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來源: 發布時間:2020-08-02

發展歷程CAD/CAM/CAECAD/CAM/CAE技術的發展與計算機圖形學的發展密切相關,并伴隨著計算機及其設備的發展而發展。計算機圖形學中有關圖形處理的理論和方法構成了CAD/CAM/CAE技術的重要基礎。綜觀CAD/CAM/CAE技術的發展歷程,主要經歷了以下主要發展階段。20世紀50年代,計算機主要用于科學計算,使用機器語言編程,圖形設備具有輸出功能。美國麻省理工學院(MIT)在其研制的旋風I號計算機上采用了陰極射線管(CRT)作為圖形終端,并能被動顯示圖形。其后出現了光筆,開始了交互式計算機圖形學的研究,也為CAD/CAM技術的出現和發展鋪平了道路。1952年MIT試制成功了數控銑床,通過數控程序對零件進行加工,隨后MIT研制開發了自動編程語言(APT),通過描述走刀軌跡的方法來實現計算機輔助編程,標志著CAM技術的開端。1956年嘗試將現代有限單元法用于分析飛機結構。50年代末,出現了平板式繪圖儀和滾筒式繪圖儀,開始了計算機繪圖的歷史。此間CAD技術處于醞釀、準備階段。(2)外存儲器外存儲器簡稱外存,用來存放暫時不用或等待調用的程序、數據等信息。無錫技術計算機輔助技術客戶至上

20世紀70年代,計算機圖形學理論及計算機繪圖技術日趨成熟,并得到了廣泛應用。這期間,硬件的性能價格比不斷提高;圖形輸入板、大容量的磁盤存儲器等相應出現;數據庫管理系統等軟件得以應用;以小型、超小型計算機為主機的CAD/CAM系統進入市場并形成主流,這些系統的特點是硬件和軟件配套齊全、價格便宜、使用方便,形成所謂的交鑰匙系統(TurnkeySystem)。同時,三維幾何建模軟件也相繼發展起來,出現了一些面向中小企業的CAD/CAM商品化系統,法國達索公司率先開發出以表面模型為特點的三維曲面建模系統CATIA。20世紀70年代中期開始創立CAPP系統的研究與開發。1976年由CAM-I公司開發了CAPP系統——CAM-IAutomatedProcessPlanning。在制造方面,美國辛辛那提公司研制出了一條柔性制造系統(FMS),將CAD/CAM技術推向了新的階段。這一時期各種計算機輔助技術的功能模塊已基本形成,但數據結構尚不統一,集成性差,應用主要集中在二維繪圖、三維線框建模及有限元分析方面。金壇區口碑好計算機輔助技術質量服務20世紀70年代,計算機圖形學理論及計算機繪圖技術日趨成熟,并得到了廣泛應用。

硬件主要包括計算機及其設備等具有有形物質的設備,廣義上講硬件還包括用于數控加工的機械設備和機床等。硬件是CAD/CAM/CAE系統運行的基礎,硬件的每一次技術突破都帶來CAD/CAM/CAE技術**性的變化。軟件是CAD/CAM/CAE系統的,包括系統軟件、各種支撐軟件和應用軟件等。硬件提供了CAD/CAM/CAE系統潛在的能力,而系統功能的實現是由系統中的軟件運行來完成。隨著CAD/CAM/CAE系統功能的不斷完善和提高,軟件成本在整個系統中所占的比重越來越大,目前一些軟件的價格已經遠遠高于系統硬件的價格。任何功能強大的計算機硬件和軟件均只是輔助設計工具,而如何充分發揮系統的功能,則主要是取決于用戶的素質,CAD/CAM/CAE系統的運行離不開人的創造性思維活動,不言而喻,人在系統中起著關鍵的作用。目前CAD/CAM/CAE系統基本都采用人機交互的工作方式,這種方式要求人與計算機密切合作,發揮各自所長:計算機在信息的存儲與檢索、分析與計算、圖形與文字處理等方面具有特有的功能;人則在創造性思維、綜合分析、經驗判斷等方面占有主導地位。

1、硬件組成CAD/CAM系統的硬件主要由計算機主機,外存儲器、輸入設備,輸出設備、網絡設備和自動化生產裝備等組成。有專門的輸入及輸出設備來處理圖形的交互輸入與輸出問題,是CAD/CAM/CAE系統與一般計算機系統的明顯區別。(1)計算機主機主機是CAD/CAM/CAE系統的硬件,主要由**處理器(CPU)及內存儲器(也稱內存)組成。CPU包括控制器和運算器,控制器按照從內存中取出的指令指揮和協調整個計算機的工作,運算器負責執行程序指令所要求的數值計算和邏輯運算。CPU的性能決定著計算機的數據處理能力、運算精度和速度。內存儲器是CPU可以直接訪問的存儲單元,用來存放常駐的控制程序、用戶指令、數據及運算結果。衡量主機性能的指標主要有兩項:CPU性能和內存容量。按照主機性能等級的不同,可將計算機分為大中型機、小型機、工作站和微型機等不同檔次。概述計算機輔助技術(ComputerAidedTechnologies)是采用計算機作為工具。

20世紀60年代,這是交互式計算機圖形學發展的重要時期。1963年MIT學者“人機對話圖形通訊系統”的博士論文,提出了計算機圖形學等術語。由他推出的二維SKETCHPAD系統,允許設計者操作光筆和鍵盤,在圖形顯示器上進行圖形的選擇、定位等交互作業,對符號和圖形的存儲采用分層的數據結構。這項研究為交互式計算機圖形學及CAD技術奠定了基礎,也標志著CAD技術的誕生。此后,出現了交互式圖形顯示器、鼠標器和磁盤等硬件設備及文件系統和高級語言等軟件。并陸續出現了許多商品化的CAD系統和設備。例如,1964年美國通用汽車公司研制了用于汽車設計DAC-1系統,1965年美國洛克希德飛機公司開發了CADAM系統,貝爾電話公司也推出了GRAPHIC-1系統等。此間CAD技術的應用以二維繪圖為主。在制造領域中,1962年研制成功了世界上臺機器人,實現物料搬運自動化,1965年產生了計算機數控機床CNC系統,1966年以后出現了采用通用計算機直接控制多臺數控機床DNC系統以及英國莫林公司研制的由計算機集中控制的自動化制造系統。20世紀60年代末,挪威開始了CAPP技術的研究,并于1969年正式推出個CAPP系統AutoPros。根據執行任務和處理對象的不同,CAD/CAM/CAE系統的軟件可分系統軟件。江陰放心選計算機輔助技術創新

硬件主要包括計算機及其設備等具有有形物質的設備。無錫技術計算機輔助技術客戶至上

20世紀80年代,CAD/CAM技術及其應用系統得到迅速發展。這期間,出現了微型計算機和32位字長工作站,同時,計算機硬件成本大輻下降,計算機設備(彩色高分辨率圖形顯示器、大型數字化儀、自動繪圖機、彩色打印機等)已逐漸形成系列產品,網絡技術也得到應用;CAD與CAM相結合,形成了CAD/CAM集成技術,導致了新理論、新算法的大量涌現。在軟件方面,不僅實現了工程和產品的設計計算和繪圖,而且還實現了工程造型、自由曲面設計、機構分析與仿真等工程應用,特別是實體建模、特征建模、參數化設計等理論的發展和應用,推動CAD技術由表面模型到實體建模,再到參數化建模發展,并出現了許多成熟的CAD軟件。在此期間,為滿足數據交換要求,相繼推出了有關標準(如CGI,GKS,IGES及STEP等)。20世紀80年代后期,人們認識到計算機集成制造(CIM)的重要性,開始強調信息集成,出現了CIMS,將CAD/CAM技術推向了更高的層次。無錫技術計算機輔助技術客戶至上

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