CADCAM在工业中的应用docx

1、CAD/CAM技术在现代工业中的应用与发展一、概述现代工业产品从设计到成型再到大批量生产，是一个十分复杂的 过程，它需要产品设计师、加工工艺师、熟练的操作工人以及生产线 的管理人员等协同努力来完成，它是一个设计、修改、再设计的反复迭代、不断优化的过程。传统的手工设计、制造己越来越难以满足市 场激烈竞争的需要，CAD/CAM技术的运用，正从各力一面取代传统 的手工设计方式，并取得了显著的经济效益。CAD/CAM技术具有效益高、知识密集、更新速度快及综合性能 强等特点，己成为整个制造行业当前和将来技术发展的重点。CAD/CAM技术的应用和发展趋势必将对现代工业产生深远的影响。CAD/CAM技术不是

2、传统设计、制造流通和方法的简单映像，也 不是局限在个别步骤或环节中部分的使用计算机作为工具，而是将计 算机科学与工程领域的专业技术以及人的智慧和经验以现代的科学 方法为指导结合起来，在设计、制造的全过程中各尽所长，尽可能的 利用计算机系统来完成那些重复性高、劳动量大、计算复杂及单纯靠人工难以完成的工作，辅助而非代替工程技术人员完成整个过程，以 获得最佳效果。二、CAD/CAM技术的概念计算机辅助设计(Computer Aided Design,简称CAD)与计算机辅助 制造(Computer Aided Manufacturing,简称 CAM),是指以计算机软、 硬件为主要技术手段来生成和运

3、用各种数字信息和图形信息，进而协 助人进行产品的设计和制造。CAD/CAM技术是一项利用计算机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。作为CAD技术在产品制造和加工领域的延续和发展，CAM 中最核心的技术是数控技术。CAM通过使用数控机床按数字量控制 刀具运动，完成零件加工。在计算机辅助工业生产过程中，CAD和 CAM是产品生产中不可分割的两个部分，它们彼此联系，相互制约， 共同构成了产品从设计到制造

4、的一系列操作流程。CAD/CAM技术产生于20世纪50年代末、60年代初，高速发展 于20世纪80-90年代。随着计算机应用的日益广泛，CAD/CAM技术 几乎深入到生产过程的全部领域。CAD/CAM技术的发展大大加速了 产品的设计制造进程，是提升制造业竞争力的根本方式。三、从CAD/CAM软件使用看目前我国制造业的现状CAD/CAM技术应用日益广泛，CAD/CAM技术及其应用成为了我 国制造业提高竞争能力的关键技术之一，在企业中发挥了重要作用, 有力地促进了我国制造业的发展。CAD/CAM技术也是一种集成技术系统，其中的应用软件是用户 为解决某些应用问题而编制的程序。经过近几十年的发展，我国

5、 CAD/CAM技术有了很大的发展，己被广泛用于企业中。我国CAD/CAM 软件的开发水平也逐渐接近国外先进水平。但是整体来说，我国目前CAD/CAM软件不管是从产品开发还是从商品化、市场化程度都与发 达国家尚有不小差距。（一）从产品开发方面来看国内软件有:高华CAD、开口 CAD, CAXA电子图板和CAXA-ME制 造工程师、GS-CAD98等。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、开口 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，贏得了越来越 大

6、的市场份额。国外软件有:Unigraphics （UG）、SOLIDCDGC,AutoCAD MDT, SolidWorks Pro/Engineer MasterCAM Cimatron l-DCAS 等。由于国外CAD/CAM软件出现得较早，开发和应用的时问也较长, 所以它们发展比较成熟，现在基木上己经占领了国际市场。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，口前国夕卜一些优秀软件，如UG, SolidWorks, Pro/Engineer, CATIA等，己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。（二）从应用范围、层次方面来看我国CAD

7、技术在不少企业中的应用还仅仅停留在绘图阶段，使 得CAD技术产生的效益尚未允分发挥。在我国制造业，二维CAD绘 图技术在企业中应用情况较好，但基于三维造型技术的装配造型很少 3 / 6使用。特别是一些中小企业，加工工人一般只会看二维图纸，需要打 卬出二维图纸再晒蓝图到车间加工生产。目前二维CAD己经成为技 术人员必不可少的工具，大家对三维CAD也有了一定的认识，也意 识到了它的优点，但是三维CAD比二维的难以掌握，这使得很多技 术人员难以在较短的时问内熟练掌握并应用，在一定程度上也阻止了 三维CAD的快速推广，所以在我国大多数企业中还是应用二维CAD。而国外的一些机械制造行业，采用了三维CAD

8、设计，画出三维 效果的零件图，用三维的零件图生成二维的图纸和三维的装配图，设 计的图纸并不需要打卬蓝图，直接通过网络传到加工中心生产。CAM技术有广义和狭义两种定义。广义的CAM是指在计算机组 成系统中借助计算机来完成从生产准备到到产品制造出来的过程中 的各项活动;狭义的CAM通常是指数控程序的编制。在CAM方而，目前我国企业普遍应用的只是数控程序编制，而 广义的CAM只有少数大型企业采用，在中小企业中极少应用。中小 企业采用的多是单一功能的CAD/CAM软件，难以达到CAD/CAM的功 能集成;尽管有些企业配备了高水平的集成软件，也花巨资引进了配 套设备，但由于缺少高素质的技术人员，配备的软

9、件和设备没有得到 有效利用，只用了极少一部分功能。CAD/CAM软件应用人员参差不齐，软件不能得到高效率应用。 CAD/CAM技术水平还处在高技术集成和向产业化商品过渡的时期。 CAD/CAM技术在企业中的应用仅是单元的智能技术应用，没有将CAD, CAPP （计算机辅助工艺过程设计）CAM等技术集成在一起综合应用。四、CAD/CAM技术在现代工业中的发展随着现代工业的不断发展，CAD/CAM技术应用范围越来越广泛, 从最初的机械制造，到现在建筑、电子、化工等领域也开始大量使用。 应用CAD/CAM技术起到了提高企业的设计效率、优化设计力一案、 减轻技术人员的劳动强度、缩短设计周期、加强设计的

10、标准化等作用。CAD/CAM技术给企业带来了全面的、根本的变革，使传统的企 业设计与制造发生了质的飞跃，在全国范围内受到普遍重视和广泛应 用。CAD/CAM技术正向着集成化、网络化、智能化、绿色化发展。集成化是CAD/CAM技术的一个最为显著的趋势。在信息技术、 自动化技术与制造融合的基础上，通过计算机技术把分散在产品设计 与制造过程中各种孤立的自动化子系统有机的集成起来，形成适用于 多品种大批量的生产。网络化是CAD/CAM技术是伴随着网络技术的普及而需要而临的 新技术，随着网络全球化，制造业也将全球化。分布在不同地理位置 上的CAD, CAM系统问能传递各种数据。网络技术的发展使基于计算

11、机技术的数控机床可与其他机床或计算机力一便地进行交流，数据交 换变得简单，并调用网上各种设计资源。CAD/CAM系统应用逐步深入，逐渐提出智能化需求，设计是一 个含有高度智能的人类创造性活动。智能CAD/CAM是发展的必然力 一向。智能设计在运用知识化、信息化的基础上，建立基于知识的设 计仓库，及时准确地向设计师提供产品开发所需的知识和帮助，智能 地支持设计人员，同时捕获和理解设计人员意图、自动检测失误，回 答问题、提出建议力一案等。并具有推理功能，使设计新手也能做出 好的设计来，现代设计的核心是创新设计，人们正试图把创新技法 和人工智能技术相结合应用到CAD技术中，用智能设计、智能制造 系统去创造性解决新产品、新工程和新系统的设计制造，这样才能使 我们的产品、工程和系统有创造性。绿色化现己成为CAD/CAM技术的新趋势。当前，全球环境的恶 化程度与日俱增，制造业一力一面是创造人类财富的支柱产业，但同 时又是环境污染的主要源头。因此，无论从技术发展，还是从需求推 动的角度，绿色制造己经在影响和引导当今的技术发展力一向。从产 品设计到制造技