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计算机辅助设计与制造论文
篇一:17计算机辅助设计制造论文
计算机辅助设计及制造的发展历程及概念
制造业是国民经济的支柱产业。当今制造领域中,随着市场经济的迅速发展,用户对产品的质量、产品换代速度、产品从设计制造到投放市场的周期等提出越来越高的要求。欲适应这种瞬息万变的市场需求,缩短设计制造周期,提高产品质量,必须有先进的制造技术。计算机技术与制造技术相互渗透、依存、结合并共同发展,产生了这样一门综合性应用技术一一计算机辅助设计与制造(CAD/CAM),该技术的发展和应用已成为衡量一个国家科技现代化与工业现代化水平的重要指标之一。
一、CAD/CAM的发展
回顾CAD/CAM技术的发展史,更可以看出它与计算机技术的发展密切相关。
1946年,美国麻省理工学院MIT研制成功了世界上第一台电子计算机,很多数值分析方法能在计算机上完成,之后人们不断将计算机技术引入设计制造领域。
1952年,世界上第一台数控铣床在美国MIT试制成功,通过改变数控程序就可实现对不同零件的加工。之后,MTT研制开发了APT自动编程语言,通过描述走刀轨迹的方法来实现计界机辅助数控编程。在此基础上人们联想到,能否不描述走刀轨迹,而通过直接描述零件本身来实现数控编程,这就是CAD的最初概念。
1963年,,研制成功了世界上第一套实时交互功能的二维SKETCHPAD系统。该系统允许设计者操作光笔和键盘,在荧光屏上显示图形,实现人机交互作业。这项成果标志着CAD技术的诞生,为以后CAD技术的发展提供了基本条件和理论基础。此后陆续出现了许多商品化的CAD系统与社备:美国IBM公司开发了以大型机为基础的CAD/CAM系统,其有绘图、数控编程和强度分析等功能;通用汽车公司为实现各个阶段的汽车设计,研制了DAC-1系统;洛克希德公司出台了CADAM系统等。1966年又出现了采用通用计算机直接控制多台数控机床的DNC系统。 1978年前后CAD/CAM技术发展趋于成熟。伴随着计算机硬件的发展,以小型机、微型机为主机的CAD系统逐渐引入市场。为了适应设计与加工的要求,三维几何处理技术应运而生,出现了面向中小企业的CAD/CAM商品化软件系统。英国莫林公司研制的由计算机集中控制的自动化制造系统,包含6台加工中心和一条自动运输线,可进行连续作业,并可用计算机编制NC程序、作业计划、统计报表等;美国辛辛那提公司成功地研制了一条FMS柔性制造系统。
1980年以后,CAD/CAM技术进入迅速发展期。计算机外围设备已逐渐成为系列产品,
超大规模集成电路的出现,使计算机硬件成本大幅下降。相应的软件技术(如优化设计、有限元分析、数据库技术等)迅速提升,出现了很多商品化软件,推动了CAD/CAM技术的应用和推广,并使其从发达国家向发展中国家发展,从大型企业向中小型企业发展,从军用产品设计向工程产品设计发展,它还使一些与制造过程密切相关的计算机辅助技术得以发展,如计算机辅助工艺规程设计(CAPP)、计界机辅助工装与夹具设计、计算机辅助质量控制(CAQ)等。
1990年以后,CAD/CAM技术一改过去的单一功能、单一领域、单一内容的运行模式,转向集成化、智能化、标准化的方向发展,系统的集成,是为了实现资源共享,实现产品生产与组织管理的高度自动化,提高产品的市场竞争能力,缩短产品研发的周期,加速新产品对市场需求的响应。为此,国际标准化组织及一些工业发达国家都在从事标准接口的开发;同时,面向对象技术、并行工程思想、人工智能技术、计算机集成制造系统、快速成型技术、敏捷制造技术的研究,又极大地推进了CAD/CAM技术向更高水平的发展。
我国的CAD/CAM技术起步约在20世纪70年代中期,最早用于航空工业,应用较多的是采用计算机进行一些产品的分析计算。20世纪80年代初期,国家在CAD/CAM技术应用开发方面实施重点投资,取得了一些成果。最近几年,CAD/CAM技术在我国发展很快,现已在机械、电子、交通、运愉、汽车、建筑、包装等行业逐步进入实用阶段。一方面,软件引进的力度加强,很多国际流行的通用性软件已正在为广大技术人员所掌握,如Pro/E、UG、I-DEAS、CADAM等;另一方面,很多高校、科研院所组织开发CAD/CAM系统,有些已达到国际先进水平,如华中的KMCAD、KMCAPP,中望,CAXA等[1]。
二、CAD/CAM的基本概念
CAD/CAM主要包括CAD、CAPP、CAM、CAD/CAM集成等技术。

计算机辅助设计(CAD),泛指设计者以计算机为主要工具,对产品进行设什、绘图、工程分析与编撰技术文档等设计工作的总称,是一项综合性技术。