我国CAM技术应用状况、问题与发展趋势

1、 HYPERLINK HYPERLINK 机械CCAD与CAM课程论文文学生姓名名专业_ 学号_班级_ 指导教师师成绩_ 20099年12月浅析我国国CAM技术应应用状况况、问题题和发展展趋势摘要： CAMM技术作作为一门门多学科科综合性性技术，近几十十年来发发展迅速速，对制制造业产产生了深深远的影影响。本文较较全面地地介绍了了CAM技术在在我国的的应用状状况，通通过对比比国外先先进国家家CAM技术的的应用现现状、技技术特点点和发展展趋势，分析指指出我国国CAM技术应应用推广广中存在在的问题题，并对对其发展展方向提提出建议议。关键词：CAM、应用用、现状、问题、趋势、分析Absttracct:

2、TThe CAMM teechnnoloogy hass beeen mulltiddisccipllinaary onee coomprreheensiivennesss teechnnoloogy , ddeveeloppmennt iin rreceent almmostt seeverral tenns yyearrs hhas beeen pprommpt , hhas prooducced farr-reeachhingg innfluuencce tto mmanuufaccturringg inndusstryy. TThe maiin bbodyy off a boook h

3、havee a serriouus ttriaal wwithh thhe ssituuatiion havvingg inntrooducced thaat tthe CAMM teechnnoloogy is in apppliccatiion of ourr coounttry alll rooundd, aanallysiis ppoinnts outt miiddlle hhavee prrobllem of ourr coounttry CAMM teechnnoloogy apppliccatiion exttenssionn, aand dirrecttionn brringg

4、s fforwwardd suuggeestiion to its ddeveeloppmennt bby tthe facct tthatt addvanncedd coounttry CAMM teechnnoloogy apppliccatiion currrennt ssituuatiion , ttechhnollogyy chharaacteerissticc coompoose in repply a ddeveeloppingg trrendd coontrrastt abbroaad.KeyWWordds:CCAM,Appllicaatioon,CCurrrentt situ

5、uatiion,Proobleem,TTrennd,AAnallysiis1 引言言CAM技技术，即即计算机机辅助制制造技术术，是指指借助计计算机来来完成从从生产准准备到产产品制造造出来的的过程中中的各项项活动，如计算算机辅助助数控加加工编程程、制造造过程控控制、质质量检测测与分析析等。CAM是CAD/CAPPP/CCAM集成系系统中重重要的组组成部分分，涉及及到许多多学科领领域,如计算算机科学学与工程程、计算算数学、机诫设设计、人人机工程程、电子技术术及其他他很多工工程技术术。经过四四十余年年的发展展,CAAM技术术在机械械制造、航空航航天等技技术领域域起到了了相当重重要的作作用。2 CCA

6、M技术发发展历程程简介CAM技技术发展展的两个个主要阶阶段。第一代代是APTT阶段，20世纪60年代代在专业业系统上上开发的的编程机机及部分分编程软软件如:FAANOCC、Semmemss编程机,系统结结构为专专机形式式,基本处处理方式式是人工工或辅助助式直接接计算数数控刀路路,编程目目标与对对象也都都是直接接是数控控刀路。但其存存在功能能差、操操作困难难、专机机专用等等缺陷。第二代代是曲面CAM系统阶段段，其系系统结构构一般是是CADD/ CCAM混混合系统统,较好的的利用了了CADD模型,以几何何信息作作为最终终的结果果,自动生生成加工工刀路。自动化化、智能能化程度度得到了了大幅度度提高,

7、具有代代表性的的是UG、DUCCT、Cimmatrron、MarrsteerCAAM等。基本特特点是面面向局部部曲面的的加工方方式,表现为为编程的的难易程程度与零零件的复复杂程度度直接相相关,而与产产品的工工艺特征征、工艺艺复杂程程度等没没有直接接相关关关系。3 我国国CAM技术应用用的现状状我国CAAM技术术的研究究工作起起步于660年代代末,可以说说与工业业发达国国家基本本同步。“六五”期间,个别大大型企业业和设计计部门成成套引进进了CAAM系统,并在此此基础上上开发和和应用。但国内CAAM技术术的应用用不是很很普遍,原因是是许多国国有企业业效益不不佳,没有经经济实力力购买数数控设备备或软

8、件件,而大多多数乡镇镇企业缺缺少像国国企那样样的技术术队伍,使CAMM技术得得不到推推广应用用。当前前,我国使使用CAAM技术术最多的的仍然是是国家扶扶持的航航空航天天工业、造船业业、大型型民用企企业和科科研院所所。4 我我国CAM技术应应用过程程中存在在的问题题由于我国国的体制制、经济济模式、以及CAMM技术的的研究起起步较晚晚、经验验不足等等原因,使软件件技术发发展受到到了一定定的影响响。目前存存在的主主要间题题有：4.1 发展模模式的制制约现代计算算机应用用技术的的发展,使产品品更新换换代周期期不断缩缩短。而而在我国国,这种快快速反应应能力和和应变能能力却很很差,加上行行业内部部存在的的

9、宏观失失控和短短期行为为,较大地地影响了了计算机机应用技技术的发发展,使得软软件产品品的性能能、质量量、品种种,以及推推广应用用等都大大大落后后于世界界水平。另外企企业和商商品经济济发展的的“大而全”、“小而全”、“自成系系统”的自然然经济特特征,也制约约了软件件技术的的正常发发展。绝绝大多计计算机应应用项目目从立项项、投资资、开发发到应用用都是封封闭型的的。这样样做,势必保保护了一一些本来来可以由由社会分分工来取取代的落落后环节,削弱了了企业与与社会的的商品联联系,反过来来也使开开发的软软件产品品难以大大面积推推广应用用,阻碍了了应用软软件的商商品不七七进程。同时各各企业、部门之之间的软软件

10、开发发重复现现象也较较为严重重,使本来来就有限限的软件件开发人人员和资资金更加加不足。4.2 软件开开发人员员力量分分散我国的CCAM软软件开发发人员主主要分布布于各行行各业的的应用部部门和高高等院校校。在应应用部门门工作的的软件技技术人员员,包括各各企业、各部门门的计算算中心、信息中中心、计计算站等等,其主要要任务是是使用计计算机宋宋参与本本单位的的管理、科研和和生产等等活动,但在多多数单位位表现出出技术月月良务的的性质,处于配角地地位。并并且他们们大多数数只是在在各自单单位的使使用范围围内参与与软件技技术工作作,主要是是为了满满足本单单位生产产、管理理的需求求。加上上各行业业、企业业之间的

11、的应用软软件的使使用环境境差别,开发出出的大多多数软件件难以作作为商品品软件进进入市场场。在高高等院校校工作的的软件开开发人员员,由于各各种信息息比较多多,思想活活跃,了解国国内外CCAM技技术的发发展动态态,在理论论水平和和软件开开发经验验上都占占有优势势。但由由于设备备、资金金、人员员编制和和政策上上的限制,多数人人员只能能作为软软件需求求者或计计算机公公司“雇佣”的廉价价劳力的的身份进进行开发发工作,这样大大大限制制了技术术水平的的发挥,处于非非常被动动的地位位。再加加上缺乏乏有力的的软件开开发法律律保护虽虽已颁布布了“计算机机软件保保护条例例” ,但未未能得到到很好地地落实,开发者者的

12、成果果和应有有的权益益没有得得到很好好的保护护,这在一一定程度度上也挫挫伤了广广大软件件开发人人员的工工作积极极性,影响了了工作的的正常开开展。4.3 CAMM系统开发发过程中中存在认认识误区区这些错误误认识主主要表现现在以下下两个方方面：4.3.1 缺缺乏重微微机软件件思想一些购买买微机的的企业, 只重重硬件不不重视软软件, 常选择择使用盗盗版图形形软件的的办法。由于得得不到很很好的技技术培训训, 常导导致CAAM工作停停滞不前前。因为为软件是是一种特特殊的产产品,它的使使用需要要相当技技能,如能得得到软件件公司或或代理商商的技术术援助, 常取取得事半半功倍的的效果。4.3.2 CAMM未能

13、与CADD数据共共享一些CAAD 工工作开展展得好的的企业, 已在在微机上上实现了了二维绘绘图工作作,在工作作站上实实现了三三维造型型工作, 也在在工艺自自动生成成和数控控加工的的计算机机控制方方面作了了许多工工作。但但这些工工作是分分别在不不同的软软件上, 由不不同部门门分别实实施, 未能进进行有效效的二次次开发,未能使使其数据据共享, 集成成为一个个整体。4.4引引进国外外CAM系统时时存在问问题目前, 国内实实际应用用的CAAM系统统, 一类类是国内内自主版版权的CCAM系系统, 另一类类是国外外商品化化的CAAM系统统。由于于国外的的CAMM系统功功能齐全全、性能能优良, 并完完成了商

14、商品化及及工程化化要求,所以在在国内占占得了很很大市场场分额。从对引引进CAAM系统统的使用用情况看看, 大多多企业没没有充分分利用起起来, 并没有有发挥出出应有的的效益。问题表表现在以以下方面面：4.4.2 国国外的CCAM软软件没有有全方位位汉化和和进行二二次开发发现在从事事设计的的工作人人员中, 一部部分年龄龄较大的的设计人人员, 他们具具有丰富富的设计计经验, 但由由于各种种原因,他们的的外语水水平较低低, 让他他们很快快掌握CCAM软软件的使使用存在在很大的的难度。另一部部分年轻轻的设计计人员, 他们们外语基基础较好好, 但经经验欠佳佳。再加加上设计计之后的的加工很很多还靠靠图纸来来

15、加工, 加工工人员的的外语水水平也是是一个现现实问题题, 故汉汉字标准准亦是一一大问题题。因此此, 从我我国使用用的实际际情况出出发, 引进CAAM系统统之后, 必须须做到从从菜单、提示、错误信信息到标标注的全全方位汉汉化二次次开发。4.4.3 CCAM应应用中缺缺乏管理理的系统统化随着CAAM新技技术的应应用, 设计管管理过程程和方式式也必须须随之而而变, 这些管管理包括括设计过过程管理理,设计人人员管理理、设计计图纸的的管理。因此, 引进进系统之之后必须须进行管管理方面面的二次次开发。管理系系统化有有利于保保证设计计质量, 有利利于设计计过程并并行工程程实施, 有利利于产品品更新换换代。从

16、从而达到到提高设设计质量量和效率率的目的的。4.4.4缺乏乏人员培培训与人人才培养养CAM 是现代代科技的的产物, 这对对一些老老设计人人员来说说, 肯定定存在一一个适应应的问题题。要想想使软件件发挥最最大的作作用, 这就必必须对有有关使用用者进行行专业培培训, 否则可可能设计计效率提提高不理理想, 严重者者可能效效率下降降。人才才培训则则是另一一个关键键, 系统统的维护护以及CCAM软软件的二二次开发发需要既既懂计算算机知识识又有相相关专业业水平的的人员来来完成。企业如如果没有有这样的的得力人人才, CADD/CAAM软件件只是一一个“电子图图板”, 其使使用效率率也会大大打折扣扣。CAM技

17、技术发展展趋势及及我国CAM技术发发展建议议5.1 制造业业新技术术对CAAM提出出新要求求众所周知知,近年来来制造业业新技术术的最大大热点是是高速加加工技术术,该技术术在简化化生产工工艺与工工序、减减少后续续处理工工作量、提高加加工效率率、提高高表面质质量等几几个方面面能极大大地提高高产品质质量、缩缩短生产产周期,已经得得到广泛泛的认可可及应用用,其对CAAM也提提出了新新的特殊殊要求,主要分分析如下下:5.1.1 安安全性要要求高速加工工采用小小切削度度、小切切削量、高进给给速度,特征加加工的一一般切削削速度( F 值) 为传传统加工工的100 倍以以上( F 可可达到2200008000

18、0mmm/ mmin) ,在在高速进进给条件件下,一旦发生生过切、几何干干涉等,后果相相当严重重,故安全全性要求求是第一一位的。传统的的CAMM系统靠靠人工或或半自动动防过切切处理方方式,没有从从根本上上杜绝过过切现象象的发生生,所以无无法满足足高速加加工安全全性的基基本要求求。5.1.2 工工艺性要要求高速加工工要求刀刀路的平平稳,避免刀刀路轨迹迹的尖角角(刀路突突然转向向) 、尽尽量避免免空刀切切削、减减少切入入/ 切出出等,故要求求CAMM系统具具有基于于残余模模型的智智能化分分析处理理功能、刀路光光顺化处处理功能能、符合合高速加加工工艺艺的优化化处理功功能及进进给量( F 值) 优化化

19、处理功功能(切削优优化处理理) 等。为适应应高速加加工设备备的高档档数控系系统,CCAM应应支持最最新的NURRBS 编程技技术。高效率要要求高效率体体现在两两个方面面:(aa) 编编程的高高效率高速加加工的工工艺性要要求比传传统数控控加工高高了很多多,刀路长长度是传传统加工工的上百百倍,一般编编程时间间远大于于加工时时间,故编程程效率已已成为影影响总体体效率的的关健因因素之一一。传统统的CAAM系统统采用面面向局部部曲面的的编程方方式,系统无无法自动动提供工工艺特征征,编程复复杂程度度很大,对编程程人员除除工艺水水平之外外(基本要要求) ,还要要求有很很高的使使用技巧巧。迫切切需要具具有高速

20、速加工知知识库的的、智能能化程度度的、面面向整体体模型的的、新一一代的CCAM系系统。(b) 优化的的刀路确确保高效效率的数数控加工工,如基于于残余模模型的智智能化编编程可有有效地避避免空刀刀,进给量量( F 值) 优化化处理可可提高切切削效率率30 %等。5.2 CAM技术发发展趋势势CAM技技术的更更新发展展迫在眉眉睫,主要有有以下几几个方面面。5.2.1 软软硬件平平台WinTTel 结构体体系因优优异的价价格性能能比、方方便的维维护、优优异的表表现、平平实的外外围软件件支持,已经取取代UNNIX操操作系统统成为CCAD/ CAAM集成成系统的的支持平平台。OOLE 技术及及O&MM 技

21、术术的应用用将会使使系统集集成更方方便。今今后CAAM的软软件平台台无疑将将是WiindoowsNNT 或或Winndowws 220000 ,硬硬件平台台将是高高档PCC 或NT工作作站系列列。随着着高档NNC 控控制系统统的PCC 化、网络化化及CAAM的专专业与智智能化的的发展,甚至机机上编程程也可能能会有较较大的发发展。5.2.2 面面向对象象、面向向工艺传统CAAM局布曲曲面为目目标的体体系结构构应被改改变成面面向整体体模型(实体)、面向向工艺特特征的结结构体系系。系统统将能够够按照工工艺要求求(CAAPP要要求)自动识识别并提提取所有有的工艺艺特征及及具有特特定工艺艺特征的的区域,

22、使CADD/ CCAPPP/ CCAM的集成成化、一一体化、自动化化、智能能化成为为可能。5.2.3 智智能化CAM系系统应发发展为不不仅可继继承并智智能化判判断工艺艺特征,而且具有有模型对对比、残残余模型型分析与与判断功功能,使刀具具路径更更优化,效率更更高。同同时面向向整体的的形式也也具有对对工件包包括夹具具的防过过切、防防碰撞修修理功能能,提高操操作的安安全性,更符合合高速加加工的工工艺要求求,并开放放工艺相相关联的的工艺库库、知识识库、材材料库和和刀具库库,使工艺艺知识积积累、学学习、运运用成为为可能。5.2.4网路路化近年来,计算机机网络技技术和信信息技术术得到了了空前的的发展,网络

23、已已经渗入入到全球球的各个个角落,并时刻刻影响和和推动着着制造的的发展、改变着着制造环环境,面对这这种变化化,迫切的的需要建建立一种种以市场场需求驱驱动的、具有快快速响应应机制的的网络化化制造系系统模式式。制造造企业将将利用IInteerneer 进进行产品品的协同同设计和和制造。而CAAM作为为制造的的核心部部分更是是需要建建立起CCAM22NETT,通过过Intternner 提供多多种制造造支撑服服务,如产品品设计的的可制造造性、加加工过程程仿真及及产品的的试验等等,使得集集成企业业的成员员能够快快速连接接和共享享制造信信息。建建立敏捷捷制造的的支撑环环境在网网络上协协调工作作,将企业业

24、中各种种以数据据库文本本图形和和数据文文件存储储的分布布信息集集成起来来以供合合作伙伴伴共享,为各合合作企业业的过程程集成提提供支持持。CAM技技术要得得到全面面的发展展,还有很很长的路路要走,开发CAAM技术术的最终终目的是是应用CCAM 技术,提高企企业的制制造技术术。经过过多年的的积累,CCAM在在市场需需求、理理论基础础及外围围技术等等方面的的准备已已经成熟熟,我们有有理由相相信今后后的CAAM 一一定会朝朝着方便便、快捷捷、网络络化、智智能化、专业集集成化的的方向不不断发展展!5.3对对我国CCAM技术发发展建议议要使我国国CAM技术有有长足的的发展，应从以以下几方方面加以以考虑:5

25、.3.1 要要在观念念上打破破“重硬轻轻软”的传统,大力发发展软件件产业软件开发发是计算算机应用用中非常常重要的的一个环环节,过去由由于思想想观念上上的原因因,没能将将其提到到应有的的地位,致使计计算机硬硬件的功功能也没没有得到到充分发发挥。今今后要对对软件产产业适当当给予倾倾斜扶植植政策与与必要的的投资,使人们们从思想想上认解解倒软件件开发工工作的重重要性与与必要性,给软件件开发创创造一个个有利的的环境,尽快将将我国的的CAMM应用技技术搞上上去。条条件成熟熟时可重重点建设设一批具具有国际际竞争力力的软件件开发实实体,使之成成为外向向型的软软件产业业基地。5.3.2科研研与生产产相结合合,加

26、速研研究成果果的商品品化科研和生生产是相相互促进进的统一一体,而我国国在科研研与生产产结合上上,在科研研成果向向商品化化转化上上恰恰是是一个薄薄弱环节节。要使使科研真真正起到到先导作作用,就必须须扣破以以往的“自立课课题、自自己开发发、自己己应用”的状况,走出“自我”的小天天地,全面地地考虑间间题,在重视视产品开开发的同同时,还要重重视生产产技术、工艺化化意识,才能真正正发挥科科研的作作用,促使科科研与生生产形成成良性循循环。5.3.3 采采取必要要的行政政、法律律手段,促进和和保护计计算机应应用技术术的发展展要想尽快快将计算算机应用用技术搞搞上去,必须采采取必要要的行政政手段,协调各各种软件

27、件开发部部门,合理分分工,密切配配合,减少不不必要的的重复研研究集中中资金,在关键键项目上上打“攻坚”战,组织科科研、高高校和生生产应用用部门等等各方面面力量,进行技技术攻关关,争取拿拿出质量量过硬的的软件产产品。同时制制定更加加严格的的法律,来维护护开发者者的合法法权益,创造一一个软件件开发工工作的良良好环境境。要密密切注意意世界上上知左国国家技术术的发展展,高度重重视基础础研究和和关键技技术的突突破,跟上世世界技术术的潮流流,以使我我们能够够认清方方向,少走弯弯路,尽快赴赴上世界界水平。5.3.4 高高度重视视软件开开发人才才的培养养及人才才队伍的的稳定性性发展我国国计算机机应用技技术,人才是是关键没没有坚实实的人才才基础,一切将将无从谈谈起。软软