟，Siemens、PTC、达索系统、Autodesk及SolidWorks等厂商在此背景下，通过加强渠道管理，均实现迅速增长，从主流三维CAD厂商(中端三维CAD)来看，二维设计逐渐走向三维设计是一趋势，因此该领域的厂商重点关注的是现有的二维CAD 用户(其中绝大部分是AutoCAD的用户)，并纷纷将验证功能嵌入到三维CAD系统中，推动企业设计验证一体化的发展，使得中端主流三维CAD取得了较快的发展。在机械制造业流行的三维软件主要有如下几种： (1)Unigraphie(UG)：UG是源于美国麦道(MD)公司的产品，是由美国通用汽车公司EDS分部的独立子公司Unigraphic Solutions开发的，集CADCAMCAE于一体的机械工程辅助系统，适用于航空、航天、汽车、通用机械及模具等的设计、分析及制造工程。UG是将优越的参数化和变量化技术与传统的实体、线框、表面功能结合在一起，还提供了二次开发工具GIRP、UFUNG、ITK。允许用户扩展uG的功能。(2)ProEngineer：(高端三维CAD)它是美国参数技术公司(PTC)1988年的产品，是世界上最大的三维CAD软件。具有先进的参数化设计、基于特征设计的实体造型、单一数据库和便于移植设计思想的特点，用户界面友好，符合工程技术人员的机械设计思想，能将整个设计和生产过程集成在一起。最近几年Pr扼已成为三维机械设计领域里最富有魅力的软件，自1990年代中期，国内许多大型企业开始选用ProENGINEER，发展至今，已拥有相当大的用户群，尤其是在中国模具工厂得到了非常广泛的应用。(3)由美国SolidWorks公司基于Windows平台全参数化特征造型开发的Soildworks软件(中端三维CAD)。SolidWorks一贯倡导三维CAD软件的易用性、高效性， 作为机械CAD的发展方向，易学易用、界面友好的三维设计软件Solidworks在三维领域中占有不可忽视的地位。Solidworks是一个基于三维造型的设计软件，它的设计思路是：实体造型一虚拟装配一二维图纸。你可以画出3D效果的零件图，而不是二维的图纸，可以用这些3D 零件生成二维的图纸和三维的装配图。通过数据转换接口，Solidworks可以很容易地将市场上几乎所有的机械CAD软件集成到其设计环境中来，其支持的数据类型有： IGES、DXF、DWG、SAT(ACSI)、STEP、STL、VDAFS(VDA)、VRML、Parasolid等。Solidworks可通过读取AutoCAD的二维DWG图形文件作为旋转、拉伸、扫描、放样的草图，很方便地解决从二维向三维的过渡问题。其应用领域相当广泛，从模具设计、包装机械设计及家电产品设计等都有应用。4. 结语总之，凭借政府的支持，依靠科学技术水平的提高， 着力于计算机技术的发