一、CAD/CAM技术的应用范围

CAD/CAM（计算机辅助设计及制造）技术起源于20世纪50年代后期的发达国家航空和军事工业。随着计算机技术的发展，CAD/CAM迅速成长为一个集计算机图形学、数据库、网络通讯等技术的综合性高新技术领域。它是先进制造技术的核心部分，能够提升设计水平，缩短产品开发周期，增强行业竞争力。

CAD技术早期仅限于计算机辅助绘图，但随着技术进步，CAD已经从三维平面绘图发展到了三维产品建模，产生了三维线框造型、曲面造型和实体造型等技术。目前，参数化和变量化设计思想以及特征造型代表了CAD技术的发展方向。

近五十年的发展使得CAD/CAM技术取得了显著进步。现代集成制造系统（CIMS）通过集成企业中与制造相关的各种技术，提高了企业的市场竞争能力。CIMS是工业自动化的发展趋势，而CAD/CAM系统作为CIMS的核心技术，支持并实现了产品设计、分析、工艺规划、数控编程等一系列生产活动的自动化处理。

随着计算机和数控技术的快速发展，CAD/CAM技术逐渐进入实用化阶段，广泛应用于航空航天、汽车、机械、模具制造、家电、玩具等行业。特别是CNC数控机床的广泛使用，使得CAD/CAM技术成为企业实现高度自动化设计及加工的有效手段之一。

二、CAD/CAM软件系统的特点

CAD/CAM软件系统具有以下几个特点：

1. 操作使用的方便性：优秀的软件应便于学习使用，操作简便实用，通常包含学习模块和即时帮助系统。

2. 软件的集成化程度：完整的CAD/CAM软件系统由多个功能模块组成，如三维绘图、图形编辑、曲面造型、数控加工、有限元分析、仿真模拟、动态显示等，以工程数据库为基础进行统一管理。

3. CAD功能：CAD软件系统能设计制作出既满足设计使用要求又适合CAM加工的零件模型。优秀的CAD系统是一个高效的设计工具，应具有参数化设计功能，三维实体模型与二维工程图形应能相互转化并关联。

4. CAM功能：CAM功能提供一种交互式编程并产生加工轨迹的方法，包括加工规划、刀具设定、工艺参数设置等内容。

5. 后处理程序及数控码输出：一般的CAD/CAM系统使用后处理程序提供用户化的数控码输出，使用户能够灵活地使用不同的数控装置。

常见的CAD/CAM软件有美国UGS公司的CAD/CAE/CAM一体化软件NX、二维绘图软件AutoCAD、美国参数技术公司(PTC)开发的CAD/CAM软件Pro/ENGINEER、应用广泛的中低档CAD/CAM软件MasterCAM等。

三、数控编程技术

数控编程是CAD/CAM系统中最能明显发挥效益的环节之一，它在实现设计加工自动化、提高加工精度和加工质量、缩短产品研制周期等方面发挥着重要作用。数控编程是从零件图纸到获得数控加工程序的全过程，主要任务是计算加工走刀中的刀位点。

数控编程的核心工作是生成刀具轨迹，然后将其离散成刀位点，经后置处理产生数控加工程序。这包括基于点、线、面和体的NC刀轨生成方法及基于特征的NC刀轨生成方法。

四、CAD/CAM及CNC系统之间的联系

目前成熟的CAM系统主要以两种形式实现CAD/CAM系统集成：一体化的CAD/CAM系统和相对独立的CAM系统如MasterCAM、SurfCAM等。无论哪种形式的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、刀具轨迹编辑模块、三维加工动态仿真模块和后置处理模块。

然而，无论是哪种形式的CAM系统，存在一些问题：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；在CAM系统生成的刀具轨迹中，同样也只包含低层的几何信息以及少量的过程控制信息；CAM系统各个模块之间的产品数据不统一，各模块相对独立；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。

五、CAD/CAM技术的发展前景

从CAD技术的发展来看，未来的趋势将是与计算机模拟和工业设计技术的结合。随着计算机网络化的发展，可用计算资源的丰富，计算机模拟在设计中的地位日益重要。CAD技术正向着开放、集成、智能和标准化的方向发展。

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文章来源：天狐定制

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