CADCAM学习小结11[推荐]_学习部工作心得11

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CAD/CAM学习小结

一、CAD/CAM的发展

计算机辅助设计与制造（computer aided design and computer aided manufacturing，简称CAD/CAM）是一门综合性应用技术，该技术具有知识密集、学科交叉、综合性能强等特点，是计算机技术与制造技术相互渗透、依存、结合并共同发展的产物。

CAD/CAM技术经过几十年的发展，从最初的单一功能、单一领域、单一内容的运行模式，转向集成化、智能化、标准化的发展方向。系统的集成实现了资源共享，实现了产品生产与组织管理的高度自动化，提高了产品的市场竞争力，缩短了产品的研发周期，加速产品对市场需求的响应。

1.CAD技术的四个发展阶段：

形成期：1950年，旋风计算机（采用CRT），无交互功能； 发展期：50年代后期，出现光笔，交互式绘图； 成熟期：1973年，产生实体造型技术；

集成期：根据设计、制造的自动化的需要，CAD/CAM集成。2.CAM技术的发展： 52年：研制出NC机床；

55年：研制APT自动编程工具语言，实现NC程序的自动化 58年：研制加工中心； 70年：FMS、CIM 3.CAPP技术的发展：

早期CAPP：以成组技术为基础，零件分类成组，制订工艺；

派生式CAPP：根据工艺、结果、尺寸形状相似性，进行GT编码，制订工艺； 创成式CAPP：逻辑决策，制订工艺规程； 人工智能的专家系统：模仿工艺专家的逻辑思维方式，利用专家的知识对非确定性的工艺工程设计做出逻辑决策。

我国的CAD/CAM技术起步约在20世纪70年代中期，最早用于航空工业。20世纪80年代初期，国家在CAD/CAM技术应用开发方面实施重点投资，取得了一些成果。最近几年，CAD/CAM在我国发展很快，现已在机械、电子、交通、运输、汽车、建筑、包装等行业进入实用阶段。国外软件有UG、SOLIDEDGE、AutoCAD、MDT、SolidWorks和Pro/Engineer等。国内软件高华CAD、CAXA电子图板、CAXA—ME制造工程师和金银花系列。CAD/CAM技术及其应用水平已成为衡量一个国家工业生产技术水平和现代化程度的重要标志。

二、CAD/CAM的基本概念

计算机辅助设计（computer aided design，简称CAD），是计算机系统在工程和产品设计的整个过程中，为设计人员提供各种有效工具和手段，加速设计过程优化设计结果，从而达到佳设计效果的一种技术。作为一种设计过程，CAD是在计算机坏境下完成产品的创造、分析、设计和修改，以达到预期规划目标的过程。计算机辅助设计包含的内容很多，例如：概念设计、工程绘图、三维设计、优化设计、有限元分析、数控加工、计算机仿真，产品数据管理等。

计算机辅助工艺设计（computer aided proce planning，简称CAPP），是根据产品设计结果进行产品的加工方法和制造过程的设计。主要功能包括毛坯设计、加工方法选择、工序设计、工艺路线制定和工时定额计算等。应用CAPP能迅速编制出完整、详尽、优化的工艺方案和各种工艺文件，可极大提高工艺人员的工作效率，缩短工艺准备时间，加快产品投放市场的速度。

计算机辅助制造（computer aided manufacture，简称CAM），是利用计算机辅助完成从毛坯到产品制造过程中直接和间接的各种活动，包括工艺准备、生产作业计划、物流过程的运行控制、生产控制、质量控制等。

CAD/CAM集成技术，实质上是指在CAD、CAPP、CAM各模块之间形成相关信息的自动传递和转换。集成的CAD/CAM系统借助于公共的工程数据库、网络通信技术以及标准格式的中性文件接口，把分散于机型各异的计算机中的CAD/CAM模块高效地集成起来，实现软、硬件资源共享，保证系统内信息的流动畅通无阻。

三、CAD/CAM系统

1.CAD/CAM系统的组成CAD/CAM系统的运行坏境由硬件、软件和人三大部分所构成。硬件部分是系统运行的基础，主要由计算机及其外围设备组成，包括主机、存储器、输入输出设备、网络通信设备以及生产加工设备等有形物质设备；软件部分是系统的核心，包括系统软件、支撑软件和应用软件等；人在系统中起着关键的作用。一般的CAD/CAM系统多采用人机交互的工作方式，人在利用软件功能、设计规划、逻辑控制、信息处理、创造性等方面占有主到地位，计算机则在分析、计算、信息存储、检索图形、文字处理等方面有着特有的功能。

2.CAD/CAM系统的分类

1）根据CAD/CAM系统使用的计算机硬件及其信息处理方式（1）以大型计算机或小型计算机为主机的系统（2）由工程工作站或微型计算机构成的系统 2）根据使用的支撑软件规模大小的不同分为（1）CAD系统：专门完成设计任务（2）CAM系统：专门面向生产系统

（3）CAD/CAM系统：面向CAD/CAM一体化 3）根据是否使用计算机网络分为（1）单机系统（2）网络化系统 3.CAD/CAM系统的硬件

主机是计算机硬件的核心，用于指挥、控制整个计算机系统完成运算、分析工作。主机由中央处理器，主存储器和输入输出设备组成。

中央处理器包括控制器、运算器和寄存器，采用超大规模集成电路工艺将它们制成芯片。其主要任务是取指令、分析指令、执行指令。

输入设备是通过人机交互作用将各种外部数据转换成计算机能识别的电子脉冲信号。主要分为键盘输入类、扫描输入类、指点输入类、语言输入类、传感器输入类等。具体使用应结合相应的工作场合，选择合适的输入类。输出设备是将计算机处理后的数据转换成用户所需的形式，通过文字、图形、影像、语言等形式表现出来。常用的输出设备包括显示输出、打印输出、绘图输出、影像输出和语音输出等。

4.CAD/CAM系统的软件

根据软件在CAD/CAM系统中执行的任务及对象的不同，将其分为系统软件、支持软件和应用软件。

系统软件是用户与计算机硬件连接的纽带，是使用、控制、管理计算机的运行程序的集合。系统软件包括三部分：操作和管理程序、用户服务程序和维护程序。

支持软件按功能分为： 1)功能独立型支持软件（1）交互式绘图软件（2）几何建模软件（3）优化方法软件（4）有限元分析软件（5）数控编程软件（6）数据库系统软件（7）模拟仿真软件 2）功能集成型软件（1）Pro/Engineer（2）UG（3）Solid Works（4）MDA

四、计算机数据处理技术

在机械设计的过程中，设计人员需从各种工程手册规范中查阅大量的数据表格，检索相应的曲线图表，这是一种繁琐的工作。因此，在CAD/CAM中，可以将各种表格数据和曲线图表编入程序预先存入计算机中，以便于在设计师由程序自动检索和调用，以提高设计的自动化程度。这就需要研究各种计算机数据处理技术。

常用的设计数据或资料的计算机处理方法有一下三种：

（1）数组化 将数表中的数据或将线图离散化成数据编入程序，存入一维、二维或多维数组，再根据已知条件自动检索和调用所需数据。

（2）文件化 当数据量很大时不便于用数据库处理，可将数表中的数据或将线图离散化成数表的数据，存入数据文件或数据库中，数据独立于应用程序，使用时通过检索程序查询和调用所需数据。

（3）公式化 将数表或线图转化成公式编入程序，再根据已知数据计算出所需数据。1.数表的计算机处理技术

设计数据或资料的计算机常用处理方法：（1）数表的数组化 将数表（含线图离散化而成数表）中的数据编入程序，存入一维、二维或多维数组，根据条件自动检索和调用所需数据。如果数表很大或涉及的数表很大，若用数组化程序将非常庞大，有时甚至不能实现。

（2）数表的文件化 数据量很大时，不便于用数组处理，可将数表中的数据存入数据文件或数据库中。

随着编程技术的发展，数表的文件化处理方式已经从数据文件形式发展到数据库形式。2.线图的计算机处理技术

设计资料中有一部分是由直线、折线或各种曲线构成的线图能直观地表示出参数间的函数关系，但线图不能直接存储，需进行计算机化处理。一般处理线图的方法是：

（1）若能查到线图原有的公式，只需将公式编写到程序中；（2）将线图离散化为数表，然后将数表进行程序化处理；

（3）用曲线插值或拟合的方法求出线图的近似公式，再将公式编写到程序中； 2.1线图的离散化处理

将线图变成数表，可将曲线进行分割离散，分割点的选取随曲线的形状而异，陡峭的部分分割密集一些，平坦部分分割得稀疏一些，分割离散的原则是使各分割点的函数值相差不是很大。用这些分割离散点的坐标值列成图表，转化后的图表只能表示出曲线上有限点处的变量关系，若要查找曲线上任意点处的变量值，就要使用插值方法。

2.2线图的公式化处理 数表的储存和使用，会占用计算机较多的资源和存储空间，增加计算积检索的时间，且由于数据离散数量的有限性，相邻两数值之间的函数只能选取相近的数据，会给计算带来误差。因此，对于数据间有某些联系或函数关系的列表函数应尽量进行公示化处理。数表的公式化处理有函数插值和曲线拟合两种方法。

函数插值方法：在插值点附近选取若干合适的连续结点，通过这些结点构造简单的函数gx代替原未知函数fx，插值点的gx值就作为原函数的近似值。

（1）线性插值（二点插值）：gxy1y2y1(xx1)

x2x1（2）抛物线插值：gxxx2xx3yxx1xx3yxx1xx2y x1x2x1x31x2x1x2x32x3x1x3x23nkxxj（3）拉格朗日插值：gxk1j1xkxjy k函数拟合方法： 最小二乘法的步骤：

（1）在坐标上标出列表函数各结点数据，并根据列表函数的趋势绘出大致的曲线；（2）根据曲线确定近似的拟合函数类型，拟合函数可为代数多项式、对数函数、指数函数等；

（3）用最小二乘法原理确定函数中的待定系数。

结语

通过对CAD/CAM前两章的学习以及相关文献的阅读，对CAD/CAM及其发展有了清楚的认识。CAD/CAM技术以其强大的功能和处理问题的便捷性，有力的推动了制造业的发展。依托强有力的CAD/CAM技术，以工程项目带动科技发展，培养从设计、制造工艺到操作、管理的各类各级优秀人才，推动我国工业化进程。

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