CAD/CAM软件技术在机械工程自动化中的应用

刘志旭

摘要：机械工程自动化建立在自然科学和技术科学基础上的应用型工程技术手段，是通过先进的科学技术理论以及实际工程生产过程中的技术经验，进行机械工程自动化的开发、设计、制造、应用等，是目前我国工业发展的重要技术手段，推动了我国各个行业的发展和进步，对我国工业生产，机械制造等的发展起到了非常大的作用。因此针对机械工程自动化的分析和研究非常重要的作用和意义，是提升我国机械工程发展和制造能力的重要举措。本文对CAD和CAM软件技术在机械工程自动化发展过程中的应用进行简单的分析探讨。

关键词：CAD/CAM软件;机械工程;自动化

中图分类号：TP29-A5;TP391.7                     文献标识码：A                                  文章编号：1674-957X（2020）22-0210-02

0  引言

机械工程的发展和应用对于我国的各个行业都有着非常重要关键的作用，是推动我国不断发展前行的重要动力。而伴随着科学技术的不断发展，同先进科学技术的不断融合，机械工程自动化逐渐成为了新的发展趋势和潮流，是未来机械工程发展的核心方向，也是未来我国基本实力提升的有力保障。下面对机械工程自动化研究过程中，CAD和CAM软件的作用进行简单的探讨。

1  机械工程自动化

机械工程的服务领域非常广泛，包括了所有利用机械工具的行业和部门，制造业、生产业、畜牧业等等行业都需要使用到机械工程包含的内容，这不难看出机械工程对于当前时代下社会发展的作用是非常关键和不可缺失的。目前我国对机械工程的服务领域进行了简单的划分，主要将其分为5大服务领域。

①针对能量转换进行研制的机械，比如将热能、电能、流体压力等作用力和能源通过合理科学的机械设计转化成另一种能量——机械能，而这种机械能便可以为机械的运作提供所需要的动力，形成动力机械，动力机械形成后，可以将动能作用在需要的地方，也可以将其转化为其他能量。

②各种针对不同行业领域的机械工业，比如农业、林业、牧业、矿山开采等，都需要不同作用的机械进行辅助作业，有的是重工业机械，有的是轻工业机械，都在不同的领域中发挥出了非常重要的作用，能够大大的提升作业效率，节省大量的人力物力，对于各行各业都有非常重要的意义，甚至有些具有人力不可替代的作用。

③服务型机械，也是目前研究力度比较大的一种类型和方向，物料搬运机械，交通运输机械，这些都对人类的生存和发展有着重要的作用和意义，能够大大的推动城市建设发展，是非常重要的机械应用方向。

④个人和家庭应用机械，也是机械工程一个非常重要的领域，比如电冰箱、洗衣机、娱乐器械、运动器械等，这个机械工程的运用方向给个人和家庭的生活带来了极大的便利，是一种非常普及的机械应用类型。

⑤最后一种就是机械武器，机械工程对于武器装备的发展制造产生了巨大的推动力，使得武器发展非常迅速，通过对机械武器的研制，能够很好的建立我国的防护圈，为我国美好家园的建设提供保护。

而随着机械工程的不断发展，积极的融入先进的科学技术和手段，机械工程自动化这一发展方向逐渐脱颖而出，成为了机械工程发展的核心方向。机械工程自动化要求对机械设计制造以及计算机技术和自动化信息处理技术、电子技术、相关的设计软件等有较深入的认识和掌握，通过坚实的机械基础以及对自动化技术的认知，结合计算机技术进行机械工程设计制造，实现机电一体化控制，推动机械工程的进步和发展。

机械工程自动化的设计制造，主要是通过CAD软件，相应的分析软件，从事各种机械工程类产品以及自动化控制系统设备的研究制造，比如目前比较流行的工业机器人，智能家居类型的产品，智能搬运机器人，自动化工艺生产机械设备等的制造，都是机械工程自动化突破和研究的体现。从目前表现较为突出的几个机械工程自动化发展方向来看，这一内容是非常值得我国大力支持和研究实验的一个领域，是体现未来国家实力和发展潜力的重要表现，需要我们加大对机械工程自动化的研究和推广力度，让机械工程自动化在我国得到更好的发展，发挥出其更大的价值。

2  CAD和CAM软件基本内容

CAD软件即计算机辅助设计软件，是通过计算机和计算机的图形处理设备，帮助设计和制造人员进行更加全面和清晰的设计工作。我国的大部分机械工程设计制造都需要进行大量的计算，并需要大量的修改，这就使得整个设计过程需要许多的时间，同时也很容易出现失误和漏洞。同时这种大量的计算和设计信息都是手工完成的，存在着一定的误差，并且设计图纸也不能很好的表现出来。而计算机辅助设计软件，则可以通过对数字文字设计信息图形信息的储存，快速的完成基本的设计和计算工作，并能够以全面精确的图形展示出来，而且通过计算机辅助设计软件，能够很轻松的对设计图纸进行修改，对不同的数据进行计算和统计，快速的进行图形设计工作。另外这个计算机辅助设计软件还有许多能够帮助机械工程自动化设计、制造时需要的功能，比如对图形的3D试图设计，使得整体能够更清晰的展現给设计人员，通过复制以及各项数据的确定和计算，能够快速的确定设计比例。对于机械工程自动化的初步设计以及后期的制造有着非常大的作用，尤其是对于机械工程自动化的设计人员来说，是一种非常好用的辅助软件。

CAM软件即计算机辅助制造软件，其核心是计算机数值控制，即我们常说的数控。数控软件是所有机械工程设备制造生产时都需要利用的系统软件。这个软件通过构建适合的算法和数学模型，输入相应的数据信息，利用软件自身的算法设计出精确的工艺路线，然后控制刀具对材料进行加工处理，能够极为精确的完成整个加工制造工作。在最初进行机械设备的生产制造时，许多零件，部位都需要进行手工打磨制造，使得整个机械设备的整体精度都非常差，制造的设备出现故障概率非常高。而通过数控软件，就可以通过计算得到的数据，让数控软件进行对刀具的控制，这种控制方法能够确保刀具对材料切割处理时的精度，极大的推动了机械工程的发展。而且这种软件是机械工程自动化的必然要求和条件，既是机械工程自动化的基础，也是机械工程自动化发展的方向。

3  CAD和CAM软件在机械工程自动化中的应用

通过计算机辅助设计软件和数控系统，能够通过计算机对机械设备的设计和制造起到非常重要的作用，进行精确的零部件设计，并且进行精密的加工制造，是机械工程自动化发展的基础。机械工程自动化是未来机械工程发展的主要方向，是推动整个世界前进的重要推动力，是社会进步的力量源泉，也是提高人们生活质量，提高制造生产水平的关键。因此，不断的优化和改良，这两种软件在机械工程自动化中的应用，加深两者间的融合和相互作用，为机械工程自动化的发展提供更大的助力。机械工程自动化涉及到的领域有很多，下面对CAD/CAM这两种软件技术在数控机床中的应用为例，进行简单的分析介绍。

CAD/CAM这两种软件技术是数控机床的核心所在。数控机床进行正常的工作和发挥其作用需要计算机辅助设计软件对其的3D图形进行精确的设计和处理，将其设计成为数控机床能够实现的类型，然后通过计算机辅助制造软件，将其数据类型转化为电流信息并控制数控机床的刀具对原材料进行加工处理，从而制造出需要的零部件。

目前的数控系统大多数采用的是CAM软件将收到的设计图像转化为机器能够识别的加工代码，当然不同维度和类型的图形需要采用不同的CAM软件进行识别和转化，主要过程和核心内容没有较大的区别，都是通过计算机辅助制造软件生成标准G代码，然后将NC代码传入机床，通过机床加工制造，机床按照指令进行加工，整个流程实现了计算机控制，有着非常高的效率和精准度。

现阶段针对机械工程零部件的设计和初步的绘制，主要采用的是CAD计算机辅助设计软件，它有着强大的3D图形设计和绘制能力，同时能够很好的进行存储以及数据的记忆修改，是进行机械工程设计时必用的一种软件，受到许多机械工程设计工作人员的喜爱。同时这款软件基础图形能够很好的被计算机辅助制造软件识别。

当然在进行数控机床的执行环节，还需要专门的代码识别以及COM接口来完成具体的通讯和执行工作，这就需要对数据接口和连线进行设置和更改，从而让收到的数据代码指令，更好的被机床识别，从而指挥机床完成相应的动作，生产制造出精准正确的零部件。数控机床的执行随着不断的实践和应用，逐步的采用了融合性高的软件系统，使得整个流程更加简化精准，这些都是在不断的应用和实践过程中完成的，具有很好的实践意义。

4  CAD和CAM软件在机械工程自动化中应用的发展趋势

计算机辅助设计和制造软件在机械工程自动化中有着非常重要和关键的地位和作用，是机械工程自动化发展的基础。伴随着不断的实践和应用，人们逐渐开发了计算机辅助设计和制造一体化系统，通过一体化系统能够更好的推动机械工程自动化发展，能够在机械工程自动化发展中起到更加重要的作用，同时也更好的帮助机械工程的设计制造能够顺利完成，缩减整个设计制造过程中需要的流程和步骤，提高设计制造过程中的精度，降低整个过程的难度，为机械工程自动化的发展起到更强的推动力。同时，做好计算机辅助设计和制造软件在机械工程自动化中是基础，具有重要意义，是机械工程自动化中自动化的基本内容所在。因此在对机械工程自动化的研究过程中，我们要加强对CAD/CAM即计算机辅助设计和制造这两款软件的重视。

5  总结

CAD/CAM软件技术在机械工程自动化中的地位不可替代，既是机械工程自动化生产制造的基础，也是机械工程自动化发展的基础。通过不断的实践以及应用，强化和深入计算机辅助设计、制造软件在机械工程自动化领域的研究，让这两款有很大实用价值的应用型软件在机械工程自动化的研究道路上发挥出更大的作用，让我国的机械工程自动化发展更加迅速，从而推动我国机械工程实力的不断提升，对我国整体实力的增长带来更大的助力。

参考文献：

[1]徐帆颖.CAD/CAM软件技术在机械工程自动化中的应用研究[J].计算机产品与流通，2018（09）：274.

[2]張楠.CAD/CAM软件技术在机械工程自动化中的应用[J].自动化与仪器仪表，2018（07）：163-165.

[3]赵燕，王琨.CAD/CAM软件在独立院校机械类课程教学中的应用[J].机械工程师，2013.

[4]李华雷，乌日图.CAD/CAE/CAM技术在曲轴设计制造中的应用[J].机械工程与自动化，2013（002）：38-39.

[5]廖建刚.数控加工软件在实践中的应用[J].机械工程与自动化，2016（03）：158-159，161.

[6]徐钊，王凌杰.CAD/CAM软件在机械制造业中的应用[J].电子世界，2013（06）：87.