第2讲 CAD系统结构

1、2. cad系统简介 2.1 cad系统的构成与分类 2.2 cad系统的硬件 2.3 cad系统的软件 2.4 图形接口与数据交换标准 2.5 cad系统的设计与选择 2.6 主要cad系统介绍 2.1 cad系统的构成 三个基本构成 计算机 ：中央处理器，存储器，输入设备（键盘）， 显示设备 图形输入设备 图形输出设备 cad系统的分类 大型机系统（mainframe-based system） 小型机系统（minicomputer-based system） 工程工作站系统(workstation-based system) 微型机系统(microcomputer-based syste

2、m) 大(中)型机系统 以大型机为主机，集中配备某些公用的外部设备 主机功能强 当终端用户过多时，会使系统过载，响应速度变慢 一旦主机发生故障，整个系统就不能工作 价格昂贵 小型机系统 与大型机系统在形式上非常类似，只不过用小型 机或超小型机代替图中的主机，用户工作站数量 较少，一般在4-6个 在速度、精度、存储、计算能力等方面完全满足 了复杂cadcam的要求 这种系统经常与软件配在一起销售给用户，这就 是70-80年代盛极一时的turnkey system 工程工作站系统 工作站系统设计遵循这样一种思想：一个工程师使用 一台计算机；而且还能使用所有的计算机。前半句话 意味着放弃了多用户分时

3、系统的结构，后半句话意味 着采用网络技术 （集群） 系统的单用户性质，保证了优良的时间响应，提高了 用户的工作效率。 工作站本身具有强大的分布式计算功能，能够支持复 杂的cad作业，能支持多任务进程 微型机系统 每台微机只配一个图形终端 以保证对操作命令的快速响应 发展非常迅速 在速度、精度、内外存容量等方面已能满足cad应用的要求， 且价格越来越便宜 微机上的各种软件，从图形软件、工程分析软件及各种应用 软件，满足了用户的大部分要求 现代网络技术能将许多微机及公共外设连在一起，做到网内 资源共享 微机在速度及内外存方面的限制，使某些大型工程分析，复 杂三维造型等cad作业在微机上运行还有一定

4、的困难。 cad系统的网络结构 作用 信息交流 资源共享 局域网(lan：local area network) 星网 环网 总线网 星网 网的中心是一台计算机， 也称服务器，一般采用大 中型机或超级小型机，周 围是若干无外存的工作站， 也称无盘结点 星网的优点是所有网上用 户均能使用中心计算机上 的数据库；缺点是一旦中 心计算机出故障，则整个 系统不能工作。 环网 通用于工程工作站或微机 连网 它的优点是网内用户能共 享任一结点上的数据库或 文件；此外，当某结点发 生故障时，其余结点可照 常工作。 总线网 适用于将差别较大的设备连入网中 公共总线可长达2.5km，可接1024个设备，不够时，

5、 用中继器再接一条，形成分叉的树形结构。 以太网(ethernet ) 2. cad系统简介 2.1 cad系统的构成与分类 2.2 cad系统的硬件 2.3 cad系统的软件 2.4 cad系统的设计与选择 2.5 主要cad系统介绍 2.2 cad系统的硬件组成 q主机 q外存储器 q键盘 q图形输入设备 q绘图输出设备 q图形显示设备 2.2.1 主机 组成 中央处理机(cpu：central processing unit) 主存储器(也称内存) 中央处理机(cpu) cpu包括控制器和运算器。在控制器和运算器中都 有寄存器作为暂时的信息写入与取出的地方，存取 速度均比从主存储器中存取

6、要快。 控制器 运算器 主存储器输入设备输出设备 cpu 主存储器（内存） 主存储器用来存放指令、数据及运 算结果(也包括中间结果) 主存储器一般包括： 随机读写存储器(ram：random access memory) 存放各种输入、输出数据及中间结果 与外存储器交换信息 ram中信息既可读出，也可写入 只读存储器(rom：read only memory) 信息只能读出，不可写入，故信息是不变 的，断电后不会丢失 一般用来存放固定程序，如管理、监控、 汇编、诊断程序等 主机的技术指标 运算速度 时钟频率(或称主频) 单位：mhz(兆赫) mips106指令s每秒处理指令的平均数 字长 cp

7、u每执行一条指令可以从内存提取和处理的数据位数, 32位，64位 内存容量 内存越大，可容纳和处理的程序和数据量就愈大。 2.2.2 外存储设备 用来存放暂时不用或等待调用的程序、数据 等信息。当使用这些信息时，由操作系统根 据命令调入内存。 外存储器的特点是容量大但存取速度慢。 常见种类有： 磁带机 磁盘驱动器（软盘、硬盘） 光盘驱动器 磁带机 存储介质是磁带，只能顺序存取的设备 存取速度较慢，但成本低，存储容量大 它是理想的系统的备份设备 作为备份，将系统其他存储设备上的 信息拷贝在磁带上，一旦系由于人为 或突然事故而破坏了其他存储器上的 资料，则磁带上的备份就可以重新装 入，从而确保整个

8、系统的正常运行， 以及数据资料的正确性 磁盘驱动器 磁盘驱动器是一种可随机存取的存储设备 其存储介质为磁性圆盘，两种结构形式 硬盘 它是由一组同轴的金属圆盘(表面涂覆一薄层磁性物 质)、读写头和驱动器所组成的密封机构。 它的旋转速度很高，具有很高的数据读写速度 硬盘的容量很大。 软盘 软磁盘是由聚酯材料制成的薄圆片，其上涂覆一薄层 磁性材料。 两种尺寸，旧尺寸是5英寸，新的3.5英寸。 光盘驱动器 存储介质是光盘 采用激光技术进行海量存储，单片双面光盘存储 量达2gb， 光盘存取速度与硬盘相当 只读光盘，只读光盘驱动器称为cd-rom 可以反复读写的光盘 可移动存储设备 一、大容量磁盘一、大容

9、量磁盘/驱动器驱动器 二、可擦写光盘二、可擦写光盘/驱动器驱动器 三、活动硬盘三、活动硬盘 四、闪存类存储器四、闪存类存储器 一、大容量磁盘一、大容量磁盘/驱动器驱动器 它与软盘结构基本相同，容量多在100mb以 上。磁盘驱动器的盘片都是专用的，它们不 能在其它驱动器上进行读写 。 这类设备同计算机连接一般是通过专用接口； 也有部分此类设备是采用usb接口或并口连接， 虽然一般的计算机都有这两种接口，但是传 输速度要比专用接口低很多。 二、可擦写光盘二、可擦写光盘/驱动器驱动器 可擦写光盘一般： cd-r：一次写入、多次读取 cd-rw：多次写入、多次读取 mo： magnet-optical

10、，它是结合光学与电磁 学的一种可重复擦写存储技术。容量从128m 到2.6g不等。mo驱动器体积小，防震性能好， 安装时不需要任何驱动程序，操作简便，而 且读取速度超过了固定硬盘、大容量软驱等 同类存储介质，稳定性极高，以及相对低廉 的存储费用优势。 三、活动硬盘三、活动硬盘 活动硬盘按不同的连接方式分为两大类： 一类是机架内置式活动硬盘，传输速度在所 有移动存储方案中是最快的。机架内置式活 动硬盘盒售价较为低廉，一次性购买多个配 备于有数据交换要求的计算机上，也不失为 一种性价比较高的解决方案。 另一类为外置式活动硬盘，外置于机箱之外， 由外接dc电源供电，通过usb（12mb/s）或 ie

11、ee1394（400mb/s）火线接口与计算机连接。 此类硬盘盒一般内置的是笔记本电脑硬盘， 在性能上比普通硬盘稍差，但抗震性较高。 四、闪存类存储器四、闪存类存储器 闪存类存储器的存储介质有别于上述移动存储器的磁 介质和光介质，为半导体电介质。较著名的产品有 iomega的clik！（pc卡），diamond公司的rio （mp3播放器），sony公司的memorystick（记忆棒） 及其它usb读卡器（存储介质为各种闪存卡）。 闪存类存储器具有体积小、可靠性高等优点。闪存芯 片是非易失性存储器，即存储数据是不需要电压维持 的，所消耗的能源主要是用在读写数据的。闪存类存 储器可靠性比较高，

12、因为它是一种名符其实的“固态 存储介质”，也就不存在什么磁头与盘片之间产生的 碰撞，所以不怕磕碰，在进行读写操作时也可以抵抗 高达2000gs的冲击，因此用户不必担心因为自己的失 误而使资料受到损坏。 键盘 字符键用来输入数据和程序 功能键用来输入一个命令或执行一个程序 控制键用来对屏幕和程序进行特殊处理 2.2.3 图形输入设备 2.2.3 图形输入设备 另外三种主要类型 定位设备 操作方式是控制屏幕上的光标并确定它的位置 定位设备除了定位功能外，还兼有拾取目标、 选择对象、跟踪录入、及徒手画草图等 具体的物理设备有图形输入板及其触笔、光笔、 鼠标器、操纵杆(joystick)及跟踪球 数字

13、化仪 能将放在上面的图形用游标器指点摘取大量的 点，进行数字化后存储起来 图象输入设备 如摄象机、录象机、扫描仪(scanner)等，图形 经图象数字化及图象处理后输出 光笔光笔( (light pen)light pen) 检测屏幕上图形的光强，从而使计算机就可知道光 笔所指的位置。 定位、拾取和跟踪 输出 信号 光导纤维透镜组 导线笔体 光孔 触钮开关 光电 转换 放大 整形 开关电路 鼠标器鼠标器( (mouse)mouse) 60年代后期才出现，目前应用十分普遍 两种类型 机械式鼠标器 底部装有一对轴线相互垂直的金属滚轮，当在桌面上移 动鼠标器时，滚轮的转动转化成x、y方向的数值被记录

14、 下来,并相应地移动屏幕上的光标 光学鼠标器 底部有一光源，当鼠标在专用的鼠标板上移动时，采用 光束调制及光学编码技术，测出鼠标移动量，随之驱动 屏幕光标作相应移动 鼠标按键可用程序定义，使它们在按下时实 现不同的操作功能。 数字化仪数字化仪(digitizer) 图形输入板图形输入板( (digitizing tablet) ) 数字化仪台面大，常见尺寸为 9001200及l200l300(mm)， 分辨率和精度分别可达0.025和 0.076(mm)；定位工具是带有十 字叉丝的游标器。 图形输入板较小，尺寸为 280280到900900(mm)，分 辨率也低，一般为0.13mm。 定位工具

15、是细长的触笔 数字化仪数字化仪(digitizer) 图形输入板图形输入板( (digitizing tablet) ) 二者的工作原理相同 操作时触笔或游标叉丝对准某一点，并按下按钮，这 时靠某种藕合原理，如电磁耦合产生信号，经ad转 换为(x,y)坐标，送给计算机 数字化仪数字化仪(digitizer) 图形输入板图形输入板( (digitizing tablet) ) 数字化仪时常用来摘取放在它上面的工程图上的大量点，经 数字化后存储起来，以此作为图形输入的一种手段。 图形输入板则更多地用于交互设计，使用时大多数划出一个 台板图形区，其余部分放置菜单，称为菜单区。台板图形区 与显示屏之间

16、存在一种映射关系屏幕光标将随触笔或游标 的移动而移动，如移出了台板图形区范围，屏幕光标将随之 消失。 图形扫描仪图形扫描仪 将图像通过光电扫描生成点阵信息存储到计算机内。 在cad作业中，可以将图纸扫描到计算机内形成点阵 文件，再经专门的矢量化识别程序自动生成矢量文件, 从而交由大多数cad绘图系统进行处理。 这种技术大大缩短了已有图纸的输入时间，其缺点是 矢量识别的正确率不是很理想，但仍是建立大型图库 的有效方法。 其他图形输入设备 逆向工程 三坐标测量仪 激光扫描仪 2.2.4 绘图输出设备 cad系统设计的结果在大部分情况下仍然要 画在纸上，以便在生产中使用及交流。 这类输出设备统称为硬

17、拷贝机，常见的有: 打印机 绘图机 打印机打印机 打印机既能打印字符型文件，又能打印 图形，是最廉价的输出设备。 可分撞击式与非撞击式两种。 前者用得最多的是点阵打印机，打印头分别有9， 24，32针等几种，由计算机控制每个针头的搏击， 通过色带印在纸上。 非撞击式打印机可采用喷墨技术、激光技术、静 电复印技术等，这类打印机速度快，无噪声，但 目前价格较贵。 自动绘图机自动绘图机 滚筒式 平台式 平面电机型 其他新型绘图机，如静电绘图机、喷墨 绘图机、缩微胶片绘图机等 滚筒式 x,y向驱动部分：图中1和5两台步进电机分别使滚筒旋转(产生x 向运动)和笔架移动(产生y向运动)，使笔在纸上画出各种

18、图形。 z向驱动部分。用电磁铁控制抬笔与落笔。 送纸部分。使纸与滚筒一起移动。 人工调整操作部分。调整绘图位置，使图形画在合适位置上。 平台式 滚筒式滚筒式绘图机结构简单，占地面积小，价格较低，所绘图纸可 长达数十米，但速度低，精度较差，广泛用在机械与土建等行 业中。 平台式平台式特点是台面大，可达26m，精度高，速度快，适用于造 船、汽车、飞机及大规模集成电路的图形输出；缺点是结构复 杂，占地面积大，价格贵。 平面电机型 滚筒式及平台式绘图机的共同特点是将计算机送来 的图形信息变成执行电机的脉冲信号，执行电机通过 一套机械传动装置驱动画笔移动。因此它们的绘图速 度和精度都受到机械传动系统的影

19、响，一般绘图速度 在330mmin之间，而且随机械磨损的增加绘图精 度降低。 1968年发明了直线电机，于是出现了平面电机型绘 图机，省掉了机械传动系统，直接由平面电机控制绘 图头移动，速度快，精度高，绘图速度可达60-90m min。 平面电机型 台板实际是平面电机的定子。 绘图头内有四个“动子”，与台板(定子)相互作用产生移动， 其中两个动子控制x方向移动，另两个则控制y方向移动。笔 架装在绘图头上。 自动绘图机的主要技术指标 绘图速度 一般为l 2-48mmin 步距（分辨率） 一般为0.01-0.1mm步，步距越小，图形精度越高 绘图精度 静态精度。画笔单方向移动时实际移动距离与按脉冲

20、计算的位移 差 重复精度。画笔从出发点移动一定距离后，再回到出发点，出发点 与实际终点之间的偏差 零位精度。画笔从零位移动到允许的最大距离后，再返回零位时， 零位与实际终点间的偏差 功能 有绘图幅面的大小(a0、a1和a3等) 画笔数量； 其它辅助功能(如插补功能、曲线拟合功能等) 2.2.5 图形显示设备 阴极射线管(crt：cathode ray tube) 占统治地位的显示器件 液晶显示 等离子体显示 其他显示器 激光显示 光二极管显示 crt显示器工作原理 crt的结构，由装在一个玻璃壳内的电子枪、偏 转系统及荧光屏组成 crt显示器工作原理 电子枪产生沿着管轴方向(z抽)的电子束，能

21、控制电子束强度 电子枪发射出的电子分散在各个方向，聚焦系统将它们集中， 使电子束在荧光屏上聚焦成一个细小的圆点 为使光点在荧光屏上移动，必须采用偏转系统使电子束偏转， 产生产生x及y方向的偏转 位于管壁内侧的荧光层受高速电子束的轰击而发生光点，在电 子束停止轰击后，人们观察到的是待续发出的磷光，称为余辉 (余辉时间非常短暂，一般在0.5-1ms之间) 由上可见，我们可以在计算机与crt间安排一个显示控制显示控制 环节环节，该环节接受来自计算机的图形信息，然后将其转换成偏 转系统所需的控制信号以及电子枪的控制信号，控制电子束的 偏转及明暗强度，产生图形及字符。 分辨率 电子束产生的光点直径通常为

22、0.25-0.5mm ,若取屏 幕的有效面积为3030cm2，则可在屏幕上构成了 10241024个网格,也称为栅格，其单位约等于 0.3mm。 同样大小的屏幕，如光点直径小，则网格数就可增 多，称分辨率高（分辨率是指两个光点之间的最小 距离，是指分辨能力大小的物理量）。 分辨率越高图形线条越平滑，图形越清晰。目前微 机显示器的光点有约0.26及0.32mm等，分辨率可达 1024768 扫描方式 图形显示器按电子束的扫描方式分为随机扫描与光栅扫描两种 随机扫描随机扫描方式指屏幕上的图形是按矢量线段一笔一笔画出的，其 顺序完全按用户的绘图指令来决定，如图(a) 光栅扫描光栅扫描则像电视机那样，

23、电子束从左到右，从上到下按固定的 频率扫描，遇到图形时，相应栅格发光由此显示出图形或字符， 如图(b)。使用光栅扫描方式的显示器称为光栅显示器 光栅显示器的工作原理 将显示屏按水平及垂直方式划分成矩阵，将划分成的单元称为 象素 ，每个象素有自己的屏地址，假如屏的分辨率为nm，则 意味着有n列及m行的象素 把要显示的图形也按此方式离散成象素，每个象素有一定的值， 该值代表该点的明暗度或颜色，此过程称为图形的光栅化 。 光栅化后的象素是与屏幕一一对应的 ，通过图象显示系统，由 显示处理器逐行取出象素信息，再由偏转及颜色系统将信息进 行d/a转换，在crt屏幕上显示出来。 特点 这种显示原理与原始图

24、形的复杂程度无关 由于电子束轰击荧光层产生亮点的时间十分短暂，所以要想保持图 形不闪烁，就必须以30-60次s的频率刷新图像 光栅显示器的工作原理 液晶显示器 液晶显示器(lcd)是现在非常普遍的显示器。它具有体积小、重 量轻、省电、辐射低、易于携带等优点。液晶显示器（lcd）的 原理与阴极射线管显示器（crt）大不相同。 液晶显示器的工作原理是利用液晶的物理特性，在通电时导通， 使液晶排列变得有秩序，使光线容易通过；不通电时，排列则 变得混乱，阻止光线通过。 等离子体显示屏 （plasma display panel） pdp由数十万个充有ne(氖)、he(氦),xe(氙),ar(氩)等惰性

25、气体并 带有荧光涂层的放电单元组成. 在给这些放电单元注入高压后,荧 光涂层被激励发光, 产生红,绿,蓝(r,g,b)三色光. 通过控制rgb的 混合比例,可以产生多种颜色。 由于这些放电单元可以制作在非常薄的两块玻璃板内, 因此等离 子体显示屏具有非常薄的优点, 是制作大屏幕显示屏的理想材料。 由于pdp本身能够发光,其图像显示效果能够达到甚至超过传统的 显象管显示, 这是其它显示屏(如液晶显示,投影显示,背投影显示等) 所无法比拟的。 象素的灰度和颜色 光栅化后的象素值存放在帧缓存中，每个单元地 址与屏幕上的象素地址是一一对应的，但单元的 位数可不同 当只存一位时，则代表该象素亮或不亮，图

26、形只有黑白 效果， 如有8位(如图中所示，也称位面1到位面8)，则每个象素 值的变化有256种，就可用来表示不同灰度或颜色，图形 就有灰度和彩色 常用的是4位或8位,16位，24位,32位，可以表示十分丰 富的色彩等级 2. cad系统简介 2.1 cad系统的构成与分类 2.2 cad系统的硬件 2.3 cad系统的软件 2.4 图形接口与数据交换标准 2.5 cad系统的设计与选择 2.6 主要cad系统介绍 2.3 cad2.3 cad系统的软件组成系统的软件组成 cadcad软件系统的发展软件系统的发展 lcad系统作为计算机应用系统的一个重要分支， 经历了三个发展阶段： l集中式系统

27、：一台主机控制多台终端（早期模式， 80年代中期，微机没普及）； l分离式系统：一台主机一套系统，毫无关系，工 作站与微机的发展； l分布式系统：网络时代的产物，c/s或b/s结构， 支持异地、异构（采用工作站和微机网络系统） 2.3 cad2.3 cad系统的软件组成系统的软件组成 2.3.1 系统组成 系统软件 支撑软件 应用软件 cad组成层次架构 2.3.2 系统软件 概念 提供cad运行环境的通用软件或工具软件 分类 操作系统 windows、unix、linux、dos、os等 数据库管理系统（dbms） sql server、oracle、sybase、access 网络服务软件

28、 服务器操作系统、文件服务器软件、通信软件等 基础算法、界面支撑类库 vc，vb的基础算法、图形界面类库 2.3.3 支撑软件 概念 在系统软件的基础上开发的满足cad用户一些共同需要的 通用软件或工具软件 分类 计算机分析软件 常用数学方法库及其可视化 有限元分析 优化设计 集成化cad/cam/cae软件 autocad、solidworks、ug、proe、catia 数据库管理系统（dbms） 图形核心系统（gks,parasolid,acis） 数据交换接口 2.3.4 应用软件 在系统软件、支撑软件的基础上，针对某一专门领域 的需要而研制的软件 通常由用户结合当前设计工作自行开发，

29、也称为“二 次开发” 与支撑软件比较： 应用软件主要是为某一特定产品开发出来的软件，而支撑软 件是一些通用性的软件 应用软件通常利用已有的支撑软件的技术及二次开发功能， 而不是从头开始 支撑软件一般市场上买的到，而应用软件需要用户开发 应用软件逐步商品化成通用软件后，也可以称为支撑软件 2. cad系统简介 2.1 cad系统的构成与分类 2.2 cad系统的硬件 2.3 cad系统的软件 2.4 图形核心与数据交换标准 2.5 cad系统的设计与选择 2.6 主要cad系统介绍 图形核心系统 向高级语言提供相应的接口程序(函数库)，以 实现图形向设备的输出 依赖于所用的操作系统的图形接口 b

30、orland c+的dos版提供bgi接口 windows的gui提供与设备无关的绘图函数 unix操作系统由具有统一接口的xlib库 统一不同硬件环境和操作系统平台下的接口 gks、gks-3d、phigs、gl/opengl parasolid acis 数据交换标准 为了满足不同cax应用系统之间对工程产品数 据模型的交换、共享需要，制订了图形(产品) 信息交换标准 dxf: data exchange format iges: initial graphics exchange specification step: standard for the exchange of produ

31、ct model data iges 在不同的cad/cam系统之间进行交换数据 过去常采用的方法是把一个系统产生的数据文件翻 译成另一个cad/cam系统能识别的数据文件 多个cad/cam系统就需要多个翻译器 基本图形转换规范iges 如数据要从系统a传递到系统b，必须由系统a中的iges 前处理器把这些传送的数据格式转换为iges格式，再由 系统b中的iges后处理器把其从iges格式转换为该系统 内部的数据格式，反之亦然 iges 1982年成为ansi标准，目前虽然不是iso标准，实 际上已是工业标准 iges特点特点 数据格式相对简单 不能精确地完整转换数据，其原因是在不同的 ca

32、d/cam系统之间许多概念不一样，使得某些定 义数据或信息会丢失 在转换数据的过程中可能会产生错误，且很难确定， 常要人工去处理iges文件 产生的数据量太大 step 国际标准化组织iso制定产品数据模型转换标准step 克服iges存在的问题，扩大转换cad/cam系统中几 何、拓扑数据的范围 产品数据模型覆盖产品整个生命周期，全面定义了产 品所以得数据单元，包括设计、分析、制造、测试、 检验零部件或机构所需的几何、拓扑、公差、关系、 属性和性能等数据 针对不同的领域制定了相应的应用协议 ，覆盖的领域 包括二维工程图、一般机械设计和工艺、造船、建筑、 汽车制造 2. cad系统简介 2.1

33、 cad系统的构成与分类 2.2 cad系统的硬件 2.3 cad系统的软件 2.4 图形接口与数据交换标准 2.5 cad系统的设计与选择 2.6 主要cad系统介绍 2.5 cad系统设计与选型原则 明确系统的需求明确系统的需求 设计哪类产品，解决问题的深度 要达到的具体目标，存在的关键技术 确定近期目标与长远目标确定近期目标与长远目标 近期目标 根据人力、资金、现有技术水平 长远目标 考虑到将来的发展 确定系统的集成水平确定系统的集成水平 数据库、网络、数据交换、各种接口等 cad系统的设计原则 选择cad系统的准则 硬件系统要有良好的开放性且符合工业标准硬件系统要有良好的开放性且符合工

34、业标准 软件系统要满足以下三点要求软件系统要满足以下三点要求 用标准操作系统 良好的用户界面 齐全的技术文档，优良的可读性 功能足够功能足够（零件、曲面、装配、绘图、接口、（零件、曲面、装配、绘图、接口、 专业功能等）专业功能等） 良好的二次开发接口良好的二次开发接口 可靠性高，维护简单，性能价格比优良可靠性高，维护简单，性能价格比优良 良好的售后服务良好的售后服务 、持续的支持能力持续的支持能力 主要商用cad、cae系统 autocad由美国autodesk公司支持 solidworks pro/e catia由法国dassault公司开发，ibm公司统一销售 ug nx由美国麦道(md)

35、公司开发，现将 ideas并购 ansys msc nastran adams 由美国solidworks公司开发，现被dassault并购 ptc msc msc msc 2. cad系统简介 2.1 cad系统的构成与分类 2.2 cad系统的硬件 2.3 cad系统的软件 2.4 图形接口与数据交换标准 2.5 cad系统的设计与选择 2.6 主要cad系统介绍 2.6 常用cad软件简介 solidwork l 最早基于windows原创的三维设计软件产品 l 友好的界面，易学易用、价格便宜、性价比高 l 完全自动捕捉设计意图和引导设计修改 l 装配设计中可以直接参照已有的零件生成新的

36、零件， 支持“自顶而下”方法还是“自底而上”的方法进行装 配设计 l 全面的零件实体建模功能，二维和三维全关联 l 标注和细节绘制工具，能快捷地工程图纸 l 具有全相关的钣金设计能力 l 提供完整的、免费的开发工具(api)，用户可以用微 软的visual basic、visual c+或其它支持ole的编 程语言建立自己的应用方案 l 丰富的数据转换接口 pro/e l pro/engineer是一套由设计至生产的机械自动化软件，是 新一代产品造型系统，采用参数化设计的、基于特征的 实体模型化系统，工程设计人员采用具有智能特性的基 于特征的功能去生成模型 l 建立在统一基层上的数据库上，工程

37、中的资料全部来自 一个库，在整个设计过程的任何一处发生改动，亦可以 前后反应在整个设计过程的相关环节上 l pro/e发展了三维线框设计的思想，首先建立基准面，在 基准面上勾画二维草图，用扫成法将二维轮廓引伸成三 维形体。依次更换参考面，用显式操作生成形体，尽量 避免面面求交、裁剪的集合运算。 l 随时记录特征元素的生成操作过程，当修改标注尺寸值 后，用尺寸驱动方法修改相应二维轮廓，重新运行零件 设计过程的全部操作命令，由此实现参数化特征建模， 使曲面、实体、参数化特征设计融为一体，可以任意构 造复杂零件和装配件，而且修改设计方便。 catia l 达索飞机公司67年用bzier曲面建立飞机外

38、形数学模型，70 年展开幻影数字化设计。74年扩大cad规模，从美国引进 洛克希德飞机公司cadam系统，75年100万美元引进 cadam源程序。 l 77年开发三维交互cad软件，78年投入使用catia。同时 建立主数据库，统一管adam二维结构图和catia三维模 型文件。81年ibm公司开始负责经销catia系统，并组建 达索系统公司。 l 90年ibm用2.7亿美元收购cadam，92年托付达索管理， 97年3.1亿美元收购solidworks，97年1.05亿美元收购deneb 精益制造布局仿真软件delmia，98年在美成立enovia公司 开发pdmii，98年达索接管法国马特拉（matra）的 cad/cam业务，包括euclid等，99年收购smarteam业务， 2000年用2150万并购acis 3d业务。 l 至此，达索/catia完成了plm的战略布局，形成产品 全生命期的cad/cam/cae/p