CADCAM集成系统应用状况和发展趋势.doc

摘要：CAD/CAM技术作为一门多学科综合性技术，近几十年来发展迅速，对制造业产生了深远的影响。CAD/CAM系统的集成是指把CAD、CAE、CAPP和CAM等各种功能通过软件有机的结合起来，用统一的执行控制程序来组织各种信息的提取、交换、共享和处理，以保证系统内信息流的流畅并协调各个系统有效的运行。本文较全面地介绍了CAD/CAM技术在我国的应用状况，通过对比国外先进国家CAM技术的应用现状、技术特点和发展趋势，分析指出我国CAD/CAM技术应用推广中存在的问题，并对其发展方向提出建议。 关键字：CAM/CAD、应用、现状、问题、趋势、分析 CAD/CAM集成系统综述 1、简介 CAD/CAM技术，即计算机辅助设计与制造，其含义是指产品设计和制造人员根据产品设计和制造流程,在计算机系统的支持下,进行设计和制造的一项技术。一般讲,一个完整的CAD/CAM系统是由计算机、外围设备及附加生产设备等硬件和控制这些硬件运行的指令、程序即软件组成。 2、功能 （1）几何建模：用基本几何实体及其相互关系构造零件或产品三维几何模型，这是后续工作的基础；是CAD/CAM系统的核心，为产品设计、制造提供基本数据和原始信息。 （2）工程分析：进行运动学、动力学、有限元分析，优化设计等。 （3）工程绘图：CAD系统的重要环节，产品最终结果的表达方式。 （4）工艺编程：自动决策生成产品加工所采用的加工方法、工艺路线、工艺参数和加工设备。 （5）数控编程：选择所需要刀具和工艺参数，确定走刀方式，生成刀具轨迹，后置处理，生成NC程序。 （6）模拟仿真：预测产品工作性能，检查NC代码正确性，检查制造过程几何干涉和物理碰撞，分析产品可制造性。 （7）数据管理：提供有效的工程数据管理手段，支持产品设计与制造全过程数据信息流动和处理。 CAM/CAD系统的组成 CAD/CAM技术的产生 计算机起源于上世纪40年代的美国，当时人们就提出了计算机辅助设计CAD和计算机辅助制造CAM技术的设想。CAD/CAM起源于20世纪50年代，20世纪60年代以来得到了迅速发展。 起步早、影响大的计算机辅助设计是美国的Autodcsk在20世纪80年代发展起来的。开始只是计算机辅助绘图。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，但也只是由线面构成的三维几何体，再发展到实体模型以及曲面实体模型，现在则出现了以特征为基础的参数化模型。 最早研究数控自动编程系统的是美国。1952年美国研制出世界上第一台数控铣床。为了解决数控加工中手工编程中遇到的一系列难题，美国伺服机构实验室于1953年开始研究零件数控加工的自动编程问题，这个研究成果于1955年公布。这就是APT，其后APT经发展，形成了诸如APTIL，APTIIL等。 CAD/CAM技术的发展与计算机图形学的发展密切相关，并伴随着计算机及其外围设备的发展而发展。计算机图形学中有关图形处理的理论和方法构成了CAD/CAM技术的重要基础。 CAD/CAM系统的发展经历了三代。 第一代CAD/CAM软件的开发始于60年代中期，是以交互式图形生成技术为基础而建立的应用技术系统，主要解决二维绘图和简单的数控加工。这一时期的CAD/CAM的共同缺点是一二维绘图为主，APT3语言还不能实现处理曲面的功能，且规模庞大、价格昂贵。 第二代的CAD/CAM系统软件的开发是在70年代。这一时期CAD/CAM技术日趋成熟，以小型和超级计算机为主机的CAD/CAM系统进入市场并形成主流；一批专门经营CAD/CAM系统硬件和软件的公司相继出现。这一代CAD/CAM系统的主要特点是可实现二、三维绘图和数据加工；线框、曲面和实体建模；有限元分析等，是一个多数据库和分散数据结构、顺序设计过程的系统。 第三代CAD/CAM系统软件的开发是在60年代中后期，工作站的出现再次推动了CAD/CAM技术的发展，工作站是以个人计算环境和分布式网络环境为前提的高性能计算机，以工程工作站为基础的CAD/CAM系统具有较高的响应速度，其功能已超过了小型机的CAD/CAM系统。这一代系统的主要特点是使用单一数据库和统一的数据结构，使系统实现集成和各分系统间的全关联，提供了产品数据管理功能，使用比较方便，并采用C语言编码。但在数据交换技术、工程数据管理系统、产品建模技术和实用智能化的CAPP技术方面还刚刚起步。三.CAD/CAM系统的集成方法 1.通过专用数据接口实现集成 这种方式对于相同的开发和应用环境，可在各系统之间协调数据格式，从文件层次上实现系统间的互联；而在不同的开发应用环境下，则需要在各系统与专用数据文件之间开发专用的转换接口进行前置或后置处理，如图所示，当A系统需要B系统的数据时，需要设计一个专用的数据接口文件，将B系统的数据格式直接转换成