CAD/CAM技術(shù)的發(fā)展

胡圣龍

摘 要 隨著計(jì)算機(jī)信息技術(shù)的發(fā)展，CAD/CAM技術(shù)在全球迅速普及。CAD/CAM是提高產(chǎn)品設(shè)計(jì)品質(zhì)和制造品質(zhì)、縮短產(chǎn)品開發(fā)周期，降低產(chǎn)品開發(fā)成本的強(qiáng)有力手段。因此，研究CAD/CAM技術(shù)發(fā)展，探討其發(fā)展方向，以及CAD/CAM在未來的工程應(yīng)用方向和改進(jìn)之處對(duì)加快我國(guó)CAD/CAM技術(shù)推廣應(yīng)用步伐，提高我國(guó)的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力具有深遠(yuǎn)意義。

關(guān)鍵詞 CAD/CAM技術(shù) 發(fā)展與未來

中圖分類號(hào)：TP391.72 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1 CAD/CAM技術(shù)的發(fā)展概述

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)。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。

80年代CAD技術(shù)進(jìn)入迅猛發(fā)展時(shí)期，這階段的技術(shù)特征是CAD技術(shù)從大中企業(yè)向小企業(yè)擴(kuò)展；從發(fā)達(dá)國(guó)家向發(fā)展中國(guó)家擴(kuò)展；從用於產(chǎn)品設(shè)計(jì)發(fā)展到用於工程設(shè)計(jì)和工藝設(shè)計(jì)。90年代以后CAD技術(shù)進(jìn)入開放式、標(biāo)準(zhǔn)化、集成化和智能化的發(fā)展時(shí)期，這階段的CAD技術(shù)都具有良好的開放性，圖形接口、功能日趨標(biāo)準(zhǔn)化。CAM中的核心技術(shù)是數(shù)控技術(shù)，編制零件加工程序是數(shù)控技術(shù)應(yīng)用的重要環(huán)節(jié)，靠手工編程無法滿足復(fù)雜零件數(shù)控加工的需求，目前，CAM技術(shù)已經(jīng)成為CAX（CAD、CAE、CAM等）體系的重要組成部分，可以直接在CAD系統(tǒng)上建立起來的參數(shù)化、全相關(guān)的三維幾何模型（實(shí)體+曲面）上進(jìn)行加工編程，生成正確的加工軌跡。

2 CAD/CAM技術(shù)的發(fā)展方向

2.1標(biāo)準(zhǔn)化

CAD軟件一般應(yīng)集成在一個(gè)異構(gòu)的工作平臺(tái)之上，只有依靠標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)才能解決CAD系統(tǒng)支持異構(gòu)跨平臺(tái)的環(huán)境問題。目前，除了CAD支撐軟件逐步實(shí)現(xiàn)ISO標(biāo)準(zhǔn)和工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)外，面向應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)零部件庫、標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)方法已成為CAD系統(tǒng)中的必備內(nèi)容，且向合理化工程設(shè)計(jì)的應(yīng)用方向發(fā)展。

2.2開放性

CAD技術(shù)的集成化將體現(xiàn)在三個(gè)層次上：其一是廣義CAD功能，CAD/CAE/

CAPP/CAM/CAQ/PDM/ERP經(jīng)過多種集成形式；其二是將CAD技術(shù)采用的算法，甚至功能模塊或系統(tǒng)，做成專用芯片，以提高CAD系統(tǒng)的使用效率；其三是CAD基于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境實(shí)現(xiàn)異地、異構(gòu)系統(tǒng)在企業(yè)間的集成。

2.3智能化

未來的CAM系統(tǒng)不僅可繼承并智能化地判斷工藝特征，而且具有模型對(duì)比、殘余模型分析與判斷功能，使刀具路徑更優(yōu)化，效率更高。同時(shí)也具有對(duì)工件包括夾具的防過切、防碰撞功能，提高操作的安全性，更符合高速加工的工藝要求，并開放工藝相關(guān)聯(lián)的工藝庫、知識(shí)庫、材料庫和刀具庫，使工藝知識(shí)積累、學(xué)習(xí)、運(yùn)用成為可能。

CAM的工藝管理是數(shù)控生產(chǎn)中至關(guān)重要的一環(huán)，未來CAM系統(tǒng)的工藝管理樹結(jié)構(gòu)，為工藝管理及即時(shí)修改提供了條件。利用計(jì)算機(jī)技術(shù)輔助工藝師完成零件從毛胚到成品的設(shè)計(jì)和制造過程，開發(fā)環(huán)境或可編輯式工藝模板，可由有經(jīng)驗(yàn)的工藝人員對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)，CAM系統(tǒng)可按工藝規(guī)程全自動(dòng)批次處理。據(jù)了解，未來的CAM系統(tǒng)將能自動(dòng)生成圖文并茂的工藝指導(dǎo)文件，并能以超文本格式進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)瀏覽。

3 CAD/CAM技術(shù)及產(chǎn)品發(fā)展的未來

經(jīng)過多年的推廣，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)設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化等作用。近年來，我國(guó)CAD技術(shù)的開發(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)行了漢化和二次開發(fā)以外，還誕生了不少具有自主版權(quán)的CAD系統(tǒng)。但是，我國(guó)CAD/CAM軟件不管是從產(chǎn)品開發(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)。所以，我國(guó)CAD/CAM軟件前景不容樂觀。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。

開發(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。

參考文獻(xiàn)

[1] 湯德忠，李正吾.CAD/CAM應(yīng)用技術(shù)[M].機(jī)械工業(yè)出版社，1988（10）.

[2] 寧汝新，徐弘山.機(jī)械制造中的CAD/CAM技術(shù)[M].北京理工大學(xué)出版社，1991.