我國機(jī)械CAD_CAM技術(shù)應(yīng)用研究綜述

1、M ac hine B uilding A uto mation,Feb2008,37(1:8990我國機(jī)械CAD/CAM技術(shù)應(yīng)用研究綜述張濤依,張會(huì)玲(臨沂師范學(xué)院工程學(xué)院,山東臨沂276005摘要:對(duì)我國機(jī)械行業(yè)CAD/C AM技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行了綜合分析,進(jìn)一步指出了我國CAD/C AM技術(shù)的發(fā)展方向。關(guān)鍵詞:CAD/C AM;技術(shù)應(yīng)用中圖分類號(hào):TP391172文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B文章編號(hào):167125276(20080120089202 The O verv i ew on the M echan i ca l Techn i ca l Appli ca ti on Researchof C

2、AD/CAM i n O ur Coun tryZHANG Tao2yi,ZHANG Hui2ling(Co ll e ge o f Eng i nee ri ng,L i nyiNo r m a lU n i ve rs ity,L i nyi276005,C h i naAbstract:This pap e r i n te g ra ll y ana l yse s the p re se nt s itua ti o n o f the m e cha ni ca l te chni ca l app li ca ti o n of CAD/CAM i n ou r co un tr

3、y, a nd po i nts ou t furthe r de ve l o p i ng dire c ti o n f o r the techno l o gy o f CAD/CAM i n o ur coun try.Key words:CAD/CAM;Te chni ca lApp li ca ti o n0引言CAD/CAM(計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造技術(shù)產(chǎn)生于20世紀(jì)50年代后期發(fā)達(dá)國家的航空和軍事工業(yè)中。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和信息技術(shù)的發(fā)展,C AD/CAM技術(shù)在全球迅速普及開來。對(duì)制造業(yè)來說,C AD/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

4、段,已成為企業(yè)贏得市場(chǎng)的制勝法寶。因此,研究我國機(jī)械行業(yè)CAD/C AM技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀,探討其發(fā)展前景,對(duì)加快我國機(jī)械行業(yè)CAD/CAM技術(shù)推廣應(yīng)用步伐,提高我國機(jī)械制造業(yè)的國際競爭力具有深遠(yuǎn)意義。1我國機(jī)械行業(yè)CAD/CAM技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀縱觀我國機(jī)械制造業(yè),C AD/CAM技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀主要呈現(xiàn)以下幾個(gè)特點(diǎn):a起步晚,市場(chǎng)份額小:我國C AD/C A M技術(shù)應(yīng)用從20世紀(jì)80年代開始,“七五”期間,國家支持對(duì)24個(gè)重點(diǎn)機(jī)械產(chǎn)品進(jìn)行了C AD/C A M的開發(fā)研制工作,為我國C AD/C A M技術(shù)的發(fā)展奠定了一定的基礎(chǔ)。通過國家科委實(shí)施的863計(jì)劃中的C I M S主題,促進(jìn)了C AD/C A M

5、技術(shù)的研究和發(fā)展?！熬盼濉逼陂g,國家科委又頒發(fā)了19952000年我國C AD/C A M 應(yīng)用工程發(fā)展綱要,將推廣、應(yīng)用C AD/C A M技術(shù)作為改造傳統(tǒng)企業(yè)的重要戰(zhàn)略措施。尤其是機(jī)械行業(yè),自1995年以來,相繼開展了“C AD應(yīng)用1215工程”和“C AD應(yīng)用1550工程”,前者是樹立12家“甩圖板”的C AD應(yīng)用典型企業(yè),后者是培育50100家C AD/C A M應(yīng)用的示范企業(yè),扶持500家,繼而帶動(dòng)5000家企業(yè)的計(jì)劃。通過國家這些重大舉措,我國C AD/C A M技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用取得了較大進(jìn)步,但由于一些企業(yè)經(jīng)濟(jì)實(shí)力不足,技術(shù)人才短缺,C AD/C A M技術(shù)不能夠完全應(yīng)用到生產(chǎn)實(shí)

6、踐中去。國內(nèi)的一些科研機(jī)構(gòu)、高校和軟件公司開發(fā)出的C AD/C A M軟件,在包裝方面與發(fā)達(dá)國家相比存在差距,雖投放市場(chǎng),但份額較小。b應(yīng)用范圍窄、層次淺:CAD/CAM技術(shù)在企業(yè)中的應(yīng)用在C AD方面主要包括二維繪圖、三維造型、裝配造型、有限元分析和優(yōu)化設(shè)計(jì)等,其中二維繪圖技術(shù)在企業(yè)應(yīng)用情況較好,這一方面得益于國家大力推進(jìn)“甩圖板”工程,另一方面是由于二維繪圖技術(shù)解決的是所有企業(yè)的共性問題。三維造型軟件由于早期沒有推出微機(jī)版本,需要在工作站環(huán)境中工作,投資較大,所以采用的企業(yè)相對(duì)少一些,應(yīng)用情況好的也相對(duì)少一些;盡管目前早已推出比較成熟穩(wěn)定的微機(jī)版本,但大多數(shù)企業(yè)并未認(rèn)識(shí)到其優(yōu)勢(shì)所在,仍然固

7、守于二維繪圖;基于三維造型技術(shù)的裝配造型也因此很少應(yīng)用。有限元分析和優(yōu)化設(shè)計(jì)則普及率更低,原因是這些系統(tǒng)都進(jìn)行了一定的理論假設(shè),所以其結(jié)果的可靠性稍低,應(yīng)用難度也較大,只用于某些必須的場(chǎng)合。在C AM方面,目前企業(yè)普遍應(yīng)用的只是數(shù)控程序編制,華中數(shù)控系統(tǒng)、南京SKY系統(tǒng)、日本F UNUC系統(tǒng)、德國SI E ME NS系統(tǒng)在國內(nèi)企業(yè)中應(yīng)用已經(jīng)非常廣泛,而廣義的C AM只有少數(shù)大型企業(yè)采用,在中小企業(yè)中極少應(yīng)用。其主要原因有:1中小企業(yè)采用的多是單一功能的C AD/CAM軟件,難以達(dá)到CAD/C AM的功能集成;2盡管有些企業(yè)配備了高水平的集成軟件,也花巨資引進(jìn)了配套設(shè)備,但由于缺少高素質(zhì)的技術(shù)人

8、員,配備的軟件和設(shè)備沒有得到有效利用,只利用了極少一部分功能。c功能單一,經(jīng)濟(jì)效益并不明顯:C AD/CAM技術(shù)在企業(yè)中的應(yīng)用僅是單元的智能技術(shù)應(yīng)用,是從企業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)側(cè)面來提高效率,推進(jìn)自動(dòng)化。采用單一功能的C AD/CAM技術(shù)其效果是相當(dāng)有限的,只有將C AD、C APP、C AM等技術(shù)集成在一起,綜合應(yīng)用在設(shè)計(jì)與制造過程中,才能產(chǎn)生顯著經(jīng)濟(jì)效益。2我國機(jī)械C AD/C A M技術(shù)的發(fā)展方向CAD/C AM技術(shù)給機(jī)械制造業(yè)帶來了全面的、根本的98 htt p:ZZHD.chinaj E2mail:ZZHDchainaj 機(jī)械制造與自動(dòng)化變革,使傳統(tǒng)的機(jī)械制造業(yè)發(fā)生了質(zhì)的飛躍,在全球范圍內(nèi)受

9、到普遍關(guān)注和重視,在這一時(shí)代背景下,我國機(jī)械制造業(yè)要想跟上時(shí)代的步伐,必須把握好機(jī)械C AD/CAM技術(shù)的正確發(fā)展方向:a進(jìn)一步普及機(jī)械行業(yè)C AD/CAM技術(shù),努力提高其應(yīng)用水平。在國家各項(xiàng)舉措大力推動(dòng)下,我國機(jī)械制造企業(yè)一定要重視CAD/C AM技術(shù)的推廣應(yīng)用,應(yīng)把推廣應(yīng)用CAD/CAM技術(shù)看作企業(yè)發(fā)展的生命線,在資金投入和人才引進(jìn)上不惜一切代價(jià),為CAD/C AM技術(shù)在生產(chǎn)實(shí)踐中應(yīng)用創(chuàng)造必備的條件,促進(jìn)我國C AD/CAM技術(shù)的應(yīng)用水平邁上一個(gè)新的臺(tái)階;b在C AD/CAM軟件的選用上,堅(jiān)持高、中、低檔并存。高檔C AD/CAM軟件實(shí)現(xiàn)了C AD、CAE(計(jì)算機(jī)輔助工程分析、CAPP(計(jì)

10、算機(jī)輔助工藝過程設(shè)計(jì)、C AM、P DM(產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理和PPC(生產(chǎn)計(jì)劃與控制等技術(shù)的高度集成,基本能實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)制造及生產(chǎn)管理的一體化,實(shí)現(xiàn)“無紙制造”,典型代表有I2DE AS、Pr o/Engineer、Uni2graphic和CATI A等國外開發(fā)的軟件,但相對(duì)來說,投資較大,對(duì)人員的素質(zhì)要求較高。我國大型企業(yè)具備這些條件,而且也大多購置了這樣的軟件及相應(yīng)設(shè)備,問題是其功能未能充分應(yīng)用,今后一定要有所突破。中、低檔C AD/CAM軟件功能單一或部分集成,主要特點(diǎn)是價(jià)格便宜,實(shí)用性強(qiáng),微機(jī)平臺(tái),易學(xué)易用,對(duì)人員素質(zhì)要求不很高,大多數(shù)企業(yè)都具備應(yīng)用條件;c加大創(chuàng)新力度,不斷開發(fā)具有特色的國內(nèi)C

11、 AD/CAM軟件。開發(fā)CAD/CAM軟件的最終目的是應(yīng)用C AD/CAM技術(shù),科研單位不僅要緊跟時(shí)代潮流,跟蹤國際最新動(dòng)態(tài),加快對(duì)于引進(jìn)國外C AD/CAM軟件的二次開發(fā)應(yīng)用步伐,同時(shí)要結(jié)合國情、遵守各國規(guī)范,面向國內(nèi)機(jī)械制造業(yè)發(fā)展的需要,加大科技創(chuàng)新力度,研發(fā)出方便實(shí)用、更具特色、更有競爭力的CAD/CAM產(chǎn)品,促進(jìn)我國機(jī)械制造業(yè)CAD/CAM技術(shù)的快速發(fā)展。3結(jié)束語機(jī)械CAD/CAM技術(shù)對(duì)制造業(yè)產(chǎn)生的沖擊和帶來的效益是勿庸置疑的。我國機(jī)械制造業(yè)應(yīng)正確認(rèn)識(shí)C AD/C AM技術(shù)在我國的應(yīng)用情況,把握好正確的發(fā)展方向,堅(jiān)持走集成化、智能化、并行化、網(wǎng)絡(luò)化和標(biāo)準(zhǔn)化的路子。參考文獻(xiàn):1李國農(nóng).企

12、業(yè)在應(yīng)用CAD/CAM技術(shù)中的問題研究J.科技管理研究,1999,3.2匡繼勇.企業(yè)CAD/CAM技術(shù)應(yīng)用的一些思考J.機(jī)械工程師,2000,12.3方新.機(jī)械CAD/CAMM.北京:高教出版社,2003.4寧汝新.CAD/CAMM.北京:高教出版社,2005.收稿日期:2007-08-09(上接第85頁S i=M P1cos=|y e-y i|1cos(9 圖3圓弧插補(bǔ)終點(diǎn)判別大于時(shí),設(shè)A點(diǎn)為圓弧A P的起點(diǎn),B點(diǎn)為離終點(diǎn)P的弧長所對(duì)應(yīng)的圓心角等于時(shí)的分界點(diǎn),C點(diǎn)為小于圓心角的某一瞬時(shí)點(diǎn),見圖3(b。顯然,瞬時(shí)點(diǎn)離圓弧終點(diǎn)的距離Si的變化規(guī)律是:當(dāng)瞬時(shí)加工點(diǎn)由A點(diǎn)到B點(diǎn)時(shí),Si越來越大,直到它等于直徑;當(dāng)加工越過分界點(diǎn)B后,Si越來越小,與圖3(a所示情況相同。這樣,在這種情況下的終點(diǎn)判別,首先應(yīng)判別Si的變化趨勢(shì),即若Si變大,則不進(jìn)行終點(diǎn)判別處理,直到越過分界點(diǎn);若Si變小再進(jìn)行終點(diǎn)判別處理。2結(jié)論本文對(duì)普通數(shù)控系統(tǒng)中插補(bǔ)及加減速控制進(jìn)行了簡要介紹,并以此為基礎(chǔ)詳述了自主開發(fā)的系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)控制的插補(bǔ)、加減速控制原理。著重說明了時(shí)間分割法插補(bǔ)原理、前加減速控制原理,并以勻加減速控制為例進(jìn)行了說明。經(jīng)過在實(shí)踐中的應(yīng)用表明,采用時(shí)間分割法作為本系統(tǒng)的插補(bǔ)方法,并配以前加減速控制,可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜曲面零件微小的逼近,使加工輪廓誤