教学材料《CAD技术概论》-CAD1

1.1CAD/CAM技术现状经过40多年的发展，CAD/CAM技术有了长足的进步。现在CAD/CAM技术主要运行在工作站或微机平台上。工作站虽然性能优越，图形处理速度快，但价格却十分昂贵，这在一定程度上限制了CAD/CAM技术的推广。随着Pentium芯片和WindowsNT操作系统的出现并流行，以前只能运行在工作站上的CAD/CAM软件现在也可以运行在微机上。由于微机的价格远远比工作站低，性能也不比中低档工作站逊色多少，并且WindowsNT操作系统的安全性与DOS,Windows3.X,Windows98/XP等操作系统相比有了很大提高。所以，微机平台为普及CAD应用创造了绝好的条件。在此基础上，CAD/CAM软件厂商展开了新一轮的下一页返回1.1CAD/CAM技术现状竞争。一方面工作站上著名的CAD/CAM的软件(如UG,CATIA)全功能地移植到微机平台，使微机完全对等地实现了工作站环境的处理能力;另一方面CAD/CAM软件打破了原有Unix环境的侄桔，在Windows平台上全面拓展。Pentium以上处理器和NT环境已经成为CAD/CAM软件运行和应用的主流平台。1.1.1使用微机作为开发和应用平台微机平台的CAD/CAM软件的特点如下:1.采用Windows环境采用WindowsNT操作系统是新一代推出的微机CAD/CAM软件的共同特点。现在，个人计算机已经具备了上一页下一页返回1.1CAD/CAM技术现状与中低档工作站竞争的实力，且其价格低廉，使得CAD应用的普及成为可能。Windows平台上的新一代CAD/CAM软件基本上都采用典型的Windows界面和操作规范，同时由于DDE和OLE技术的广泛应用，这些CAD/CAM软件可以与Windows平台的其他软件进行动态数据交换，也可以在不退出CAD/CAM软件的前提下嵌入(或链接)其他应用程序的对象。

2.采用COM技术

COM(ComponentObjectModel)是国际上为提高软件稳定性和开发效率而引入的重要技术。现今推出的Windows平台的CAD/CAM软件都或多或少地应用了COM技术。通过使用现成的组件，软件开发商可以避免上一页下一页返回1.1CAD/CAM技术现状软件开发中许多烦琐和困难的基础部分，从而可以从极高的起点出发，大大缩短了CAD软件的上市周期，这样容易取得竞争优势。同时，由于采用面向对象技术，微机CAD软件的可维护性和可扩展性得以增强。

3.吸收Unix平台软件的优点新一代微机平台CAD软件充分吸取Unix工作站软件的精华。诸如参数驱动、特征造型、动态导航、二维与三维双向相关、STEP标准和动态图形显示等这些比较好的特点已经被微机平台软件全部吸收。上一页下一页返回1.1CAD/CAM技术现状1.1.2PDM技术的实施随着CAD技术的推广，原有的技术管理系统面临着巨大的挑战。在采用计算机辅助设计以前，产品的设计、工艺和经营管理过程中涉及的各类图纸、技术文档、工艺卡片、生产单、更改单、采购单、成本核算单和材料清单等均由人工编写、审批、归类、分发和存档，所有的资料均通过技术资料室进行统一管理。自从采用计算机技术之后，上述与产品有关的信息都变成了电子信息。简单地采用计算机技术模拟原来人工管理资料的方法往往不能从根本上解决先进的设计制造手段与落后的资料管理之间的矛盾。要解决这个矛盾，必须采用PDM技术。上一页下一页返回1.1CAD/CAM技术现状

PDM(产品数据管理)是从管理CAD/CAM系统的高度上诞生的先进的计算机管理系统软件，它管理的是产品整个生命周期内的全部数据。工程技术人员根据市场需求设计的产品图纸和编写的工艺文档仅仅是产品数据中的一部分。PDM系统除了要管理上述数据外，还要对相关的市场需求、分析、设计与制造过程中的全部更改历程、用户使用说明及售后服务等数据进行统一有效的管理。由此可见，PDM系统管理的产品信息将涉及企业的产品设计、工艺、制造、经营和服务等部门。因此，PDM系统的实施具有涉及面广、信息工作量大等特点。实施PDM技术可以实现并行工程，提高产品设计效率，支持全面质量管理，实现人、过程、技术三者的平衡。因此，上一页下一页返回1.1CAD/CAM技术现状它可以为企业带来巨大的收益。PDM技术的实施与CAD/CAM技术的实施不一样，前者调整的是企业的管理模式，将原来的人工管理方式转变为PDM的计算机管理模式，既要兼顾原有的管理习惯，又要考虑信息集成的要求。由于企业技术环境、管理水平、企业文化等方面的差异，每个企业的PDM实施过程都不会相同。只有对企业的计算机环境、企业过程以及PDM的总体目标有了充分的理解后，全面地分析企业对PDM产品的详细需求，才能选出最适合本企业发展的PDM产品和解决方案。目前国际主流的PDM产品有UG的IMAM,SDRC的Metaphase等软件，国内PDM产品有清华同方的PDM、武汉天喻的PDM等。上一页下一页返回1.1CAD/CAM技术现状1.1.3现代集成制造系统(CIMS)的研究及应用

1973年美国的瑟夫哈林顿博士在《ComputerIntegratedManufacturing》一书中首次提出CIM(ComputerIntegratedManufacturing)的概念。它的内涵是借助计算机，把企业中与制造有关的各种技术系统地集成起来，进而提高企业适应市场竞争的能力。这个概念强调了两个方面:①企业的各个生产环节是不可分割的，需要统一安排组织;②产品制造过程实质上是信息采集、传递、加工处理的过程。

CIM是一个先进的思想，但是由于当时技术水平的限制，上一页下一页返回1.1CAD/CAM技术现状直到20世纪80年代初，这个思想才被制造领域重视并采用。近10余年来，在市场竞争的激励与相关技术进步的推动下，CIM在实践中被不断充实、完善与发展。从这个概念出发，经历了信息集成、过程集成和企业集成的研究和实践，从而提出了现代集成制造系统(ContemporaryIntegratedManufacturingSystem,CIMS)的概念。我国于1986年3月提出863/CIMS主题计划，从而开始了对(CIMS的全面研究和实施863/CIMS主题研究和实施技术的核心是现代集成制造，其中集成分为三个阶段:信息集成、过程集成(如并行工程)和企业集成(如敏捷制造)。下面分别简要地介绍这三种集成。

1.信息集成上一页下一页返回1.1CAD/CAM技术现状在企业内部实现信息正确、高速共享和交换，是改善企业技术和管理水平必须首先解决的问题。信息集成对于提高企业的市场竞争力是有效的，但是直到现在实施信息集成的手段还比较落后。这使得企业(CIMS应用工程开发周期长，质量不易得到保证。所以，信息集成在今后仍然是企业信息化的主要内容，也是实施诸如并行工程技术的基础。在我国，以信息集成为主要内容的(CIMS应用工程，仍将是今后大多数企业信息化过程中必然要经历的。

2.过程集成传统串行作业的设计、开发过程，往往会造成产品开发过程中出现反复，使产品开发周期长、成本增加。如果把产品设计中的各个串行过程尽可能多地转变为并行工程，在设计上一页下一页返回1.1CAD/CAM技术现状时考虑到后面工序中的可制造性和可装配性，则可以减少反复，缩短开发时间。并行工程便是基于这一思想的一种先进制造模式。

3.企业集成为提高自身的市场竞争力，企业必须面对全球制造的新形势，允分利用全球的制造资源，以便更好、更快、更节省地响应市场，这就是敏捷制造的来源。敏捷制造的组织形式是企业之间针对某一特定产品，建立企业动态联盟(即所谓的虚拟企业)。企业这种不断结盟的能力正是企业敏捷性的标志之一。上一页返回1.2我国CAD技术的发展趋势

CAD在中国的发展已经超过20年，从10年前的“甩图板工程”到现在CAD技术与高性能宽带网络技术的紧密结合，其真正推动中国CAD发展的是中国经济目益增长的需求，而目前正是制造业和建筑业以及娱乐业等大市场需求的不断变化，让CAD市场在应用力度上有了新的变化……CAD是辅助设计，不是辅助绘图。随着中国本地市场的扩大，以及中国建筑业、产品设计业的不断壮大，越来越多的设计者要从中国制造转向中国创造，创造的就不再是为了解剖或生产某一个零部件而设计，而是整体设计整个产品、整个建筑，这样单凭二维设计是不够的，三维设计自然必不可少。1.2.1三维设计是CAD的发展方向下一页返回1.2我国CAD技术的发展趋势三维设计采用直观的三维模型表达方式，能清楚地描绘更复杂的产品结构，并能在产品概念设计和功能设计的同时，并行地进行优化分析和可制造性分析，从二维向三维的大规模转变已经成为一种趋势。服装行业只是CAD应用的行业之一，CAD已经被我国大部分中小企业用户所熟悉。“甩图板”工程让我们接受了二维CAD系统，它帮助工程师们轻松地画出规范、漂亮的图纸，提高了绘图效率，并使图纸的修改和管理更加方便，同时也改善了“面朝图板背朝大”的工作环境。但如果调查一下国内企业中CAD的应用，会得出如下结论:很多应用CAD很好的企业，也只是做到从用手工出图上一页下一页返回1.2我国CAD技术的发展趋势转变为计算机出图的现状。即以前是设计师用图板、直尺、笔将设计画在图板上，现在是用鼠标在计算机上拖曳和修改完成。但是如果我们只是停留在这个阶段，就失去了CAD的作用。因为CAD是辅助设计，不是辅助绘图。既然是设计就不但想到产品的机械模型，还应想到产品的结构分析、运动机构分析和生产加工处理等，只有这样才能真正发挥CAD的作用。如果真正做到这一点，单凭二维设计是不够的。传统的制图方法通过二维视图来描述三维实体，这种描述做不到进一步的结构分析、运动机构分析和数控加工，不能真正做到生产的自动化。因此，必须找到更先进的、更合理的三维设计手段。三维设计采用直观的三维模型表达方式，能清楚地描绘更上一页下一页返回1.2我国CAD技术的发展趋势复杂的产品结构，并能在产品概念设计和功能设计的同时，并行地进行优化分析和可制造性分析，这是在现代制造业对T(时间)、Q(质量)、C(成本)、S(服务)不断追求的必然结果。全球制造业逐步向中国转移的结果促使目前很多国内制造企业都引入了二维CAD。中国在全球制造环节上处于利润最低、劳动量最大的加工制造一环，对二维CAD的要求当然逐渐增大。企业中年轻的工程师们也已经能熟练地使用计算机，CAD软件成为很多企业的标准设计平台。可以说，中国制造业本身就意味着二维CAD的大规模应用。当然，从外部环境看，国内制造业已经融入国际制造业的产业链，国内市场的国际化不可避免，市场对T、Q、S的要求正在提高。加之，三维CAD软件和相应的计算机硬件已经非常成熟，国内企业的设计平台从二维向三维的大规模上一页下一页返回1.2我国CAD技术的发展趋势转变已经成为一种趋势。提到“普及”二字，并不是说所有的制造企业在整个产品开发和制造过程中全面使用三维软件，而是指大部分有条件的制造企业将产品开发平台从以二维为主转向以三维为主。本着“饭要一口口吃”的原则，根据自身条件，在一段时期内逐渐从二维平台过渡到三维平台，这才是“普及”的本意。三维软件的普及不可能“一刀切、一把抓”。1.2.2国产三维CAD走向春天长期以来，国内CAD软件市场一直被国外软件所垄断，在国外CAD软件一统大下的情况下，技术垄断形成商业垄断，软件价格十分昂贵，这在很大程度上限制了我国企业应用CAD/CAM技术实现制造业信息化的跨越式发展。在这一上一页下一页返回1.2我国CAD技术的发展趋势情况下，国家开始大力支持自主版权CAD/CAM软件的开发，促使许多科研成果快速转化，经过近10年的发展，国产优秀CAD软件层出不穷，国产软件的性价比也显著提高，其功能更为强大，价格也更加优惠，如某些CAD软件从最初的上万元降到100元左右，如此巨大的反差说明国产CAD软件的大众化趋势目益明显，国家“甩图板”工程取得了最大突破。在二维CAD普及的今天，三维CAD也就成为我国加快实现工业化和现代化的必然选择，其对制造业企业增强产品创新开发能力起到了巨大的推动作用，是制造业信息化建设不可或缺的工具。然而目前在我国制造业中普及三维CAD还存在很多现实的问题。首先，国内三维CAD软件市场大部分被国外软件所占据，这些软件价格昂贵，操作复杂，很难满足上一页下一页返回1.2我国CAD技术的发展趋势国内中小企业的要求。其次，企业缺乏相关的设计人才。因此，为中国的中小制造业企业提供一种既能满足企业的设计需求，又符合中国设计师设计习惯，适应中国国情的三维CAD软件就成为在我国普及三维CAD的基本途径。

1998年，国内三维CAD市场开始起飞，为打破国外厂商在CAD技术上的垄断，新洲协同软件技术有限公司在几年内投资了近千万元，集中一大批国内优秀的CAD技术开发人才，经过几年潜心开发，2001年推出了国内第一个具有国际水平的新洲三维商品化设计软件Solid2000。但同时一些国外竞争对手开发的软件，已经占据了一部分国内市场，得到了很多用户的认可，使国内三维CAD发展变得异常艰难。在随后的两年多时间里，新洲软件一方面加紧软件功能的开发和完善，一方面加强市场宣传力度，广告、展会、巡回培训上一页下一页返回1.2我国CAD技术的发展趋势等工作不断加强，到2004年年初，新洲软件已经拥有了近千家企业用户，装机数量近万套，在全国建立了近百个培训基地。甚至在我国航空、航天、电子、汽车等行业已经得到了广泛的应用，并且取得了良好的效果。2004年6月，新洲公司产品升级到V6.0，正式更名为Solid3000,整个软件的系统构架发生了变化，软件的功能与稳定性都达到了很高的商品化水平，成为国内市场上唯一的全面实现本地化、标准化的三维设计软件，并为用户提供CAD/CAM/CAE一体化解决方案。同时被国家“制造业信息化工程”培训和“中国机械工程学会机械设计”培训选为推荐软件。由此，国产三维CAD软件终于在强手如林的市场中实现了第一次突围。上一页下一页返回1.2我国CAD技术的发展趋势在二维普及型CAD软件方面，1999年以来，企业的需求保持平稳的小幅度增长。开目、大恒、大大等公司的销售量增长较快。增长的原因包括:①一些企业逐步抛弃了以往使用的盗版软件，开始从整体上对企业的CAD应用和全面信息化建设进行规划，企业逐渐意识到，CAD软件的服务是非常关键的，所以，开始重新进行CAD软件的选型。②中西部地区的CAD应用起步较晚，目前属于大力推广阶段。③华东、华南地区的一些乡镇企业、私营企业的崛起，扩大了对普及型二维CAD的需求。④大量企业意识到，CAD软件重在应用，必须允分结合上一页下一页返回1.2我国CAD技术的发展趋势企业的实际，盲目追求所谓的高档是没有意义的。制约二维普及型CAD软件销售增长的因素包括:①许多企业效益滑坡，没有能力在CAD方面投入。②盗版CAD软件随处可见。③一些三维软件公司的二维软件免费的做法，在一定程度上使部分地区的一些企业减少了对二维普及型CAD软件的购买量。在高端三维CAD/CAM/CAE软件方面，销售基本维持持平，一些国有大中型企业，特别是航空、航天、造船、汽车、工程机械等行业，在进行复杂产品的造型方面，仍然花费百万以上的投资，购买了包括Pro-E,UG,I-DEAS等软件，一些华南地区的模具制造企业，也是这些CAD/CAM上一页下一页返回1.2我国CAD技术的发展趋势软件的热心购买者。这些软件的报价和实际成交价格差异非常大2000年以后，企业逐渐从单一的对CAD软件的需求发展成为对CAD,LAPP,CAM,CAE,PDM,MIS/ERP等技术的集成软件的需求，从单一考虑某个软件的功能发展为考虑企业级信息集成系统的整体功能和各个子系统的信息共享。企业对CAPP、图档管理、PDM等新技术、新产品的需求迅速增长，而对于二维CAD软件的需求，趋于持平。对于中档三维CAD系统，需求有小幅度增长。对于大型集成系统，则需求出现下降。值得一提的是，开目、红地、华中软件等软件公司都购买了美国SpatialTechnology公司的三维造型核心系统ACIS软件，开发了三维造型系统。在三维CAD软件市场上，上一页下一页返回1.2我国CAD技术的发展趋势涌现出了更多的软件产品，一种符合工程师思维特点和工程习惯的基于约束的三维参数化造型软件将逐渐取代目前的中端三维软件产品。1.2.3精品工程打造CAD春天全国CAD应用工程办公室有关专家指出，国内一些三维CAD企业之所以没有取得大的进展，除了体制原因外，根本原因是产品没做好，不能得到用户的认可。究其原因，一方面，企业经不住市场的诱惑，急功近利，轻易地放弃了已经初具规模的产品;另一方面，产品持续升级的能力不强，质量不稳定，经常出现这个版本行，下个版本就不行的情况，使用户对其失去了信心。同时，CAD软件毕竟是工程应用软件，是面向最终用户的，所以其开发过程是紧凑型的，不像上一页下一页返回1.2我国CAD技术的发展趋势原子弹几年才爆一颗，一鸣惊人。用户的需求不断增长，设计制造的工艺也在不断翻新，软件的功能要跟得上。要做到这一点，一方面软件的架构要有延展性，一方面也需要开发企业不断跟踪用户的需求，持续地对产品做出改进。据新洲软件公司总经理工可介绍，为取得持续的发展，新洲软件从一开始就在公司内部实行名为“精品化工程”的一整套管理体制，其最突出的体现在“建立精品化队伍、开发精品产品和提供精品服务”三个方面，而核心则放在了“开发精品产品”上面。“精品化工程”使新洲在产品研发和质量管理方面独具特色，并保证了软件的可持续发展目前新洲的质量保证队伍和开发队伍的人数比例超过了1:2，这个比例在国内三维CAD开发团队中是非常高的。在“精品化工程”的思路下，新洲软件制定了软件开发流程和质量控制上一页下一页返回1.2我国CAD技术的发展趋势流程的精细策略，将研发中心分为几大部分，规定了明确的职责。产品部负责规划产品形态，跟踪产品发展方向，设计产品的功能;软件部负责研究系统架构，实现产品部提出的功能设计;质量部根据产品部提出的功能规范，来验证产品。新洲的研发中心使用了自主开发的网上协同系统，这套系统固化了整个研发中心从设计、质量控制到最后产品提交和售后维护等方面的全套流程，规范了产品开发的各个环节，建立了一整套数据资源体系。这套资源体系分为需求管理和缺陷管理两个部分。通过网上通道，可以吸收、接纳来自市场营销中心、用户和代理商的需求，这些需求直接反馈到研发中心，纳入到产品的开发工作中。缺陷管理则把质量部发现的任何问题都直接存入缺陷库，并由质量经理来标定错误的责任人，提请跟踪责任人最终解决问题。上一页下一页返回1.2我国CAD技术的发展趋势精品化工程的实施，直接增强了新洲三维的核心竞争力。新洲软件现已成为国内主流三维CAD软件，并逐步替代部分企业的价格昂贵的中高端软件，从而打破了国外软件对中国软件市场的垄断和价格控制。2004年，科技部国家制造业培训中心成立了以新洲软件公司为依托的“三维CAD-Solid3000认证培训管理办公室”，承担“国家制造业信息化—三维CAD认证培训”工作，从而使国内三维CAD的发展应用与人才培养进入了一个崭新的阶段。面对国内三维CAD发展的前景，新洲软件公司总经理工可认为，“困难肯定是有的，但用户的支持给了我们动力。只要我们能坚持把产品做好，坚持服务于用户，就一定能获得支持，那么国内三维CAD的春大也就真正来临了。”上一页下一页返回1.3目前国内外流行的CAD/CAM软件

CAD/CAM技术经过几十年的发展，先后走过大型机、小型机、工作站、微机时代，每个时代都有当时流行的CAD/CAM软件。现在，工作站和微机平台CAD/CAM软件已经占据主导地位，并且出现了一批比较优秀、比较流行的商品化软件。下面将分别介绍国内外一些流行的软件。1.3.1国外软件

1.Unigraphics(UG)UG是UnigraphicsSolutions公司的拳头产品。该公司首次突破传统的CAD/CAM模式，为用户提供了一个全面的产品建模系统。在UG中，优越的参数化和变量化技术与传统的实体、线框和表面功能结合在一起，这一结合被实践证明是强有力的，并被大多数CAD/CAM软件厂商所采用。上一页下一页返回1.3目前国内外流行的CAD/CAM软件

UG最早应用于美国麦道飞机公司。它是从二维绘图、数控加工编程、曲面造型等功能发展起来的软件。20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，进一步推动了UG的发展。1997年10月UnigraphicsSolutions公司与Intergraph公司签约，合并了后者的机械CAD产品，将微机版的SOLIDEDGE软件统一到Parasolid平台上。由此形成了一个从低端到高端，兼有Unix工作站版和WindowsNT微机版的较完善的企业级CAD/CAE/CAM/PDM集成系统。

2.SOLIDEDGESOLIDEDGE是真正的Windows软件。它不是将工作站软件生硬地搬到Windows平台上，而是允分利用上一页下一页返回1.3目前国内外流行的CAD/CAM软件Windows基于组件对象模型(COM)的先进技术重写代码。SOLIDEDGE与MicrosoftOffice兼容，与Windows的OLE技术兼容，这使得设计师们在使用CAD系统时，能够进行Windo。下文字处理、电子报表、数据库操作等。SOLIDEDGE具有友好的用户界面，它采用一种称为SmartRihhon的界面技术，用户只要按下一个命令按钮，既可以在SmartRihhon上看到该命令的具体的内容和详细的步骤，同时在状态条上提示用户下一步该做什么。

SOLIDEDGE是基于参数和特征实体造型的新一代机械设计CAD系统，它是为设计人员专门开发的，易于理解和操作的实体造型系统。上一页下一页返回1.3目前国内外流行的CAD/CAM软件

3.AutoCADAutoCAD是Autodesk公司的主导产品。Autodesk公司是世界第四大PC软件公司。目前在CAD/CAE/CAM工业领域内，该公司是拥有全球用户量最多的软件供应商，也是全球规模最大的基于PC平台的CAD和动画及可视化软件企业。Autodesk公司的软件产品已被广泛地应用于机械设计、建筑设计、影视制作、视频游戏开发以及Web网的数据开发等重大领域。

AutoCAD是当今最流行的二维绘图软件，它在二维绘图领域拥有广泛的用户群AutoCAD有强大的二维功能，如绘图、编辑、剖面线和图案绘制、尺寸标注以及二次开发等功能，同时有部分三维功能。AutoCAD提供AutoLISP,上一页下一页返回1.3目前国内外流行的CAD/CAM软件ADS,ARX作为二次开发的工具，在许多实际应用领域(如机械、建筑、电子)中，一些软件开发商在AutoCAD的基础上已开发出许多符合实际应用的软件。目前，Autodesk公司已经发布AutoCAD2008版

4.MDTMDT是Autodesk公司在PC平台上开发的三维机械CAD系统。它以三维设计为基础，集设计、分析、制造以及文档管理等多种功能为一体，为用户提供了从设计到制造一体化的解决方案。

MDT主要功能特点如下:①基于特征的参数化实体造型。用户可十分方便地完成复杂的三维实体造型，可以对模型进行灵活的编辑和修改。上一页下一页返回1.3目前国内外流行的CAD/CAM软件②基于NURBS的曲面造型，可以构造各种各样的复杂曲面，以满足如模具设计等方面对复杂曲面的要求。③可以比较方便地完成几百甚至上千个零件的大型装配。④MDT提供相关联的绘图和草图功能，提供完整的模型和绘图的双向联结该软件的推出受到广大用户的普遍欢迎。至今为止，全世界累计销售已达7万套，国内已销售近千套。由于该软件与AutoCAD同时出自Autodesk公司，因此两者完全融为一体，用户可以方便地实现三维向二维的转换。MDT为AutoCAD用户向三维升级提供了一个较好的选择。上一页下一页返回1.3目前国内外流行的CAD/CAM软件

5.Solid

WorksSolidWorks是生信国际有限公司推出的基于Windows的机械设计软件。生信公司是一家专业化的信息高速技术服务公司，在信息和技术方面一直保持与国际CAD/CAE/CAM/PDM市场同步。该公司提倡的“基于Windows的CAD/CAE/CAM/PDM桌面集成系统”是以Windows为平台，以SolidWorks为核心的各种应用的集成，包括结构分析、运动分析、工程数据管理和数控加工等，为中国企业提供了梦寐以求的解决方案。

SolidWorks是微机版参数化特征造型软件的新秀，该软件旨在以工作站版的相应软件价格的1/5一1/4向广大机械设计人员提供更友好的用户界面和运行环境，以及具有更大众化的实体造型实用功能。上一页下一页返回1.3目前国内外流行的CAD/CAM软件

SolidWorks是基于Windows平台的全参数化特征造型软件，它可以十分方便地实现复杂的三维零件实体造型、复杂装配和生成工程图。图形界面友好，用户上手快。该软件可以应用于以规则几何形体为主的机械产品设计及生产准备工作中，价位适中。

6.CimatronCimatronCAD/CAM系统是以色列(Cimatron公司的CAD/CAM/PDM产品，是较早在微机平台上实现三维CAD/CAM全功能的系统。该系统提供了比较灵活的用户界面，优良的三维造型、工程绘图，全面的数控加工，各种通用、专用数据接口以及集成化的产品数据管理。

CimatronCAD/CAM系统自从20世纪80年代进入上一页下一页返回1.3目前国内外流行的CAD/CAM软件市场以来，其在国际上的模具制造业备受欢迎。近年来，Cimatron公司为了在设计制造领域发展，着力增加了许多适合设计的功能模块，每年都有新版本推出，市场销售份额增长很快。1994年北京宇航计算机软件有限公司(BAGS)开始在国内推广(Cimatron软件，从第8版本起进行了汉化，以满足国内企业不同层次技术人员的应用需求。用户覆盖机械、铁路、科研、教育等领域，从目前已销售的情况看，市场前景看好。7.Pro/ENGINEERPro/ENGINEER系统是美国参数技术公司(ParametricTechnologyCorporation,PTC)的产品。PTC公司提出的单一数据库、参数化、基于特征、上一页下一页返回1.3目前国内外流行的CAD/CAM软件全相关的概念改变了机械CAD/CAE/CAM的传统观念，这种全新的概念已成为当今世界机械CAD/CAE/CAM领域的新标准。利用该概念开发出来的第三代机械CAD/CAE/CAM产品Pro/ENGINEER软件能将设计至生产全过程集成到一起，让所有的用户能够同时进行同一产品的设计制造工作，即实现所谓的并行工程。

Pro/ENGINEER系统主要功能如下:①真正的全相关性，任何地方的修改都会自动反映到所有相关地方。②具有真正管理并发进程、实现并行工程的能力。③具有强大的装配功能，能够始终保持设计者的设计意图。④容易使用，可以极大地提高设计效率。上一页下一页返回1.3目前国内外流行的CAD/CAM软件

Pro/ENGINEER系统用户界面简洁，概念清晰，符合工程人员的设计思想与习惯。整个系统建立在统一的数据库上，具有完整而统一的模型。Pro/ENGINEER建立在工作站上，系统独立于硬件，便于移植。

8.IDEASIDEAS是美国SDRC公司开发的CAD/CAM软件。该公司是国际上著名的机械CAD/CAE/CAM公司，在全球范围享有盛誉，国外许多著名公司，如波音、索尼、三星、现代、福特等公司均是SDRC公司的大客户和合作伙伴。

IDEASMasterSeries5于2007年6月20目在美国首次展示，引起了广泛的注意。该件是高度集成化的CAD/CAE/CAM软件系统。它帮助工程师以极高的效率，上一页下一页返回1.3目前国内外流行的CAD/CAM软件在单一数字模型中完成从产品设计、仿真分析、测试直至数控加工的产品研发全过程。IDEAS是全世界制造业用户广泛应用的大型CAD/CAE/CAM软件。

IDEAS在CAD/CAE一体化技术方面一直雄居世界榜首，软件内含诸如结构分析、热力分析、优化设计、耐久性分析等真正提高产品性能的高级分析功能。

SDRC也是全球最大的专业CAM软件生产厂商。IDEASCAMAND是CAM行业的顶级产品。IDEASCAMAND可以方便地仿真刀具及机床的运动，可以从简单的2轴、2.5轴加工到以7轴5联动方式来加工极为复杂的工件表面，并可以对数控加工过程进行自动控制和优化。上一页下一页返回1.3目前国内外流行的CAD/CAM软件1.3.2国内软件

1.高华CAD

高华CAD是由北京高华计算机有限公司推出的CAD产品。该公司是由清华大学和广东科龙(容声)集团联合创建的一个专门从事AD/CAM/PDM/MIS集成系统的研究、开发、推广、应用、销售和服务的专业化高技术企业。公司与国家CAD支撑软件工程中心紧密结合，坚持走自主版权的民族软件产业的发展道路，以“用户的需要就是我们的需要”为承诺，在科研成果商品化方向迈出了可喜的一步。高华CAD系列产品包括计算机辅助绘图支撑系统GHDrafting、机械设计及绘图系统GHMDS、工艺设计系统GHCAPP、三维几何造型系统GHGEMS、产品数据管理上一页下一页返回1.3目前国内外流行的CAD/CAM软件系统GHPDMS及自动数控编程系统GHCAM。其中GHMDS是基于参数化设计的CAD/CAE/CAM集成系统，它具有全程导航、图形绘制、明细表的处理、全约束参数化设计、参数化图素拼装、尺寸标注、标准件库、图像编辑等功能模块。GHGEMS5.0曾获第二届全国自主版权CAD支撑软件评测第一名。

2.CAXA电子图板和CAXAME制造工程师

CAXA电子图板和CAXAME制造工程师软件的开发与销售单位是北京北航海尔软件有限公司(原北京航空航天大学华正软件研究所)。该公司是从事CAD/CAE/CAM软件与工程服务的专业化公司。

CAXA电子图板是一套高效、方便、智能化的通用中文上一页下一页返回1.3目前国内外流行的CAD/CAM软件设计绘图软件，可帮助设计人员进行零件图、装配图、工艺图表、平面包装的设计，适合所有需要二维绘图的场合，使设计人员可以把精力集中在设计构思上，彻底甩掉图板，满足现代企业快速设计、绘图、信息电子化的要求。

CAXAME是面向机械制造业的自主开发的、中文界面、三维复杂形面CAD/CAM软件CAXA制造工程师1.0版于1996年推出，CAXAME2.0版于1998年3月发布，CAXAME2006版业已发布。

3.GSCAD98GSCAD98是浙江大大电子信息工程有限公司开发的基于特征的参数化造型系统。该公司是国家科委高新技术研究发展中心、浙江大学和中国航天总公司CAD/CAM中心在上一页下一页返回1.3目前国内外流行的CAD/CAM软件杭州联合创建的高新技术研究、开发和应用企业。大大公司集软件开发、工程应用、信息系统集成和计算机类产品销售为一体，是从事CAD/LAPP/CAM工程数据库和MIS/OA的开发、应用、销售和服务的专业化高技术公司。

GSCAD98是一个具有完全自主版权、基于微机、中文Windows95/NT平台的三维CAD系统。该软件是在国家“匕五”重大攻关及863/CIMS主题目标产品开发成果的基础上，参照阮lidWork*的用户界面风格及主要功能开发完成的。它实现了三维零件设计与装配设计、工程图生成的全程关联在任一模块中所做的变更，在其他模块中都能自动地做出相应变更

4.金银花系统上一页下一页返回1.3目前国内外流行的CAD/CAM软件金银花(Lonicera)系统是由广州红地技术有限公司开发的基于STEP标准的CAD/CAM系统。该系统是国家科委863/CIMS主题在“九五”期间科技攻关的最新研究成果。该软件主要应用于机械产品设计和制造中，它可以实现设计/制造一体化和自动化。该软件起点高，以制造业最高国际标准ISO10303(STEP)为系统设计的依据。该软件采用面向对象的技术，使用先进的实体建模、参数化特征造型、二维和三维一体化、SDAI标准数据存取接口的技术，具备机械产品设计、工艺规划设计和数控加工程序自动生成等功能;同时还具有多种标准数据接口，如STEP,DXF等;支持产品数据管理(PDM)。目前金银花系统的系列产品包括:机械设计平台MDA、数控编程系统NCP、产品数据管理PDS、工艺设计工具MPP上一页下一页返回1.3目前国内外流行的CAD/CAM软件

机械设计平台MDA(MechanicalDesignAssistant)是金银花系列软件之一，是二维和三维一体化设计系统。“金银花”MDA在国内率先实现商品化，并向国外三维CAD软件发出了强有力的挑战。

5.开目CAD

开目CAD是华中理工大学机械学院开发的具有自主版权的基于微机平台的CAD和图纸管理软件，它面向工程实际，模拟人的设计绘图思路，操作简便，机械绘图效率比AutoCAD高得多。开目CAD支持多种几何约束种类及多视图同时驱动，具有局部参数化的功能，能够处理设计中的过约束和欠约束的情况。开目CAD实现了CAD,LAPP,CAM的集成，符合我国设计人员的习惯，是全国CAD应用工程主推产品之一。上一页下一页返回1.3目前国内外流行的CAD/CAM软件

6.东大阿尔派

UMCAD软件由沈阳东大阿尔派软件股份有限公司根据我国机械行业特点和最新国家标准推出的CAD软件系统。它是在AutoCAD绘图软件平台基础上，采用ADS接口语言开发的集设计计算和绘图于一体，是实用化程度较高的通用机械计算机辅助设计软件系统UMCAD软件是一个以甩掉绘图板和甩掉设计手册为目标的软件产品。UMCAD系统采用了全汉化界面、多级弹出式菜单、图标菜单及对话框等接口形式，提示醒目，操作简单，容错能力强，特别适合于工厂和研究部门从事机械设计的人员使用。

UMCAD系统的主要特点如下:UMCAD系统提供了一个包含有6万多种规格的机械零件图库，是目前国内公认的同类软件中零件种类最多、规格最全的参数化零件图库。同时上一页下一页返回1.3目前国内外流行的CAD/CAM软件还提供了一个品种齐全的简图符号库，可方便地实现机械传动原理图、液压传动原理图和电气原理图的绘制。除此之外，UMCAD还提供了一个常用机械零件典型结构要素库，与其他诸如绘图、编辑、标注、文字处理等功能配套使用，可大大加快绘图速度

UMCAD将设计与绘图一体化，它提供了20余种常用机械零件的设计计算功能，并将零件强度计算和辅助绘图集成在统一的环境中，从而真正实现了设计与绘图的一体化，明显提高了产品的设计效率。UMCAD提供了建立用户自定义文字信息库和零件图库的功能，允许用户在其基础上做进一步的二次开发工作。

7.大恒上一页下一页返回1.3目前国内外流行的CAD/CAM软件大恒通用机械CAD(HMCAD)系统，运行于Windows操作系统，基于AutoCAD平台，采用面向对象的ObjectArx编程技术，具有强大的参数化(草图)绘图功能，它能够给用户带来常规绘图系统无法实现的设计空间。该系统可以帮助用户进行草图设计，在作图过程中，动态导航器会预测用户每一步的作图意图，并把预测结果以不同形式的光标显示在计算机屏幕上，引导用户绘制准确的几何图形。由于系统能非常简便地创建图形中各种关系和约束，因此，在设计过程中可以随意勾画设计草图，而不必费心控制图形的精确尺寸。随后，利用系统的尺寸驱动功能，修改草图上的尺寸获得所需的精确设计。方便易用的标注功能是设计人员提高设计效率的强有力上一页下一页返回1.3目前国内外流行的CAD/CAM软件工具。一个智能化尺寸标注命令就能完成多种不同类型的标注，标注形式灵活多样。在标注过程中，HMCAD软件能处理各种情况，并自动完成公差查询，无需用户干预。采用面向对象技术开发的各种工程符号标注，和以往采用图块开发的标注有非常大的区别。

8.利玛利玛CADTools-PECAD系统是面向机械产品设计的CAD应用软件产品。包括设计信息管理(PIM)、工程图纸建模(PDS)和模型驱动的装配图绘制的机械工程CAD系统—利玛CADTools-PE。利玛CADTools-PE由机械产品CAD、机械CAD工具、常用机械零件参数化设计三部分组成。上一页下一页返回1.3目前国内外流行的CAD/CAM软件机械产品CAD包括设计信息管理系统(PIM)、工程图纸建模(PDS)、模型驱动的装配图绘制。覆盖从草图概念化设计到装配图自动生成的全部设计过程，并提供一个基于数据库与设计过程融为一体的设计信息管理系统，这样就构成了一个完整的机械产品工程CAD系统机械CAD工具是为机械设计师提供的更快、更简捷的绘制工程图纸的方法。它不但可使设计师甩掉图板，同时还甩掉了《机械工程设计手册》，使工作不再烦琐，并使需要多次才能完成的操作一次完成，大大缩短了工程师绘图、改图的时间。机械CAD工具可提供辅助编辑、辅助绘图、国标图库、矢量汉字标等功能常用机构零件参数化设计提供独具特色的常用件设计模块，上一页下一页返回1.3目前国内外流行的CAD/CAM软件包括了带轮、链轮、锥齿轮等6种常用件参数化设计及参数化绘图。自动绘制设计好的工程图纸，并可按用户的需要进行尺寸驱动来实现参数化绘图。1.3.3我国CAD/CAM技术及产品发展的未来之路经过多年的推广，CAD技术已经广泛地应用在机械、电子、航天、化工、建筑等行业应用CAD技术起到了提高企业的设计效率、优化设计方案、减轻技术人员的劳动强度、缩短设计周期、加强设计的标准化等作用。近年来，我国CAD技术的开发和应用取得了长足的发展，除对许多国外软件进行了汉化和二次开发以外，还诞生了不少具有自主版权的CAD系统，如高华CAD、开目CAD等，由于这些软件价格上一页下一页返回1.3目前国内外流行的CAD/CAM软件便宜，符合本国国情和标准，所以受到了广泛的欢迎，赢得了越来越大的市场份额。但是，我国CAD/CAM软件不管是从产品开发水平还是从商品化、市场化程度上都与发达国家有不小的差距。由于国外CAD/CAM软件出现得较早，开发和应用的时间也较长，所以发展比较成熟，现在基本上已经占领了国际市场。这些国外软件公司利用其技术和资金的优势，开始大力向我国市场进军，目前，国外一些优秀软件，如UG,SolidWorks,Pro/ENGINEER,CATIA等，已经占领了一部分国内市场。所以，我国CAD/CAM软件前景不容乐观。但是，我们也应该看清自己的优势，比如了解本国市场，提供技术支持方便，价格便宜等。在这些前提下，我们不仅要紧跟时代潮流，跟踪国际最新动态，遵守各种国际规范，在国际国内上一页下一页返回1.3目前国内外流行的CAD/CAM软件形成自己独特的优势，更要立足国内，结合国情，面向国内经济建设的需要，开发出有自己特色，符合中国人习惯的CAD/CAM软件计算机技术目新月异，硬件更新速度很快。在这短短的四十几年中，计算机分别经历了大型机、小型机、工作站、微机时代，每个新时代都出现了新的流行的CAD/CAM软件。在工作站时代，UG,Pro/ENGINEER是工作站平台三维CAD/CAM软件的佼佼者，而在当今微机时代，SolidFork*在WindowsNT平台的三维CAD/CAM软件中处于领先地位。由于国外在Unix工作站平台上开发CAD/CAM软件已有一定的时间和投入，我国软件在这方面比美国等发达国家落后许多。但是在微机平台上开发CAD/CAM软件是一个全新的领域，我国与国外起点差不多，上一页下一页返回1.3目前国内外流行的CAD/CAM软件都是使用VisualC++、OpenGL等工具进行软件开发，在这基础上开发出先进的，符合本国用户习惯的CAD/CAM软件还是有可能的。

CAD/CAM技术可以应用在许多领域，机械制造是最早也是最广泛应用CAD/CAM技术的领域。随着CAD/CAM技术的发展，建筑、电子、化工领域也开始应用该技术，在这些新的应用领域中，国外软件的优势并不明显。所以，我国CAD/CAM软件在这些方面还是可以与发达国家竞争的，并且随着CAD/CAM技术应用的深入，越来越多的领域将会使用该技术，所以，如果能够紧跟时代潮流，不断应用于新的领域，那么国产CAD/CAM软件还是很有前途的。上一页下一页返回1.3目前国内外流行的CAD/CAM软件总之，开发CAD/CAM软件的最终目的是应用CAD/CAM技术，提高企业的设计和制造水平，所以，CAD/CAM软件不仅要求水平高，有自己的特色，更要能够市场化，从市场中收回投入，从而能够根据用户的需求不断地更新发展软件。上一页返回1.4CAD/CAM技术集成1.4.1集成化的意义集成化是CAD/CAM技术发展的一个最为显著的趋势。它是指把CAD,CAE,LAPP,CAM以至PPC(生产计划与控制)等各种功能不同的软件有机地结合起来，用统一的执行控制程序来组织各种信息的提取、交换、共享和处理，保证系统内部信息流的畅通并协调各个系统有效地运行。国内外大量的经验表明，CAD系统的效益往往不是从其本身，而是通过CAM和PPC系统体现出来;反之，CAM系统如果没有CAD系统的支持，花巨资引进的设备往往很难得到有效的利用;PPC系统如果没有CAD和CAM的支持，既得不到完整、及时和准确的数据作为计划的依据，订出的计划也较难贯彻执行，所谓的生产计划和控制将得不到实际效益。下一页返回1.4CAD/CAM技术集成因此，人们着手将CAD,CAE,LAPP,CAM和PPC等系统有机地、统一地集成在一起，从而消除“自动化孤岛”，取得最佳的效益1.4.2产品数据交换标准建立统一的产品数据交换标准是实现CAD/CAM技术集成化的必要条件。复杂机械产品的生产需要不同企业、部门的分工协作完成。由于产品信息是在不同的地点、不同的计算机和不同的CAD/CAM系统中产出，因此同一产品的信息表达有差异。产品信息在各系统之间的集成现在主要采用标准格式交换法，如IGES标准、PDDI标准、PDES标准和STEP标准等。但是在朝着集成化目标发展的过程中，尤其是在解决面向上一页下一页返回1.4CAD/CAM技术集成CAD/CAE/LAPP/CAM,CIM,CE等的集成(信息交换、语义集成、功能集成)方面，遇到了很大的困难①以IGES为代表的产品数据交换标准，尽管在支持几何数据的交换方面已达到实用程度，但它只支持物理层上的数据交换，难以满足信息集成的需要。②发展中的STEP尽管克服了IGES的不足，从理论上解决了同时支持物理层和逻辑层的数据交换，即实现信息交换的方法，但由于刚刚起步，其资源的定义、程序实现、面向具体应用领域的参照模型的建立、特征造型的实施以及对象库的管理和使用等许多方面还远没有达到实用程度。③难以进行产品信息的统一管理、同步性维护、冗余控制和全局优化创成。上一页下一页返回1.4CAD/CAM技术集成④靠数据交换难以实现建立满足下游开发活动约束及特定外部过程约束的智能决策支持机制。尽管许多著名的计算机软、硬件产品厂商都声称在产品中支持IGES,STEP等产品数据交换标准，但结果并非如此。世界上各种CAD/CAM集成软件(如CATIA,Euclid,Pro/ENGINEER,CADDSS,UGII及I-DEAS等)，都只是在某些方面具有特长，故大型企业往往同时使用几种CAD/CAM软件系统才能满足自己的需要，结果导致软件之间进行数据交换时丢失信息。对上海大众进行某项目的CAD软件选型时就证明了这一点。因此，一般大型企业都选择一种CAD/CAM软件作为主流软件，再加上其他软件作为补允，从而尽量减少不同软件间的数据交换。产品数据交换标准的最终完善还需相当一段时间。上一页下一页返回1.4CAD/CAM技术集成1.4.3CAD/CAM系统选型原则

CAD/CAM系统的选择与配置对任何一个打算应用CAD/CAM技术的企业都是至关重要的。在做出CAD/CAM系统选择和配置的决策时，需要综合考虑以下因素。

(1)系统的功能选择硬件时要考虑CPU的运算处理能力，内、外存储器容量，图形显示与处理能力，输入/输出作业能力，通信联网能力等。选择软件时要考虑各种产品设计过程中对CAD/CAM应用软件的功能要求，要注意软件与硬件的匹配

(2)系统的可调节性和可扩展性上一页下一页返回1.4CAD/CAM技术集成新安装的系统应能与原安装的计算机环境进行交互操作，即向下兼容能力;同时应该具有升级扩展能力;要注意软件的二次开发性、用户界面等。

(3)性能价格比这是一个相对的综合指标。在购买软、硬件系统时，用户按功能和价格同时比较考核，在满足用户要求的情况下，取其最佳值作为选择对象

(4)供应商的发展趋势和资产可信度在选购系统时，不仅要比较分析其技术性能指标和价格，还要分析供应商的发展变化趋势和财务经营状况。若用户对供应商的发展情况不了解，购买了即将停产换代的产品，或是与即将易手的公司做生意，其后果是非常被动的。上一页下一页返回1.4CAD/CAM技术集成1.4.4机械CAD/CAM的集成近年来，机械行业的CAD,CAM得到了快速发展，由初期的“甩掉图版”设计、手下编程加工向更高的层次转化。国内外大量优秀的CAD/CAM商用软件和产品进入制造行业，并不断完善，功能目趋强大，促进了制造业自动化程度的提高如何架构适合自己企业的系统，是一直困扰机械制造业的问题。下面提出了一种设计思想和理念，以实现企业CAD/CAM高度集成和自动化生产

1.CAD/CAM系统组成(图1-1)

随着计算机性能的提高和价格的降低，过去以大、上一页下一页返回1.4CAD/CAM技术集成中型计算机和工作站为主的系统向网络化、小型化和微型计算机转化。核心部分是上机位(微机)，其通过网络与下机位连接用作CAD设计的微机把加工信息传送到数控机床和三坐标测量仪，形成一体化数据系统，实现CAD/CAE/CAM/CAT集成化。

2.CAD层的关键处于上游的CAD层在CAD/CAM的集成中起着决定作用，要实现与下游CAM(包含LAPP)集成，CAD的设计要具备三个功能。

(1)三维实体造型三维实体造型是经历了三维线框造型、三维表面造型后发展起来的用于描述零件最完整几何信息的模型，记录了零件上一页下一页返回1.4CAD/CAM技术集成全部的点、线、面、体的拓扑信息。可以进行消隐、渲染、剖切、有限元网格划分以及NC刀具轨迹生成、仿真等。三维实体模型表示一般采用几何构造法、边界表示法及扫描表示法。

①实体几何构造法(CSG)。CSG是一种用体素拼合构成物体的方法，可以用二叉树的形式对零件进行描述。优点是描述物体非常紧凑，缺点是对面的描述有限制。②边界表示法(B-rep)。

它要表达的信息分为两类。一类是几何数据，反映物体的大小及位置;另一类是拓扑信息，描述物体的相对位置关系。其优点是能够构造具有复杂外形的物体，缺点是存储量大，必须提供一个方便的用户界面。因此，现在几乎所有的以B-rep为基础的系统都有CSG上一页下一页返回1.4CAD/CAM技术集成方式的输入界面。③扫描表示法。扫描表示法通常用二维形体及其运动轨迹来表示扫描的物体，分为平移扫描和旋转扫描。

(2)参数化造型参数化造型是新一代智能化、集成化CAD系统的核心内容。参数化设计技术以其强有力的草图设计、尺寸驱动成为初始设计、产品建模及修改、系列化设计、多种方案比较和动态设计的有效手段。①参数化建模方法。参数化建模方法可以分为三种方法:基于几何约束的变量几何法、基于几何推理的人工智能法和基于生成历程的过程构造法。②基于特征的参数化建模。其关键是特征及其相关尺寸、上一页下一页返回1.4CAD/CAM技术集成公差的变量化描述。包括几何约束和拓扑约束的混合建模、约束建模和约束求解。③面向对象的参数建模。面向对象的方法既是一种程序设计方法，又是一种认知方法。面向对象的约束方法不仅要表示零件的几何信息，而且还要表示零件的拓扑信息。

(3)特征造型特征是在零件的设计和制造阶段可识别的包含完整零件工程信息的结构单元，是一组与零件的描述相关的信息集合。新一代的产品建模以参数化造型为基础。特征分为如下四大类。①总体信息:用于描述一个两件的总的信息，包含特征名、特征代码、材料毛坯和质量。②几何参数信息:包括组成实体的各个基本尺寸的几何上一页下一页返回1.4CAD/CAM技术集成参数信息。③技术参数信息:包括与特征相关的尺寸公差、形位公差和表面粗糙度。④特征构造信息:包括构成特征实体的拓扑信息、基点位置和方向矢量。1.4.5CAD/CAM集成的关键通常说的CAD/CAM集成，就信息而言，实际上是指设计和制造过程中的三个软件集成，即CAD,LAPP,NCP。迄今为止，国际上还没有对CAD/CAM集成做出统一的定义CAD/CAM集成是指信息和物理设备两方面的集成。要实现CAD/CAM的高度集成，应具备以下因素:上一页下一页返回1.4CAD/CAM技术集成

1.新一代基于特征的参数化建模技术如前所述，其需具备三个条件:三维实体造型、参数化造型及特征造型。这是CAD阶段所要求能够完成并为后续工作提供完整工程制造信息所必不可少的关键技术。

2.信息交换技术由于历史上CAD,CAM软件最初开发过程中的“孤岛”显现，导致了它们数据表示格式的不统一，使不同系统、不同模块间的数据交换难于进行，影响了CAD/CAM集成，因此，国际上提出了通用的数据交换规范。

(1)IGES交换规范

IGES交换规范出现较早，很多CAD,CAM软件都支持这种格式，但是这种格式存在三个缺点:上一页下一页返回1.4CAD/CAM技术集成①规范描述内容是几何层的，缺乏CAM所需的工程信息。②每个CAD系统仅能实现IGES中的一个实体子集的转换，有可能出现一对多、多对一、近似或不可转换。③目前大多数IGES处理程序不支持ASC;II码格式，需占空间大。

(2)STEP交换规范国际标准化组织ISO在1988年公布了产品模型数据交换标准STEP，解决了产品模型的交换问题。STEP有三个特点:①支持广泛的应用领域。②能表达完整的产品数据，提供多种数据交换方式。③它具有中性机制，可以独立于热核具体的系统。上一页下一页返回1.4CAD/CAM技术集成

STEP标准分四级实施:文件交换、工作格式交换、数据库交换及知识库交换1.4.6CAD/CAM集成的体系结构系统分三个层次来实现，如图1-2所示。最下面一层为产品数据管理层，它以STEP的产品模型为基础，提供数据库、工作格式(STEP)、文件交换等三种数据交换方式。这三种数据的存取由DBMS(数据库管理系统)、工作格式管理模块及系统转换器来实现。中间层为基本功能层。包括几何造型、特征造型、图形编辑显示及尺寸公差处理。通常的CAD/CAM集成软件具备完整的功能界面、统一产品模型和数据表格。上一页下一页返回1.4CAD/CAM技术集成最上层为系统层，包括设计、分析、工艺规程设计和数控编程等。可以通过用户界面来完成从设计、分析到加工的任务。由于底层采用了统一的数据管理方法，当产品模型改变时，数据的管理方式不变，所以对系统程序影响不大。由于系统采用分层结构，并且每一层又有一个标准界面，这样每一层进行功能扩充时，对其他层的影响很小。此外，每一层的系统开发人员不必了解其他层次界面提供的功能。1.4.7CAD/CAM集成的发展趋势目前CAD/CAM集成的关键技术已经得到解决，今后的CAD/CAM集成发展特点和趋势体现在以下几点。上一页下一页返回1.4CAD/CAM技术集成①面向并行工程。CAD/CAM集成系统应该从全局优化的角度出发，能够对产品进行管理和控制，并对已经存在的产品设计进行改进和提高。②面向生产过程的多种功能的高度集成。③支持面向对象的工程数据库。④参数化设计⑤多种工业标准数据接口和具有二次开发的能力。⑥智能化技术⑦现代CAD技术上一页下一页返回1.4CAD/CAM技术集成

CAD/CAM集成是现代化企业提高产品质量、缩短设计周期、提高竞争力所必须的设计和制造模式，CAD/CAM集成的关键技术也成为企业实现现代化生产所必须解决的问题。国际和国内的各种理论和实践给我们提供了很好的方法和理念，并且不断完善，拓展了更多的发展空间。上一页返回1.5CAD图形输出由自主开发的CAD软件中望CAD，完全兼容目前普遍使用的AutoCAD。在应用时，需要将中望DWG的图形插入到Word等文字处理软件中，下面简单介绍有关中望CAD图输出的几个问题1.5.1向Word中直接插入中望DWG图形这是一种最简单的办法，就是用鼠标选定要复制的图形，再转贴到Word中。其操作步骤如下:①启动MicrosoftWord和中望CAD②在中望CAD中打开图形文件，对其进行修改和编辑，下一页返回1.5CAD图形输出作成自己需要的图形③按Ctrl+C，复制到剪贴板，提示选择对象时，用构造选择集的方法去选择对象④切换到MicrosoftWord，将光标放在合适的位置上，按Ctrl+V将图形粘贴到Word中。⑤调节图形的位置和大小。⑥注意:如果使用的是MicrosoftWord97,最好在粘贴后选择图形，单击右键，弹出快捷菜单。从菜单中选择“设置图片格式”，然后选择位置选签，取消“浮于文字上方”选项。这样，以后的图片就不太可能变成大红叉了。上述方法是利用Windows操作系统的对象链接嵌入功能，将中望DWG的图形复制粘贴到Word中，优点是随时上一页下一页返回1.5CAD图形输出可以双击粘贴过来的图形，在中望CAD中对其进行修改和编辑对于Word中的DWG图形，如果直接通过打印机打印，效果是不错的，但如果对于教材等出版物，线条却太细，与周边的字体看起来不协调。此外，这种方法的缺点是分辨率不高，生成的文件内存容量过大1.5.2将中望DWG的图输出成WMF格式文件为了克服上述方法的缺点，我们采用输出WMF文件的方法。在中望CAD中，从文件下拉菜单中选择“输出”，将文件输出成WFM格式，单击“保存”，提示选择对象时，用上一页下一页返回1.5CAD图形输出构造选择集的方法去选择对象，输出保存为一个WFM格式的文件;切换到Word，将光标放在适当的位置上，从“插入”菜单中选择“插入图片”，然后选择“来自文件”，将刚保存的WMF文件插入。也可以用ACDsee打开WMF文件，再按Ctrl+C，在Word文档中粘入。采用这种方法，优点是文件容量减少，与第一种复制粘贴图形的方法相比，只有其四分之一左右。缺点是不可以通过双击图形在中望CAD中对其进行修改和编辑，如果要修改图形，就要在中望CAD中修改原DWG图形文件，然后重新生成WFM文件。上一页返回1.6CAD技术及其应用中的具体问题计算机辅助设计(CAD)技术，作为电子信息技术的一个重要组成部分，是促进科研成果的开发和转化，促进传统产业和学科的更新和改造，实现设计自动化，增强企业及其产品在市场上竞争能力，加速国民经济发展和国防现代化的一项关键性高新技术，也是进一步向计算机集成制造(CIM别发展的重要技术基础。从广义上说，CAD技术包括二维工程绘图、三维几何设计、有限元分析、数控加工、仿真模拟、产品数据管理、网络数据库以及上述技术(CAD/CAE/CAM)的集成技术等。CAD应用工程是与CAL技术研究开发、推广应用相关的高新技术密集的大型系统工程。CAD应用工程的实施标志着我国在“企业信息化、信息企业化”的大道上取得了长足的发展。CAD技术的使用使产品和工程设计、制造的下一页返回1.6CAD技术及其应用中的具体问题工作内容和方式发生了根本性变革，这一技术成为工业发达国家制造业保持竞争优势、开拓市场的重要手段。随着计算机性能的提高，CAD软件价格成倍地下降;随着网络通信的普及化、信息处理的智能化、多媒体技术的实用化，CAD技术的普及应用越来越广泛，越来越深入，CAD技术正向着开放、集成、智能和标准化的方向发展。

20世纪90年代以来，从事科研和应用开发CAD的技术人员认识到，要让CAD技术成为生产力，关键是让设计人员都用、会用CAD系统。国家科委确定以“甩图板”的工程目标来实现绘图设计自动化，并将其作为推广应用CAD技术的突破口。今天，许多地方、企业已经推广使用了CAD，并取得了较好的效果，但也还存在一些问题值得探讨。上一页下一页返回1.6CAD技术及其应用中的具体问题1.6.1引起设计革命的CADCAD是目前计算机应用中最活跃的领域，设计业务主要包括研究开发设想、产品基本设计、成本估算、设计制图以及为设计而进行的辅助工作(如产品调研、为设计而接受继续教育、参加有关的学术会议等)

首先从占设计时间40%的制图入手，计算机辅助制图不但作为一种减轻设计者劳动的方法，而且引出一场“设计革命”。CAD使设计工作产生了如下的变革①使设计工作深入到前所未有的深度。②提高图纸设计的速度和质量。③简化设计过程，计算机与产品标准数据库连接后，所有上一页下一页返回1.6CAD技术及其应用中的具体问题已纳入标准的零部件设计都可实现计算机自动给图，设计者只需告诉计算机所采用的标准参数就可以了。④设计仿真和设计检验，利用CAD的三维图形功能，可在计算机屏幕上模拟出所设计产品的外形状态，在设计之初就对产品进行优化，在新产品试投产前，就可以对其制造过程中的结构、加工、装配、装饰和动态特征进行分析和检验，从而提高了产品设计的一次成功性。⑤设