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CADCAM技术的应用及发展趋势

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CAD/CAM技术的应用及发展趋势

摘要：介绍了CAD/CAM技术的发展过程,预测了该技术在集成化、智能
化、网络化、绿色化、综合化等方面的发展趋势,并阐述了CAD/CAM技术未来
的应用前景.
关键词:数字化；CAD/CAM;发展趋势

1引言

目前，随着CAD、CAM、CAPP、CAE、CIMS等技术的出现和发展，产
品设计和制造的整个过程都可以由计算机辅助完成。特别是CAD技术,从二维
绘图向三维仿真模型发展的基础上，逐步发展成熟的零件结构设计和分析、有
限元分析、虚拟装配及仿真、数控加工与仿真等许多计算机辅助功能，使
CAD/CAE/CAM等逐步集成为综合的计算机辅助设计、制造和管理系统.数字化
CAD/CAM技术在机械设计中起到非常重要的作用。在工业发达国家，
CAD/CAM技术的应用已迅速从军事工业向民用工业扩由展，大型企业向中小企
业推广,由高技术领域的应用向汽车、日用家电、轻工产品等的设计和制造中普
及。CAM技术可应用于计算机进行制造信息处理的全部过程，包括采用计算机
系统进行生产的规划、管理和控制产品制造的全过程，它包括与加工过程直接联
系的计算机监测与控制，如控制数控机床、工业机器人和进行质量的监控等。
CAM技术已经成为CAX体系的重要组成部分,可以直接在CAD系统上建立起来
的参数化、全相关的三维几何模型（实体+曲面）上进行加工编程，生成正确的
加工轨迹。典型的CAM系统有UG、MDT、Pro/E、Inventor和CAXA等。CAM
作为整个集成系统的重要一级，向上与CAD、CAPP实现无缝集成,向下可方便、

快捷、智能、高效地为数控生产服务，这是CAM技术发展的主题.个人收集整理，勿

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2CAD/CAM的发展历程

2.1CAM的发展历程

从时间上看，CAD/CAM的发展是随着计算机软硬件技术的发展而发展的，
CAD/CAM的发展历程要从CAM的历史说起。1952年，美国麻省理工学院研制
成功了世界上第一台NC机床来取代以往的手工作业。此机床由于控制程序纸带

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由人工完成，因而花费时间且容易出错.为解决这些问题，麻省理工学院开发了
APT（AutomaticallyProgrammedTools）的自动编程系统，根据加工零件的形状，
自动计算刀具轨迹。1957年和1961年又相继推出了APT-II和APT-III。伊利诺
斯工业大学于1969年研制成功了APT-IV.联邦德国的汉堡大学吸收了APT技术
并开发了EXAPT-I、EXAPT-II和EXAPT-III。1969年，雷诺公司开发成功了第
一个标准设计系统AUTO-PROS。APT模式是第一代CAM的模式，基本处理方
式是人工或辅助式直接计算数控刀路，编程目标与对象也都直接是数控刀路.第
二代CAM能处理曲面，系统结构一般是CAD/CAM混合系统，较好地利用了
CAD模型,以几何信息作为最终的结果，自动生成加工刀路，自动化、智能化程
度得到了大幅度提高，具有代表性的是美国的UG、加拿大的Cimatron、美国的
MarsterCAM、法国CATIA。由于工序设计中的一些技术处理问题，CAM技术

是CAD/CAE/CAM发展中最缓慢的。文档为个人收集整理，来源于网络本文为互联网收集，请勿用

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2.2CAD的发展概述

20世纪50年代后期，麻省理工学院在开发APT的同时,探索了如何把计算
机用于设计过程。其开发的计算机图形对话系统叫SKET-CHPAP,可以通过光笔
在显示器屏幕上给出一些简单的命令来绘出直线、圆、弧线等几何图形.会话式
计算机图形处理，是实现CAD概念的第一步。CAD首先成功地应用在电子工业
领域中,利用计算机图形处理的功能，提高了设计的效率。随后，在机械、土木、
建筑等领域中也应用CAD来进行二维图形的绘制.这些二维绘图的CAD系统为
第一代CAD技术。1973年,布达佩斯国际会议首次公布了一种能与实物一模一
样的图形存入计算机中的设计系统——立体模化器，成功实现了三维CAD,这就
是第二代CAD系统，主要是进行二维交互式绘图和三维几何绘图。第二代CAD
系统在几何造型方面采用了三维线框模型、曲面模型和实体模型，在实体造型
上采用实体几何构造法（CSG法）和边界表示法(B-rep法）.第三代CAD系统始
于20世纪80