CAM技术的现状发展方向

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1、毕业设计（论文）题 目 CAM 技术的现状发展方向系（分院）机械电子工程系学生姓名学 号专业名称机电一体化（计辅方向）指导教师2007 年 3 月 20 日姓名专业班级毕业设计（论文）CAM技术的现状发展方向题目毕业设计（论文）选题的目的与意义通过本次的毕业设计，对专业知识有进一步的理解，并且了解了计算机辅助设计对CAM技术的现状的影响，懂得了计算机辅助设计在机械领域中的重要意义.毕业设计（论文）的资料收集情况（含指定参考资料）1. 充分利用图书馆现有资料进行相关的查阅2. 利用互联网的优越条件提取有关的信息3. 利用所学的专业知识进行整理毕业设计（论文）工作进度计划1. 在2007年2月份开

2、始查找相关资料，开始撰写；2. 在2007年3月中旬交电子初稿,在指导老师指导下做适当的修改；3. 在2007年4月中旬按要求将打印的文本文档与电子稿 起交给指导老师。接受任务日期2007年01月15日要求完成日期2007年04月20 日学牛签名：年月日指导教师签名：年 月日系（分院）主任（院长）签名：年 月日姓名学号性另U专业机电一体化（计辅方向）班级毕业设计（论文） 题目CAM技术的现状发展方向评 阅 意 见成绩指导教师签字年月日姓名学号性另U专业机电一体化（计辅方向）班级毕业设计（论文） 题目CAM技术的现状发展方向答辩时间地点答辩小组成员姓名职称学历从事专业组长成员秘书答 辩 小 组

3、意 见答辩成绩：答辩小组组长签名：年月日目录摘要一. CAM的构成及主要功能二. CAM的发展历程及现状三. CAM的发展平台四. CAM技术的发展趋势五结束语参考文献CAM 技术的现状发展方向摘要： CAM 技术以计算机及周边设备和系统软件为基础，其特点是将人的创造能力和计算 审的高速运算能力、巨大存储能力和逻辑判断能力有审地结合起来 CAM 技术随着 Internet/Intranet 网络和并行高性能计算及事务处理的普及，使奢地、协同、虚拟设计及实时仿真技术在 CAD/ CAM 中得到了广泛应用。CAD/CAM技术的迅猛发展,软件、硬件水平的进一步完善，为机械提供了强有 力的技术支持,为

4、企业的产品设计、制造和生产水平的发展带来了质的飞跃,已经成为现代企业信息 化、集成化、网络化的最优选择。关键词：CAM技术 CAD/CAM 发展趋势 发展平台一：CAM的构成及主要功能目前比较成熟的 CAM 系统主要以两种形式实现 CAM 系统集成：一体化的 CAD/CAM 系统（如：UGII、Euclid、Pro/ENGINEER 等）和相对独立的 CAM 系统。 前者以内部统一的数据格式直接从 CAD 系统获取产品几何模型，而后者主要通过中 性文件从其它 CAD 系统获取产品几何模型。然而，无论是哪种形式的 CAM 系统，都 由五个模块组成，即交互工艺参数输入模块、刀具轨迹生成模块、刀具轨

5、迹编辑模块、 三维加工动态仿真模块和后置处理模块。下面仅就一些著名的 CAD/CAM 系统的 NC 加工方法进行讨论。（1）. CAM 系统只能从 CAD 系统获取产品的低层几何信息，无法自动捕捉产品的 几何形状信息和产品高层的功能和语义信息。因此，整个 CAM 过程必须在经验丰富 的制造工程师的参与下，通过图形交互来完成。 如：制造工程师必须选择加工对象（点、线、面或实体）、约束条件（装夹、干涉和碰撞等）、刀具、加工参数（切削方 向、切深、进给量、进给速度等）。整个系统的自动化程度较低。（2）CAM 系统生成的刀具轨迹中，同样也只包含低层的几何信息（直线和圆弧的 几何定位信息），以及少量的过

6、程控制信息（如进给率、主轴转速、换刀等）。因此， 下游的 CNC 系统既无法获取更高层的设计要求（如公差、表面光洁度等），也无法得 到与生成刀具轨迹有关的加工工艺参数。（3）. CAM 系统各个模块之间的产品数据不统一，各模块相对独立。例如刀具定位 文件只记录刀具轨迹而不记录相应的加工工艺参数，三维动态仿真只记录刀具轨迹的 干涉与碰撞，而不记录与其发生干涉和碰撞的加工对象及相关的加工工艺参数。（4）CAM系统是一个独立的系统CAD系统与CAM系统之间没有统一的产品数据 模型，即使是在一体化的集成CAD/CAM系统中，信息的共享也只是单向的和单一的。 CAM系统不能充分理解和利用CAD系统有关产

7、品的全部信息，尤其是与加工有关的 特征信息，同样CAD系统也无法获取CAM系统产生的加工数据信息。二、CAM技术的发展历程及现状CAM 中的核心技术是数控技术，编制零件加工程序是数控技术应用的重要环节， 靠手工编程无法满足复杂零件数控加工的需求， 50 年代初期，美国开始了数控自动编 程技术-APT语言的研究，形成了早期的CAM系统；如20世纪60年代开发的编程机及 部分编程软件：FANUC、Siemens编程机。目前，CAM技术已经成为CAX （CAD、CAE、 CAM等）体系的重要组成部分，可以直接在CAD系统上建立起来的参数化、全相关的 三维几何模型（实体+曲面）上进行加工编程，生成正确

8、的加工轨迹。典型的CAM系 统有UG、Pro/E、等。其特点是面向局部曲面的加工方式，表现为编程的难易程度与 零件的复杂程度直接相关，而与产品的工艺特征、工艺复杂程度等没有直接相关关系。 50年代初期，美国开始了数控自动编程技术-APT语言的研究，形成了早期的CAM系 统；如20世纪60年代开发的编程机及部分编程软件：FANUC、Siemens编程机。目前，CAM技术已经成为CAX （CAD、CAE、CAM等）体系的重要组成部分，可以直 接在CAD系统上建立起来的参数化、全相关的三维几何模型（实体+曲面）上进行加 工编程，生成正确的加工轨迹。典型的CAM系统有UG、Pro/E、等。其特点是面向

9、局 部曲面的加工方式，表现为编程的难易程度与零件的复杂程度直接相关，而与产品的 工艺特征、工艺复杂程度等没有直接相关关系。CAM系统仅以CAD模型的局部几何特 征为目标对象的基本处理形式，已经成为智能化、自动化水平进一步发展的制约因素。 只有采用面向模型、面向工艺特征的CAM系统，才能够突破CAM自动化、智能化的现 有水平。三：CAD/CAM的发展平台CAD/CAM 开发平台向着更深、更高层次发展，同时不断融入计算机软件新技术， 并呈现出开放化、多元化发展趋势.CAD/CAM平台发展趋势概括如下：(1) 支持多种主流的计算平台，包括 Windows 95&NT，Apple Power Maci

10、ntosh、 最流行的 UNIX 工作站(如 Sun，SGI，DEC Alpha，HP 9000，IBM RS/6000 等).(2) 采用面向对象技术. 对象具有封装性、多态性、继承性，使对象模块化、即 插化，从而提高应用开发和软件维护效率，增强了代码的可重用性和互操作能力，最 终达到改善应用整体质量的目标.(3) 采用软件组件技术与开放式结构. 基于组件的功能可为设计者提供很大程度 的柔性，通过组件技术提供的功能模块，开发者可方便地把它嵌入到应用中，并能够 快速适应前沿技术和扩展核心功能. 目前在软件技术领域有两个重要标准，即 CORBA(Common Object Request Bro

11、ker Architecture) 规范和 IDL(Interface Defination Language)规范.CORBA的目标是要使异构分布环境内的不同应用系统之间能够互操 作，IDL则是一种用来定义组件如何与ORB交换信息的标准语言.(4) 支持混合维造型线框、曲面、实体，在数据结构层采用统一的精确边界 表示，支持流形与非流形拓扑，并在造型功能上做的越来越深入、广泛. 如 PARASOLID 的复杂过渡处理、 ACIS 的可变形曲面、 CAS.CADE 的参数化和特征等功能.(5) 提供更用户化的功能. 传统的 CAD/CAM 平台只提供最基本的几何造型功能， 如基本图形的绘制、基本

12、体素的生成. 当今的平台则提供更上层的功能，如特征造型、 约束造型. 而且在提供造型功能的同时，提供诸如显示、交互、产品数据管理等功能， 即提供了一个集造型、可视化、交互、数据管理为一体的集成化开发环境. 这种集成 开发环境可大大提高开发者的开发效率，更便于以 CAD/CAM 为核心的集成化、一体化 产品的开发.四CAM技术发展趋势CAM技术的发展趋势将体现在以下几方面：(1) 、面向对象、面向工艺特征的结构体系传统 CAM 曲面为目标的体系结构将被改变成面向整体模型(实体)、面向工艺特 征的结构体系。系统将能够按照工艺要求自动识别并提取所有的工艺特征及具有特定 工艺特征的区域，使 CAD/

13、CAM 的集成化、自动化、智能化达到一个新的水平。(2) 、基于知识的智能化系统未来的cam系统不仅可继承并智能化地判断工艺特征，而且具有模型对比、残余 模型分析与判断功能，使刀具路径更优化，效率更高。同时也具有对工件包括夹具的 防过切、防碰撞功能，提高操作的安全性，更符合高速加工的工艺要求，并开放工艺 相关联的工艺库、知识库、材料库和刀具库，使工艺知识积累、学习、运用成为可能。(3) 、提供更方便的工艺管理手段CAM的工艺管理是数控生产中至关重要的一环，未来CAM系统的工艺管理树结 构，为工艺管理及即时修改提供了条件。较领先的CAM系统已经具有CAPP开发环 境或可编辑式工艺模板，可由有经验

14、的工艺人员对产品进行工艺设计，CAM系统可 按工艺规程全自动批次处理。据报道，未来的CAM系统将能自动生成图文并茂的工 艺指导文件，并能以超文本格式进行网络浏览。结束语经过这几十年的发展，我国CAM有了长足的发展,CAM技术已经被广泛应用于 我国企业。我国研制CAM软件的开发水平也逐渐接近国外先进水平。在政府的大力 支持下先后出现了一批先进的CAM示范企业,高校和企业也培养了一大批CAM软件 开发及应用人才。但总的来说，我国目前CAM软件不管是从产品开发水平还是从商品 化、市场化程度都与发达国家有不小的差距。CAM技术水平还处于向高技术集成和 向产业化商品化过渡的时期,研制的软件在可靠性和稳定

15、性方面与国外工业发达国家 的软件尚有一些差距,还没有针对性的软件,使用一般都是通用性软件。但是我们不但 要看清我们的劣势,也要看到我们的优势。与国外软件相比我们的优势是:了解本国市 场,便于提供技术支持,相对价格便宜等。另外,我们有政府的大力支持,各大高校也为 CAM软件的开发培养了大批的人才。在这些前提下，我国CAM产业不仅要紧跟时代 潮流,跟踪国际最新动态,遵守各种国际规范,形成自己独特的优势,更要立足国内,结合 国情，面向国内经济建设的需要，开发出有自己特色，符合中国人习惯的CAM软件。参考文献1. 王定标，郭茶秀主编CAD/CAE/CAM技术与应用北京：机械工业出版社，2003。2. 吴志文主编CAD/CAM技术应用实训哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2005。3. 冯容坦主编，计算机辅助工业设计北京：清华大学出版社2006。4. 王彬主编机械CAD/CAM应用与开发 北京：机械工业出版社，2001。