汽车车身CAD/CAM技术的应用及发展

法拉利

１.５１CAD/CAM技术
CAD/CAM技术是CAD与CAM的有效结合，它是利用电子计算机实现高效率和高精度地进行自动化设计和制造的先进技术。这项技术是利用计算机的快速性、准确性和大规模存储能力，使之与设计人员的创造性思维相结合，加快设计进度，提高设计质量，并可免受生产人员技术和水平不同及疲劳等因素的影响，使产品的制造长期保持在高速度、高质量、稳定的状态。
CAD/CAM结合的关键，在于有效联结CAD中处理的“形状信息”和CAM中处理的“加工信息”。CAD/CAM系统由如下三部分构成：
（1）硬件（Hardware）：机器、设备部分，如计算机主机、输入输出设备等；
（2）软件（Software）：运行机器所需要的各种程序，如系统软件、应用软件、专业软件等；
（3）“人件”（Humanware）：是指操作CAD/CAM系统的人的水平。
只有把硬件、软件和人件融为一体，才能有效地发挥系统的功能。
如果把CAD/CAM系统比作开车的话，开车的技术相当于软件，车的结构相当于硬件，司机的素质相当于人件，要想开好车，就必须具备有关车的结构方面的知识和开车的技术。
从CAD/CAM的发展过程看，最初是由CAM开始的，它是以数控NC（Numerical Control）机床为中心发展起来的。其后实现了以计算机图形学（Computer Graphics）为中心的CAD技术。随着CAD和CAM的应用与发展，逐步实现了CAD和CAM的有效结合。
第二次世界大战结束后不久，第一代电子管式计算机ENIAC（电子数字积分器）于1946年在美国研制成功（这台庞大笨重的计算机，共用了18800个电子管、重30吨、占地150平方米、耗电150千瓦、价值40万美元、但内存容量为17K位、运算速度仅为5000次/秒），开创了用电子计算机解决复杂科学和工程问题的新篇章。1947年美国PARSONS公司创造了第一台数控设备用于制造直升飞机旋翼，这是最早的数控设备，它包括了今天的以计算机为基础的数控技术（Computer Numerical Control Technology），这是计算机一次有意义的应用，并且同样是以后发展成计算机辅助制造的基础。
美国通用汽车公司（General Motor）从1959年就开始着手车身计算机辅助设计的研究工作。建立了成为DAC－1的设计系统。自此以后，CAD技术开始加速发展，到60年代后期，一些大的汽车公司都建立了自己的用于车身开发的CAD/CAM系统，如雷诺公司的UNISURF系统和福特公司的PDGS系统。进入70年代后期，CAD/CAM技术成熟起来并进入实用阶段。现在国内外汽车工业中的车身设计与制造已广泛采用了CAD/CAM技术。
当前，CAD/CAM技术的发展和应用水平已成为衡量一个国家科技现代化和工业现代化的重要标志，它为未来的计算机一体化工厂提供了技术基础。
1.5.2汽车车身CAD/CAM技术的应用及发展
汽车行业是CAD/CAM技术最先应用的领域之一，国外一些著名的汽车公司很早就自行开发CAD/CAM软件。到现在，CAD/CAM技术几乎被所有汽车公司所采用，可以说CAD/CAM技术的应用水平，已经成为评价一个国家汽车工业水平的重要指标。在我国，汽车企业一直都作为国家和地方的利税大户，同时也是CAD/CAM技术应用的先锋。CAD/CAM技术在企业中的成功应用，不仅带来了企业技术上的创新，同时带动了企业经营、管理旧模式的变革。因此，它对我国传统产业的改造、新技术的兴起，以及汽车工业提高国际竞争力等方面，起到了巨大的推动作用。
美国福特汽车公司在上世纪80年代初就开始CAD系统的规划与实施，到了1985年有一半以上的产品设计工作在图形终端上实现，至90年代初其产品开发全面采用CAD。早期的CAD系统已自行开发的PDGS和CAD为主，后来逐步过渡到以I-DEAS为其核心主流软件。
    在CAD/CAM技术发展初期，美国通用汽车公司就自主研发以设计车身为目标的 DAC－1系统，来分析和综合车身的三维曲线设计。该公司的CADNCE（用于检验设计质量）、FBG（用于绘图作业）以其规模大、应用广而著名。到上世纪90年代初，美国通用汽车公司选中UG作为全公司的 CAD/CAE/CAM/CIM主导系统。经过不断的发展，公司已100%采用CAD/CAM来进行设计制造，并取消了中间过程，使计算机与制造终端直接相连，最终实现了系统网络化。
我国从上世纪70年代开始研究和推广CAD/CAM技术，使得CAD/CAM技术在国内得到了较广泛的应用，并从中取得了不错的经济回报。到目前为止，国内大型汽车企业已普遍实施了CAD/CAM系统，中国一汽引进IBM4381为主机在全厂建立了近程和远程工作站，形成了技术信息和CAD/CAM中心。同时，有限元结构分析得到了越来越广泛的应用，完成了大量的车身、车架、发动机缸体、变速器壳体、桥壳等零部件的结构分析。东风汽车公司是我国汽车行业中应用计算机辅助技术最好的单位之一。全厂从事计算机辅助造型设计、工程分析、制造和软件维护人员大约900多人。传统的计算机二维设计已全面普及，整车的三维设计已在各个设计部门进入实用阶段。
但由于我国CAD/CAM软件自主研发术水平与发达国家之间存在较大的差距，国内一些研究机构和公司推出的CAD/CAM系列软件得不到更广泛的应用，市场占有率低，尤其在CAD/CAM系统集成方面还是刚刚起步。随着我国市场化程度的加深，市场竞争的加剧，迫使汽车企业必须改变传统的设计、制造、管理、销售模式，来提升企业竞争力和市场应变能力。可以说，实施CAD/CAM系统是最有效的方式之一。
汽车车身CAD/CAM技术的发展将由孤立走向集成，由串行走向并行。并行工程，既集成地、并行地设计产品及相关过程的系统化方法，通过组织多学科产品研发队伍，改进产品开发流程，利用各种计算机辅助工具等手段，在产品开发的早期阶段能及早考虑下游的各种因素，达到缩短产品开发周期，提高产品质量、降低产品成本的目的。并行工程包括以下五个方面平行的过程：
（1）              品性能设计：满足用户需求，提高产品质量；
（2）              制造性设计：简化制造过程；
（3）              验证性设计：检查各项功能的可靠性；
（4）              维护性设计：简化和减少维护要求；
（5）              相容性设计：保证产品符合相关法规。
在车身覆盖件设计与制造方面，并行工程要求开发人员从开始就要考虑从概念形成到产品报废的整个的生命周期，着重强调设计过程的信息集成。并行工程的核心是一体化设计，此处的设计，不是传统意义上的根据一定的规范，考虑诸多功能要素而进行的绘图工作，而是一种方法，或者说是一种组织形式，它把覆盖件制造的各个环节，诸如产品设计、型面设计、模具设计、加工编程等都纳入设计的统筹考虑之下，作为一体化设计的组成部分，各部分和各功能组之间分工明确，又协调合作，从而形成一个统一、有机、运转灵活且通畅的整体。

璞中兰

谢谢楼主  做毕设要用 挺有用的