机械设计软件CAD、CAM发展历程、历史概况.pdf

机械设计软件CAD/CAM发展历程、历史概况：1946年，出于快速计算弹道的目的，美国宾夕法尼亚大学研制成功世界上第一台电子数字计算机.计算机的诞生极大的解放了生产力，并逐渐成为工程、结构和产品设计的重要辅助工具。机械设计软件开发技术的发展是随着计算机硬件及软件而发展的。几十年来，设计软件开发技术大致经历了一下几个发展阶段：同步建模技术基于历史记录的实体建模CAD演变三维表面建模三维线框二维画板一、20世纪50年代：CAD/CAM技术的准备和酝酿阶段此阶段计算机还处于电子管阶段，编程语言还是机器语言，计算机的主要功能是数值结算。要利用计算机进产品开发，行首先要解决计算机中的图形表示、显示、编辑以及输出的问题。采用数字控制技术进机械行加工的思想最早在40年代提出，为了制造飞机机翼轮廓的扮装样板，美国飞机承包商JohnTParsons提出用脉冲信号控制坐标镗床的加工方法。美国空军发现这种办法在飞机零部件生产中的潜在价值，并开始给予资助和支持。1.1949年，Parsons公司与美国MIT伺服机构实验室（servomechanismslaboratory）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（AutomaticallyProgramningTools,APT）的研究起步。利用APT语言，人们可以定义零件的几何形状，指定刀具的切削加工路径，并自动生成相应的程序。2.1950年，美国麻省理工学院（MassachusettsInstituteofTechnology，MIT）研制出“旋风I号”（WhirlwindI）类似于示波器的图形设备，可以显示一些简单图形。3.1952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。4.1953年，MIT推出APTⅠ，并在电子计算机上实现了自动编程。50年代末，出现商品化数控机床产品。5.1958年，我国第一台三坐标数控铣床由清华大学和北京第一机床厂联合研制成功，此后有众多的高校、研究机构和工厂开展数控机床的研制工作。6.1958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，即加工中心，有效地提高了数控加工的效率。7.1958年，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。这些设备研制成功，为CAD/CAM技术的发展奠定了物质基础。--1--8.1959年，集体管控制元件研制成功，数控机床开始进入第二个发展阶段。二、20世纪60年代：CAD/CAM技术的初步应用阶段1.1962年，计算机分时系统（Time-SharedSystem，TSS）研制成功。计算机系统以分时方式运行，其资源可由若干用户通过终端共享。2.1962年，MIT林肯（Lincoln）实验室的伊万·萨瑟兰（）Ivan.E.Suthenland发表了他的博士论文《SKETCHPAD——人机通信的图形系统》，首次系统地论述聊交互式图形学的相关问题，提出了“计算机图形学（GG）”的概念，确定了计算机图形学的独立地位。他还提出了功能键操作、“交互设计技术”、“分层存储符号的数据结构”等新概念和新技术，为CAD技术的发展和应用打下了理论基础。伊万·萨瑟兰也被公认为交互式计算机图形学的和计算机辅助绘图技术的创始人。3.1963年在美国计算机联合会上，美国MIT机械工程系的孔斯（SCoons）提交了“计算机辅助设计系统的要求提纲（Anoutlineoftherequirementsforacomputeraideddesignsystem）”的论文，首次提出了CAD概念。4.在此阶段，计算机图形学在理论上主要研究映射、放样、旋转、消隐等算法问题；在硬件方面，主要研究阴极射线管（CathodeRayTube，CRT）显示、光笔输入、随机存储器，应用于计算机图形输入/输出和命令的指示，为实现人机协作打下了基础。5.20世纪60年代中期，美国MIT、通用汽车（GM）、贝尔电话实验室、洛克希德（Lockhead）飞机制造公司以及英国剑桥大学等都投入了大量的精力从事计算机图形学的研究。6.1964年，美国IBM公司推出商品化及计算机绘图设备，通用汽车公司研制成功多路分时图形控制台，初步实现各阶段的汽车计算机辅助设计。7.1965年，美国洛克希德（Lockhead）飞机制造公司在IBM公司的支持下退出全球第一套基于大型机的商品化CAD/CAM系统；8.1966年，美国贝尔电话实验室（Belltelephonelaboratory）开发了价格低廉的使用交互式图形显示系统CRAPHIC—Ⅰ，促进了计算机图形学和计算机辅助设计技术的迅速发展。美国通用汽车公司研制成功了DAC-1自动设计系统。9.与此同时，数字化制造技术也取得进展。1961年，以美国人贝