关于CIMS中CAD技术的综述
时间：2022-11-02 来源：博通范文网 本文已影响 人 
【摘要】对CIMS中的CAD技术的发展做了概述，并阐述了CAD技术在现代机械产品设计中起到的积极作用，本文简要描述了CAD技术当前发展状况。
【关键词】CIMS概述；CAD技术在机械产品设计中的作用；CAD技术当前发展
一、前言
CIMS 是将信息技术、现代管理技术和制造技术相结合，并应用于企业产品全生命周期（从市场需求分析到最终报废处理）的各个阶段；通过信息集成、过程优化及资源优化，实现物流、信息流、价值流的集成和优化运行，达到人（组织、管理）、经营和技术三要素的集成，以加强企业新产品开发T（时间）、Q（质量）、C（成本）、S（服务）、E（环境），从而提高企业的市场应变能力和竞争能力。CIM的技术内容包括：（1）CAE：计算机辅助工程；（2）CAD：计算机辅助设计；（3）CAPP：计算机辅助工艺规程设计；（4）CAM：计算机辅助制造；（5）CAQ：计算机辅助质量保证； （6）PPC： 生产计划与控制 ；（7）MSS：管理支持系统等组成，是一个很庞大的系统，代表了先进制造的发展方向。下面就其中的技术之一CAD进行综述。
CAD即计算机辅助设计 （CAD-Computer Aided Design） ，是利用计算机及其图形设备帮助设计人员进行计算、信息存储和制图等设计工作。20世纪 50年代第一台计算机绘图系统的研发成功，标志着CAD技术雏形正式出现和交互式计算机图形显示技术的诞生。在20世纪60年代一些大公司和实验室相继开发了更先进更实用的CAD系统，如DAC-1系统、CADAM系统、GRAPHIC-1系统等。20世纪70年代，交互式计算机图形处理技术日益成熟，完整的CAD系统开始形成。20世纪80 年代，随着工作站和微型计算机的出现以及成熟的CAD软件，CAD技术在一般企业逐步普及。20世纪90年代以来，CAD造型不断完善，广泛采用特征造型和变量化造型。基于网络的CAD、支持协同概念设计成为研究热点。
二、 CAD技术在现代机械产品设计中的作用
CAD技术在机械产品设计中发挥着越来越大的作用，尤其是现在三维软件的计算设计功能增强以及多种功能的有机结合，例如复杂曲线曲面造型、精密零件的数控加工、重要场合下的零件安全性校核及优化设计等，使得现代机械产品设计离开CAD技术将寸步难行。另外CAD技术还缩短了机械设计周期，使零件设计和修改非常方便，在装配环境中装配零件方便直观，提高机械产品的技术含量，质量符合人的思维过程。
（一）二维图纸绘制及三维实体建模、装配仿真、设计优化
CAD技术使工程图的绘制摆脱了传统图纸绘制的局限性，加上计算机网络的发展，使得工程图更容易保存和交流。三维实体建模使零件表达更直接有效，摆脱了二维表达的种种不足，使复杂零件、曲面零件的详细表达成为现实，为后期精密加工打下基础，同时结合后台数据库的统一管理，使零件修改更加简单。三维环境下的零件装配，可以最大限度的避免零件干涉等问题。零件装配完成后通过运动关系设置，可以对产品进行虚拟仿真，用以模拟零件的各机构运动是否满足设计要求。产品设计优化是产品设计后期应用CAD技术根据零件材料、所受应力、运动情况等在零件现有尺寸基础上进行设计优化，使产品设计更科学、零件运动性能更突出。
（二）复杂曲线曲面设计
CAD技术在复杂曲线曲面设计上的应用从20世纪60年代已经开始。从最初的汽车车身设计、飞机制造到现在的各种复杂曲面的模具设计、符合空气动力学的各种复杂产品外形，使曲面零件在设计表达、生产制造上可以得到准确的描述和尺寸，从而带动了一批高精尖产品的诞生。在曲线曲面设计上具有代表性是CATIA。
（三）产品数控加工
CAD技术在CAM行业也起很大的作用，其作用集中在数控加工中代码的生成。复杂零件的数控加工代码是十分复杂的，人工编码几乎不可能，CAD技术完美地解决了这个问题。标志性软件为Unigraphics NX。
（四）产品族参数化设计
CAD技术在产品设计中由于其强大的后台数据管理功能，在系列产品设计中可以根据具体不同要求在相应产品族中对尺寸进行修改便可完成设计。参数化设计的代表性软件是Pro/E。
三、CAD技术当前发展概况
从20世纪50年代第一台图形显示器的诞生，到现在个人电脑（微机）对CAD应用的普及，CAD技术60年的发展是伴随着工程数学、计算机网络、计算机硬件、计算机软件等多方面的发展而发展的。
（一）UNIX向Windows转移
今年来由于Windows操作系统的普及，很多CAD软件开始从Unix系统向Windows系统转移，有些新型CAD软件就定位于Windows系统。比如SolidWorks、Pro/E 2000i和 AutoCADR12.0等系统。
（二）支持PLM管理
PLM（product lifecycle management）即产品生命周期管理，是一种应用于在单一地点的企业内部、分散在多个地点的企业内部，以及在产品研发领域具有协作关系的企业之间的，支持产品全生命周期的信息的创建、管理、分发和应用的一系列应用解决方案。
（三）二次开发市场广阔
由于各企业有自己独特的使用要求，对于通用的CAD系统越来越多的用户选择使用二次开发满足自己独特使用要求。所以CAD软件的二次开发越来越受到重视。
四、结语
CAD技术的进步正在越来越多的促进着科技的发展，同时科技的不断发展又进一步影响着CAD技术的进步。在过去的几十年CAD技术的发展大多是在解决实际工程中的问题过程中研究出来的，中国是一个制造大国，同样有很多需要解决的工程问题。希望在未来的CAD技术发展中有属于中国的精彩的一笔。
参考文献
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