我国CAM技术应用现状、问题和发展趋势浅析 《机械CAD与CAM》课程论文

《机械CAD与CAM》课程论文学生姓名专业_学号_班级_指导教师成绩_2009 年12 月浅析我国CAM技术应用状况、问题和发展趋势摘要： CAM技术作为一门多学科综合性技术，近几十年来发展迅速，对制造业产生了深远的影响。

本文较全面地介绍了CAM技术在我国的应用状况，通过对比国外先进国家CAM技术的应用现状、技术特点和发展趋势，分析指出我国CAM技术应用推广中存在的问题，并对其发展方向提出建议。

关键词：CAM、应用、现状、问题、趋势、分析ABSTRACT: The CAM technology has been multidisciplinary one comprehensiveness technology , development in recent almost several tens years has been prompt , has produced far-reaching influence to manufacturing industry. The main body of a book have a serious trial with the situation having introduced that the CAM technology is in application of our country all round, analysis points out middle have problem of our country CAM technology application extension, and direction brings forward suggestion to it's development by the fact that advanced country CAM technology application current situation , technology characteristic compose in reply a developing trend contrast abroad. KEYWORDS: CAM,Application,Current situation,Problem,Trend,Analysis1 引言CAM技术，即计算机辅助制造技术，是指借助计算机来完成从生产准备到产品制造出来的过程中的各项活动，如计算机辅助数控加工编程、制造过程控制、质量检测与分析等。

CAM是CAD/CAPP/CAM集成系统中重要的组成部分，涉及到许多学科领域, 如计算机科学与工程、计算数学、机诫设计、人机工程、电子技术及其他很多工程技术。

经过四十余年的发展,CAM 技术在机械制造、航空航天等技术领域起到了相当重要的作用。

2 CAM技术发展历程简介CAM技术发展的两个主要阶段。

第一代是APT阶段，20 世纪60 年代在专业系统上开发的编程机及部分编程软件如:FANOC、Semems 编程机,系统结构为专机形式,基本处理方式是人工或辅助式直接计算数控刀路,编程目标与对象也都是直接是数控刀路。

但其存在功能差、操作困难、专机专用等缺陷。

第二代是曲面CAM系统阶段，其系统结构一般是CAD/ CAM 混合系统,较好的利用了CAD 模型,以几何信息作为最终的结果,自动生成加工刀路。

自动化、智能化程度得到了大幅度提高,具有代表性的是UG、DUCT、Cimatron、MarsterCAM 等。

基本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。

3 我国CAM技术应用的现状我国CAM技术的研究工作起步于60年代末, 可以说与工业发达国家基本同步。

“六五”期间, 个别大型企业和设计部门成套引进了CAM系统, 并在此基础上开发和应用。

但国内CAM技术的应用不是很普遍, 原因是许多国有企业效益不佳, 没有经济实力购买数控设备或软件, 而大多数乡镇企业缺少像国企那样的技术队伍, 使CAM技术得不到推广应用。

当前, 我国使用CAM技术最多的仍然是国家扶持的航空航天工业、造船业、大型民用企业和科研院所。

4 我国CAM技术应用过程中存在的问题由于我国的体制、经济模式、以及CAM技术的研究起步较晚、经验不足等原因, 使软件技术发展受到了一定的影响。

目前存在的主要间题有：4.1 发展模式的制约现代计算机应用技术的发展, 使产品更新换代周期不断缩短。

而在我国, 这种快速反应能力和应变能力却很差, 加上行业内部存在的宏观失控和短期行为, 较大地影响了计算机应用技术的发展, 使得软件产品的性能、质量、品种, 以及推广应用等都大大落后于世界水平。

另外企业和商品经济发展的“大而全”、“小而全”、“自成系统”的自然经济特征,也制约了软件技术的正常发展。

绝大多计算机应用项目从立项、投资、开发到应用都是封闭型的。

这样做, 势必保护了一些本来可以由社会分工来取代的落后环节, 削弱了企业与社会的商品联系, 反过来也使开发的软件产品难以大面积推广应用, 阻碍了应用软件的商品不七进程。

同时各企业、部门之间的软件开发重复现象也较为严重, 使本来就有限的软件开发人员和资金更加不足。

4.2 软件开发人员力量分散我国的CAM软件开发人员主要分布于各行各业的应用部门和高等院校。

在应用部门工作的软件技术人员, 包括各企业、各部门的计算中心、信息中心、计算站等, 其主要任务是使用计算机宋参与本单位的管理、科研和生产等活动, 但在多数单位表现出技术月良务的性质, 处于配角地位。

并且他们大多数只是在各自单位的使用范围内参与软件技术工作, 主要是为了满足本单位生产、管理的需求。

加上各行业、企业之间的应用软件的使用环境差别, 开发出的大多数软件难以作为商品软件进入市场。

在高等院校工作的软件开发人员, 由于各种信息比较多, 思想活跃, 了解国内外CAM技术的发展动态, 在理论水平和软件开发经验上都占有优势。

但由于设备、资金、人员编制和政策上的限制, 多数人员只能作为软件需求者或计算机公司“雇佣”的廉价劳力的身份进行开发工作, 这样大大限制了技术水平的发挥, 处于非常被动的地位。

再加上缺乏有力的软件开发法律保护虽已颁布了“计算机软件保护条例” , 但未能得到很好地落实, 开发者的成果和应有的权益没有得到很好的保护, 这在一定程度上也挫伤了广大软件开发人员的工作积极性, 影响了工作的正常开展。

4.3 CAM系统开发过程中存在认识误区这些错误认识主要表现在以下两个方面：4.3.1 缺乏重微机软件思想一些购买微机的企业, 只重硬件不重视软件, 常选择使用盗版图形软件的办法。

由于得不到很好的技术培训, 常导致CAM工作停滞不前。

因为软件是一种特殊的产品,它的使用需要相当技能, 如能得到软件公司或代理商的技术援助, 常取得事半功倍的效果。

4.3.2 CAM未能与CAD数据共享一些CAD 工作开展得好的企业, 已在微机上实现了二维绘图工作,在工作站上实现了三维造型工作, 也在工艺自动生成和数控加工的计算机控制方面作了许多工作。

但这些工作是分别在不同的软件上, 由不同部门分别实施, 未能进行有效的二次开发, 未能使其数据共享, 集成为一个整体。

4.4 引进国外CAM系统时存在问题目前, 国内实际应用的CAM系统, 一类是国内自主版权的CAM系统, 另一类是国外商品化的CAM系统。

由于国外的CAM系统功能齐全、性能优良, 并完成了商品化及工程化要求,所以在国内占得了很大市场分额。

从对引进CAM系统的使用情况看, 大多企业没有充分利用起来, 并没有发挥出应有的效益。

问题表现在以下方面：4.4.2 国外的CAM软件没有全方位汉化和进行二次开发现在从事设计的工作人员中, 一部分年龄较大的设计人员, 他们具有丰富的设计经验, 但由于各种原因,他们的外语水平较低, 让他们很快掌握CAM软件的使用存在很大的难度。

另一部分年轻的设计人员, 他们外语基础较好, 但经验欠佳。

再加上设计之后的加工很多还靠图纸来加工, 加工人员的外语水平也是一个现实问题, 故汉字标准亦是一大问题。

因此, 从我国使用的实际情况出发, 引进CAM系统之后, 必须做到从菜单、提示、错误信息到标注的全方位汉化二次开发。

4.4.3 CAM应用中缺乏管理的系统化随着CAM新技术的应用, 设计管理过程和方式也必须随之而变, 这些管理包括设计过程管理, 设计人员管理、设计图纸的管理。

因此, 引进系统之后必须进行管理方面的二次开发。

管理系统化有利于保证设计质量, 有利于设计过程并行工程实施, 有利于产品更新换代。

从而达到提高设计质量和效率的目的。

4.4.4 缺乏人员培训与人才培养CAM 是现代科技的产物, 这对一些老设计人员来说, 肯定存在一个适应的问题。

要想使软件发挥最大的作用, 这就必须对有关使用者进行专业培训, 否则可能设计效率提高不理想, 严重者可能效率下降。

人才培训则是另一个关键, 系统的维护以及CAM软件的二次开发需要既懂计算机知识又有相关专业水平的人员来完成。

企业如果没有这样的得力人才, CAD/CAM软件只是一个“电子图板”, 其使用效率也会大打折扣。

5CAM技术发展趋势及我国CAM技术发展建议5.1 制造业新技术对CAM提出新要求众所周知,近年来制造业新技术的最大热点是高速加工技术,该技术在简化生产工艺与工序、减少后续处理工作量、提高加工效率、提高表面质量等几个方面能极大地提高产品质量、缩短生产周期,已经得到广泛的认可及应用,其对CAM也提出了新的特殊要求,主要分析如下:5.1.1 安全性要求高速加工采用小切削度、小切削量、高进给速度,特征加工的一般切削速度( F 值) 为传统加工的10 倍以上( F 可达到2000～8000mm/ min) ,在高速进给条件下,一旦发生过切、几何干涉等,后果相当严重,故安全性要求是第一位的。

传统的CAM系统靠人工或半自动防过切处理方式,没有从根本上杜绝过切现象的发生,所以无法满足高速加工安全性的基本要求。

5.1.2 工艺性要求高速加工要求刀路的平稳,避免刀路轨迹的尖角(刀路突然转向) 、尽量避免空刀切削、减少切入/ 切出等,故要求CAM系统具有基于残余模型的智能化分析处理功能、刀路光顺化处理功能、符合高速加工工艺的优化处理功能及进给量( F 值) 优化处理功能(切削优化处理) 等。

为适应高速加工设备的高档数控系统,CAM应支持最新的NURBS 编程技术。

5.1.3高效率要求高效率体现在两个方面:(a) 编程的高效率———高速加工的工艺性要求比传统数控加工高了很多,刀路长度是传统加工的上百倍,一般编程时间远大于加工时间,故编程效率已成为影响总体效率的关健因素之一。