CAD與CAM的發展史

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CAD和CAM(計算機輔助設計與製造)技術是以計算機、外圍裝置及其系統軟體為基礎,包括二維繪圖設計、二維幾何造型設計、有限元分析及優化設計、數控加工程式設計、模擬模擬及產品資料管理等內容。隨著網路和並行工程、高效能運算及事務處理的普及,異地、協同、虛擬設計與製造及實時模擬也日益得到廣泛應用。

CAD和CAM技術的發展先後走過了大型機、小型機、工作站、微機時代,每個時代都有當時流行的CAD和CAM軟體。現在微機平臺的CAD和CAM軟體佔據著主導地位,國內外有一大批優秀的CAD和CAM軟體。CAD和CAM技術應用範圍非常廣泛,從最初的機械製造的廣泛應用,到現在建築、電子、化工等領域也開始大量使用。隨著CAD和CAM技術在國內不斷的研發和應用,CAD和CAM技術對我國國民經濟起重要的作用。

國外發展歷程

早在20 世紀 50 年代,CAD和CAM技術就開始進入到準備和醞釀的階段, 1949年,Parsons公司與美國MIT伺服機構實驗室合作開始數控機床的研製工作。數控機床的開發從自動變成語言的研究起步。1950年,美國麻省理工學院研製出“旋風 I號”類似於示波器的圖形裝置,可以顯示一些簡單圖形。1952年,MIT的伺服實驗室研製成功世界上第一臺三座標數控銑,首次實現了數控加工。1953年,MIT推

出APT,並在電子計算機上實現了自動程式設計。1958年美國Keany & Trecker 公司在世界上首次研製成功自動刀具交換裝置的數控機床,美國 Calcomp公司研製出滾筒式繪圖儀,Gerber公司研製出平板繪圖儀。這些裝置的研製成功,為 CAD和CAM技術的發展奠定了物質基礎。

之後的 60 年代是CAD和CAM技術的初步應用階段。世界上最早的CAD系統是由美國麻省理工學院於1962年推出“SKETCHPAD”計算機圖示設計系統, 1963年在美國計算機聯合會上,美國MIT機械工程系的孔斯提交了“計算機輔助設計系統的要求提綱”的論文,首次提出了CAD概念。1965年,美國洛克希德飛機制造公司在 IBM公司的支援下推出全球第一套基於大型機的商品化CAD和CAM系統。與此同時,數字化製造技術也取得進展。1962年,人們在數控機床技術的基礎上研製成功第一臺工業機器人,實現了自動物流搬運。1967年,英國Molins 公司研製成功由計算機整合控制的自動化製造系統Molins—24。這是世界上第一條柔性製造系統。

七十年代到八十年代, LSI和ULSI大規模和超大規模積體電路技術不斷提高, 在數平方毫米的矽片上可以容納數十萬計的元件, 於是容量大, 速度高, 體積小, 價格低廉的計算機、自動繪圖儀、圖形顯示裝置不斷推陳出新, 為各工業部門興起CAD和CAM熱創造了條件。美國政府不斷增加撥款, 以支援這項技術的發展。

發展到80 年代,CAD和CAM技術走向成熟。80年代後以,個人計算機和工作站開始出現, PC機級工作站體積小、價格便宜、功能更加完善,極大的.降低了CAD和CAM技術的硬體門檻,促進了CAD和

CAM技術的迅速普及,實體建模技術趨於成熟,併成為CAD和CAM軟體系統的核心功能模組。各種微機CAD 系統、工作站CAD系統不斷湧現,CAD技術在航空、航天、船舶、核工程、模具等領域的得到廣泛應用。

到了20 世紀90 年代,CAD和CAM開始了全面的產品開發,達到100% 的應用率。其工作站上執行的軟體產品主要以I- DEA S、U GII、Euclid- IS、PRO/Engineer 和CADDS5 為主, AutoCAD 則搶佔了微機CAD 市場。

國內發展歷程

我國CAD和CAM 技術的研究工作起步於20世紀60年代末, “六五”期間成套引進了CAD和CAM 系統, 並不斷開發和應用。

接下來十年是CAD和CAM技術研究的黃金時代,計算機的硬體功能的提高、價格的下降,特別是新型圖形顯示器陸續投放市場,成為推動CAD技術發展的強大動力。1986年,我國制定了國家高技術研究發展計劃(簡稱“863計劃”)。將CIMS作為自動化領域的主題之一,並於1987年成立自動化領域專家委員會和CIMS主題專家組,建立了國家CMIS工程研究中心和七個單元技術實驗室。

90年代,我國在產品計算機輔助設計與製造領域有很大的成績。機械CAD和CAM 軟體的發展除了具有不斷的擴充套件功能外, 主要基於建模技術、模型技術、資料管理技術、軟體技術、智慧技術等的優化發展。90年代中期,隨著計算機、資訊和網路技術的進步,製造業逐步向柔性化、整合化、智慧化、網路化方向發展,企業內部、企業

之間、區域之間乃至國家之間實現資源共享,異地、協同、虛擬設計和製造開始成為現實。90年代末,以CAD為基礎的數字化設計,以CAM為基礎的數字化製造技術開始拓展到更廣闊的領域、更深的層次上支援的產品開發。

進人21世紀後,我國產業結構調整、企業改制、技術改造向縱深推進,國家實施西部大開發戰略等,都為我國製造業的資訊化、網路化程序與 CAD和CAM的應用提供了無限廣闊的前景和機遇,同時也使我國製造業面臨著嚴峻的挑戰。

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