任務一 了解CAD/CAM技術與主要軟件

CAD/CAM全稱為Computer Aided Design/Computer Aided Manufacture，即計算機輔助設計/計算機輔助制造，是以信息技術為主要技術手段來進行產品設計和制造活動的技術，也是世界上發展最快的技術之一。這種技術是現代化制造業與信息化結合的典型技術手段，促進了生產力的發展，加快了生產模式的轉變，影響了市場的發展，應用領域廣泛，本書僅就其在制造業中的應用做介紹。

1．CAD/CAM技術介紹

CAD技術的內涵隨著計算機和相關行業的發展而不斷延伸。各個歷史時期關于CAD技術的一些描述和定義為：“CAD是一種技術，其中人與計算機結合為一個問題求解組，緊密配合，發揮各自所長，從而使其工作優于每一方，并為應用多學科方法的綜合性協作提供了可能”[1972年10月國際信息處理聯合會（IFIP）在荷蘭召開的“關于CAD原理的工作會議”]；“CAD是一個系統的概念，包括計算、圖形、信息自動交換、分析和文件處理等方面的內容”（20世紀80年代初，第二屆國際CAD會議）；“CAD不僅是一種設計手段，更是一種新的設計方法和思維”（1984年國際設計及綜合討論會）。

目前較普遍的觀點認為：CAD是指工程技術人員以計算機為工具，運用自身的知識和經驗，對產品或工程進行方案構思、總體設計、工程分析、圖形編輯和技術文檔整理等設計活動的總稱，是一門多學科綜合應用的新技術。

CAM技術到目前為止尚無統一的定義，在本書中的CAM指的是數控程序的編制，包括刀具路線的規劃、刀位文件的生成、刀具軌跡仿真以及后置處理和NC代碼生成等。

CAD/CAM集成技術的關鍵是CAD、CAPP、CAM、CAE各系統之間的信息自動交換與共享。集成化的CAD/CAM系統借助于工程數據庫技術、網絡通信技術以及標準格式的產品數據接口技術，把分散于不同機型的各個CAD、CAPP、CAM子系統高效、快捷地集成起來，實現軟、硬件資源共享，保證整個系統內信息的流動暢通無阻。

隨著信息技術、網絡技術的不斷發展和市場全球化進程的加快，出現了以信息集成為基礎的更大范圍的集成技術，如將企業內經營管理信息、工程設計信息、加工制造信息、產品質量信息等融為一體的計算機集成制造系統（Computer Integrated Manufacturing System，CIMS）。而CAD/CAM集成技術是計算機集成制造系統、并行工程、敏捷制造等先進制造系統中的一項核心技術。

2．常見CAD/CAM軟件介紹

Pro/Engineer是美國PTC（Parametric Technology Corporation）公司的著名產品，如圖1-1所示。PTC公司提出的單一數據庫、參數化、基于特征、全相關的概念，改變了機械設計的傳統觀念，這種全新的觀念已成為當今機械設計自動化領域的新標準。基于該觀念開發的Pro/Engineer軟件能將設計至生產全過程集成到一起，讓所有的用戶能夠同時進行同一產品的設計制造工作，實現并行工程。Pro/Engineer包括70多個專用功能模塊，如特征建模、有限元分析、裝配建模、曲面建模、產品數據管理等，具有較完整的數據交換轉換器。本書主要講解Pro/Engineer軟件的最新版本野火5.0（即Pro/Engineer Wildfire 5.0）的使用方法。

UG是美國UGS（Unigraphics Solutions）公司的旗艦產品，如圖1-2所示。UGS公司首次突破傳統CAD/CAM模式，為用戶提供一個全面的產品建模系統。UG采用將參數化和變量化技術與實體、線框和表面功能融為一體的復合建模技術，其主要優勢是三維曲面、實體建模和數控編程功能，具有較強的數據庫管理和有限元分析前后處理功能，以及界面良好的用戶開發工具。UG匯集了美國航空航天業及汽車業的專業經驗，現已成為世界一流的集成化機械CAD/CAM/CAE軟件，并被眾多公司選做計算機輔助設計、制造和分析的標準。

Cimatron是以色列Cimatron公司的產品，如圖1-3所示。Cimatron在中國的子公司是思美創（北京）科技有限公司。多年來，在世界范圍內，從小的模具制造工廠到大公司的制造部門，Cimatron的CAD/CAM解決方案已成為企業裝備中不可或缺的工具，Cimatron為客戶提供了處理復雜零件和復雜制造循環的能力。

MasterCAM是美國CNC Software公司開發的CAD/CAM軟件，如圖1-4所示。它集二維繪圖、三維實體造型、曲面設計、體素拼合、數控編程、刀具路徑模擬及真實感模擬等功能于一身。它具有方便直觀的幾何造型，提供了設計零件外形所需的理想環境，其強大穩定的造型功能可設計出復雜的曲線、曲面零件。MasterCAM軟件已廣泛應用于機械工業、航空航天工業、汽車工業等，尤其在各種各樣的模具制造中發揮了重要的作用。

【技巧提示】

常用的CAD/CAM軟件種類很多，每種軟件都有其強項，可以多了解幾種相關的軟件，相互結合以發揮各種軟件的長處。