【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 僅局限于繪圖自動(dòng)化，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、CAD/CAM技術(shù)等的快速發(fā)幕，如何深化推廣應(yīng)用CAD/CAM技術(shù)并提高CAD/CAM應(yīng)用的層次，成為人們特別關(guān)注的問(wèn)題。盡管我國(guó)開展CAD/CAM技術(shù)應(yīng)用工作并不晚，但是從整體上看，國(guó)內(nèi)CAD/CAM技術(shù)應(yīng)用的深度和廣度與國(guó)外先進(jìn)水平相比還存在很大差距。作為一種先進(jìn)手段和工具，CAD/CAM技術(shù)提高了企業(yè)的設(shè)計(jì)和制造能力，但CAD/CAM技術(shù)并不能代替人的設(shè)計(jì)和制造行為、專業(yè)技術(shù)人員的創(chuàng)造能力和工作經(jīng)驗(yàn)等。波音、福特等國(guó)外企業(yè)CAD/CAM技術(shù)的良好應(yīng)用是利益于其應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)積累和培養(yǎng)出的高素質(zhì)技術(shù)隊(duì)伍，而國(guó)內(nèi)目前非常缺乏能夠同時(shí)掌握計(jì)算機(jī)軟、硬件技術(shù)又具有豐富專業(yè)知識(shí)的人才2：CATIA V5軟件特點(diǎn)CATIA V5版本是IBM和達(dá)索系統(tǒng)公司長(zhǎng)期以來(lái)在為數(shù)字化企業(yè)服務(wù)過(guò)程中不斷探索的結(jié)晶。圍繞數(shù)字化產(chǎn)品和電子商務(wù)集成概念進(jìn)行系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的CATIA V5版本，可為數(shù)字化企業(yè)建立一個(gè)針對(duì)產(chǎn)品整個(gè)開發(fā)過(guò)程的工作環(huán)境。在這個(gè)環(huán)境中，可以對(duì)產(chǎn)品開發(fā)過(guò)程的各個(gè)方面進(jìn)行仿真，并能夠?qū)崿F(xiàn)工程人員和非工程人員之間的電子通信。產(chǎn)品整個(gè)開發(fā)過(guò)程包括概念設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)、工程分析、成品定義和制造乃至成品在整個(gè)生命周期中的使用和維護(hù)。CATIA V5版本具有： 　　為確保CATIA產(chǎn)品系列的發(fā)展，CATIA V5新的體系結(jié)構(gòu)突破傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)技術(shù)，采用了新一代的技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)，可快速地適應(yīng)企業(yè)的業(yè)務(wù)發(fā)展需求，使客戶具有更大的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。 　　CATIA V5對(duì)于開發(fā)過(guò)程、功能和硬件平臺(tái)可以進(jìn)行靈活的搭配組合，可為產(chǎn)品開發(fā)鏈中的每個(gè)專業(yè)成員配置最合理的解決方案。允許任意配置的解決方案可滿足從最小的供貨商到最大的跨國(guó)公司的需要。 　　CATIA V5是在Windows NT平臺(tái)和UNIX平臺(tái)上開發(fā)完成的，并在所有所支持的硬件平臺(tái)上具有統(tǒng)一的數(shù)據(jù)、功能、版本發(fā)放日期、操作環(huán)境和應(yīng)用支持。CATIA V5在Windows平臺(tái)的應(yīng)用可使設(shè)計(jì)師更加簡(jiǎn)便地同辦公應(yīng)用系統(tǒng)共享數(shù)據(jù)；而UNIX平臺(tái)上NT風(fēng)格的用戶界面，可使用戶在UNIX平臺(tái)上高效地處理復(fù)雜的工作。 　　CATIA V5結(jié)合了顯式知識(shí)規(guī)則的優(yōu)點(diǎn)，可在設(shè)計(jì)過(guò)程中交互式捕捉設(shè)計(jì)意圖，定義產(chǎn)品的性能和變化。隱式的經(jīng)驗(yàn)知識(shí)變成了顯式的專用知識(shí)，提高了設(shè)計(jì)的自動(dòng)化程度，降低了設(shè)計(jì)錯(cuò)誤的風(fēng)險(xiǎn)。 　　CATIA V4和V5具有兼容性，兩個(gè)系統(tǒng)可并行使用。對(duì)于現(xiàn)有的CATIA V4用戶，V5年引領(lǐng)他們邁向NT世界。對(duì)于新的CATIA V5客戶，可充分利用CATIA V4成熟的后續(xù)應(yīng)用產(chǎn)品，組成一個(gè)完整的產(chǎn)品開發(fā)環(huán)境。3：AutoCAD軟件的特點(diǎn)AutoCAD具有良好的用戶界面，通過(guò)交互菜單或命令行方式便可以進(jìn)行各種操作。它的多文檔設(shè)計(jì)環(huán)境，讓非計(jì)算機(jī)專業(yè)人員也能很快地學(xué)會(huì)使用。在不斷實(shí)踐的過(guò)程中更好地掌握它的各種應(yīng)用和開發(fā)技巧，從而不斷提高工作效率。AutoCAD軟件具有如下特點(diǎn)：(1)具有完善的圖形繪制功能。(2)有強(qiáng)大的圖形編輯功能。(3)可以采用多種方式進(jìn)行二次開發(fā)或用戶定制。(4)可以進(jìn)行多種圖形格式的轉(zhuǎn)換，具有較強(qiáng)的數(shù)據(jù)交換能力。(5)支持多種硬件設(shè)備。(6)支持多種操作平臺(tái)(7)具有通用性、易用性，適用于各類用戶此外，從AutoCAD2000開始，該系統(tǒng)又增添了許多強(qiáng)大的功能，如AutoCAD設(shè)計(jì)中心（ADC）、多文檔設(shè)計(jì)環(huán)境（MDE）、Internet驅(qū)動(dòng)、新的對(duì)象捕捉功能、增強(qiáng)的標(biāo)注功能以及局部打開和局部加載的功能，從而使AutoCAD系統(tǒng)更加完善...4：CAXA制造工程師的特點(diǎn)在目前的國(guó)內(nèi)CAD/CAM市場(chǎng)上，商品化軟件大部分為國(guó)外產(chǎn)品。CAXA制造工程師作為國(guó)產(chǎn)CAD/CAM軟件在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占據(jù)了寶貴的一席之地。作為863計(jì)劃中CIMS目標(biāo)產(chǎn)品的CAXA制造工程師，在10多年間經(jīng)歷了從工作站到PC、從DOS到Windows、從2000到XP直至2004長(zhǎng)期積累與多次升級(jí)，已經(jīng)發(fā)幕成具有強(qiáng)大的線架、曲面、實(shí)體混合3D造型功能，并針對(duì)多種格式3D 模型提供豐富靈活的加工策略、加工套路、軌跡優(yōu)化、加工仿真、工藝表單、多軸加工、反向工程等，以強(qiáng)大后置處理與機(jī)床通信等功能的現(xiàn)代數(shù)字化設(shè)計(jì)/制造系統(tǒng)。　 CAXA制造工程師不僅是是一款高效易學(xué)，具有很好工藝性的數(shù)控加工編程軟件，而且還是一套Windows原創(chuàng)風(fēng)格，全中文三維造型與曲面實(shí)體完美結(jié)合的CAD／CAM一體化系統(tǒng)。CAXA制造工程師為數(shù)控加工行業(yè)提供了從造型設(shè)計(jì)到加工代碼生成、校驗(yàn)一體化的全面解決方案。CAXA制造工程師的功能特點(diǎn)：1．實(shí)體曲面完美結(jié)合CAXA制造工程師從線框到曲面，提供了豐富的建模手段；采用精確的特征實(shí)體造型技術(shù)，可將設(shè)計(jì)信息用特征術(shù)語(yǔ)來(lái)描述，簡(jiǎn)便而準(zhǔn)確；基于實(shí)體的“精確特征造型”技術(shù)，使曲面融合進(jìn)實(shí)體中，形成統(tǒng)一的曲面實(shí)體復(fù)合造型模式。2．優(yōu)質(zhì)高效的數(shù)控加工CAXA制造工程師將CAD模型與CAM加工技術(shù)無(wú)縫集成，可直接對(duì)曲面、實(shí)體模型進(jìn)行一致的加工操作。支持軌跡參數(shù)化和批處理功能，明顯提高工作效率。支持高速切削，大幅度提高加工效率和加工質(zhì)量。通用的后置處理可向任何數(shù)控系統(tǒng)輸出加工代碼。3．卓越的工藝性與“知識(shí)加工”可將某類零件的加工步驟、使用刀具、工藝參數(shù)等加工條件保存為規(guī)范化的模板，形成企業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)工藝知識(shí)庫(kù)，類似零件的加工即可通過(guò)調(diào)用“知識(shí)加工”模板來(lái)進(jìn)行。這樣就保證了同類零件加工的一致性和規(guī)范化。同時(shí)，初學(xué)者更可以借助師傅積累的知識(shí)加工模板，實(shí)現(xiàn)快速入門和提高4．Windows界面操作CAXA制造工程師基于微機(jī)平臺(tái)，采用原創(chuàng)Windows菜單和交互，全中文界面，讓您一見(jiàn)如故，輕松流暢地學(xué)習(xí)和操作。全面支持英文、簡(jiǎn)體和繁體中文Windows環(huán)境5．豐富流行的數(shù)據(jù)接口CAXA制造工程師是一個(gè)開放的設(shè)計(jì)／加工工具。它提供了豐富的數(shù)據(jù)接口，包括：直接讀取市場(chǎng)上流行的三維CAD軟件，如CATIA，Pro／ENGINEER的數(shù)據(jù)接口；基于曲面的DXF和IGES標(biāo)準(zhǔn)圖形接口，基于實(shí)體的STEP標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)接口；Parasolid幾何核心的x—T、x—B格式文件；ACIS幾何核心的SAT格式文偉面向快速成型設(shè)備的STL以及面向Internet和虛擬現(xiàn)實(shí)的VRML等接13。這些接口保證了于世界流行的CAD軟件進(jìn)行雙向數(shù)據(jù)交換，使企業(yè)可以跨平臺(tái)和跨地域地與合作伙伴實(shí)現(xiàn)虛擬產(chǎn)品開發(fā)和生產(chǎn)。 6．全面開放的2D、3D開發(fā)平臺(tái)CAXA制造工程師充分考慮用戶的個(gè)性化需求，提供了專業(yè)而易于使用的2D和3D開發(fā)平臺(tái)，以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的個(gè)性化和專業(yè)化。用戶可以隨心所欲地?cái)U(kuò)展制造工程師的功能，甚至可以開發(fā)出全新的CAD／CAM產(chǎn)品。7．品質(zhì)一流的刀具軌跡和加工質(zhì)量　 加工路徑的優(yōu)化處理使刀具軌跡更加光滑、流暢、均勻、合理，大大提高了加工走刀的流暢性，保證了工件表面的加工質(zhì)量。5：虛擬設(shè)計(jì)虛擬設(shè)計(jì)是20世紀(jì)90年代發(fā)展起來(lái)的一個(gè)新的研究領(lǐng)域，是計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、人工智能、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、信息處理、機(jī)械設(shè)計(jì)與制造等技術(shù)綜合發(fā)展的產(chǎn)物。在機(jī)械行業(yè)有廣泛的應(yīng)用前景，如虛擬設(shè)計(jì)對(duì)傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法的革命性影響已經(jīng)逐漸顯現(xiàn)出來(lái)。由于虛擬設(shè)計(jì)系統(tǒng)基本上不消耗資源和能量，也不生產(chǎn)實(shí)際產(chǎn)品，而是產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、開發(fā)和加工過(guò)程和制造相比較，它具有高度集成、快速成型、分布合作等特征。虛擬設(shè)計(jì)技術(shù)不僅在科技界，而且在企業(yè)界引起了廣泛關(guān)注，成為研究的焦點(diǎn)本設(shè)計(jì)主要介紹虛擬現(xiàn)實(shí)的硬件和軟件環(huán)境、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)體系結(jié)構(gòu)、虛擬現(xiàn)實(shí)建模技術(shù)、虛擬場(chǎng)景瀏覽、虛擬實(shí)驗(yàn)示例、虛擬原形、虛擬裝置、虛擬制造、分布式虛擬現(xiàn)實(shí)等，內(nèi)容新穎，具有系統(tǒng)性、先進(jìn)性和實(shí)用性。6：虛擬制造隨著經(jīng)濟(jì)的全球化和社會(huì)的信息化，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日益激烈，制造企業(yè)為了在競(jìng)爭(zhēng)中求得生存與發(fā)幕，就應(yīng)該以最快的上市速度、最好的質(zhì)量、最低的成本和最優(yōu)的服務(wù)滿足不同顧客的需求。隨著信息技術(shù)的迅速發(fā)展和企業(yè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的需求，美國(guó)20 世紀(jì)80 年代后期提出了虛擬制造技術(shù)，并在20 世紀(jì)90 年代得到極大重視并得到迅速發(fā)展。虛擬制造 (Virtual Manufacturing簡(jiǎn)稱VM）是實(shí)際制造過(guò)程在計(jì)算機(jī)上的映射，即采用計(jì)算機(jī)仿真與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，在高性能計(jì)算機(jī)及高速網(wǎng)絡(luò)的支持下，在計(jì)算機(jī)上群組協(xié)同工作，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝規(guī)劃、加工制造、性能分析、質(zhì)量檢驗(yàn)，以及企業(yè)各級(jí)過(guò)程的管理與控制產(chǎn)品制造的本質(zhì)過(guò)程，以增強(qiáng)制造過(guò)程中各級(jí)的決策和控制能力。它為工程師們提供了從產(chǎn)品概論的形成、設(shè)計(jì)到制造全過(guò)程的三維可視及交互的環(huán)境，使得制造技術(shù)發(fā)展到了全方位預(yù)報(bào)的新階段全新的研發(fā)模式：虛擬制造技術(shù)中，設(shè)計(jì)者采用三維方式，建立全關(guān)聯(lián)的的數(shù)字模型。當(dāng)需要繪圖數(shù)據(jù)時(shí)，可以方便地從三維模型中抽取，實(shí)現(xiàn)三維數(shù)字無(wú)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)，同時(shí)還要求進(jìn)行產(chǎn)品總體的模型設(shè)計(jì)，而不僅限于設(shè)計(jì)單個(gè)部件或零件，設(shè)計(jì)者需要了解零件如何制造、裝配，并應(yīng)用于設(shè)計(jì)過(guò)程，各專業(yè)人員不再分開獨(dú)立地工作，而是按照項(xiàng)目進(jìn)行組織并同時(shí)開展工作，能夠很好地解決設(shè)計(jì)過(guò)程中的同步問(wèn)題7：CATIA VAutoCAD、CAXA軟件工程師及虛擬設(shè)計(jì)制造的研究的目的、意義及國(guó)內(nèi)外發(fā)概況計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（ComputerAidedDesign，CAD）是用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)協(xié)助產(chǎn)生、修改、分析和優(yōu)化設(shè)計(jì)的技術(shù)。隨著Internet/Intranet網(wǎng)絡(luò)和并行、高性能計(jì)算及事務(wù)處理的普及，異地、協(xié)同、虛擬設(shè)計(jì)及實(shí)時(shí)仿真也得到了廣泛應(yīng)用。CAD迄今已有50年歷史；經(jīng)歷了四次技術(shù)革命：60年代第一次CAD技術(shù)革命——曲面造型系統(tǒng)。 60年代出現(xiàn)的三維CAD系統(tǒng)只是簡(jiǎn)單的線框式系統(tǒng)，它只能表達(dá)基本的幾何信息，不能有效地表達(dá)幾何數(shù)據(jù)間的拓?fù)潢P(guān)系，但CATIA的出現(xiàn)，標(biāo)志著計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)從單純模仿工程圖紙的三視圖模式中解放出來(lái)，首次實(shí)現(xiàn)以計(jì)算機(jī)完整描述產(chǎn)品零件的主要信息，同時(shí)也使得CAM技術(shù)的開發(fā)有了實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)。曲面造型系統(tǒng)CATIA為人類帶來(lái)了第一次CAD技術(shù)革命，改變了以往只能借助油泥模型來(lái)近似表達(dá)曲面的工作方式；70年代末到80年代初第二次CAD技術(shù)革命——曲面造型技術(shù)，實(shí)體造型技術(shù)的普及應(yīng)用標(biāo)志著CAD發(fā)展史上的第二次技術(shù)革命； 80年代末第三次CAD技術(shù)革命——參數(shù)化技術(shù)，參數(shù)化實(shí)體造型方法，這種算法主要有以下特點(diǎn)：基于特征、全尺寸約束、全數(shù)據(jù)相關(guān)、尺寸驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)修改；90年前后第四次CAD技術(shù)革命——變量化技術(shù)，變量化技術(shù)既保持了參數(shù)化技術(shù)的原有優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)又克服了它的許多不足之處。它的成功應(yīng)用，為CAD技術(shù)的發(fā)展提供了更大得空間和機(jī)遇；CATIA是法國(guó)Dassault System公司的CAD/CAE/CAM一體化軟件，居世界CAD/CAE/CAM領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)地位，廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車制造、造船、機(jī)械制造、電子\電器、消費(fèi)品行業(yè)，它的集成解決方案覆蓋所有的產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制造領(lǐng)域，其特有的DMU電子樣機(jī)模塊功能及混合建模技術(shù)更是推動(dòng)著企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力和生產(chǎn)力的提高。CATIA 提供方便的解決方案，迎合所有工業(yè)領(lǐng)域的大、中、小型企業(yè)需要。包括:從大型的波音747飛機(jī)、火箭發(fā)動(dòng)機(jī)到化妝品的包裝盒，幾乎涵蓋了所有的制造業(yè)產(chǎn)品。在世界上有超過(guò)13,000的用戶選擇了CATIA。CATIA 源于航空航天業(yè)，但其強(qiáng)大的功能以得到各行業(yè)的認(rèn)可，在歐洲汽車業(yè)，已成為事實(shí)上的標(biāo)準(zhǔn)。CATIA 的著名用戶包括波音、克萊斯勒、寶馬、奔馳等一大批知名企業(yè)。其用戶群體在世界制造業(yè)中具有舉足輕重的地位。波音飛機(jī)公司使用CATIA完成了整個(gè)波音777的電子裝配，創(chuàng)造了業(yè)界的一個(gè)奇跡，從而也確定了CATIA 在CAD/CAE/CAM 行業(yè)內(nèi)的領(lǐng)先地位。 AutoCAD誕生于60年代，是美國(guó)麻省理工大學(xué)提出了交互式圖形學(xué)的研究計(jì)劃，由于當(dāng)時(shí)硬件設(shè)施的昂貴，只有美國(guó)通用汽車公司和美國(guó)波音航空公司使用自行開發(fā)的交互式繪圖系統(tǒng)。 70年代，小型計(jì)算機(jī)費(fèi)用下降，美國(guó)工業(yè)界才開始廣泛使用交互式繪圖系統(tǒng)。80年代，由于PC機(jī)的應(yīng)用，CAD得以迅速發(fā)展，出現(xiàn)了專門從事CAD系統(tǒng)開發(fā)的公司。當(dāng)時(shí)VersaCAD是專業(yè)的CAD制作公司，所開發(fā)的CAD軟件功能強(qiáng)大，但由于其價(jià)格昂貴，故不能普遍應(yīng)用。而當(dāng)時(shí)的Autodesk公司是一個(gè)僅有員工數(shù)人的小公司，其開發(fā)的CAD系統(tǒng)雖然功能有限，但因其可免費(fèi)拷貝，故在社會(huì)得以廣泛應(yīng)用。同時(shí)，由于該系統(tǒng)的開放性。因此，該CAD軟件升級(jí)迅速。AutoCAD具有良好的用戶界面，通過(guò)交互菜單或命令行方式便可以進(jìn)行各種操作。它的多文檔設(shè)計(jì)環(huán)境，讓非計(jì)算機(jī)專業(yè)人員也能很快地學(xué)會(huì)使用。在不斷實(shí)踐的過(guò)程中更好地掌握它的各種應(yīng)用和開發(fā)技巧，從而不斷提高工作效率。CAXA制造工程師是北航海爾軟件有限公司研制開發(fā)的全中文、面向數(shù)控銑床和加工中心的三維CAD/CAM軟件。CAXA制造工程師基于微機(jī)平臺(tái)，采用原創(chuàng)Windows菜單和交互方式，全中文界面，便于輕松學(xué)習(xí)和操作，并且價(jià)格較低。CAXA制造工程師可以生成3~5軸的加工代碼，可用于加工具有復(fù)雜三維曲面的零件。在10多年間經(jīng)歷了從工作站到PC、從DOS到Windows、從2000到XP直至2004長(zhǎng)期積累與多次升級(jí)，已經(jīng)發(fā)幕成具有強(qiáng)大的線架、曲面、實(shí)體混合3D造型功能，并針對(duì)多種格式3D 模型提供豐富靈活的加工策略、加工套路、軌跡優(yōu)化、加工仿真、工藝表單、多軸加工、反向工程等，以強(qiáng)大后置處理與機(jī)床通信等功能的現(xiàn)代數(shù)字化設(shè)計(jì)/制造系統(tǒng)。通過(guò)對(duì)翻轉(zhuǎn)式鉆床夾具的虛擬設(shè)計(jì)與制造，熟悉對(duì)SolidWorks、AutoCAD、CAXA制造工程師的運(yùn)用，跟上機(jī)械行業(yè)軟件設(shè)計(jì)制造的腳步，發(fā)展國(guó)家的機(jī)械軟件行業(yè)！第八章：CATIA 軟件的簡(jiǎn)介CATIA 提供了完備的設(shè)計(jì)能力：從產(chǎn)品的概念設(shè)計(jì)到最終產(chǎn)品的形成，以其精確可靠的解決方案提供了完整的2D、3D、參數(shù)化混合建模及數(shù)據(jù)管理手段，從單個(gè)零件的設(shè)計(jì)到最終電子樣機(jī)的建立；同時(shí)，作為一個(gè)完全集成化的軟件系統(tǒng)，CATIA將機(jī)械設(shè)計(jì)，工程分析及仿真，數(shù)控加工和CATweb網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用解決方案有機(jī)的結(jié)合在一起，為用戶提供嚴(yán)密的無(wú)紙工作環(huán)境，特別是CATIA中的針對(duì)汽車、摩托車業(yè)的專用模塊,使CATIA擁有了最寬廣的專業(yè)覆蓋面，從而幫助客戶達(dá)到縮短設(shè)計(jì)生產(chǎn)周期、提高