什么是计算机辅助设计与制造(CAD/CAM)技术?
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发布时间：2022-04-23 05:59
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时间：2023-07-18 09:10
计算机辅助设计与制造(CompuerAidedDesign／CompuerAidedManufacturing缩写为CAD／CAM)技术是当代工程技术最杰出的成就之一，它运用计算机从事新产品的开发和研制，不但在计算机上完成了以往工程技术界用图纸、实物模型所进行的设计工作，还用计算机参与了过去靠手工操纵机床来完成的制造工作。
在实际的设计过程中，设计师按照产品的设计要求，参照生产设备、加工方法及制造标准等具体条件进行设计。为了使设计趋于优化，设计师的思想需要不断调整，即在不断进行地画草图、绘制流程图、制作试验模型和测试的过程中，设计师的创造性思想逐渐完善。在这个过程里有着大量的重复性工作，让计算机承担这部分工作，便是CAD／CAM技术的开始。
CAD／CAM技术的关键是用数学工具来表示产品的各种属性，在二维的计算机屏幕上自由地描绘出高度真实感的三维产品形象，并且具备方便灵活的人机交互式处理功能。这样，设计师可以对设计的结果迅速作出判断，及时地修改设计，能在短短的十几分钟之内完成手工作业需花费数周时间才能完成的工作，大大缩短了设计和试制周期。1990年10月，美国波音公司开始新型客机B-777的研制，全部设计在计算机上展开，首次实现了“无纸设计”，仅仅用了三年半的时间，在1994年4月9日，第一架B-777便飞上了蓝天。
在工程技术领域中CAD／CAM技术究竟起着怎样的作用呢？以B-777的研制为例，首先，它运用三维设计建立了飞机整机主要结构件和安装系统的数字模型，在计算机屏幕上进行复杂部件的预装配，并对飞机的性能进行了仿真测试，在不制造全尺寸实物样件的情况下排除了80％以上的设计错误。其次，它通过让设计、工艺、测试等不同专业的人员共享产品的数字模型，使他们能够密切合作：既可以同时从飞机总体设计文件中提取相关数据，分别展开工作；又可以将任何设计更改及时反馈回总体设计中去，始终保持整机设计的协调一致。第三，它可以借助信息网络进行制造方面的全球协作：B-777有13万种零件分散在13个国家的近60家工厂中生产，统一的产品数字模型、可共享的数据库保证着这种全球协作顺利进行。第四，它极大地提高了飞机的装配协调精度。由于运用CAD定义的产品尺寸可以精确到小数点后6位，因此在飞机机身对接时，从机头到机尾的63米长度内，准直误差只有0.6毫米。显而易见，引用CAD／CAM技术可以大大减少设计及制造过程中的各种差错，极大地提高设计和制造的效率，产品不但质量优异，进入市场的周期也短，这样便使企业具有了很强的市场竞争实力。
采用CAD／CAM技术，需要对工厂进行综合技术改造，要大规模配置计算机系统及支持CAD／CAM技术的软件，引入成套的数字控制设备，其前期的投资是相当可观的。如波音公司建造的一个复合材料构件制造中心用了1.8亿美元，新建的综合飞机系统实验室耗资3.7亿美元。因此，目前能够全面使用CAD／CAM技术的只有大型企业。然而，由于CAD／CAM技术所带来的生产效益是如此巨大，不同程度地引入CAD／CAM技术改造生产将是企业发展的必由之路。
