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CAD与CAM的发展史

2018-07-16 CAD工程制图

  CAD和CAM(计算机辅助设计与制造)技术是以计算机、外围设备及其系统软件为基础,包括二维绘图设计、二维几何造型设计、有限元分析及优化设计、数控加工编程、仿真模拟及产品数据管理等内容。随着网络和并行工程、高性能计算及事务处理的普及,异地、协同、虚拟设计与制造及实时仿真也日益得到广泛应用。

  CAD和CAM技术的发展先后走过了大型机、小型机、工作站、微机时代,每个时代都有当时流行的CAD和CAM软件。现在微机平台的CAD和CAM软件占据着主导地位,国内外有一大批优秀的CAD和CAM软件。CAD和CAM技术应用范围非常广泛,从最初的机械制造的广泛应用,到现在建筑、电子、化工等领域也开始大量使用。随着CAD和CAM技术在国内不断的研发和应用,CAD和CAM技术对我国国民经济起重要的作用。

  国外发展历程

  早在20 世纪 50 年代,CAD和CAM技术就开始进入到准备和酝酿的阶段, 1949年,Parsons公司与美国MIT伺服机构实验室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的研究起步。1950年,美国麻省理工学院研制出“旋风 I号”类似于示波器的图形设备,可以显示一些简单图形。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。1953年,MIT推

  出APT,并在电子计算机上实现了自动编程。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,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。这些设备的.研制成功,为 CAD和CAM技术的发展奠定了物质基础。

  之后的 60 年代是CAD和CAM技术的初步应用阶段。世界上最早的CAD系统是由美国麻省理工学院于1962年推出“SKETCHPAD”计算机图示设计系统, 1963年在美国计算机联合会上,美国MIT机械工程系的孔斯提交了“计算机辅助设计系统的要求提纲”的论文,首次提出了CAD概念。1965年,美国洛克希德飞机制造公司在 IBM公司的支持下推出全球第一套基于大型机的商品化CAD和CAM系统。与此同时,数字化制造技术也取得进展。1962年,人们在数控机床技术的基础上研制成功第一台工业机器人,实现了自动物流搬运。1967年,英国Molins 公司研制成功由计算机集成控制的自动化制造系统Molins—24。这是世界上第一条柔性制造系统。

  七十年代到八十年代, LSI和ULSI大规模和超大规模集成电路技术不断提高, 在数平方毫米的硅片上可以容纳数十万计的元件, 于是容量大, 速度高, 体积小, 价格低廉的计算机、自动绘图仪、图形显示装置不断推陈出新, 为各工业部门兴起CAD和CAM热创造了条件。美国政府不断增加拨款, 以支持这项技术的发展。

  发展到80 年代,CAD和CAM技术走向成熟。80年代后以,个人计算机和工作站开始出现, PC机级工作站体积小、价格便宜、功能更加完善,极大的降低了CAD和CAM技术的硬件门槛,促进了CAD和

  CAM技术的迅速普及,实体建模技术趋于成熟,并成为CAD和CAM软件系统的核心功能模块。各种微机CAD 系统、工作站CAD系统不断涌现,CAD技术在航空、航天、船舶、核工程、模具等领域的得到广泛应用。

  到了20 世纪90 年代,CAD和CAM开始了全面的产品开发,达到100% 的应用率。其工作站上运行的软件产品主要以I- DEA S、U GII、Euclid- IS、PRO/Engineer 和CADDS5 为主, AutoCAD 则抢占了微机CAD 市场。

  国内发展历程

  我国CAD和CAM 技术的研究工作起步于20世纪60年代末, “六五”期间成套引进了CAD和CAM 系统, 并不断开发和应用。

  接下来十年是CAD和CAM技术研究的黄金时代,计算机的硬件功能的提高、价格的下降,特别是新型图形显示器陆续投放市场,成为推动CAD技术发展的强大动力。1986年,我国制定了国家高技术研究发展计划(简称“863计划”)。将CIMS作为自动化领域的主题之一,并于1987年成立自动化领域专家委员会和CIMS主题专家组,建立了国家CMIS工程研究中心和七个单元技术实验室。

  90年代,我国在产品计算机辅助设计与制造领域有很大的成绩。机械CAD和CAM 软件的发展除了具有不断的扩展功能外, 主要基于建模技术、模型技术、数据管理技术、软件技术、智能技术等的优化发展。90年代中期,随着计算机、信息和网络技术的进步,制造业逐步向柔性化、集成化、智能化、网络化方向发展,企业内部、企业

  之间、区域之间乃至国家之间实现资源共享,异地、协同、虚拟设计和制造开始成为现实。90年代末,以CAD为基础的数字化设计,以CAM为基础的数字化制造技术开始拓展到更广阔的领域、更深的层次上支持的产品开发。

  进人21世纪后,我国产业结构调整、企业改制、技术改造向纵深推进,国家实施西部大开发战略等,都为我国制造业的信息化、网络化进程与 CAD和CAM的应用提供了无限广阔的前景和机遇,同时也使我国制造业面临着严峻的挑战。

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