cad技術(shù)的發(fā)展回顧-文庫吧資料
2025-07-05 10:15本頁面
【正文】 ，為了支持異構(gòu)跨平臺的環(huán)境，就要求它應(yīng)是一個(gè)開放的系統(tǒng)，這里主要是靠標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)來解決這個(gè)問題。CAD技術(shù)的發(fā)展不是一種純學(xué)術(shù)行為，它是在高技術(shù)產(chǎn)品所固有的激烈市場競爭中不斷向前推進(jìn)，永無止境。CAD產(chǎn)品更新頻繁。這種主動出擊的策略要比單純等待STEP標(biāo)準(zhǔn)草案一版一版更新有利得多。而在我國，CAD應(yīng)用工程的實(shí)施具有更加嚴(yán)密的組織領(lǐng)導(dǎo)體系，而且實(shí)際從事CAD應(yīng)用軟件開發(fā)的單位相對比較集中，起步比國外晚，不存在要與過去開發(fā)的老系統(tǒng)保持兼容問題。它要涵蓋所有人工設(shè)計(jì)的產(chǎn)品，采用統(tǒng)一的數(shù)字化定義方法。而存儲在磁盤、光盤上的形形色色的CAD二進(jìn)制數(shù)字記錄，要想實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化就復(fù)雜、困難得多。 1．標(biāo)準(zhǔn)化圍繞企業(yè)創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力的提高和網(wǎng)絡(luò)計(jì)算環(huán)境的普及，CAD技術(shù)的發(fā)展趨勢主要圍繞在標(biāo)準(zhǔn)化、開放式、集成化、智能化四方面。CAD技術(shù)的發(fā)展趨勢展望一、CAD技術(shù)的發(fā)展趨勢 2．過程集成STEP是由國際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO制定的產(chǎn)品數(shù)據(jù)與交換標(biāo)準(zhǔn)，編號為ISO10303。隨著數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)的出現(xiàn)，中性文件交換數(shù)據(jù)逐漸得到應(yīng)用。 CAD／CAE／CAPP／CAM系統(tǒng)的集成技術(shù)是隨著產(chǎn)品數(shù)據(jù)交換技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展的。這種集成方式的優(yōu)點(diǎn)是在統(tǒng)一的產(chǎn)品數(shù)據(jù)模型指導(dǎo)下集成，數(shù)據(jù)庫提供了強(qiáng)有力的數(shù)據(jù)建模、存貯、查詢、控制等管理功能。 各個(gè)系統(tǒng)在一個(gè)統(tǒng)一的產(chǎn)品數(shù)據(jù)模型指導(dǎo)下，通過數(shù)據(jù)庫存取接口在集成的產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫內(nèi)存取各種產(chǎn)品數(shù)據(jù)，同一對象的數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)庫中只存在一份，各系統(tǒng)對它操作的一致性由數(shù)據(jù)庫保證。這種方式為系統(tǒng)開發(fā)者和使用者提供了較大的便利，但仍需要解決各系統(tǒng)間模型統(tǒng)一的問題，只有這樣才能保證數(shù)據(jù)交換順利進(jìn)行。 （2）中性文件集成方式 一般只能提供批量數(shù)據(jù)的傳輸。 （1）松散集成方式 1．信息集成 傳統(tǒng)意義上的CAD系統(tǒng)只能產(chǎn)生工程圖紙及其有關(guān)的技術(shù)說明，只有通過工程數(shù)據(jù)庫，STEP、IGES以及有關(guān)應(yīng)用接口，實(shí)現(xiàn)CAD／CAPP／CAM的集成，把CAD和生產(chǎn)制造結(jié)合成一體，才能進(jìn)一步提高生產(chǎn)力和加工精度，才能實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)生產(chǎn)的自動化，進(jìn)一步發(fā)展的趨勢是現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)（CIMS），用以真正實(shí)現(xiàn)企業(yè)信息化。我們稱這一過程為有限元的后處理。針對這種情況采用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)來建立有限元分析的幾何模型和物理模型，完成分析數(shù)據(jù)的輸入，通常稱這一過程為有限元分析的前處理。 有限元法的核心思想是結(jié)構(gòu)的離散化，就是將實(shí)際結(jié)構(gòu)假想地離散為有限數(shù)目的規(guī)則單元組合體，實(shí)際結(jié)構(gòu)的物理性能可以通過對離散體進(jìn)行分析，得出滿足工程精度的近似結(jié)果來替代對實(shí)際結(jié)構(gòu)的分析，這樣可以解決很多實(shí)際工程需要解決而理論分析又無法解決的復(fù)雜問題。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的普及和不斷提高，有限元分析系統(tǒng)的功能和計(jì)算精度都在很大提高，各種基于幾何造型系統(tǒng)的有限元分析系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生，計(jì)算機(jī)輔助有限元分析（CAEFA：Computer Aided Finite Element Analysis）已成為計(jì)算機(jī)輔助工程（CAE）的重要組成部分，是結(jié)構(gòu)分析和結(jié)構(gòu)優(yōu)化的重要工具，同時(shí)也是計(jì)算機(jī)輔助4C系統(tǒng)（CAD／CAE／CAPP／CAM）的重要環(huán)節(jié)。 三、計(jì)算機(jī)輔助工程分析（CAE）隨著高速計(jì)算機(jī)和圖形顯示設(shè)備及算法的不斷研究發(fā)展，仿真模擬的技術(shù)逐漸廣泛地應(yīng)用在生產(chǎn)中，虛擬加工的實(shí)際過程，通過控制加工過程的進(jìn)行，不斷改變觀察方向和位置，并利用其它一些必要的圖形手段，在虛擬的加工環(huán)境中及早地發(fā)現(xiàn)問題，以求替代或大幅度地減少試切加工，從而達(dá)到降低生產(chǎn)成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量的目的。 （2）數(shù)控加工過程的仿真模擬 現(xiàn)代的CAM技術(shù)已經(jīng)成為CAX體系的重要組成部分，與CAD系統(tǒng)集成在一起，直接在CAD建立起來的參數(shù)化、全相關(guān)的三維幾何模型（實(shí)體＋曲面）上進(jìn)行加工編程，生成正確的加工軌跡。 編制零件加工程序是數(shù)控應(yīng)用的重要環(huán)節(jié)，靠手工編程無法滿足數(shù)控加工（特別是復(fù)雜零件）的需求，在50年代初期，美國開始了數(shù)控自動編程技術(shù)－－APT語言的研究，形成了早期的CAD系統(tǒng)。 * * 我國在1958年試制成功第一臺配有電子管數(shù)控系統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床，1965年開始成批生產(chǎn)配有晶體管數(shù)控系統(tǒng)的三坐標(biāo)數(shù)控銑床。CAM的主要任務(wù)是選擇加工工具、生成加工路徑、消除加工干涉、配置加工驅(qū)動、仿真加工過程等，以滿足小批量、高精度、短周期和加工一致性要求高的產(chǎn)品制造的需要，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)CAD／CAPP／CAM的集成。 二、計(jì)算機(jī)輔助制造（CAM）輸出部分包括工藝文件格式化顯示、存儲、打印等。 CAPP系統(tǒng)功能包括：還有人將傳統(tǒng)派生法、傳統(tǒng)創(chuàng)成法與人工智能結(jié)合在一起，綜合它們的優(yōu)點(diǎn)，構(gòu)造了混合式CAPP系統(tǒng)。近年來，這兩類系統(tǒng)都在發(fā)展中不斷改進(jìn)提高和互相滲透，從80年代開始探索將人工智能（AI）、專家系統(tǒng)技術(shù)等應(yīng)用于CAPP系統(tǒng)的研究和開發(fā)，研制成功了基于知識（Knowledgebased）的創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)或CAPP專家系統(tǒng)。派生式（Variant）系統(tǒng)已從單純的檢索式發(fā)展成為今天具有不同程序的修改、編輯和自動篩選功能的系統(tǒng)，融合了部分創(chuàng)成式的原則和方法。 工藝設(shè)計(jì)是連接產(chǎn)品設(shè)計(jì)和產(chǎn)品制造的橋梁，是制造系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)，對產(chǎn)品質(zhì)量和制造成本具有重要影響。 8．異地協(xié)同虛擬設(shè)計(jì)系統(tǒng)； 6．三維真實(shí)圖形實(shí)時(shí)顯示系統(tǒng)； 4．二維計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)繪圖系統(tǒng)；窗口系統(tǒng)中包含了豐富的圖形用戶接口（GUI）程序，多媒體用戶接口程序（MUI）和網(wǎng)絡(luò)用戶接口程序（NOI）； 1．設(shè)備驅(qū)動程序，如Windows操作系統(tǒng)支持的設(shè)備驅(qū)動程序集，ISO通過的標(biāo)準(zhǔn)程序庫CGI(Computer Graphics Interface)，又如HP 公司提供的繪圖儀、打印機(jī)設(shè)備驅(qū)動程序等； 從工作站和高性能微機(jī)問世以后，大多數(shù)用戶采用工作站和微機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)來代替這類集中式CAD系統(tǒng)，形成網(wǎng)絡(luò)化的系統(tǒng)。從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上看，CAD系統(tǒng)大致可分為兩類，即集中式系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。 2．CAD系統(tǒng)的分類 CAD系統(tǒng)的硬件基本組成 圖3 CAD系統(tǒng)的三層結(jié)構(gòu)應(yīng)用層針對不同應(yīng)用領(lǐng)域的需求有各自的CAD專用軟件來支持相應(yīng)的C
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