CAD/CAM軟件技術在機械工程自動化中的應用

劉志旭

摘要：機械工程自動化建立在自然科學和技術科學基礎上的應用型工程技術手段，是通過先進的科學技術理論以及實際工程生產過程中的技術經驗，進行機械工程自動化的開發(fā)、設計、制造、應用等，是目前我國工業(yè)發(fā)展的重要技術手段，推動了我國各個行業(yè)的發(fā)展和進步，對我國工業(yè)生產，機械制造等的發(fā)展起到了非常大的作用。因此針對機械工程自動化的分析和研究非常重要的作用和意義，是提升我國機械工程發(fā)展和制造能力的重要舉措。本文對CAD和CAM軟件技術在機械工程自動化發(fā)展過程中的應用進行簡單的分析探討。

關鍵詞：CAD/CAM軟件;機械工程;自動化

中圖分類號：TP29-A5;TP391.7? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-957X（2020）22-0210-02

0? 引言

機械工程的發(fā)展和應用對于我國的各個行業(yè)都有著非常重要關鍵的作用，是推動我國不斷發(fā)展前行的重要動力。而伴隨著科學技術的不斷發(fā)展，同先進科學技術的不斷融合，機械工程自動化逐漸成為了新的發(fā)展趨勢和潮流，是未來機械工程發(fā)展的核心方向，也是未來我國基本實力提升的有力保障。下面對機械工程自動化研究過程中，CAD和CAM軟件的作用進行簡單的探討。

1? 機械工程自動化

機械工程的服務領域非常廣泛，包括了所有利用機械工具的行業(yè)和部門，制造業(yè)、生產業(yè)、畜牧業(yè)等等行業(yè)都需要使用到機械工程包含的內容，這不難看出機械工程對于當前時代下社會發(fā)展的作用是非常關鍵和不可缺失的。目前我國對機械工程的服務領域進行了簡單的劃分，主要將其分為5大服務領域。

①針對能量轉換進行研制的機械，比如將熱能、電能、流體壓力等作用力和能源通過合理科學的機械設計轉化成另一種能量——機械能，而這種機械能便可以為機械的運作提供所需要的動力，形成動力機械，動力機械形成后，可以將動能作用在需要的地方，也可以將其轉化為其他能量。

②各種針對不同行業(yè)領域的機械工業(yè)，比如農業(yè)、林業(yè)、牧業(yè)、礦山開采等，都需要不同作用的機械進行輔助作業(yè)，有的是重工業(yè)機械，有的是輕工業(yè)機械，都在不同的領域中發(fā)揮出了非常重要的作用，能夠大大的提升作業(yè)效率，節(jié)省大量的人力物力，對于各行各業(yè)都有非常重要的意義，甚至有些具有人力不可替代的作用。

③服務型機械，也是目前研究力度比較大的一種類型和方向，物料搬運機械，交通運輸機械，這些都對人類的生存和發(fā)展有著重要的作用和意義，能夠大大的推動城市建設發(fā)展，是非常重要的機械應用方向。

④個人和家庭應用機械，也是機械工程一個非常重要的領域，比如電冰箱、洗衣機、娛樂器械、運動器械等，這個機械工程的運用方向給個人和家庭的生活帶來了極大的便利，是一種非常普及的機械應用類型。

⑤最后一種就是機械武器，機械工程對于武器裝備的發(fā)展制造產生了巨大的推動力，使得武器發(fā)展非常迅速，通過對機械武器的研制，能夠很好的建立我國的防護圈，為我國美好家園的建設提供保護。

而隨著機械工程的不斷發(fā)展，積極的融入先進的科學技術和手段，機械工程自動化這一發(fā)展方向逐漸脫穎而出，成為了機械工程發(fā)展的核心方向。機械工程自動化要求對機械設計制造以及計算機技術和自動化信息處理技術、電子技術、相關的設計軟件等有較深入的認識和掌握，通過堅實的機械基礎以及對自動化技術的認知，結合計算機技術進行機械工程設計制造，實現(xiàn)機電一體化控制，推動機械工程的進步和發(fā)展。

機械工程自動化的設計制造，主要是通過CAD軟件，相應的分析軟件，從事各種機械工程類產品以及自動化控制系統(tǒng)設備的研究制造，比如目前比較流行的工業(yè)機器人，智能家居類型的產品，智能搬運機器人，自動化工藝生產機械設備等的制造，都是機械工程自動化突破和研究的體現(xiàn)。從目前表現(xiàn)較為突出的幾個機械工程自動化發(fā)展方向來看，這一內容是非常值得我國大力支持和研究實驗的一個領域，是體現(xiàn)未來國家實力和發(fā)展?jié)摿Φ闹匾憩F(xiàn)，需要我們加大對機械工程自動化的研究和推廣力度，讓機械工程自動化在我國得到更好的發(fā)展，發(fā)揮出其更大的價值。

2? CAD和CAM軟件基本內容

CAD軟件即計算機輔助設計軟件，是通過計算機和計算機的圖形處理設備，幫助設計和制造人員進行更加全面和清晰的設計工作。我國的大部分機械工程設計制造都需要進行大量的計算，并需要大量的修改，這就使得整個設計過程需要許多的時間，同時也很容易出現(xiàn)失誤和漏洞。同時這種大量的計算和設計信息都是手工完成的，存在著一定的誤差，并且設計圖紙也不能很好的表現(xiàn)出來。而計算機輔助設計軟件，則可以通過對數字文字設計信息圖形信息的儲存，快速的完成基本的設計和計算工作，并能夠以全面精確的圖形展示出來，而且通過計算機輔助設計軟件，能夠很輕松的對設計圖紙進行修改，對不同的數據進行計算和統(tǒng)計，快速的進行圖形設計工作。另外這個計算機輔助設計軟件還有許多能夠幫助機械工程自動化設計、制造時需要的功能，比如對圖形的3D試圖設計，使得整體能夠更清晰的展現(xiàn)給設計人員，通過復制以及各項數據的確定和計算，能夠快速的確定設計比例。對于機械工程自動化的初步設計以及后期的制造有著非常大的作用，尤其是對于機械工程自動化的設計人員來說，是一種非常好用的輔助軟件。

CAM軟件即計算機輔助制造軟件，其核心是計算機數值控制，即我們常說的數控。數控軟件是所有機械工程設備制造生產時都需要利用的系統(tǒng)軟件。這個軟件通過構建適合的算法和數學模型，輸入相應的數據信息，利用軟件自身的算法設計出精確的工藝路線，然后控制刀具對材料進行加工處理，能夠極為精確的完成整個加工制造工作。在最初進行機械設備的生產制造時，許多零件，部位都需要進行手工打磨制造，使得整個機械設備的整體精度都非常差，制造的設備出現(xiàn)故障概率非常高。而通過數控軟件，就可以通過計算得到的數據，讓數控軟件進行對刀具的控制，這種控制方法能夠確保刀具對材料切割處理時的精度，極大的推動了機械工程的發(fā)展。而且這種軟件是機械工程自動化的必然要求和條件，既是機械工程自動化的基礎，也是機械工程自動化發(fā)展的方向。

3? CAD和CAM軟件在機械工程自動化中的應用

通過計算機輔助設計軟件和數控系統(tǒng)，能夠通過計算機對機械設備的設計和制造起到非常重要的作用，進行精確的零部件設計，并且進行精密的加工制造，是機械工程自動化發(fā)展的基礎。機械工程自動化是未來機械工程發(fā)展的主要方向，是推動整個世界前進的重要推動力，是社會進步的力量源泉，也是提高人們生活質量，提高制造生產水平的關鍵。因此，不斷的優(yōu)化和改良，這兩種軟件在機械工程自動化中的應用，加深兩者間的融合和相互作用，為機械工程自動化的發(fā)展提供更大的助力。機械工程自動化涉及到的領域有很多，下面對CAD/CAM這兩種軟件技術在數控機床中的應用為例，進行簡單的分析介紹。

CAD/CAM這兩種軟件技術是數控機床的核心所在。數控機床進行正常的工作和發(fā)揮其作用需要計算機輔助設計軟件對其的3D圖形進行精確的設計和處理，將其設計成為數控機床能夠實現(xiàn)的類型，然后通過計算機輔助制造軟件，將其數據類型轉化為電流信息并控制數控機床的刀具對原材料進行加工處理，從而制造出需要的零部件。

目前的數控系統(tǒng)大多數采用的是CAM軟件將收到的設計圖像轉化為機器能夠識別的加工代碼，當然不同維度和類型的圖形需要采用不同的CAM軟件進行識別和轉化，主要過程和核心內容沒有較大的區(qū)別，都是通過計算機輔助制造軟件生成標準G代碼，然后將NC代碼傳入機床，通過機床加工制造，機床按照指令進行加工，整個流程實現(xiàn)了計算機控制，有著非常高的效率和精準度。

現(xiàn)階段針對機械工程零部件的設計和初步的繪制，主要采用的是CAD計算機輔助設計軟件，它有著強大的3D圖形設計和繪制能力，同時能夠很好的進行存儲以及數據的記憶修改，是進行機械工程設計時必用的一種軟件，受到許多機械工程設計工作人員的喜愛。同時這款軟件基礎圖形能夠很好的被計算機輔助制造軟件識別。

當然在進行數控機床的執(zhí)行環(huán)節(jié)，還需要專門的代碼識別以及COM接口來完成具體的通訊和執(zhí)行工作，這就需要對數據接口和連線進行設置和更改，從而讓收到的數據代碼指令，更好的被機床識別，從而指揮機床完成相應的動作，生產制造出精準正確的零部件。數控機床的執(zhí)行隨著不斷的實踐和應用，逐步的采用了融合性高的軟件系統(tǒng)，使得整個流程更加簡化精準，這些都是在不斷的應用和實踐過程中完成的，具有很好的實踐意義。

4? CAD和CAM軟件在機械工程自動化中應用的發(fā)展趨勢

計算機輔助設計和制造軟件在機械工程自動化中有著非常重要和關鍵的地位和作用，是機械工程自動化發(fā)展的基礎。伴隨著不斷的實踐和應用，人們逐漸開發(fā)了計算機輔助設計和制造一體化系統(tǒng)，通過一體化系統(tǒng)能夠更好的推動機械工程自動化發(fā)展，能夠在機械工程自動化發(fā)展中起到更加重要的作用，同時也更好的幫助機械工程的設計制造能夠順利完成，縮減整個設計制造過程中需要的流程和步驟，提高設計制造過程中的精度，降低整個過程的難度，為機械工程自動化的發(fā)展起到更強的推動力。同時，做好計算機輔助設計和制造軟件在機械工程自動化中是基礎，具有重要意義，是機械工程自動化中自動化的基本內容所在。因此在對機械工程自動化的研究過程中，我們要加強對CAD/CAM即計算機輔助設計和制造這兩款軟件的重視。

5? 總結

CAD/CAM軟件技術在機械工程自動化中的地位不可替代，既是機械工程自動化生產制造的基礎，也是機械工程自動化發(fā)展的基礎。通過不斷的實踐以及應用，強化和深入計算機輔助設計、制造軟件在機械工程自動化領域的研究，讓這兩款有很大實用價值的應用型軟件在機械工程自動化的研究道路上發(fā)揮出更大的作用，讓我國的機械工程自動化發(fā)展更加迅速，從而推動我國機械工程實力的不斷提升，對我國整體實力的增長帶來更大的助力。

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