機械CAD/CAM技術的應用及

制造業信息化工程2013年10月課程安排及要求課程時間安排：第7周到16周考核方式：考試。平時成績（作業、出勤，40%）+筆試考試成績（60%）重點考查對本課程所講述的關鍵技術的理解和掌握程度。上課要求技術基本理論：關閉計算機，記筆記；授課課件：liwmqh@126.com密碼：666666

作業發至：基本技能：上機與授課教師同步；課后要有一定時間的練習。課程安排及要求參考書（遼寧工業大學圖書館）課程安排及要求應學習并熟悉的軟件

1.二維CAD軟件：AUTOCAD，CAXA；（之一）

2.三維CAD軟件：

UG，Pre/E，SolidWorks，CATIA等（之一）；

3.數據庫軟件：ACCESS；

4.高級語言：VB，VB.Net，VC++，C#等（之一）。CAD/CAM系統概況1.CAD/CAM技術的概念

CAD（ComputerAidedDesign）——計算機輔助設計，指以計算機作為輔助手段來完成整個產品設計的技術。

CAM（ComputerAidedManufacturing）——計算機輔助制造，指利用計算機系統，通過計算機與生產設備直接或間接聯系，進行規劃、設計、管理和控制產品的生產制造過程。相關技術CAE技術CAE是計算機輔助工程（ComputerAidedEngineering）的首字母縮寫，又譯為計算機輔助分析。CAE是用計算機輔助求解復雜工程和產品結構強度、剛度、屈曲穩定性、動力響應、熱傳導、三維多體接觸、彈塑性等力學性能的分析計算以及結構性能的優化設計等問題的一種近似數值分析方法。相關技術CAPP技術CAPP是計算機輔助工藝設計（ComputerAidedProcessPlanning），就是向計算機輸入被加工零件的幾何信息和加工工藝信息（材料、熱處理、批量等）后，由計算機自動輸出零件的工藝路線和工序內容等工藝文件，換言之，也就是利用計算機來定制零件的加工工藝過程，以便把毛坯加工成符合工程圖樣要求的零件。它利用計算機技術輔助工藝人員設計零件從毛坯到成品的制造方法，是將企業產品設計數據轉換為產品制造數據的一種技術。相關技術PDM技術PDM的中文名稱為產品數據管理（ProductDataManagement），PDM是一門用來管理所有與產品相關信息（包括零件信息、配置、文檔、CAD文件、結構、權限信息等）和所有與產品相關過程、更改流程等的技術。它能有效地將產品數據從概念設計、計算分析、詳細設計、過程設計、加工制造、試驗驗證、銷售維護直至產品消亡的整個生命周期內及其各個階段的相關數據，按照一定的數學模型加以定義、組織和管理，使產品數據在其整個生命周期內一致、最新、共享和安全。它提供產品生命周期的信息管理，在企業為產品的設計與制造建立了一個并行化的協作環境。相關技術DFx技術DFx技術是并行工程的支持工具之一。它在設計階段盡可能早地考慮產品的性能、質量、可制造性、可裝配性、可測試性、產品服務和價格等因素，對產品進行優化設計或再設計。最常見的DFx技術有：面向裝配的設計（DesignforAssembly，DFA）和面向制造的設計（DesignforMaintainability，DFM）、面向性能的設計（DesignforCompatibility，DFC）、面向耐用性的設計（DesignforServiceability，DFS）、面向互換的設計（DesignforInterchangeability，DFI）、面向回收的設計（DesignforRecyclability，DFR）、面向方案的設計（DesignforVariety，DFV）、綠色設計（DesignforGreen，DFG）和后勤設計（DesignforLogistics，DFL）等。相關技術ERP技術企業資源計劃（EnterpriseResourcesPlanning，ERP），可以從管理思想、軟件產品、管理系統三個層次給出它的定義：1）是由美國著名的計算機技術咨詢和評估集團GarterGroupInc提出了一整套企業管理系統體系標準，其實質是在MRPII（ManufacturingResourcesPlanning，“制造資源計劃”））基礎上進一步發展而成的面向供應鏈（SupplyChain）的管理思想；2）是綜合應用了客戶機/服務器體系、關系數據庫結構、面向對象技術、圖形用戶界面、第四代語言（4GL）、網絡通訊等信息產業成果，以ERP管理思想為靈魂的軟件產品；3）是整合了企業管理理念、業務流程、基礎數據、人力物力、計算機硬件和軟件于一體的企業資源管理系統。相關技術術以上技術術常用4C/P/E技術簡稱。——CAD/CAE/CAPP/CAM/PDM/ERP1.CAD/CAM技術的概念CAD/CAM系統的集成:把CAD、CAM、CAE、CAPP、NCP（數控編程））、PPC（生產計劃與與控制）等各各種功能不同同的軟件有機機地結合起來來，用統一的的執行機制來來組織各種信信息的提取、、交換、共享享和處理，以以保證系統信息息的暢通。即產品設計計、生產管理理、質量控制制等有機地集集成在一起的的技術。CAD/CAM集成是機械制制造邁向CIMS的基礎。目前前重點研究CAD/CAPP/CAE/CAM/PDM集成技術，簡簡稱“4C/P”技術。1.CAD/CAM技術的概念計算機輔助設設計和計算機機輔助制造(CAD/CAM)技術是設計人人員和組織產產品制造的工工藝技術人員員在計算機系系統的輔助之之下，根據產產品的設計和和制造程序進進行設計和制制造的一項新新技術，是傳傳統技術與計計算機技術的的結合。由于計算機技技術的引進，，大大地促進進了設計和制制造能力的提提高，其體現現在工作效率率和工作質量量和先進的計計算機技術對對傳統的工作作方式的促促進和變革方方面。但要指出，CAD/CAM技術不能代替替人們的設計計和制造行為為，而只是實實現這些行為為的先進手段段和工具，而而人們的設計計和制造行為為，則由專業業技術人員的的創造能力和和工作經驗，，以及現代設設計方法等提提供的科學思思維方法和實實施辦法來確確定。2CAD/CAM系統的基本組組成與類型一個CAD/CAM系統基本上只只適用于某一一類產品的設設計和制造，，如電子產品品CAD/CAM只適用于設計計制造印制板板或集成電路路，而機床的的CAD/CAM只適用機床的的設計和制造造，這兩個系系統不僅基礎礎和專業軟件件不一樣，而而且硬件配置置上也有差異異。但就系統統的邏輯功能能和系統結構構角度來看還還是基本相同同的。不管是用于何何種產品設計計和制造的CAD/CAM系統，從其邏邏輯功能角度度來看，CAD/CAM系統基本上是是由計算機和和一些外部設設備（計算機機和外部設備備通常硬件））及相應的軟軟件組成（其其中包括系統統軟件、支撐撐軟件及應用用軟件），如如圖所示。2CAD/CAM系統的基本組組成與類型圖1－1CADCAM系統的基本結結構但對于一個具具體的CAD/CAM系統來講，其其硬件、軟軟件相互的配配置是需要進進行周密考慮慮的，同時對對硬軟件的型型號、性能以以及廠家都需需要進行全方方位的考慮。。2CAD/CAM系統的基本組組成與類型CAD/CAM系統的類型可可按系統的功功能分，也可可以按系統中中使用的計算算機類型分。。按系統功能能一般分為：：通用CAD/CAM系統和專用CAD/CAM系統。通用的的CAD/CAM系統使用范圍圍廣，其硬件件和軟件的配配置也比較豐豐富。而專用用的CAD/CAM系統是為了實實現某種專門門產品生產的的系統，其硬硬件配置比較較簡單，軟件件也比較單一一。當前各各單位對CAD/CAM系統的要求不不盡相同，所所需的硬件和和軟件性能不不同，即應用用是多層次的的。根據計算算機的性能和和類型，傳統統的分類是將將CAD/CAM系統分為4種類型。隨著著計算機技術術的發展，正正在或已經在在不斷的變化化。下面按組組成CAD/CAM系統所用的計計算機，按照照傳統的分類類方式來討論論CAD/CAM系統的基本類類型。2CAD/CAM系統的基本組組成與類型1）大型機CAD/CAM系統顧名思義，該該系統一般一一具有大容量量的存儲器和和極強的計算算功能的大型型通用計算機機為主機，一一臺計算機可可以連接幾十十至幾百臺圖圖形終端和字字符終端及其其他圖形輸入入和輸出設備備。2CAD/CAM系統的基本組組成與類型大型機CAD/CAM系統的主要優優點：（1）系統具有一一個大型的數數據庫，可以以對整個系統統的數據實行行綜合管理和和維護；（（2）計算速度快快；（3）給企業的集集成管理帶來來方便；（（4）提高了企業業在設計、制制造方面的效效率，為企業業的設計、制制造一體化提提供了條件，，為企業生產產方式向國際際先進水平靠靠攏奠定了基基礎。主要缺點有：（1）安全性能低低：如果主機機出現故障，，則整個系統統都不能工作作；但隨著雙雙機容錯等先先進技術的廣廣泛使用，安安全性能已經經今非昔比；；（3）終端距離不不能太大；但但隨著網絡技技術的發展，，距離的限制制是越來越小小了；（4）隨著計算機機的總負荷增增加，系統的的響應速度將將降低。這種種現象在三維維造型和復雜雜有限元分析析時尤為突出出.2CAD/CAM系統的基本組組成與類型2）小型機CAD/CAM系統70年代末至80年代初，這類類系統處于蓬蓬勃發展時期期。我國在此此期間從國外外購進的CAD/CAM系統大都屬這這種類型。通通過使用，人人們逐漸發現現了這類小型型機系統有一一定的局限性性，如系統的的計算能力和和擴充能力差差等，而且，，不同系統之之間數據是很很難進行交換換的，即不同同系統的數據據存貯格式式式不相同的。。2CAD/CAM系統的基本組組成與類型3）工程工作站站組成的CAD/CAM系統80年代初，32位的工程工作作站問世，以以工作站組成成CAD/CAM系統發展很快快。它與小型型機CAD/CAM系統不同，一一臺工作站只只能一個人使使用，并且具具有較強的聯聯網功能，其其處理速度很很快，一般都都趕上或超過過了過去的小小型機的速度度。這類工作作站一般都采采用RISC技術和開放系系統的設計原原則，且以UNIX為操作系統。。這種類型的的工作站式90年代CAD/CAM系統的主要機機器。2CAD/CAM系統的基本組組成與類型4）PC微機組成的CAD/CAM系統隨著微機性能能的不斷提高高，價格的不不斷下降，以以PC及組成的CAD/CAM系統近年來增增加很快。過過去以PC微機為主機的的CAD/CAM系統一般只能能進行二維拼拼圖和繪圖，，而現在可以以進行三維造造型和復雜的的分析計算。。值得一提提的是，由于于網絡技術的的發展，現在在的微機已能能與大型機和和小型機及工工作站聯網，，成為整個網網絡的一個節節點，共享主主機和工作站站資源。2CAD/CAM系統的基本組組成與類型另外，在實際際應用中，目目前往往大致致按照CAD系統的大小分分類：網絡環環境下的CAD/CAM系統和單機環環境下的CAD/CAM系統。在過去去幾年里，基基于微機的單單機CAD/CAM系統給小型企企業、個人以以及教學使用用帶來了方便便，并且這也也是CAD/CAM技術普及的必必由之路。但但是，隨著企企業集成化管管理和生產能能力進一步提提高的需要，，網絡化是必必然的趨勢，，現代企業在在CAD/CAM的建設過程中中，必須要考考慮到和CAPP、PDM、MIS等系統的集成成問題。根據據企業的發展展來確定CAD/CAM系統的建設。。3.產品的設計過過程常規設計與CAD常規設計過程程特點：（1）圖紙：它它是企業領導導決策、設計計人員的設計計思想描述、、工藝師制定定工藝規程以以及工人的加加工裝配的必必要工具。（2）各種技術術文檔資料需需要妥善保管管，便于設計計人員的設計計（借用和參參閱）。（3）需要大量量查閱技術文文獻和手冊。。（4）需要憑經經驗對重要設設計方案進行行理論分析和和實驗驗證，，實驗開銷大大，有時無法法進行。其絕大部分時時間沒有用到到創造性設計計上。3.產品的設計過過程4.CAD系統的類型檢索型CAD系統自動型CAD系統交互型CAD系統智能型型CAD系統智能CAD系統由由知識識庫、、推理理機、、解釋釋系統統、知知識獲獲取系系統和和人機機接口口等組組成。。5.CAD系統的的支撐撐環境境CAD系統的的支撐撐環境境包括括：1）硬件件：計計算機機、圖圖形輸輸入、、設備備網絡絡設備備等。。2）系統統軟件件:操作系系統、、主語語言3）支撐撐軟件件：圖圖形驅驅動、、窗口口管理理、圖圖形文文件管管理、、圖形形處理理系統統、結結構分分析系系統、、數據據庫及及其管管理系系統、、系統統接口口、網網絡通通訊、、漢字字處理理、知知識庫庫、三三維幾幾何造造型系系統等等。計算機機網絡絡1.計算機機網絡絡與CAD系統網網絡技技術2.計算機機網絡絡系統統的組組成按其作作用范范圍分分:廣域網網:（WAN，WideAreaNetwork）：其其作用用范圍圍為幾幾十到到幾千千公里里；城域網網:(MAN，MetropolitanAreaNetwork)：作用用在一一個城城市內內，其其作用用范圍圍為5到50公里；；局域網網:(LAN，LocatAreaNetwork)：作用用在一一棟樓樓或一一個單單位內內，其其作用用范圍圍為1到5公里。。按拓撲撲結構構分:CAD網絡的的作用用與特特點：：1.每個工工作站站即獨獨立又又可資資源共共享享；2.投資風風險低低；3.高速數數據傳傳輸；；4.保證數數據一一致性性；5.進行分分布式式數據據處理理。6.CAD技術的的發展展趨勢勢CAD技術經經歷了了二維維平面面圖形形設計計、交交互式式圖形形設計計、三三維線線框模模型設設計、、三維維實體體造型型設計計、自自由曲曲面造造型設設計、、參數數化設設計和和特征征造型型設計計等發發展過過程，，近幾幾年又又出現現了一一些新新技術術，其其發展展趨勢勢如下下：6.CAD技術的的發展展趨勢勢1）變變量化化設計計技術術（VGX）由SDRC公司推推出的的一種種CAD核心技技術，，為用用戶提提供了了一種種交互互三維維環境境，設設計人人員在在零部部件上上定義義關系系時，，不用用關心心二維維信息息如何何變成成三維維，從從而簡簡化了了設計計建模模的過過程。。6.CAD技術的的發展展趨勢勢2）虛擬擬產品品建模模技術術虛擬擬現現實實技技術術（VR)目前前已已在在CAD技術術中中應應用用，，設設計計時時，，設設計計人人員員可可以以進進行行各各種種有有““沉沉浸浸感感””的的可可視視化化模模擬擬，，以以驗驗證證設設計計的的正正確確性性和和可可行行性性。。虛擬擬制制造造技技術術（VM）可可實實現現實實際際制制造造過過程程在在計計算算機機上上本本質質實實現現。。6.CAD技術術的的發發展展趨趨勢勢3CAD/CAM/CAE/CAPP/PDM集成成技技術術即C4P技術術。。在在產產品品設設計計中中CAD用于于產產品品設設計計CAE用于于對對產產品品分分析析CAPP用于于對對加加工工工工藝藝進進行行規規劃劃CAM用于于產產品品的的制制造造為了了保保證證產產品品的的有有效效、、完完整整、、唯唯一一和和最最新新性性，，以以上上技技術術的的集集成成是是一一個個很很好好的的解解決決方方案案。。6.CAD技術術的的發發展展趨趨勢勢4智能能CAD技術術引入入人人工工智智能能技技術術，，產產生生智智能能CAD系統統。。智能能CAD系統統由由知知識識庫庫、、推推理理機機、、解解釋釋系系統統、、知知識識獲獲取取系系統統和和人人機機接接口口等等組組成成。。6.CAD技術術的的發發展展趨趨勢勢5協同同技技術術（（并并行行工工程程））6基于于網網絡絡的的CAD技術術CAD/CAM系統統的的硬硬件件系系統統CAD／CAM真正正得得到到蓬蓬勃勃發發展展的的是是80年代代以以后后。。小小型型機機及及微微機機性性能能價價格格比比的的進進一一步步提提高高。。為為CAD／CAM技術術迅迅猛猛發發展展提提供供了了必必要要的的物物質質基基礎礎。。計計算算機機外外圍圍設設備備如如彩彩色色高高分分辨辨圖圖形形顯顯示示器器、、大大型型數數字字化化儀儀、、自自動動繪繪圖圖機機等等系系列列產產品品質質量量的的不不斷斷完完善善，，價價格格不不斷斷下下降降，，使使之之成成為為CAD／CAM的一般配配置，為為推動CAD／CAM的發展和和普及提提供了必必要條件件。另外外，計算算機軟件件技術不不斷發展展，新的的功能更更強的數數據庫不不斷推出出，使成成熟的商商品化軟軟件層出出不窮。。這些都都有力地地促進了了CAD／CAM技術的向向前發展展。CAD/CAM系統的硬硬件CAD／CAM硬件系統統主要包包括主機機、外存存儲器、、輸入輸輸出設備備及其它它通信接接口1．主機計算機的的主體，，由CPU、內存和和主板組組成。它它是CAD／CAM系統的中中心。目目前主機機一般采采用小型型機或超超級小型型機，超超級微機機和個人人微機三三個檔次次。選用用何種機機型，要要視產品品的生產產規模，，復雜程程度，設設計工作作量大小小等情況況而定。。CAD/CAM系統的硬硬件·小型機或或超級小小型機系系統：這這種系統統采用小小型機式式超級小小型機為為主機，，利用分分時處理理原理，，一臺主主機帶幾幾個至幾幾十個圖圖形終端端的CAD／CAM系統。它它的特點點是資源源共享較較多；缺缺點是投投資大，，主機壞壞了則整整個系統統就處于于癱瘋狀狀態等。。一般適適用于大大、中型型設計部部門。這這類系統統在70年末和80年初發展展較快，，現在市市場占有有量不斷斷減少。。CAD/CAM系統的硬硬件·以超級微微機組成成的工程程工作站站：這是是一種介介于個人人微機和和超級小小型機之之間的系系統，它它的基礎礎是高性性能超級級微機。。由于采采用了分分布式超超級微機機網絡，，使它的的總體性性能達到到超級小小型機CAD／CAM系統，但但它的價價格卻比比后者低低得多。。同時它它為工程程技術人人員提供供一種網網絡環境境，使工工程技術術人員能能高效、、方便地地從事工工程設計計和計算算、程序序編制、、文件書書寫、交交互繪圖圖、信息息存放、、合作通通信、資資源共享享等。CAD/CAM系統的硬硬件工程工作作站中精精簡指令令集計算算機（RISC）將成為為主流體體系，專專用圖形形工作站站采用多多處理結結構即采采用多個個CPU并行工作作，系統統日趨開開放等特特點，使使它將成成為未來來CAD／CAM系統的主主流，市市場占有有率不斷斷上升。。它也是是我國許許多企業業主要選選擇方案案。CAD/CAM系統的硬硬件·個人微機機系統：：由于個個人微機機發展異異常迅速速，使目目前采用用個人微微機進行行CAD／CAM不僅成為為可能而而且發展展較快，，很有潛潛力。這這套系統統一般采采用高檔檔個人微微機，配配置高分分辨率（（1280×1024）圖形顯顯示器、、鼠標器器、打印印機、繪繪圖機等等，組成成一個微微機CAD／CAM工作站；；并采用用局域網網將多臺臺微機聯聯接起來來，以實實現部分分硬、軟軟件資源源共享。。CAD/CAM系統的硬硬件2．外存儲儲器由于CAD／CAM要處理的的信息量量特別多多，因此此大容量量外存儲儲器顯得得特別重重要。主主機要處處理的大大量信息息：如各各種軟件件、圖形形庫和數數據庫等等都存放放于外存存儲器，，通過主主機調入入內存接接受CPU處理。目目前外存存儲器主主要有硬硬磁盤、、軟磁盤盤、磁帶帶機、光光盤、磁磁光盤（（M）及最新新推出的的DVD光盤。光光盤、DVD光盤以它它容量大大，保存存時間長長等特點點將在CAD／CAM中發揮獨獨特的作作用。CAD/CAM系統的硬硬件3．輸入輸輸出設備備CAD／CAM系統因為為它獨有有的特點點要求輸輸入輸出出設備精精度高、、速度快快等。輸輸入設備備有數字字化儀、、圖形輸輸入板、、圖形掃掃描輸入入儀及鍵鍵盤等；；輸出設設備有繪繪圖機、、打印機機、筆繪繪儀、硬硬拷貝機機等。光光學圖形形掃描輸輸入儀有有取代數數字化儀儀的趨勢勢，因光光學圖形形掃描輸輸入儀精精度高、、速度快快、掃描描進去的的圖經矢矢量化后后可作編編輯處理理等。CAD/CAM系統的硬硬件4.網絡互聯聯設備1）傳輸介介質網絡傳輸輸介質是是指在網網絡中傳傳輸信息息的載體體，常用用的傳輸輸介質分分為有線線傳輸介介質和無無線傳輸輸介質兩兩大類。。⑴有線傳傳輸介質質是指在在兩個通通信設備備之間實實現的物物理連接接部分，，它能將將信號從從一方傳傳輸到另另一方，，有線傳傳輸介質質主要有有雙絞線線、同軸軸電纜和和光纖。。雙絞線線和同軸軸電纜傳傳輸電信信號，光光纖傳輸輸光信號號。⑵無線傳傳輸介質質指我們們周圍的的自由空空間。我我們利用用無線電電波在自自由空間間的傳播播可以實實現多種種無線通通信。在在自由空空間傳輸輸的電磁磁波根據據頻譜可可將其分分為無線線電波、、微波、、紅外線線、激光光等，信信息被加加載在電電磁波上上進行傳傳輸。。CAD/CAM系統的硬硬件——4網絡互聯聯設備CAD/CAM軟件系統統CAD／CAM系統硬件件在不斷斷發展的的同時，，與之配配套的軟軟件技術術也得到到了長足足進展。。今天的的CAD／CAM軟件已成成了一個個完整的的體系，，這個軟軟件系統統可分為為三個層層次：系系統軟件件、支撐撐軟件和和應用軟軟件。有些應用用軟件可可直接在在系統軟軟件下開開發和運運行，而而有些應應用軟件件需要有有特殊的的支撐軟軟件環境境。CAD/CAM軟件系統統1．系統軟軟件它主要用用于計算算機的管管理、維維護、控控制及運運行，以以及計算算機程序序的翻譯譯、裝入入及運行行。它包包括以下下幾類：：CAD/CAM軟件系統統·操作系統統：用于于小型機機（PDP——Ⅱ系列）的的VWS，超級小小型機（（如SUN、VAX——Ⅱ等）的UNIX和XENIX。用于微微機的操操作系統統比較多多：常用用的有MS—DOS，Windows、PS／2、Os／2、UNIX、XENIX等。UNIX原是小型型機上的的操作系系統，現現移植到到了微機機上，為為微機實實現多用用戶、多多任務以以及方便便進行軟軟件移植植、開發發、運行行起到了了很好的的作用。。也大大大豐富了了微機CAD／CAM系統內容容。CAD/CAM軟件系系統·語言編編譯系系統：：用于于將高高級語語言編編寫的的程序序翻譯譯成計計算機機能夠夠直接接執行行的機機器指指令。。目前前CAD／CAM系統應應用得得最多多的是是：JAVA、VISUALBASIC、VB.NET、VISUALC++、LISP、C#等。CAD/CAM軟件系系統2．支撐撐軟件件它是CAD軟件系系統中中的核核心，，是為為滿足足CAD／CAM工作中中一些些用戶戶共同同需要要而開開發的的通用用軟件件。由由于計計算機機應用用領域域迅速速擴大大，支支撐軟軟件開開發研研制有有很大大的進進展，，商品品化支支撐軟軟件層層出不不窮。。其中中通用用的可可分為為下列列幾類類：CAD/CAM軟件系系統·計算機機分析析軟件件：主主要用用于工工程設設計中中各種種數值值計算算問題題。其其中較較流行行的有有ANSYS、NASTRAN以及大大型動動力學學分析析軟件件ADAMS等。·圖形支支撐軟軟件系系統：：它又又可分分為圖圖形處處理語語言及及交互互式繪繪圖軟軟件。。前者者是一一種語語言，，它提提供的的繪圖圖子程程序供供高級級程序序設計計語言言調用用。后后者可可用人人機交交互形形式生生成圖圖形，，編輯輯（增增刪、、縮放放、平平移等等）標標尺及及拼裝裝等圖圖形處處理工工作，，這些些不需需要編編程形形式來來完成成。這這些軟軟件比比較多多，僅僅用于于微機機上的的就有有AutoCAD、CADKEY等，它它們都都具有有二維維及三三維繪繪圖功功能。。此外外還有有三維維實體體建模模軟件件如UG、CATIA、PRO/E、IDEAS等也屬屬此列列。CAD/CAM軟件系系統·數據庫庫管理理系統統：在在CAD／CAM系統上上，幾幾乎所所有應應用軟軟件都都離不不開數數據庫庫。提提高CAD／CAM系統的的集成成化程程序主主要取取決于于數據據庫的的水平平。所所以選選擇合合適的的數據據庫管管理系系統對對CAD／CAM影響很很大。。目前前比較較流行行的數數據庫庫管理理系統統有：：FOXBASE、FOXPRO、ORACLE、SYBASE等。·計算機機網絡絡工作作軟件件：網網絡工工作站站CAD／CAM系統將將成為為未來來主要要環境境之一一，因因此具具有較較強功功能的的網絡絡系統統軟件件是必必不可可少的的。最最典型型的網網絡軟軟件有有NOVELL公司的NETWARE。CAD/CAM軟件系統3．應用軟件件應用軟件是是在系統軟軟件、支撐撐軟件基礎礎上，針對對某一個專專門應用領領域而研制制的軟件。。因此這類類軟件類型型多，內容容豐富，也也是企業在在CAD／CAM系統建設中中研究開發發應用投入入最多的方方面，由于于它的針對對性特別強強，因此，，商品化的的軟件不多多，而且價價格特別昂昂貴。此項項工作也稱稱為“二次次開發”。。CAD/CAM軟件系統CAD/CAM應用軟件的的選型要素素應用軟件是是CAD系統的主體體，其功能能和配置與與用戶需求求密切相關關，因此CAD選型首要的的是應用軟軟件的選型型。CAD/CAM系統的應用用軟件特別別是圖形軟軟件對系統統的性能影影響很大，，而且現在在軟件市場場上有各種種各樣的軟軟件，它們們的水平和和功能也不不盡相同，，在組建CAD/CAM系統時，如如何根據當當前的需要要，而又考考慮今后的的技術發展展恰當選擇擇合適的軟軟件，對用用戶來講是是至關重要要的。一般般來講，選選擇CAD/CAM應用軟件時時應考慮以以下幾個因因素：CAD/CAM軟件系統一）設計考考題選擇CAD/CAM軟件的有效效方法之一一，是出一一些考題，，這樣就可可以做到有有的放矢。。這些考題題應當具有有適當的難難度，能夠夠代表用戶戶所需的只只要功能，，能夠全面面的考察軟軟件的性能能，必要時時可以邀請請專業領域域內的專家家設計這些些考題。考考題分兩兩種類型，，一種驗證證軟件的操操作性能，，即計算、、響應是否否迅速，圖圖形操作是是否簡捷快快速，輸入入輸出是否否方便簡單單，各種應應用功能是是否好用等等。這類考考題相對簡簡單，主要要是考查軟軟件總體功功能。另一一種是考察察軟件對復復雜問題的的解決能力力。這種考考題具有一一定的難度度，一般要要通過用戶戶的典型零零件來進行行。用戶戶應當避免免把考察軟軟件變成考考核軟件工工程師，不不能盲從軟軟件商的宣宣傳和解釋釋，因為這這樣往往會會得出錯誤誤的結論。。CAD/CAM軟件系統二）軟件的的功能根據CAD/CAM系統總的要要求，應考考慮各種產產品設計過過程中對CAD/CAM系統應用軟軟件的功能能要求，即即需考慮在在完成各項項設計工作作內容時，，應用軟件件的圖形處處理和分析析計算的支支持能力。。一般說來來，一個好好的CAD/CAM軟件應是在在工程設計計數據庫的的基礎上，，集各種應應用（如二二維工程繪繪圖、三維維實體造型型、數控加加工、有限限元分析、、機構運動動分析等））于一體化化的綜合應應用軟件系系統。用戶戶在選擇軟軟件時，應應當注意綜綜合性能的的對比，除除了軟件功功能要齊全全、商品化化程度要高高外，特別別應當注意意功能是否否能夠滿足足自己的需需求。CAD/CAM軟件系統選型可以從從以下幾方方面找到所所關心的條條目，進一一步深入考考察軟件的的功能：1）通用（基基本）建模模能力3D建模：草圖圖設計、實實體建模、、特征建模模、曲面造造型、系列列化設計、、工程更改改工工程制圖圖：自動生生成２Ｄ圖圖紙,各種剖視、尺尺寸與符號標標注、中文輸輸入、符合國國標裝裝配設計：：裝配工具、、配對操作、、爆炸操作、、裝配管理、、生成裝配明明細2）系統輔助特特性界界面與操作作、圖形顯示示能力、二二次開發工具具、標準件庫庫與建庫工具具、版本兼兼容、圖形數數據交換、數數據管理3）專業過程工工具鈑鈑金、模具具CAD/CAM軟件系統4）工程分析有有限限元分析：有有限元前／后后置處理、有有限元計算器器機機構分析：機機構運動學分分析、機構動動力學分析5）數控加工數數控控編程：銑削削編程、車削削編程、線切切割機編程、、沖床編程，，復雜編程數數控控系統后置處處理加加工模擬仿仿真6）高級建模能能力現現代產品設設計技術、方方法、工具CAD/CAM軟件系統三）軟件是否否是以工程設設計數據庫為為基礎當今市場上幾幾乎所有的CAD/CAM軟件都自稱是是以工程數據據庫為基礎的的，而事實上上很多軟件是是以文件管理理為基礎的。。相對于以數數據庫為基礎礎的系統，以以文件管理為為基礎的CAD/CAM軟件存在許多多弱點，如：：數據冗余度度大，占用存存貯空間大，，缺乏數據安安全保護措施施，不利于工工程管理、不不利于企業全全面信息系統統的集成、妨妨礙信息化建建設的進一步步發展等。CAD/CAM軟件系統4典型商品化軟軟件的簡介1）AutoCAD提及CAD軟件絕大多數數的人都會想想到AutoCAD，AutoCAD系列軟件是Autodesk公司的產品，，也是最早進進入國內市場場的CAD軟件之一，從從最早的2.0版到以后的R13、R14、2000直到如今的2013版，AutoCAD的產品在國內內的市場上走走過了十幾年年的歷程了，，從最早期的的DOS操作命令到現現在的Windows窗口式的操作作界面，是大大家所最熟悉悉的CAD軟件。CAD/CAM軟件系統2)Pro/EngineerPTC公司的Pro/Engineer以其參數化、、基于特征、、全相關等概概念聞名于CAD界。該軟件的的應用領域主主要是針對產產品的三維實實體模型建立立、三維實體體零件的加工工、以及設計計產品的有限限元分析。CAD/CAM軟件系統3)UGUG本身起源于航航空、汽車企企業（美國麥麥道航空公司司），它的應應用范圍基本本和Pro/E相似，它以Parasolid幾何造型核心心為基礎，采采用基于約束束的特征建模模技術和傳統統的幾何建模模為一體的復復合建模技術術。一般認為為UG是業界最好、、最具有代表表性的數控軟軟件，它提供供了功能強大大的刀具軌跡跡生成方法。。包括車、銑銑、線切割等等完善的加工工方法。它的的銷售也和Pro/E相似，采用分分模塊銷售的的辦法，目前前我國很多的的航空企業都都在使用這種種軟件，比如如江西洪都航航空集團公司司，陜西飛機機制造公司等等。CAD/CAM軟件系統4)CATIA由法國達索公公司開發，后后被美國IBM公司收購的CATIA是一個全面的的CAD/CAM/CAE/PDM應用系統，CATIA具有一個獨特特的裝配草圖圖生成工具，，支持欠約束束的裝配草圖圖繪制以及裝裝配圖中各零零件之間的連連接定義，可可以進行快速速得概念設計計。同樣，CATIA也可進行有限限元分析，特特別的是一般般的三維造型型軟件都是在在三維空間內內觀察零件，，但是CATIA能夠進行四維維空間的觀察察，也就是說說該軟件能夠夠模擬觀察者者的視野進入入到零件的內內部去觀察零零件，并且它它還能夠模擬擬真人進行裝裝配，比如使使用者只要輸輸入人的性別別、身高等特特征，就會出出現一個虛擬擬裝配的工人人。CAD/CAM軟件系統5)IDEASSDRC公司的IDeasMasterSeries是高度集成化化的CAD/CAE/CAM軟件系統。在在單一數字模模型中完成從從產品設計、、仿真分析、、測量直置數數控加工的產產品研發全過過程，附加的的CAM部分IDeasCamand可以方便地仿仿真刀具及機機床的運動，，可以從簡單單的2軸，2.5軸加工到以7軸5聯動方式來加加工極為復雜雜的工件，并并可以對數控控加工過程進進行自動控制制和優化，它它還支持動態態導航、登陸陸、核對等功功能。CAD/CAM軟件系統6)SolidWorksSolidWoks公司的SolidWoks系列軟件是一一套功能相當當強大的三維維造型軟件，，三維造型是是該軟件的主主要優勢，該該軟件功能強強大、易學易易用、技術創創新這三大特特點，該軟件件完全采用Windows的窗口界面，，操作非常簡簡單，支持各各種運算功能能，可以進行行實時的全相相關性的參數數化尺寸驅動動，比如，當當設計人員修修改了任意一一個零件尺寸寸，就會使得得裝配圖、工工程圖中的尺尺寸均隨之變變動。另外該該軟件的界面面友好，使用用全中文的窗窗口式菜單操操作，這樣一一來就給使用用者提供了學學習便利。總總的來說，SolidWoks系列產品作為為三維的造型型、設計軟件件還是相當的的方便靈活好好用的。CAD/CAM軟件系統7)國內CAD/CAM軟件簡介國內的CAD/CAM系統是進幾年年才起步的，，主要依靠于于高等院校的的開發研制，，這一類的軟軟件種類較多多，如高華CAD；具有三維功功能并與有限限元分析、數數控加工集成成的浙江大學學開發的GS——CAD；具有參數化化功能和裝配配設計功能的的華中理工大大學開發的開開目CAD，該軟件也是是CAD/CAM/CAPP結合的軟件，，目前在國內內的市場中使使用也較多；；北航海爾的的CAXA系統是基于STEP的CAD/CAM集成制造系統統，在國內市市場中出現較較早，其功能能也相對比較較強大，在國國內的應用也也較為廣泛。。CAD／CAM技術從興起到到現在已經發發展成為一門門新興產業，，在一些先進進國家已形成成從研究開發發、生產制造造、推廣應用用到銷售服務務的完整高科科技產業。據據統計，美國國的CAD／CAM市場總額在最最近十幾年的的年平均增長長率在15％以上，明顯顯地高于其他他產業的增長長率。1989年，美國國家家工程科學院院對人類25年間（1965年～1989年）10項最杰出工程程技術成就進進行評比結果果顯示，CAD／CAM技術的開發和和應用排在第第四位。在我我國，2015年，主要行業業應用CAD技術普及率和和覆蓋率均達達到90％以上，這樣樣必須培養CAD技術研究開發發人才20萬人以上，操操作應用人才才80萬以上，普及及型人才達300萬以上。CAD應用實例用戶登錄設計平臺設計計算首頁頁厚度計算活塞計算結果顯示設計說明、參參考標準用戶數據庫查查詢圖形瀏覽二維CAD圖形三維CAD圖形數據庫管理用戶數據庫的的添加變幅油缸參數數化繪圖初始界面參數化繪圖模模塊主界面三維圖形庫參數化繪圖實體裝配初始界面參數化設計總總體界面查看三維零件件圖庫參數化造型主主界面活塞實體造型型活塞造型之二二參數化生成的的活塞圖形總體裝配界面面變幅油缸總裝裝圖動態裝配CAD/CAM應用實例利用三維CAD軟件和MasterCAM軟件，零件旋鈕的整個CAD/CAM過程程。。CAD/CAM應用用實實例例設計計對對象象圖圖———旋鈕鈕CAD/CAM應用用實實例例CAD過程程———在CAD軟件件中中實實現現3D建模模CAD/CAM應用用實實例例旋鈕鈕的的CAM模型型導導入入實體體模模型型轉轉化化為為線線框框模模型型MasterCam不能能加加工工實實體體模模型型，，如如果果畫畫的的是是實實體體模模型型的的話話,必須須把把實實體體模模型型的的面面轉轉化化為為沒沒有有厚厚度度的的曲曲面面，，不不然然是是無無法法加加工工的的。。如下下圖圖：：CAD/CAM應用用實實例例CAD/CAM應用用實實例例完成成分分模模面面完成成刀刀具具路路徑徑CAD/CAM應用用實實例例CAD/CAM應用用實實例例刀庫庫里里選選擇擇CAD/CAM應用用實實例例主軸軸轉轉速速調調為為：：1000rpm參數數是是由由精精度度、、材材料料、、加加工工方方式式等等因因數數決決定定的的。。要要有有實實際際經經驗驗才才能能比比較較正正確確設設置置的的。。完成成參參數數設設置置就就可可以以自自動動生生成成加加工工的的路路徑徑：：CAD/CAM應用用實實例例模擬擬加加工工———看看是不不是有干干涉如模擬加加工滿足足要求，，完成；；如模擬擬加工發發生干涉涉，修改改刀具路路徑規劃劃，繼續續模擬加加工。工件上數數控機床床加工。。國家制造造業信息息化工程程制造業信信息化工工程是是以信息息化帶動動工業化化的重要要舉措科技部將將在“九九五”、、“十五””、“十一五五”CAD/CIMS應用工程程取得成成效和經經驗的基基礎上，，“十二五五”期間以推推廣應用用制造業業信息化化關鍵技技術為突突破口，，將863計劃和攻攻關計劃劃的資源源進行整整合和集集成，拿拿出10億元資金金，組織織實施制制造業信信息化工工程，以以進一步步提升我我國制造造業競爭爭力。“十二五”期間，，我國將將重點實實施數字字化設計計與數字字化制造造工程，，物聯網網(RFID)、大數據據、云計計算等技技術的應應用推廣廣。地方科技技計劃國家863計劃國家攻關關計劃制造業信信息化工工程整合資源源制造業信信息化工工程重大大項目戰戰略目標標突破一批批重大關關鍵技術術，形成成一批具具有自主主知識產產權和市市場競爭爭力的制制造業信信息化關關鍵技術術產品；；實施一批批制造業業信息化化應用的的示范企企業、示示范行業業、示范范區域和和示范省省市，并并通過輻輻射和擴擴散效應應，提升升我國制制造業的的核心競競爭力；；培育制造造業信息息化軟硬硬件產業業、中介介及咨詢詢服務業業，形成成一批制制造業信信息化專專業化、、網絡化化的服務務公司；；培養一批批人才，，形成一一支推進進制造業業信息化化的專業業隊伍。。制造業信信息化技技術管理數字化設計數字化生產過程數字化制造裝備數字化企業數字字化5個“數字化”制造業信信息化工工程建設設任務體體系結構構制造業信信息化工工程技術創新新體系關鍵技術術產品研發發及應用推廣應用用體系營造制造造業信息息化工程程的社會會氛圍技術服務支撐企業應用示范應用技術攻關※※省（市）制造業信息化工程建設以制造業業信息化化技術在在企業的的廣泛應應用推進進制造企企業的信信息化工工程，提提高企業業的創新新能力和和市場競競爭力。。（1）中小企企業制造造業信息息化CAD、ERP等制造業信息息化單元元技術的的應用實實施。省市制造造業信息息化工程程建設——企業應用用示范（2）集成技術應用

深化制造業信息化技術的推廣應用，實現企業數字化。

以制造業業信息化化技術在在企業的的廣泛應應用推進進制造企企業的信信息化工工程，提提高企業業的創新新能力和和市場競競爭力。。省市制造造業信息息化工程程建設——企業應用用示范（3）重點行業應用：

針對支柱行業，結合重大工程和任務，圍繞產業鏈/供應鏈，實施企業間的集成、協同和資源共享。以制造業業信息化化技術在在企業的的廣泛應應用推進進制造企企業的信信息化工工程，提提高企業業的創新新能力和和市場競競爭力。。省市制造造業信息息化工程程建設——企業應用用示范（4）區域網絡制造系統應用

積極開展中小企業集群、區域性企業集群和高新技術產業群制造業信息化技術應用，實現社會資源、區域制造資源的集成和共享。以制造業業信息化化技術在在企業的的廣泛應應用推進進制造企企業的信信息化工工程，提提高企業業的創新新能力和和市場競競爭力。。省市制造造業信息息化工程程建設——企業應用用示范制造企業/企業群體技術服務務中心企業需求求企業應用用軟、硬件件供應商商解決方案案企業診斷企業咨詢詢應用實施施技術支持持中介中介培訓企業人才——技術服務務體系建建設省市制造造業信息息化工程程建設組織體系系國家“制制造業信信息化工工程”協協調領導導小組“制造業信信息化工工程”辦公室“制造業信信息化工工程”專家組省市制造造業信息息化工程程建設領領導小組組省市制造造業信息息化工程程建設辦公室省市制造造業信息息化工程程建設專家組推進項目目省市制造造業信息息化工程程建設應用技術攻關技術服務支撐企業應用示范省市制造業信息化工程建設（示范市）省市制造造業信息息化工程程建設（（示范市市）應用技術攻關技術服務支撐企業應用示范設計數字化制造裝備數字化生產過程數字化企業管理數字化企業數字化應用技術攻關技術服務支撐企業應用示范推進項目目省市制造造業信息息化工程程建設現代集成成制造系系統設計制造造子平臺臺數字化設設計與制制造系統統管理與電電子商務務子平臺臺企業管理理與電子子商務系系統過程自自動化化子平平臺過程自自動化化系統統現代集集成制制造系系統平平臺重點行行業現現代集集成制制造系系統典型區區域網絡化化制造造系統統軟構件子系統軟構件軟構件子系統軟構件軟構件子系統軟構件軟構件子系統軟構件軟構件子系統軟構件軟構件子系統軟構件現代集集成制制造系系統構構成CIMS主題技技術體體系結結構（2002年2月材料料）數字化化設計計與制制造——產品CAD技術的的開發發與應應用產品的的創新新設計計是企企業贏贏得市市場競競爭的的關鍵鍵創新是產品的靈魂諾基亞亞海爾、、華為為廣大中中小企企業制造企企業在在新的的歷史史階段段對產品品CAD技術的的強烈烈需要要十五期期間產產品CAD技術向應用用的深深度和和廣度度發展展AAidedAutomationDDraftingDesignCADCComputer創新設設計制造大國缺乏競爭力制造強國制造大國數字樣樣機以“數數字樣樣機””為核核心的的產品品CAD技術是中國國制造造業跨跨越式式發展展的強強大動動力深度：：產品品CAD（計算算機輔輔助設設計））廣度：：應用用于各各行各各業、、各種種產品品數字樣樣機數字樣樣機提高產產品創創新設設計能能力目標圖形為為基礎礎數據為為核心心設計為為主體體路線產品的的功能能要求求、性性能要要求、、制造造要求求、外觀要要求、、環保保要求求的集集中體體現TQCSE數字化化設計計、分分析、、優化化、管管理技技術及及系統統CBADAE幾何引擎特征重構CBA2dCBA3d離散事件并發控制器多體動力分析、優化有限元分析拓撲優化曲面重構知識工程數控仿真嵌套式建模技術PDM產品結構設計：2D,3D,裝配，反求數字化樣機CAPP數字化加工數字化車間數字化工廠其他研發技術及及組件水工建筑三三維配筋設設計系統工程設計從從三維開始始水工建筑三三維配筋設設計系統工程設計從從三維開始始三峽永久船船閘閥門井井配筋設計計幾何模型為為基