淺析我國(guó)CADCAM技術(shù)的發(fā)展

1、專業(yè)限選課大作業(yè)課程名稱: 機(jī)械CAD/CAM 姓 名: 劉藝 班 級(jí): 10機(jī)自本2 學(xué) 號(hào): 2013年 10月 23日銅陵學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院淺析我國(guó)CAD/CAM技術(shù)的發(fā)展摘要：計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和制造簡(jiǎn)稱為CAD/CAM，是利用計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的圖形處理能力和數(shù)值計(jì)算能力，輔助工程技術(shù)人員或產(chǎn)品的設(shè)計(jì)制造，達(dá)到預(yù)期的目的，并取得創(chuàng)新成果的一種技術(shù)。目前已在機(jī)械、電子、建筑以及能源交通等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。關(guān)鍵詞：CAM、CAD、發(fā)展 現(xiàn)狀 前景一、CAD/CAM技術(shù)概述CAD/CAM即計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造,其含義是指產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造人員根據(jù)產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造流程,在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的支持下,進(jìn)行設(shè)計(jì)和制造的一項(xiàng)技術(shù)

2、。一般講,一個(gè)完整的CAD/CAM系統(tǒng)是由計(jì)算機(jī)、外圍設(shè)備及附加生產(chǎn)設(shè)備等硬件和控制這些硬件運(yùn)行的指令、程序即軟件組成。CAD/CAM技術(shù)經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，先后走過(guò)大型機(jī)、小型機(jī)、工作站、微機(jī)時(shí)代，每個(gè)時(shí)代都有當(dāng)時(shí)流行的CAD/CAM軟件。現(xiàn)在，工作站和微機(jī)平臺(tái)CAD/CAM軟件已經(jīng)占據(jù)主導(dǎo)地位，并且出現(xiàn)了一批比較優(yōu)秀、比較流行的商品化軟件。二丶CAD/CAM的發(fā)展現(xiàn)狀20世紀(jì)70年代后期，微型計(jì)算機(jī)、大容量存儲(chǔ)技術(shù)和計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的飛速發(fā)展，使CAD技術(shù)在工程上的應(yīng)用從單獨(dú)的分析計(jì)算變成大量信息存儲(chǔ)、制造、管理的全過(guò)程中。近年來(lái)，數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的飛速發(fā)展，使設(shè)計(jì)從工藝流程計(jì)劃、加工數(shù)據(jù)及數(shù)控程序，

3、再到控制機(jī)器人的活動(dòng)路徑，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)、制造、生產(chǎn)的自動(dòng)化管理已經(jīng)開(kāi)始進(jìn)入實(shí)用階段。目前，世界上工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的制造業(yè)，其CAD/CAM技術(shù)應(yīng)用的比重越來(lái)越大，如美國(guó)的汽車行業(yè)達(dá)100%，電子行業(yè)60%。我國(guó)CAD/CAM技術(shù)的運(yùn)用也在逐步發(fā)展中，已廣泛應(yīng)用于分析計(jì)算、數(shù)據(jù)編程、計(jì)算機(jī)輔助工藝編程和管理等方面。現(xiàn)在CAD/CAM主要運(yùn)行在工作站或微機(jī)平臺(tái)上。工作站雖然性能優(yōu)越，圖形處理速度快，但價(jià)格卻十分昂貴，這在一定程度上限制了CAD/CAM技術(shù)的推廣。隨著Pentium芯片和Windows NT操作系統(tǒng)的出現(xiàn)并流行，以前只能運(yùn)行在工作站上的CAD/CAM軟件現(xiàn)在也可以運(yùn)行在微機(jī)上。由于微機(jī)的價(jià)格

4、遠(yuǎn)遠(yuǎn)比工作站低，性能也不比中低檔工作站遜色多少，并且windows NT操作系統(tǒng)的安全性與DOS、Windows3.x、Windows95/98等操作系統(tǒng)相比有了很大提高。所以，微機(jī)平臺(tái)為普及CAD應(yīng)用創(chuàng)造了絕好的條件。在此基礎(chǔ)上，CAD/CAM軟件廠商展開(kāi)了新一輪的競(jìng)爭(zhēng)。一方面工作站上著名的CAD/CAM的軟件（如UG、CATIA）全功能地移植到微機(jī)平臺(tái)，使微機(jī)完全對(duì)等地實(shí)現(xiàn)了工作站環(huán)境的處理能力；另一方面CAD/CAM軟件打破了原有Unix環(huán)境的桎梏，在Windows平臺(tái)上全面拓展。Pentium以上處理器和NT環(huán)境已經(jīng)或者正在成為CAD/CAM軟件運(yùn)行和應(yīng)用的主流平臺(tái)。三 我國(guó)CAM技術(shù)

5、應(yīng)用的現(xiàn)狀國(guó)內(nèi)CAM技術(shù)的應(yīng)用不是很普遍, 原因是許多國(guó)有企業(yè)效益不佳, 沒(méi)有經(jīng)濟(jì)實(shí)力購(gòu)買數(shù)控設(shè)備或軟件, 而大多數(shù)鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)缺少像國(guó)企那樣的技術(shù)隊(duì)伍, 使CAM技術(shù)得不到推廣應(yīng)用。當(dāng)前, 我國(guó)使用CAM技術(shù)最多的仍然是國(guó)家扶持的航空航天工業(yè)、造船業(yè)、大型民用企業(yè)和科研院所。四、CAD/CAM技術(shù)在國(guó)內(nèi)的應(yīng)用綜合來(lái)看,CAD/CAM技術(shù)的在國(guó)內(nèi)的應(yīng)用主要有以下幾個(gè)特點(diǎn): (1)起步晚、市場(chǎng)份額小 我國(guó) CAD/CAM技術(shù)應(yīng)用從20世紀(jì)80年代開(kāi)始,經(jīng)過(guò)四十多年的發(fā)展，與發(fā)達(dá)國(guó)家還有很大的差距。有些小企業(yè)由于經(jīng)濟(jì)實(shí)力不足、技術(shù)人員缺乏,CAD/CAM技術(shù)還不能夠完全應(yīng)用到生產(chǎn)實(shí)踐中。國(guó)內(nèi)研發(fā)的CA

6、D/CAM軟件在包裝和功能上與發(fā)達(dá)國(guó)家還存在差距,市場(chǎng)份額小。 (2)應(yīng)用范圍窄、層次淺 CAD/CAM技術(shù)在企業(yè)中的應(yīng)用在CAD方面主要包括二維繪圖、三維造型、裝配造型、有限元分析和優(yōu)化設(shè)計(jì)等。其中CAD二維繪圖技術(shù)在企業(yè)應(yīng)用情況較好,這一方面得益于國(guó)家大力推進(jìn)“甩圖板”工程,另一方面是由于二維繪圖技術(shù)解決的是所有企業(yè)的共性問(wèn)題。(3)功能單一、經(jīng)濟(jì)效益不突出 CAD/CAM技術(shù)在企業(yè)中的應(yīng)用只是單元的智能技術(shù)應(yīng)用，是從企業(yè)生產(chǎn)的幾個(gè)側(cè)面來(lái)提高效率。功能分散的CAD/CAM技術(shù)其效果是有限的，只有將 CAD、CAPP、CAM、PDM等技術(shù)集成在一起,綜合應(yīng)用在設(shè)計(jì)與制造生產(chǎn)的過(guò)程中，才能產(chǎn)生

7、顯著的經(jīng)濟(jì)效益。五 我國(guó)CAD/CAM技術(shù)存在的問(wèn)題由于我國(guó)的體制、經(jīng)濟(jì)模式、以及CAM技術(shù)的研究起步較晚、經(jīng)驗(yàn)不足等原因, 使軟件技術(shù)發(fā)展受到了一定的影響。目前存在的主要間題有：5.1 發(fā)展模式的制約現(xiàn)代計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展, 使產(chǎn)品更新?lián)Q代周期不斷縮短。而在我國(guó), 這種快速反應(yīng)能力和應(yīng)變能力卻很差, 加上行業(yè)內(nèi)部存在的宏觀失控和短期行為, 較大地影響了計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展, 使得軟件產(chǎn)品的性能、質(zhì)量、品種, 以及推廣應(yīng)用等都大大落后于世界水平。另外企業(yè)和商品經(jīng)濟(jì)發(fā)展的“ 大而全” 、“ 小而全” 、“ 自成系統(tǒng)”的自然經(jīng)濟(jì)特征,也制約了軟件技術(shù)的正常發(fā)展。絕大多計(jì)算機(jī)應(yīng)用項(xiàng)目從立項(xiàng)、投資、

8、開(kāi)發(fā)到應(yīng)用都是封閉型的。這樣做, 勢(shì)必保護(hù)了一些本來(lái)可以由社會(huì)分工來(lái)取代的落后環(huán)節(jié), 削弱了企業(yè)與社會(huì)的商品聯(lián)系, 反過(guò)來(lái)也使開(kāi)發(fā)的軟件產(chǎn)品難以大面積推廣應(yīng)用, 阻礙了應(yīng)用軟件的商品不七進(jìn)程。同時(shí)各企業(yè)、部門之間的軟件開(kāi)發(fā)重復(fù)現(xiàn)象也較為嚴(yán)重, 使本來(lái)就有限的軟件開(kāi)發(fā)人員和資金更加不足。5.2 軟件開(kāi)發(fā)人員力量分散我國(guó)的CAM軟件開(kāi)發(fā)人員主要分布于各行各業(yè)的應(yīng)用部門和高等院校。在應(yīng)用部門工作的軟件技術(shù)人員, 包括各企業(yè)、各部門的計(jì)算中心、信息中心、計(jì)算站等, 其主要任務(wù)是使用計(jì)算機(jī)宋參與本單位的管理、科研和生產(chǎn)等活動(dòng), 但在多數(shù)單位表現(xiàn)出技術(shù)月良務(wù)的性質(zhì), 處于配角地位。并且他們大多數(shù)只是在各自

9、單位的使用范圍內(nèi)參與軟件技術(shù)工作, 主要是為了滿足本單位生產(chǎn)、管理的需求。加上各行業(yè)、企業(yè)之間的應(yīng)用軟件的使用環(huán)境差別, 開(kāi)發(fā)出的大多數(shù)軟件難以作為商品軟件進(jìn)入市場(chǎng)。在高等院校工作的軟件開(kāi)發(fā)人員, 由于各種信息比較多, 思想活躍, 了解國(guó)內(nèi)外CAM技術(shù)的發(fā)展動(dòng)態(tài), 在理論水平和軟件開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)上都占有優(yōu)勢(shì)。但由于設(shè)備、資金、人員編制和政策上的限制, 多數(shù)人員只能作為軟件需求者或計(jì)算機(jī)公司“ 雇傭”的廉價(jià)勞力的身份進(jìn)行開(kāi)發(fā)工作, 這樣大大限制了技術(shù)水平的發(fā)揮, 處于非常被動(dòng)的地位。再加上缺乏有力的軟件開(kāi)發(fā)法律保護(hù)雖已頒布了“ 計(jì)算機(jī)軟件保護(hù)條例” , 但未能得到很好地落實(shí), 開(kāi)發(fā)者的成果和應(yīng)有的權(quán)益

10、沒(méi)有得到很好的保護(hù), 這在一定程度上也挫傷了廣大軟件開(kāi)發(fā)人員的工作積極性, 影響了工作的正常開(kāi)展。5.3 CAM系統(tǒng)開(kāi)發(fā)過(guò)程中存在認(rèn)識(shí)誤區(qū)這些錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)主要表現(xiàn)在以下兩個(gè)方面：5.3.1 缺乏重微機(jī)軟件思想一些購(gòu)買微機(jī)的企業(yè), 只重硬件不重視軟件, 常選擇使用盜版圖形軟件的辦法。由于得不到很好的技術(shù)培訓(xùn), 常導(dǎo)致CAM工作停滯不前。因?yàn)檐浖且环N特殊的產(chǎn)品,它的使用需要相當(dāng)技能, 如能得到軟件公司或代理商的技術(shù)援助, 常取得事半功倍的效果。5.3.2 CAM未能與CAD數(shù)據(jù)共享一些CAD 工作開(kāi)展得好的企業(yè), 已在微機(jī)上實(shí)現(xiàn)了二維繪圖工作,在工作站上實(shí)現(xiàn)了三維造型工作, 也在工藝自動(dòng)生成和數(shù)控加

11、工的計(jì)算機(jī)控制方面作了許多工作。但這些工作是分別在不同的軟件上, 由不同部門分別實(shí)施, 未能進(jìn)行有效的二次開(kāi)發(fā), 未能使其數(shù)據(jù)共享, 集成為一個(gè)整體。5.4.1引進(jìn)國(guó)外CAM系統(tǒng)時(shí)存在問(wèn)題目前, 國(guó)內(nèi)實(shí)際應(yīng)用的CAM系統(tǒng), 一類是國(guó)內(nèi)自主版權(quán)的CAM系統(tǒng), 另一類是國(guó)外商品化的CAM系統(tǒng)。由于國(guó)外的CAM系統(tǒng)功能齊全、性能優(yōu)良, 并完成了商品化及工程化要求,所以在國(guó)內(nèi)占得了很大市場(chǎng)分額。從對(duì)引進(jìn)CAM系統(tǒng)的使用情況看, 大多企業(yè)沒(méi)有充分利用起來(lái), 并沒(méi)有發(fā)揮出應(yīng)有的效益。問(wèn)題表現(xiàn)在以下方面：5.4.2 國(guó)外的CAM軟件沒(méi)有全方位漢化和進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)現(xiàn)在從事設(shè)計(jì)的工作人員中, 一部分年齡較大的設(shè)計(jì)

12、人員, 他們具有豐富的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn), 但由于各種原因,他們的外語(yǔ)水平較低, 讓他們很快掌握CAM軟件的使用存在很大的難度。另一部分年輕的設(shè)計(jì)人員, 他們外語(yǔ)基礎(chǔ)較好, 但經(jīng)驗(yàn)欠佳。再加上設(shè)計(jì)之后的加工很多還靠圖紙來(lái)加工, 加工人員的外語(yǔ)水平也是一個(gè)現(xiàn)實(shí)問(wèn)題, 故漢字標(biāo)準(zhǔn)亦是一大問(wèn)題。因此, 從我國(guó)使用的實(shí)際情況出發(fā), 引進(jìn)CAM系統(tǒng)之后, 必須做到從菜單、提示、錯(cuò)誤信息到標(biāo)注的全方位漢化二次開(kāi)發(fā)。5.4.3 CAM應(yīng)用中缺乏管理的系統(tǒng)化 隨著CAM新技術(shù)的應(yīng)用, 設(shè)計(jì)管理過(guò)程和方式也必須隨之而變, 這些管理包括設(shè)計(jì)過(guò)程管理, 設(shè)計(jì)人員管理、設(shè)計(jì)圖紙的管理。因此, 引進(jìn)系統(tǒng)之后必須進(jìn)行管理方面的二次

13、開(kāi)發(fā)。管理系統(tǒng)化有利于保證設(shè)計(jì)質(zhì)量, 有利于設(shè)計(jì)過(guò)程并行工程實(shí)施, 有利于產(chǎn)品更新?lián)Q代。從而達(dá)到提高設(shè)計(jì)質(zhì)量和效率的目的。5.4.4 缺乏人員培訓(xùn)與人才培養(yǎng)CAM 是現(xiàn)代科技的產(chǎn)物, 這對(duì)一些老設(shè)計(jì)人員來(lái)說(shuō), 肯定存在一個(gè)適應(yīng)的問(wèn)題。要想使軟件發(fā)揮最大的作用, 這就必須對(duì)有關(guān)使用者進(jìn)行專業(yè)培訓(xùn), 否則可能設(shè)計(jì)效率提高不理想, 嚴(yán)重者可能效率下降。人才培訓(xùn)則是另一個(gè)關(guān)鍵, 系統(tǒng)的維護(hù)以及CAM軟件的二次開(kāi)發(fā)需要既懂計(jì)算機(jī)知識(shí)又有相關(guān)專業(yè)水平的人員來(lái)完成。企業(yè)如果沒(méi)有這樣的得力人才, CAD/CAM軟件只是一個(gè)“電子圖板”, 其使用效率也會(huì)大打折扣。六、CAD/CAM系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)CAD/CAM軟

14、件的功能將不斷得到完善和優(yōu)化,逐步實(shí)現(xiàn)CAD/CAM無(wú)縫整體化集成。具體體現(xiàn)在以下幾方面。 6.1、CAD/CAM技術(shù)應(yīng)與多媒體技術(shù)更好的結(jié)合 CAD/CAM技術(shù)應(yīng)與多媒體更好的結(jié)合,增強(qiáng)使用的靈活性。未來(lái)的人機(jī)交互界面將會(huì)更加友善和方便,還可引入觸摸式、聲控式等各種操作方式。6.2、CAD/CAM系統(tǒng)應(yīng)具有高度的開(kāi)發(fā)性 CAD/CAM系統(tǒng)的開(kāi)放性主要體現(xiàn)在系統(tǒng)的工作平臺(tái)、用戶接口、應(yīng)用開(kāi)發(fā)環(huán)境及與其他系統(tǒng)的信息交換等方面?，F(xiàn)在市場(chǎng)上的CAD/CAM產(chǎn)品一般都會(huì)為用戶提供二次開(kāi)發(fā)環(huán)境,方便用戶訂制自己的CAD/CAM系統(tǒng),具有較好的開(kāi)放性。6.3、CAD/CAM系統(tǒng)應(yīng)具備更好的集成性 集成就是

15、向企業(yè)提供CAD/CAM一體化的解決方案,企業(yè)中各個(gè)環(huán)節(jié)不可分割,統(tǒng)一考慮。企業(yè)的整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程實(shí)質(zhì)上是信息的采集、傳遞和加工處理的過(guò)程。6.4、CAD/CAM系統(tǒng)應(yīng)具備更強(qiáng)的智能性智能化設(shè)計(jì)功能是未來(lái)CAD/CAM軟件的一個(gè)重要標(biāo)志。CAD/CAM系統(tǒng)將包括專家系統(tǒng)、經(jīng)驗(yàn)儲(chǔ)存、智能庫(kù)、推理規(guī)則和自動(dòng)學(xué)習(xí)功能。軟件開(kāi)發(fā)要將產(chǎn)品設(shè)計(jì)加工過(guò)程直接與系統(tǒng)相結(jié)合,使用戶輕松完成工作任務(wù)。七、我國(guó)CAD/CAM技術(shù)及產(chǎn)品發(fā)展的未來(lái)之路經(jīng)過(guò)多年的推廣，CAD技術(shù)已經(jīng)廣泛地應(yīng)用在機(jī)械、電子、航天、化工、建筑等行業(yè)。應(yīng)用CAD技術(shù)起到了提高企業(yè)的設(shè)計(jì)效率、優(yōu)化設(shè)計(jì)方案、減輕技術(shù)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度、縮短設(shè)計(jì)周期、加強(qiáng)

16、設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化等作用。近年來(lái)，我國(guó)CAD技術(shù)的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用取得了長(zhǎng)足的發(fā)展，除對(duì)許多國(guó)外軟件進(jìn)行了漢化和二次開(kāi)發(fā)以外，還誕生了不少具有自主版權(quán)的CAD系統(tǒng)，如高華CAD，開(kāi)目CAD等，由于這些軟件價(jià)格便宜，符合本國(guó)國(guó)情和標(biāo)準(zhǔn)，所以受到了廣泛的歡迎，贏得了越來(lái)越大的市場(chǎng)份額。但是，我國(guó)CAD/CAM軟件不管是從產(chǎn)品開(kāi)發(fā)水平還是從商品化、市場(chǎng)化程度都與發(fā)達(dá)國(guó)家有不小的差距。由于國(guó)外CAD/CAM軟件出現(xiàn)得較早，開(kāi)發(fā)和應(yīng)用的時(shí)間也較長(zhǎng)，所以它們發(fā)展比較成熟，現(xiàn)在基本上已經(jīng)占領(lǐng)了國(guó)際市場(chǎng)。這些國(guó)外軟件公司利用其技術(shù)和資金的優(yōu)勢(shì)，開(kāi)始大力向我國(guó)市場(chǎng)進(jìn)軍，目前，國(guó)外一些優(yōu)秀軟件，如UG、SolidWorks、

17、Pro/Engineer、CATIA等，已經(jīng)占領(lǐng)了一部分國(guó)內(nèi)市場(chǎng)。所以，我國(guó)CAD/CAM軟件前景不容樂(lè)觀。但是，我們也應(yīng)該看清自己的優(yōu)勢(shì)，比如了解本國(guó)市場(chǎng)，提供技術(shù)支持方便，價(jià)格便宜等。在這些前提下，我們不僅要緊跟時(shí)代潮流，跟蹤國(guó)際最新動(dòng)態(tài)，遵守各種國(guó)際規(guī)范，在國(guó)際國(guó)內(nèi)形成自己獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，更要立足國(guó)內(nèi)，結(jié)合國(guó)情，面向國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的需要，開(kāi)發(fā)出有自己特色，符合中國(guó)人習(xí)慣的CAD/CAM軟件。CAD/CAM技術(shù)可以應(yīng)用在許多領(lǐng)域，機(jī)械制造是最早也是最廣泛應(yīng)用CAD/CAM技術(shù)的領(lǐng)域。隨著CAD/CAM技術(shù)的發(fā)展，建筑、電子、化工的領(lǐng)域也開(kāi)始應(yīng)用該技術(shù)，在這些新的應(yīng)用領(lǐng)域中，國(guó)外軟件的優(yōu)勢(shì)并不明顯。所以，我國(guó)CAD/CAM軟件在這些方面還是可以與發(fā)達(dá)國(guó)家競(jìng)爭(zhēng)的，并且隨著CAD/CAM技術(shù)應(yīng)用的深入，越來(lái)越多的領(lǐng)域?qū)?huì)使用該技術(shù)，所以，如果能夠緊跟時(shí)代潮流，不斷應(yīng)用于新的領(lǐng)域，那么國(guó)產(chǎn)CAD/CAM軟件還是很有前途的?？傊覀冞€有很長(zhǎng)的路要走，但我們要時(shí)刻記住，開(kāi)發(fā)CAD/CAM軟件的最終目的是應(yīng)用CAD/CAM技術(shù)，提高企業(yè)的設(shè)計(jì)和制造水平，所以，CAD/CAM軟件不僅要水平高，有自己的特色，更要能夠市場(chǎng)化，從市場(chǎng)中收回投入，從而能夠根據(jù)用戶的需求不斷地更新發(fā)展軟件。我相信我們國(guó)家在以后的CAD/CAM技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用中會(huì)起到很大的作用，會(huì)開(kāi)發(fā)出一些國(guó)際化的CAD/CAM軟件