-3-計算機(jī)輔助設(shè)計與制造技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用研究目錄TOC\o"1-5"\h\z\u191211．前言 1171272．計算機(jī)輔助設(shè)計與制造技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀與短板 1137202.1計算機(jī)輔助設(shè)計與制造技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀 1217542.2計算機(jī)輔助設(shè)計與制造技術(shù)存在的短板與對策 2133492.3計算機(jī)輔助設(shè)計與制造技術(shù)的發(fā)展趨勢 3132183．結(jié)論 480314．參考文獻(xiàn) 5摘要:CAD是一項重要的共性技術(shù)，它的廣泛應(yīng)用將推動人們的思想、工作方式和生產(chǎn)方式發(fā)生變化，從而對全球的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生巨大的沖擊。本文對CAD技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用進(jìn)行了探討，認(rèn)為我國CAD技術(shù)在國內(nèi)的發(fā)展和應(yīng)用與國外尚有一定差距，但我們認(rèn)為，隨著我國知識產(chǎn)權(quán)意識的提高和改革的深化，CAD軟件將會得到進(jìn)一步的發(fā)展。同時，也會有更大的市場。關(guān)鍵詞:計算機(jī)；輔助設(shè)計；應(yīng)用1．前言計算機(jī)輔助設(shè)計和制造技術(shù)指的是利用計算機(jī)系統(tǒng)輔助完成工程設(shè)計的繪圖、修改、分析以及檢驗的過程。這個概念起源于70年代，最早出現(xiàn)在機(jī)械、電子等領(lǐng)域。由于32位高端微型機(jī)的出現(xiàn)，以及高清晰度的大屏幕顯示等硬件設(shè)備的出現(xiàn)，CAD技術(shù)開始普及和推廣，隨之出現(xiàn)的還有CAM、CAI等新技術(shù)。這些技術(shù)已經(jīng)得到了人們的廣泛關(guān)注，大量的實際應(yīng)用系統(tǒng)被開發(fā)出來，在實際應(yīng)用中可以減少人們的勞動強(qiáng)度，從而大大的提高了人們的工作效率。CAD技術(shù)引進(jìn)土木工程，目前已用于規(guī)劃設(shè)計、施工管理等方面，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益。CAD技術(shù)已經(jīng)成為縮短生產(chǎn)周期，降低成本，提高工程和產(chǎn)品質(zhì)量的一種重要方法。隨著計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，CAD正朝著標(biāo)準(zhǔn)化、集成化、智能化的方向發(fā)展，從而更好的為設(shè)計提供更好的服務(wù)。2．計算機(jī)輔助設(shè)計與制造技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀與短板2.1計算機(jī)輔助設(shè)計與制造技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀CAM技術(shù)在CAD/CAM領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，同時也伴隨著互聯(lián)網(wǎng)的普及，以及并行的高性能計算與交易處理、奢侈品、協(xié)作、虛擬設(shè)計、實時模擬等技術(shù)的普及。計算機(jī)輔助設(shè)計技術(shù)的發(fā)展歷程及現(xiàn)狀：計算機(jī)輔助設(shè)計在上個世紀(jì)五十年代初期處于起步階段，而被動圖形設(shè)計是當(dāng)前計算機(jī)輔助設(shè)計的主要特征。20世紀(jì)六十年代，計算機(jī)輔助設(shè)計技術(shù)得到了迅猛的發(fā)展，并進(jìn)入了實用的階段。最后，本文從計算機(jī)圖形學(xué)、交互式技術(shù)、層次化存儲符號數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等方面對計算機(jī)輔助設(shè)計技術(shù)進(jìn)行了研究。二十世紀(jì)七十年代，計算機(jī)輔助設(shè)計技術(shù)得到了普遍應(yīng)用。1970年，第一批計算機(jī)輔助設(shè)計公司系統(tǒng)被蘋果公司引進(jìn)。二十世紀(jì)八十年代，計算機(jī)輔助設(shè)計技術(shù)發(fā)展迅速。這一時期的技術(shù)特征是CAD技術(shù)由大中型企業(yè)向小規(guī)模企業(yè)的擴(kuò)展。從發(fā)達(dá)國家向發(fā)展中國家延伸；從產(chǎn)品設(shè)計的應(yīng)用到開發(fā)的工程設(shè)計與應(yīng)用。黨衛(wèi)隊的圖案。計算機(jī)輔助設(shè)計技術(shù)進(jìn)入了開放、標(biāo)準(zhǔn)化、集成、智能化的發(fā)展時期。CAD技術(shù)在此階段已呈現(xiàn)出很好的開放性，其圖形接口和功能也日趨規(guī)范化，CAD體系結(jié)構(gòu)分為基礎(chǔ)層、支撐層和應(yīng)用層，底層由計算機(jī)、外圍設(shè)備和系統(tǒng)軟件三部分構(gòu)成。隨著計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的日益普及，虛擬協(xié)作CAD將是CAD技術(shù)發(fā)展的一個重要方向。應(yīng)用層具有獨立的CAD軟件，能夠為不同的應(yīng)用程序提供相應(yīng)的CAD工作。計算機(jī)輔助制造技術(shù)的發(fā)展歷程與現(xiàn)狀：凸輪是CNC的關(guān)鍵技術(shù)，而編制零件的加工程序又是CNC技術(shù)中的一項關(guān)鍵技術(shù)，手工編程已不能滿足復(fù)雜的數(shù)控加工要求，美國伯爵于50年代開展了NC自動化技術(shù)的研究，適當(dāng)?shù)恼Z言也就是CAM系統(tǒng)的雛形。比如，1960年代的程序計算機(jī)和一些程序程序的發(fā)展：FANUC，西門子程序設(shè)計機(jī)。CAM技術(shù)是當(dāng)前計算機(jī)輔助設(shè)計中的一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)，它可以建立參數(shù)化的、完全相關(guān)的三維幾何模型+曲面程序，以及精確的軌道。傳統(tǒng)計算機(jī)輔助設(shè)計方法包括：UG、Pro/E、CimaTRON、MISCAM等，其特點是局部加工，程序設(shè)計難度與零件的復(fù)雜程度直接相關(guān)，而與工藝特性無關(guān)。2.2計算機(jī)輔助設(shè)計與制造技術(shù)存在的短板與對策從目前已經(jīng)進(jìn)行智能制造的公司來看，研發(fā)設(shè)計、運營、銷售、售后服務(wù)等各環(huán)節(jié)的信息化程度比較高，普遍采用數(shù)字化研發(fā)設(shè)計、網(wǎng)絡(luò)化經(jīng)營銷售和在線化的遠(yuǎn)程服務(wù)，數(shù)字化研發(fā)設(shè)計工具普及率、電子商務(wù)普及率和在線監(jiān)測普及率普遍較高，新服務(wù)、新模式和新業(yè)態(tài)創(chuàng)新較為活躍。相對于研發(fā)、設(shè)計、運營和銷售，制造環(huán)節(jié)的智能化是當(dāng)前大部分企業(yè)發(fā)展智能制造的一個薄弱環(huán)節(jié)，大部分企業(yè)的關(guān)鍵工藝控制率都比較低，并且由于工業(yè)傳感器、工業(yè)軟件等技術(shù)短板，制造環(huán)節(jié)數(shù)字化、軟件化、網(wǎng)絡(luò)化和推進(jìn)相對緩慢。工業(yè)軟件是對工業(yè)技術(shù)過程進(jìn)行數(shù)據(jù)化加密、程序化定義和軟件包裝的一種，它是推動兩化融合、發(fā)展智能制造、制造方式轉(zhuǎn)型、創(chuàng)新的先決條件，是制造業(yè)先進(jìn)生產(chǎn)力發(fā)展的必然趨勢。發(fā)展產(chǎn)業(yè)軟件，是實現(xiàn)制造業(yè)大國的必要條件。但是，在工業(yè)生產(chǎn)中，關(guān)鍵的核心技術(shù)都被國外公司壟斷了，比如工業(yè)輔助設(shè)計、工業(yè)過程控制、模擬測試等。由于生產(chǎn)企業(yè)長期依賴國外的工業(yè)軟件，生產(chǎn)過程中的關(guān)鍵工藝和技術(shù)資料也沒有經(jīng)過長時間的研究和研究，導(dǎo)致了制造業(yè)的技術(shù)空白。我國的飛機(jī)、船舶、冶金、化工、生物醫(yī)藥、電子信息等行業(yè)，一直以來都是使用外國的工業(yè)軟件，但他們對這些產(chǎn)品的設(shè)計原理并不了解，同時也缺少對工藝研究數(shù)據(jù)的長期積累，從而造成了巨大的差距。如果我們的產(chǎn)業(yè)一直依靠外國的工業(yè)軟件，那么我們的生產(chǎn)水平將永遠(yuǎn)無法超過國外的水平。其中，關(guān)鍵的工業(yè)輔助設(shè)計、工業(yè)流程控制、模擬測試等軟件均為國外公司所開發(fā)。由于長期以來對國外工業(yè)軟件的依賴性較強(qiáng)，生產(chǎn)過程中的關(guān)鍵工藝和技術(shù)資料也缺少長期的研究積累，導(dǎo)致了生產(chǎn)技術(shù)的“空洞”。長期以來，我國的飛機(jī)、船舶、冶金等制造行業(yè)，都是使用外國的工業(yè)軟件，但對其設(shè)計的原理和原理，并不了解，長期積累的數(shù)據(jù)，在很大程度上造成了巨大的差距。如果我們的產(chǎn)業(yè)一直依靠外國的工業(yè)軟件，那么我們的生產(chǎn)水平就永遠(yuǎn)無法超過國外的水平。鼓勵發(fā)展和推廣國產(chǎn)工業(yè)軟件，設(shè)立工業(yè)軟件投資基金，支持工業(yè)軟件行業(yè)的發(fā)展。支持軟件行業(yè)的發(fā)展，支持軟件行業(yè)的財稅、投融資、知識產(chǎn)權(quán)等方面的扶持。以制造行業(yè)的領(lǐng)軍企業(yè)為中心，建立產(chǎn)業(yè)軟件產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)，加快產(chǎn)業(yè)軟件產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的制訂，推動制造業(yè)軟件一體化應(yīng)用，進(jìn)一步加大各類專項資金支持工業(yè)軟件基礎(chǔ)研發(fā)、產(chǎn)業(yè)化、推廣應(yīng)用的扶持力度。2.3計算機(jī)輔助設(shè)計與制造技術(shù)的發(fā)展趨勢CAD軟件應(yīng)當(dāng)與不同的平臺進(jìn)行整合。CAD系統(tǒng)支持異質(zhì)、跨平臺的環(huán)境問題，必須依賴于標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)。當(dāng)前，隨著CAD技術(shù)的不斷完善，標(biāo)準(zhǔn)零件庫與標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)計方法也逐漸成為CAD系統(tǒng)的一個主要內(nèi)容，并且確立了一個合理的應(yīng)用方向。在人類的創(chuàng)造活動中，設(shè)計是一項重要的工作。智能CAD是CAD發(fā)展的一個必然趨勢。在人類的認(rèn)知與思考模式上，目前的人工智能技術(shù)明顯無法模擬人的思想。所以，智能CAD不僅僅是將目前的智能技術(shù)和CAD技術(shù)相結(jié)合，更是對人的設(shè)計思維方式進(jìn)行了深入的探索。最后，運用計算機(jī)技術(shù)對其進(jìn)行模擬和表示，最終實現(xiàn)了一套高效的CAD系統(tǒng)。這是一種新的理論與方法。CAD技術(shù)的發(fā)展將深刻地影響到信息技術(shù)的發(fā)展。CAM技術(shù)的發(fā)展方向如下：面向?qū)ο蟮倪^程導(dǎo)向系統(tǒng)；傳統(tǒng)CAM模型的對象架構(gòu)將會被轉(zhuǎn)化為一個整體的模塊型（實體）和面向流程的架構(gòu)。本系統(tǒng)能夠自動地對各工序的特征和區(qū)域進(jìn)行自動識別和提取，使CAD/CAM的集成、自動化、智能化達(dá)到一個新的高度?；谥R的智能系統(tǒng)，未來的CAM系統(tǒng)不但能夠繼承和智能地判斷過程特征、比較和剩余錯誤模式，而且能夠?qū)崿F(xiàn)對刀具路徑的優(yōu)化。同時，該系統(tǒng)還具有過多的工件庫和沖突功能，包括夾具、提高操作安全性、更高的速度處理技術(shù)，以及相關(guān)的流程庫、知識庫、材料庫、OL圖書館等。可以累積、學(xué)習(xí)、運用知識。該技術(shù)有望應(yīng)用于CAM系統(tǒng)，實現(xiàn)與CAD相關(guān)的功能，如尺寸相關(guān)性、參數(shù)化設(shè)計等。目前，DelCAM以PowerMILL和WONKC為代表，應(yīng)用了面向流程的特點。該系統(tǒng)利用了凸輪的加工特性，實現(xiàn)了凸輪的自動編程。在模型改變后，通過對原工藝線的重新計算，可以對凸輪進(jìn)行修正。該程序可以通過計算流程的自動化特征、流程區(qū)域的自動檢測與處理來完成?，F(xiàn)公司的產(chǎn)品已經(jīng)在北美和歐洲等發(fā)達(dá)國家進(jìn)入了模具領(lǐng)域。CAM系統(tǒng)的專業(yè)化、智能化和自動化水平的不斷發(fā)展，必然會帶來計算機(jī)輔助程序的發(fā)展，從而徹底改變CAM的編制與處理人員和領(lǐng)域的分離。為過程管理提供更加方便的方式；在數(shù)控加工中，凸輪工藝是一項非常關(guān)鍵的工作。在將來，CAM系統(tǒng)中的過程管理樹可以為生產(chǎn)過程的管理創(chuàng)造條件，并且可以馬上進(jìn)行更改。先進(jìn)的CAM系統(tǒng)有CAPP的開發(fā)環(huán)境，也有可編輯的過程模板。該工藝可以由熟練的技師進(jìn)行。CAM系統(tǒng)可以按照工藝規(guī)格進(jìn)行批量加工。有報導(dǎo)說，將來CAM系統(tǒng)會自動產(chǎn)生超文本格式的網(wǎng)頁瀏覽和圖表指南文件。3．結(jié)論CAD是推動科技成果轉(zhuǎn)化、推動傳統(tǒng)工業(yè)部件升級、實現(xiàn)設(shè)計現(xiàn)代化、提高企業(yè)和產(chǎn)品在市場上的競爭能力、加快國家和國家的現(xiàn)代化進(jìn)程的關(guān)鍵高技術(shù)；同時，它還為進(jìn)一步發(fā)展CIMS奠定了堅實的技術(shù)基礎(chǔ)。CAD技術(shù)主要包括三維工程繪圖，三維幾河設(shè)計，有限元分析等。計算機(jī)輔助設(shè)計技術(shù)的應(yīng)用，極大地改變了產(chǎn)品和工程設(shè)計、制造的工作內(nèi)容和方法，使其在工業(yè)發(fā)達(dá)國家保持競爭優(yōu)勢，開拓市場。美國工程科學(xué)院在90年代把CAD技術(shù)列為十大工程技術(shù)中的佼佼者。經(jīng)過三十多年的發(fā)展，計算機(jī)輔助設(shè)計技術(shù)日趨成熟，應(yīng)用范圍越來越廣，對世界高科技工業(yè)和新產(chǎn)品的更新起到了很大的推動作用。CAD技術(shù)在機(jī)械制造、建筑、航天等各行各業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用，它的應(yīng)用范圍和深度還有待進(jìn)一步擴(kuò)大。4．參考文獻(xiàn)[1]郭馨蔚,趙洪巖,程博群,等.耐氟變形鏈球菌對計算機(jī)輔助設(shè)計與制造陶瓷與牙體組織粘接的影響[J].口腔醫(yī)學(xué)研究,2019,35(8):5.[2]于源,于洪杰,汪曉男,等.計算機(jī)輔助設(shè)計與制造多情境