一、教学内容

CAD/CAM技术的发展及应用

二、教学目标

1.了解本课程的特色，理会其学习方法； 

2.了解机械CAD/CAM技术的发展过程及其应用。   

三、教学重点

CAD/CAM技术的发展过程及其应用

四、教学难点

CAD/CAM前沿技术的应用

五、教学思路和方法

[教学思路设计]  综合运用讲授、演示，对比学习。 

[教学资源]  多媒体课件 

[教学安排] 50分钟

六、教学内容和过程：

详细教学过程和内容

备注

（教学方法及手段）

一、回顾第一节课内容（5分钟）

二、讲解与示范（45分钟）

（一）CAD技术的发展

随着计算机硬件及软件技术的发展而发展的，CAD技术产生至今大致经历了5个发展时期。

1．准备和酝酿时期（20世纪50年代）

这一发展时期的主要标志是：

（1）1950年，麻省理工学院（MIT）研制出“旋风Ⅰ号”（Whirlwind Ⅰ）图形显示设备

（2）1952年，MIT的伺服实验室研制成功世界上第一台三坐标数控铣床

（3）1958年，美国Calcomp公司研制出滚筒式绘图仪，Gerber公司研制出平板绘图仪

2．学科建立和进入应用时期（20世纪60年代）

这一发展时期的主要标志是：

（1）1962年，计算机分时系统（Time-Shared System，TSS）研制成功

（2）1962年，世界上第一篇CAD论文的发表

（3）1963年，阴极射线管（Cathode Ray Tube，CRT）显示和光笔技术的应用

3．广泛使用时期（20世纪70年代）

这一发展时期的主要特点是：

（1）计算机硬件功能的提高、价格的下降，新型图形显示器陆续投放市场

（2）软件技术的飞速发展，软件开始成为商品

（3）CAD技术逐渐由科学研究转向经济利用

4．飞速发展时期（20世纪80年代）

这一时期是CAD/CAM技术最重要的发展时期，其主要标志有：

（1）集成电路和大规模集成块的产生，微型计算机应用得到普及

（2）实体造型理论及系统的发展与应用

（3）软件逐渐走向工程化、商品化和标准系列化，软件市场日益丰富

（4）软件功能的集成，专家系统开始应用于CAD系统

5．标准化、集成化、智能化、网络化发展时期（20世纪90年代）

这一发展时期的主要特点是：

1）标准化

图形接口、图形功能日趋标准化。出现了计算机图形接口（CGI）、计算机图形文件标准（CGM）、计算机图形核心系统（GKS）、面向程序员的层次交互式图形标准（PHIGS）等图形标准

2）集成化

CAD技术的集成化主要体现在4个方面：

（1）系统构造由过去单一功能变成组合功能。出现了CAD、CAM、CAE、CAPP和PDM等集成的CIMS；

（2）CAD技术中的有关软件（包括国际标准）和算法不断固化

（3）多处理机、并行处理技术用于CAD；

（4）网络技术在CAD中被普遍采用。

3）智能化

智能CAD（Intelligent CAD，ICAD）是指由多个专家系统与多种CAD模块有机集成的支持产品设计的复杂系统。经历了设计型专家系统、集成化智能设计系统（Integrated Intelligent CAD，IICAD）两个发展阶段

表1-1  ICAD与IICAD的比较

4）网络化

基于网络的CAD技术，能够提供基于网络的完善的协同设计环境，形成信息高速公路互联的协同CAD，实现计算机支持协同工作，达到远程设计的目的。

CAD系统的集成化、智能化和网络化仍是当今CAD技术发展的重要方向。

（合并教材《第二章CAD/CAM的支撑技术》中《第三节计算机网络技术》内容）

（三）CAM发展

主要标志：

 1952年，数控（Numerical control ，NC）机床首次研究成功，通过改变数控程序即可完成不同零件的加工，奠定了CAM的硬件基础。 

1955年，研制成功在通用计算机上运行的自动编程工具（APT）语言，实现了NC编程自动化。 

1958年，研制成功自动换刀镗铣加工中心（Machining Center ，MC），在一次装夹中完成多工序的集中加工，提高了NC机床的加工效率和加工质量。 

1962年，第一台工业机器人诞生，实现了物流搬运柔性自动化；第一台通用计算机集中控制多台数控机床的实现，降低了数控装置的制造成本，提高了工作可靠性。

1967年，英国莫林公司建造第一条计算机集中控制的自动化制造系统，包括6台加工中心和一条自动运输线，用计算机编制程序、作业计划和报表。美国辛辛那提公司研制出类似系统，于70年代初定名为柔性制造系统（Flexible Manufacturing System ，FMS）。 

20世纪70年代后期，几何造型技术、图形显示技术和数控编程后置处理技术的发展和应用，出现了交互式图形编程系统，为CAD/CAM集成奠定了基础。 

（四）CAD/CAM应用