技术的基本概念

CAD/CAM技术是计算机与工程设计紧密结合的综合应用技术，它涵盖了计算机技术、机械设计、机制工艺、数控技术、优化设计、有限元、力学和虚拟样机技术等知识内容。在制造业的产品设计与制造过程中就出现如下分散系统：计算机辅助设计CAD、计算机辅助工程分析CAE、计算机辅助工艺设计CAPP、计算机辅助制造CAM、计算机辅助质量管理CAQ、计算机辅助工装设计CAFD、计算机辅助生产管理CAPM等。

1）CAD

计算机辅助设计（CAD）指工程技术人员以计算机为辅助工具来完成产品设计过程中的各项工作（包括方案构思、总体设计、工程分析、图形编辑和技术文档整理等），并达到提高产品设计质量、缩短产品开发周期、降低产品成本的目的。

CAD是一个设计过程，即在“计算机环境下完成产品的创造、分析和修改，以达到预期设计目标”的过程。其功能可分为几何建模、工程分析、模拟仿真和自动分析四大类。CAD的概念如图1-1所示。

图1-1　CAD概念

2）CAE

计算机辅助工程（computer aided engineering，CAE）是指用计算机辅助求解复杂工程和产品的结构力学性能，以及优化结构性能等。CAE技术主要内容包括有限元分析法、边界法、运动机构分析、流体力学分析和优化设计分析等。

3）CAM

计算机辅助制造（CAM）有广义和狭义两种定义。

广义定义是指借助计算机来完成从生产准备到产品制造出来过程中的各项活动，包括计算机辅助工艺过程设计（CAPP）、计算机辅助工装设计与制造、计算机辅助数控加工编程、生产作业计划、制造过程控制、质量检测和分析等。

狭义定义通常是指数控程序编制，包括刀具路径规划、刀位文件生成、刀具轨迹仿真及后置处理和数控代码产生等作业过程。通常CAD/CAM系统中的CAM指的是狭义的CAM。

4）CAPP

计算机辅助工艺过程设计（computer aided process planning，CAPP）指工艺人员借助计算机，根据产品设计阶段给出的信息和产品制造工艺要求，交互或自动地确定产品加工方法和方案，如加工方法选择、工艺路线确定、工序设计等。

工艺设计是制造部门的主要工作之一，其设计效率的高低及设计质量的优劣，对生产组织、产品质量、生产率、产品成本、生产周期等均有极大影响。利用CAPP能迅速编制出完整、详尽、优化的工艺方案和各种工艺文件，可以极大提高工艺人员的工作效率，缩短工艺准备时间，加快产品投入市场的速度。此外，CAPP还可以获得符合企业实际条件的优化的工艺方案、给出合理的工时定额和材料消耗，为企业科学管理提供可靠的数据。

5）CAQ

计算机辅助质量保证（computer aided quality assurance，CAQ），它包括企业采用计算机支持的各种质量保证和管理活动。在实际应用中，CAQ可以分为质量保证、质量控制和质量检验等几个方面。其中，质量保证贯穿了整个产品形成的过程，是企业质量管理中最为重要的部分。