CADCAM技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

1、CAD/CA帔術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)一、CAD CAM勺產(chǎn)生和發(fā)展計(jì)算機(jī)起源于上世紀(jì) 40年代的美國(guó)， 當(dāng)時(shí)人們就提出了計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)CAD和計(jì)算機(jī)輔助制造CA僦術(shù)的設(shè)想。CACAMfe源于20世紀(jì)50年代，20世紀(jì) 60 年代以來(lái)得到了迅速發(fā)展。起步早、影響大的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)是美國(guó)的 Autodcsk 在20世紀(jì) 80年代發(fā)展起來(lái)的。開始只是計(jì)算機(jī)輔助繪圖。AutoCADI.0只能繪制由點(diǎn)線構(gòu)成的二維圖形，后來(lái)發(fā)展到三維圖形，但也只是由線面構(gòu)成的三維幾何體，再發(fā)展到實(shí)體模型以及曲面實(shí)體模型，現(xiàn)在則出現(xiàn)了以特征為基礎(chǔ)的參數(shù)化模型。最早研究數(shù)控自動(dòng)編程系統(tǒng)的是美國(guó)。 1952 年美國(guó)研制出世界上第一臺(tái)數(shù)控

2、銑床。為了解決數(shù)控加工中手工編程中遇到的一系列難題，美國(guó)伺服機(jī)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室于 1953 年開始研究零件數(shù)控加工的自動(dòng)編程問題，這個(gè)研究成果于1955年公布。這就是APT其后APT經(jīng)發(fā)展，形成了諸如APTIL , APTIIL等。二、CAIXCAM勺現(xiàn)狀經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，現(xiàn)在的三維模型已經(jīng)是可以進(jìn)行參數(shù)化設(shè)計(jì)的以特征為基礎(chǔ)的實(shí)體模型。參數(shù)化技術(shù)以其基于特征、全參數(shù)全相關(guān)、全尺寸約柬和尺寸驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)修改等優(yōu)勢(shì)，受到人們的廣泛青睞。參數(shù)化技術(shù)的提出，令CADK術(shù)實(shí)現(xiàn)了劃時(shí)代的技術(shù)革命，使人們逐步認(rèn)識(shí)到參數(shù)化三維造型系統(tǒng)的魅力。參數(shù)化設(shè)計(jì)可以使幾何構(gòu)型中的某些尺寸隨著其它幾何尺寸的改變而自動(dòng)改變。另外，針對(duì)A

3、PT語(yǔ)言的缺點(diǎn)，1978年法國(guó)達(dá)索飛機(jī)公司開始開發(fā)集三維設(shè) 計(jì)、分析、NC加工一體化的系統(tǒng)，稱為 CATIA隨后很快出現(xiàn)了像UGII, INTERGRAPH PRCENGINFE簿，它們都有效地解決了幾何造型、零件幾 何形狀的顯示、交互設(shè)計(jì)、修改及刀具軌跡生成等問題，推動(dòng)CAD/CA晌一體化方向發(fā)展。到了 20世紀(jì)80年代，在CA于口 CA晌一體化概念的基 礎(chǔ)上，逐步形成了計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（CIMS）的概念。三、我國(guó)CA雌術(shù)應(yīng)用過(guò)程中存在的問題、發(fā)展模式的制約、軟件開發(fā)人員力量分散3、CA陳統(tǒng)開發(fā)過(guò)程中存在認(rèn)識(shí)誤區(qū)：如缺乏重微機(jī)軟件思想和 CA味能 與CA激據(jù)共享。4、引進(jìn)國(guó)外CA陳統(tǒng)時(shí)存在

4、問題：如國(guó)外的 CA喊件沒有全方位漢化和 進(jìn)行二次開發(fā)、CAME用中缺乏管理的系統(tǒng)化和缺乏人員培訓(xùn)與人才培養(yǎng)。 四、我國(guó)機(jī)械制造業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)二十一世紀(jì)初的機(jī)械制造業(yè)，總的發(fā)展趨勢(shì)為：柔性化、靈捷化、集成化、智能化、信息化 （ 網(wǎng)絡(luò)化 ） 、參數(shù)化。信息產(chǎn)業(yè)將成為社會(huì)的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)，機(jī)械制造業(yè)也將由信息主導(dǎo)，并采用先進(jìn)生產(chǎn)模式、先進(jìn)制造技術(shù)、先進(jìn)組織管理方式的全新機(jī)械制造業(yè)。其中柔性化是使下藝裝備與工藝路線能適于生產(chǎn)各種產(chǎn)品的需要，能適于迅速更換工藝、更換產(chǎn)品的需要。靈捷化是使生產(chǎn)推向市場(chǎng)的準(zhǔn)備時(shí)間縮為最短，使機(jī)械制造廠的機(jī)制能靈活轉(zhuǎn)向。智能化是柔性自動(dòng)化的重要組成部分，也是柔性自動(dòng)化的新發(fā)展和延伸

5、，智能化促進(jìn)柔性化，它使生產(chǎn)系統(tǒng)具有更完善的判斷與適應(yīng)能力。信息化是使機(jī)械制造業(yè)不再是由物質(zhì)和能量借助于信息的力量產(chǎn)出價(jià)值，而是由信息借助于物質(zhì)和能量的力量生產(chǎn)出價(jià)值。因此，信息產(chǎn)業(yè)和智力產(chǎn)業(yè)將成為社會(huì)的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)。這里主要介紹以下幾點(diǎn)：集成化集成化是CAD/CAMfc術(shù)發(fā)展的一個(gè)最為顯著的趨勢(shì)。它是指把 CAD CAE CAPP CAMX至PPC（生產(chǎn)計(jì)劃與控制）等各種功能不同的軟件有機(jī)地結(jié)合 起來(lái)，用統(tǒng)一的執(zhí)行控制程序來(lái)組織各種信息的提取、交換、共享和處理，保證系統(tǒng)內(nèi)部信息流的暢通并協(xié)調(diào)各個(gè)系統(tǒng)有效地運(yùn)行。國(guó)內(nèi)外大量的經(jīng)驗(yàn)表明，CA晾統(tǒng)的效益往往不是從其本身，而是通過(guò) CAM 和PPCg統(tǒng)體

6、現(xiàn)出來(lái)；反過(guò)來(lái)，CA陳統(tǒng)如果沒有CA晾統(tǒng)的支持，花巨資 引進(jìn)的設(shè)備往往很難得到有效地利用；PP繇統(tǒng)如果沒有CA用CAM勺支持， 既得不到完整、及時(shí)和準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)作為計(jì)劃的依據(jù)，訂出的計(jì)劃也較難貫徹執(zhí)行，所謂的生產(chǎn)計(jì)劃和控制將得不到實(shí)際效益。因此，人們著手將 CAD CAE CAPP CAMF口 PPC?系統(tǒng)有機(jī)地、統(tǒng)一地集成在一起，從而消除 自動(dòng)化孤島 ，取得最佳的效益。網(wǎng)絡(luò)化21 世紀(jì)網(wǎng)絡(luò)將全球化，制造業(yè)也將全球化，從獲取需求信息，到產(chǎn)品分析設(shè)計(jì)、選購(gòu)原輔材料和零部件、進(jìn)行加工制造，直至營(yíng)銷，整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程也將全球化。CAD/CA陳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化能使設(shè)計(jì)人員對(duì)產(chǎn)品方案在費(fèi)用、流動(dòng)時(shí)間和功能上并行處理

7、的并行化產(chǎn)品設(shè)計(jì)應(yīng)用系統(tǒng)；能提供產(chǎn)品、進(jìn)程和整個(gè)企業(yè)性能仿真、建模和分析技術(shù)的擬實(shí)制造系統(tǒng)；能開發(fā)自動(dòng)化系統(tǒng)，產(chǎn)生和優(yōu)化工作計(jì)劃和車間級(jí)控制，支持敏捷制造的制造計(jì)劃和控制應(yīng)用系統(tǒng)；對(duì)生 產(chǎn)過(guò)程中物流，能進(jìn)行管理的物料管理應(yīng)用系統(tǒng)等。智能化人工智能在CAM的應(yīng)用主要集中在知識(shí)工程的引入，發(fā)展專家CA晾統(tǒng)c專家系統(tǒng)具有邏輯推理和決策判斷能力。它將許多實(shí)例和有關(guān)專業(yè)范圍內(nèi)的經(jīng)驗(yàn)、準(zhǔn)則結(jié)合在一起, 給設(shè)計(jì)者更全面，更可靠的指導(dǎo)。應(yīng)用這些實(shí)例和啟發(fā)準(zhǔn)則，根據(jù)設(shè)計(jì)的目標(biāo)不斷縮小探索的范圍，使問題得到解決。4. 參數(shù)化給于目標(biāo)建模，進(jìn)行的幾何約束，人工智能的幾何推理，生成的過(guò)程構(gòu)造，對(duì)生成物進(jìn)行描述，自動(dòng)生

8、成所需目標(biāo)。CAD/CAM勺發(fā)展必然遵循這個(gè)趨勢(shì)，也就是遵循有使用價(jià)值的趨勢(shì)，那目前這個(gè)趨勢(shì)的表現(xiàn)是什么？五、對(duì)我國(guó)CA雌術(shù)發(fā)展有以下幾點(diǎn)建議、 要在觀念上打破“ 重硬輕軟”的傳統(tǒng), 大力發(fā)展軟件產(chǎn)業(yè)。、科研與生產(chǎn)相結(jié)合, 加速研究成果的商品化。、 采取必要的行政、法律手段, 促進(jìn)和保護(hù)計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展。、 高度重視軟件開發(fā)人才的培養(yǎng)及人才隊(duì)伍的穩(wěn)定性。五、結(jié)論綜觀先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展，可以看到，未來(lái)的制造是基于集成化和智能化的敏捷制造和“全球化”、“網(wǎng)絡(luò)化”制造，未來(lái)的產(chǎn)品是基于信息和知識(shí)的產(chǎn)品。CAD/CAM：術(shù)是當(dāng)前科技領(lǐng)域的前沿課題，它的發(fā)展和應(yīng)用使傳統(tǒng)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)方法與生產(chǎn)模式發(fā)生了 深刻的變化，從而帶動(dòng)制造業(yè)技術(shù)的快速發(fā)展，已經(jīng)產(chǎn)生并必將繼續(xù)產(chǎn)生巨大的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。參考文獻(xiàn)1張幼軍，王世杰：NX CAD/CA遮礎(chǔ)教程(第二版)，清華大學(xué)出版社， 2011.92李德群。國(guó)內(nèi)外模具CAD/CA械術(shù)發(fā)展與應(yīng)用J.電加工，1996, 21(4): 6-10.3任志宇，施于慶。模具CAD/CA械術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)J.機(jī)電工程， 2001， 1