CADCAM发展历程及基本概念

CAD-CAM基本概念及发展趋势（

CAD/CAM（Computer Aided Design/Computer Aided

Manufacturing），即计算机辅助设计与计算机辅助制造，是一门基于计算机技术而发展起来的、与机械设计和制造技术相互渗透相互结合的、多学科综合性的技术。

第一节CAD/CAM发展历程及基本概念

一、CAD/CAM发展历程

1.CAD、CAM技术的发展历程

CAD技术从出现至今大致经历了五个阶段：

（1）孕育形成阶段（20世纪50年代）。

（2）快速发展阶段（20世纪60年代）。

（3）成熟推广阶段（20世纪70年代。

（4）广泛应用阶段（20世纪80年代）。

（5）标准化、智能化、集成化阶段（20世纪80年代后期）

2.CAE技术的发展历程

CAE技术的发展大致经历了三个阶段：

（1）技术探索阶段（20世纪60~70年代）。

（2）蓬勃发展时期（20世纪70~80年代）。

（3）成熟推广时期（20世纪90年代）。

二、CAD/CAM基本概念

算机为辅助工具，通过计算机和CAD软件对设计产品进行分析、计算、仿真、优化与绘图，在这一过程中，把设计人员的创造思维、综合判断能力与计算机强健的记忆、数值计算、信息检索等能力相结合，各尽所长，完成产品的

设计、分析、绘图等工作，最终达到提高产品设计质量、缩短产品开发周期、降低产品生产成本的目的。

CAD的功能可以大致归纳为四类，即几何建模、工程分析、动态模拟和自动绘图。

为了实现这些功能，一个统统的CAD系统应由科学计算、图形系统和工程数据库等组成。

科学计算包括有限元分析、可靠性分析、动态分析、产品的常规设计和优化设计等；

图形系统则包括几何造型、自动绘图、动态仿真等；

工程数据库对设计过程中需要使用和产生的数据、图形、文档等进行存储和管理。

CAM是指应用电子计算机来进行产品制造的统称，有狭义CAM和广义CAM。

狭义CAM指数控加工，它的输入信息是零件的工艺路线和工序内容，输出信息是加工时的刀位文件和数控程序。

CAD-CAM发展历程及基本概念

CAD/CAM（Computer Aided Design/Computer Aided Manufacturing），即计算机辅助设计与计算机辅助制造，是一门基于计算机技术而发展起来的、与机械设计和制造技术相互渗透相互结合的、多学科综合性的技术。

第一节 CAD/CAM发展历程及基本概念

一、CAD/CAM发展历程

1. CAD、CAM技术的发展历程

CAD技术从出现至今大致经历了五个阶段：

（1）孕育形成阶段（20世纪50年代）。

（2）快速发展阶段（20世纪60年代）。

（3）成熟推广阶段（20世纪70年代。

（4）广泛应用阶段（20世纪80年代）。

（5）标准化、智能化、集成化阶段（20世纪80年代后期）

2. CAE技术的发展历程

CAE技术的发展大致经历了三个阶段：

（1）技术探索阶段（20世纪60~70年代）。

（2）蓬勃发展时期（20世纪70~80年代）。

（3）成熟推广时期（20世纪90年代）。 二、CAD/CAM基本概念

一般认为，CAD是指工程技术人员在人和计算机组成的系统中，以计算机为辅助工具，通过计算机和CAD软件对设计产品进行分析、计算、仿真、优化与绘图，在这一过程中，把设计人员的创造思维、综合判断能力与计算机强大的记忆、数值计算、信息检索等能力相结合，各尽所长，完成产品的设计、分析、绘图等工作，最终达到提高产品设计质量、缩短产品开发周期、降低产品生产成本的目的。

CAD的功能可以大致归纳为四类，即几何建模、工程分析、动态模拟和自动绘图。

为了实现这些功能，一个完整的CAD系统应由科学计算、图形系统和工程数据库等组成。

科学计算包括有限元分析、可靠性分析、动态分析、产品的常规设计和优化设计等；

图形系统则包括几何造型、自动绘图、动态仿真等；

工程数据库对设计过程中需要使用和产生的数据、图形、文档等进行存储和管理。

CAM是指应用电子计算机来进行产品制造的统称，有狭义CAM和广义CAM。

CAD／CAM的基本概念

cad/cam的基本概念

一、 概念

cad(计算机辅助设计)和cam(计算机辅助制造)是60年代以来迅速发展起来的一门新兴的综合性计算机应用技术。计算机辅助设计和制造，简称cad/cam，指的是以计算机作为主要技术手段，处理各种数字信息与图形信息，辅助完成产品设计和制造中的各项活动。

计算机辅助设计是一种将人与计算机结合起来，充分利用两者优势的新型设计方法。从思维的角度来看，设计过程包括分析和综合。人们可以进行创造性思维活动，综合和分析设计方法，并将其转化为数学模型，然后由计算机和程序处理以分析这些模型。在程序运行过程中，人们可以对设计结果进行评估，控制设计过程；计算机可以充分发挥其分析、计算和存储信息的能力，完成信息管理、绘图、仿真、优化等数值分析任务。人机结合可以在设计过程中充分发挥各自的优势，有利于获得最优的设计结果，缩短设计周期。

计算机辅助制造是利用计算机对制造过程进行设计、管理和控制。一般说来．计算机辅助制造包括工艺设计、数控编程和机器人编程等内容。工艺设计主要是确定零件的加工方法、加工顺序和所用设备。近年来，计算机辅助工艺设计(capp)已逐渐形成了一门独立的技术分支。当采用nc(numericalcontrol数控)机床加工零件时，需要编制nc机床的控制程序。计算机辅助编制nc程序，不但效率高，而且错误率很低。在自动化的生产线上，采用机器人完成装配相传送等项任务。利用计算机也可以实现机器人编程。在这里的cam部分，主要阐述nc加工原理与程序编制，而不涉及机器人编程问题。

计算机辅助设计和计算机辅助制造密切相关。起初，计算机辅助几何设计和数控加工自动编程是两个独立的分支。然而，随着它们的普及和应用，它们之间的相互依赖性越来越明显。只有与数控加工相配合，设计系统才能充分发挥其巨大的优势。另一方面，数控技术只有依靠设计系统生成的模型才能发挥其效率。因此，在实际应用中，二者自然紧密结合，形成了计算机辅助设计与制造集成系统。一般来说，CAD/CAM系统就是指这种集成系统。在CAD/CAM系统中，公共数据库中的数据可以用于设计和制造的各个阶段。公共数据库将整个设计和制造过程紧密联系在一起。数控自动编程系统使用设计结果和生成的模型来形成数控加工机床所需的信息。CAD/CAM可以大大缩短产品的制造周期，显著提高产品质量，产生巨大的经济效益。

CAD与CAM的发展史

CAD与CAM的发展史

CAD和CAM(计算机辅助设计与制造)技术是以计算机、外围设备及其系统软件为基础，包括二维绘图设计、二维几何造型设计、有限元分析及优化设计、数控加工编程、仿真模拟及产品数据管理等内容。随着网络和并行工程、高性能计算及事务处理的普及，异地、协同、虚拟设计与制造及实时仿真也日益得到广泛应用。

CAD和CAM技术的发展先后走过了大型机、小型机、工作站、微机时代,每个时代都有当时流行的CAD和CAM软件。现在微机平台的CAD和CAM软件占据着主导地位,国内外有一大批优秀的CAD和CAM软件。CAD和CAM技术应用范围非常广泛,从最初的机械制造的广泛应用,到现在建筑、电子、化工等领域也开始大量使用。随着CAD和CAM技术在国内不断的研发和应用,CAD和CAM技术对我国国民经济起重要的作用。

国外发展历程

早在20 世纪 50 年代，CAD和CAM技术就开始进入到准备和酝酿的阶段， 1949年，Parsons公司与美国MIT伺服机构实验室合作开始数控机床的研制工作。数控机床的开发从自动变成语言的研究起步。1950年，美国麻省理工学院研制出“旋风 I号”类似于示波器的图形设备，可以显示一些简单图形。1952年，MIT的伺服实验室研制成功世界上第一台三坐标数控铣，首次实现了数控加工。1953年，MIT推

出APT，并在电子计算机上实现了自动编程。1958年美国Keany

& Trecker 公司在世界上首次研制成功自动刀具交换装置的数控机床，美国 Calcomp公司研制出滚筒式绘图仪，Gerber公司研制出平板绘图仪。这些设备的研制成功，为 CAD和CAM技术的发展奠定了物质基础。

之后的 60 年代是CAD和CAM技术的初步应用阶段。世界上最早的CAD系统是由美国麻省理工学院于1962年推出“SKETCHPAD”计算机图示设计系统, 1963年在美国计算机联合会上，美国MIT机械工程系的孔斯提交了“计算机辅助设计系统的要求提纲”的论文，首次提出了CAD概念。1965年，美国洛克希德飞机制造公司在 IBM公司的支持下推出全球第一套基于大型机的商品化CAD和CAM系统。与此同时，数字化制造技术也取得进展。1962年，人们在数控机床技术的基础上研制成功第一台工业机器人，实现了自动物流搬运。1967年，英国Molins 公司研制成功由计算机集成控制的自动化制造系统Molins—24。这是世界上第一条柔性制造系统。