【2018年必威体育精装版整理】CADCAM系统综述论文.doc

CAD/CAM系统综述 摘要：计算机图形学(Computer Graphics，简称CG)是一种使用数学算法将二维或三维图形转化为计算机显示器的栅格形式的科学。简单地说，计算机图形学的主要研究内容就是研究如何在计算机中表示图形、以及利用计算机进行图形的计算、处理和显示的相关原理与算法。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。 关键词：CAM、应用、问题、趋势、分析 一、 CAD/CAM的基本概念 CAD/CAM技术是制造工程技术与计算机技术紧密结合、相互渗透而发展起来的一项综合性应用技术，具有知识密集、学科交叉、综合性强、应用范围广等特点。CAD/CAM技术是先进制造技术的重要组成部分，它的发展和应用使传统的产品设计、制造内容和工作方式都发生了根本性的变化。CAD/CAM技术已经成为衡量一个国家科技现代化和工业现代化水平的重要标志之一。 1.1 CAD技术 （CAD-Computer Aided Design)指利用计算机及其图形设备帮助设计人员进行设计工作。在设计中通常需要计算机对不同方案进行大量的计算、分析和比较，以决定最优秀方案，各种设计信息，不论是数字的、文字的或图形的，都能存放在计算机的内存或外存里，并能快速地检索；设计人员通常用草图开始计算，将草图变为工作图的繁重工作可以交给计算机完成；由计算机自动产生的设计结果，可以快速做出图形，使设计人员及时对设计做出判断和修改的；利用计算机可以进行与图形的编辑、放大、缩小、平移和旋转等有关的图形数据加工工作。 CAD技术起源于美国，它经历了一个由二维设计技术向三维设计技术发展的过程。CAD不仅是设计手段，而且是一种新的设计方法和思维。显然，CAD技术的内涵会随着计算机技术的发展而不断扩展。 就目前情况而言，CAD是指工程技术人员以计算机为工具，运用自身的知识和经验，对产品或工程进行方案构思、总体设计、工程分析、图形编辑和技术文档整理等设计活动的总称，是一门多学科综合应用的新技术。CAD是一种新的设计方法，它采用计算机系统辅助设计人员完成设计的全过程，将计算机的海量数据存储和高速数据处理能力与人的创造性思维和综合分析能力有机会结合起来，充分发挥各自所长，使设计人员摆脱繁重的计算和绘图工作，从而达到最佳设计效果。CAD对加速工程和产品的开发、缩短设计制造周期、提高质量、降低成本、增强企业创新能力发挥着重要作用。 一般认为，CAD系统应具有几何建模、工程分析、模拟仿真、工程绘图等主要功能。一个完整的CAD系统应有人机交互接口、科学计算、图形系统和工程数据库等组成。人机交互接口是设计、开发、应用和维护CAD系统的界面，科学计算是CAD系统的主体，主要有有限元分析、可靠性分析、动态分析、产品的常规设计和优化设计等。工程数据库是对设计过程中使用和产生的数据、图形、图像及文档等进行存储和管理。就CAD技术目前可实现的功能而言，CAD作业过程是在由设计人员进行产品概念设计的基础上从建模分析，完成产品几何模型的建立，然后抽取模型中的有关数据进行工程分析、计算和修改，最后编辑全部设计文档，输出工程图。 1.2 CAM技术 计算机辅助制造（Computer Aided Manufacturing,简称CAM）到目前为止尚无统一的定义。一般而言，CAM是指计算机在制造领域有关应用的统称，有广义CAM和狭义CAM之分。所谓广义CAM，是指利用计算机辅助完成从生产准备工作到产品制造过程中的直接和间接的各种活动，加工、装配、检验、输送、储存的生产活动。而狭义CAM通常指数控程序的编制，包括刀具路线的规划、刀位文件的生成、刀具轨迹仿真以及后置处理和NC代码生成等。 CAM中核心的技术是数控加工技术。数控加工主要分程序编制和加工过程两个步骤。程序编制是根据图纸或CAD信息，按照数控机床控制系统的要求，确定加工指令，完成零件数控程序编制；加工过程是将数控程序传输给数控机床，控制机床各坐标的伺服系统，驱动机床，使刀具和工件严格按执行程序的规定相对运动，加工出符合要求的零件。作为应用性、实践性极强的专业技术，CAM直接面向数控生产实际。生产实际的需求是所有技术发展与创新的原动力，CAM在实际应用中已经取得了明显的经济效益，并且在提高企业市场竞争能力方面发挥着重要作用。 二、 CAD/CAM系统组成及其软硬件 CAD/CAM系统是由工作人员、硬件和软件三大部分组成的。电子计算机及其外围设备构成CAD/CAM的硬件系统；操作系统和用于软件构成CAD/CAM的软件系统。工作人员在CAD/CAM系统中起主导作用，只有把软件、硬件及工作人员融为一体，才能更有效地发挥CAD/CAM系统的功能，从而完成诸如计算、绘图、模拟、数控编程等一系列任务。在选择硬件系统时应特别考虑下述几点：①工