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CAD與CAM的發(fā)展史
CAD和CAM(計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造)技術(shù)是以計(jì)算機(jī)、外圍設(shè)備及其系統(tǒng)軟件為基礎(chǔ)，包括二維繪圖設(shè)計(jì)、二維幾何造型設(shè)計(jì)、有限元分析及優(yōu)化設(shè)計(jì)、數(shù)控加工編程、仿真模擬及產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理等內(nèi)容。隨著網(wǎng)絡(luò)和并行工程、高性能計(jì)算及事務(wù)處理的普及，異地、協(xié)同、虛擬設(shè)計(jì)與制造及實(shí)時(shí)仿真也日益得到廣泛應(yīng)用。
CAD和CAM技術(shù)的發(fā)展先后走過(guò)了大型機(jī)、小型機(jī)、工作站、微機(jī)時(shí)代,每個(gè)時(shí)代都有當(dāng)時(shí)流行的CAD和CAM軟件。現(xiàn)在微機(jī)平臺(tái)的CAD和CAM軟件占據(jù)著主導(dǎo)地位,國(guó)內(nèi)外有一大批優(yōu)秀的CAD和CAM軟件。CAD和CAM技術(shù)應(yīng)用范圍非常廣泛,從最初的機(jī)械制造的廣泛應(yīng)用,到現(xiàn)在建筑、電子、化工等領(lǐng)域也開(kāi)始大量使用。隨著CAD和CAM技術(shù)在國(guó)內(nèi)不斷的研發(fā)和應(yīng)用,CAD和CAM技術(shù)對(duì)我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)起重要的作用。
國(guó)外發(fā)展歷程
早在20 世紀(jì) 50 年代，CAD和CAM技術(shù)就開(kāi)始進(jìn)入到準(zhǔn)備和醞釀的階段， 1949年，Parsons公司與美國(guó)MIT伺服機(jī)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室合作開(kāi)始數(shù)控機(jī)床的研制工作。數(shù)控機(jī)床的開(kāi)發(fā)從自動(dòng)變成語(yǔ)言的研究起步。1950年，美國(guó)麻省理工學(xué)院研制出“旋風(fēng) I號(hào)”類(lèi)似于示波器的圖形設(shè)備，可以顯示一些簡(jiǎn)單圖形。1952年，MIT的伺服實(shí)驗(yàn)室研制成功世界上第一臺(tái)三坐標(biāo)數(shù)控銑，首次實(shí)現(xiàn)了數(shù)控加工。1953年，MIT推
出APT，并在電子計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)編程。1958年美國(guó)Keany & Trecker 公司在世界上首次研制成功自動(dòng)刀具交換裝置的數(shù)控機(jī)床，美國(guó) Calcomp公司研制出滾筒式繪圖儀，Gerber公司研制出平板繪圖儀。這些設(shè)備的研制成功，為 CAD和CAM技術(shù)的發(fā)展奠定了物質(zhì)基礎(chǔ)。
之后的 60 年代是CAD和CAM技術(shù)的初步應(yīng)用階段。世界上最早的CAD系統(tǒng)是由美國(guó)麻省理工學(xué)院于1962年推出“SKETCHPAD”計(jì)算機(jī)圖示設(shè)計(jì)系統(tǒng), 1963年在美國(guó)計(jì)算機(jī)聯(lián)合會(huì)上，美國(guó)MIT機(jī)械工程系的孔斯提交了“計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)的要求提綱”的論文，首次提出了CAD概念。1965年，美國(guó)洛克希德飛機(jī)制造公司在 IBM公司的支持下推出全球第一套基于大型機(jī)的商品化CAD和CAM系統(tǒng)。與此同時(shí)，數(shù)字化制造技術(shù)也取得進(jìn)展。1962年，人們?cè)跀?shù)控機(jī)床技術(shù)的基礎(chǔ)上研制成功第一臺(tái)工業(yè)機(jī)器人，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)物流搬運(yùn)。1967年，英國(guó)Molins 公司研制成功由計(jì)算機(jī)集成控制的自動(dòng)化制造系統(tǒng)Molins—24。這是世界上第一條柔性制造系統(tǒng)。
七十年代到八十年代, LSI和ULSI大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路技術(shù)不斷提高, 在數(shù)平方毫米的硅片上可以容納數(shù)十萬(wàn)計(jì)的元件, 于是容量大, 速度高, 體積小, 價(jià)格低廉的計(jì)算機(jī)、自動(dòng)繪圖儀、圖形顯示裝置不斷推陳出新, 為各工業(yè)部門(mén)興起CAD和CAM熱創(chuàng)造了條件。美國(guó)政府不斷增加撥款, 以支持這項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展。
發(fā)展到80 年代，CAD和CAM技術(shù)走向成熟。80年代后以，個(gè)人計(jì)算機(jī)和工作站開(kāi)始出現(xiàn)， PC機(jī)級(jí)工作站體積小、價(jià)格便宜、功能更加完善，極大的降低了CAD和CAM技術(shù)的硬件門(mén)檻，促進(jìn)了CAD和
CAM技術(shù)的迅速普及，實(shí)體建模技術(shù)趨于成熟，并成為CAD和CAM軟件系統(tǒng)的核心功能模塊。各種微機(jī)CAD 系統(tǒng)、工作站CAD系統(tǒng)不斷涌現(xiàn)，CAD技術(shù)在航空、航天、船舶、核工程、模具等領(lǐng)域的得到廣泛應(yīng)用。
到了20 世紀(jì)90 年代，CAD和CAM開(kāi)始了全面的產(chǎn)品開(kāi)發(fā),達(dá)到100% 的應(yīng)用率。其工作站上運(yùn)行的軟件產(chǎn)品主要以I- DEA S、U GII、Euclid- IS、PRO/Engineer 和CADDS5 為主, AutoCAD 則搶占了微機(jī)CAD 市場(chǎng)。
國(guó)內(nèi)發(fā)展歷程
我國(guó)CAD和CAM 技術(shù)的研究工作起步于20世紀(jì)60年代末, “六五”期間成套引進(jìn)了CAD和CAM 系統(tǒng), 并不斷開(kāi)發(fā)和應(yīng)用。
接下來(lái)十年是CAD和CAM技術(shù)研究的黃金時(shí)代，計(jì)算機(jī)的硬件功能的提高、價(jià)格的下降，特別是新型圖形顯示器陸續(xù)投放市場(chǎng)，成為推動(dòng)CAD技術(shù)發(fā)展的強(qiáng)大動(dòng)力。1986年，我國(guó)制定了國(guó)家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃（簡(jiǎn)稱(chēng)“863計(jì)劃”）。將CIMS作為自動(dòng)化領(lǐng)域的主題之一，并于1987年成立自動(dòng)化領(lǐng)域?qū)＜椅瘑T會(huì)和CIMS主題專(zhuān)家組，建立了國(guó)家CMIS工程研究中心和七個(gè)單元技術(shù)實(shí)驗(yàn)室。
90年代，我國(guó)在產(chǎn)品計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造領(lǐng)域有很大的成績(jī)。機(jī)械CAD和CAM 軟件的發(fā)展除了具有不斷的擴(kuò)展功能外, 主要基于建模技術(shù)、模型技術(shù)、數(shù)據(jù)管理技術(shù)、軟件技術(shù)、智能技術(shù)等的優(yōu)化發(fā)展。90年代中期，隨著計(jì)算機(jī)、信息和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的進(jìn)步，制造業(yè)逐步向柔性化、集成化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展，企業(yè)內(nèi)部、企業(yè)
之間、區(qū)域之間乃至國(guó)家之間實(shí)現(xiàn)資源共享，異地、協(xié)同、虛擬設(shè)計(jì)和制造開(kāi)始成為現(xiàn)實(shí)。90年代末，以CAD為基礎(chǔ)的數(shù)字化設(shè)計(jì)，以CAM為基礎(chǔ)的數(shù)字化制造技術(shù)開(kāi)始拓展到更廣闊的領(lǐng)域、更深的層次上支持的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)。
進(jìn)人21世紀(jì)后，我國(guó)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、企業(yè)改制、技術(shù)改造向縱深推進(jìn)，國(guó)家實(shí)施西部大開(kāi)發(fā)戰(zhàn)略等，都為我國(guó)制造業(yè)的信息化、網(wǎng)絡(luò)化進(jìn)程與 CAD和CAM的應(yīng)用提供了無(wú)限廣闊的前景和機(jī)遇，同時(shí)也使我國(guó)制造業(yè)面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。
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