(cad應用技術)課件第二講 計算輔助設計系統(tǒng)

1、第二章 計算輔助設計系統(tǒng),§2.1 CAD系統(tǒng)的構成與分類,§2.2 CAD系統(tǒng)的硬件,§2.3 CAD系統(tǒng)的軟件,§2.4 CAD系統(tǒng)的設計與選擇,§2.1 CAD系統(tǒng)的構成與分類,2．1．1 系統(tǒng)的基本構成 一個CAD系統(tǒng)的基本構成有三部分：1）計算機（指CPU、鍵盤與圖形顯示終端）；2）圖形輸入設備；3）繪圖輸出設備。,CAD系統(tǒng)圖,§2.1 CAD系統(tǒng)的構成

2、與分類,2．1．2 系統(tǒng)的分類從硬件角度可分為四類： 主機系統(tǒng)（Mainframe-based system）小型機系統(tǒng)（Minicomputer-based system）點數(shù)少些微型機系統(tǒng) （MicroComputer-basd system） 一臺機器 圖形終端、輸入設備、打印機、繪圖機等外設 工作站系統(tǒng)(Workstation-based system),大型機系統(tǒng)： 主機 帶工作站、繪圖機、打印機 。,§2

3、.1 CAD系統(tǒng)的構成與分類,2．1．3 網(wǎng)絡結構CAD/CAM分散在不同部門或不同單位之間，相互交流通過網(wǎng)絡。網(wǎng)絡常采用局域網(wǎng)(LAN: Local Area Network),聯(lián)結方式有三種：星網(wǎng)、環(huán)網(wǎng)、總線網(wǎng) 。,星網(wǎng),,工作站,工作站,工作站,工作站,繪圖機作站,,,,,,環(huán)網(wǎng),總線網(wǎng),§2.2 CAD系統(tǒng)的硬件,2．2．1 主機及外設 2．2．2 圖形輸入設備2．2．3 圖形輸出設備,§2.3 C

4、AD系統(tǒng)的軟件,2．3．1 系統(tǒng)軟件系統(tǒng)軟件指操作系統(tǒng)和語言。操作系統(tǒng) 語言 窗口 網(wǎng)絡通訊及管理軟件 數(shù)據(jù)庫及數(shù)據(jù)庫管理軟件,Unix、Dos、Windows,LISP、C、VB、VBA、Java,窗口系統(tǒng)由窗口、menu、按鈕等圖形對象組成一個圖形用戶界面(GUI)，用戶的操作就是對這些圖形對象的操作，故有人稱窗口是第二操作系統(tǒng),現(xiàn)在機械產品的開發(fā)往往不是一兩個人能完成的，而是工作小組共同完成，所以需要聯(lián)網(wǎng)，用戶共享

5、全部軟硬件資源。如目前流行的虛擬企業(yè)、虛擬設計等。,DB—以一定的組織方式存儲在計算機中相互有關的數(shù)據(jù)的集合；DBS—支持人們建立、使用和修改數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的軟件。,§2.3 CAD系統(tǒng)的軟件,2．3．2 機械CAD支撐軟件 按功能分有三類： 解決幾何圖形設計問題 解決工程分析問題 文檔寫作與生成問題。,基本圖形資源軟件 是根據(jù)各種圖形標準或規(guī)范實現(xiàn)的軟件包，大多是供應用程序調用的圖形子程序或函數(shù)庫。因基本圖形資

6、源是根據(jù)標準制作的，故與硬件無關。這些圖形資源比較流行的有面向設備驅動的CGI（Computer Graphics Interface）,面向應用程序的圖形程序包GKS（Graphics Kernal System）及PHIGS（Programmer’s Hierarchical Interactive Graphics System）。,二、三維繪圖軟件 解決零件圖的詳細設計問題，輸出符合工程要求的零件圖或裝配圖。分為交互式與

7、程序調用式兩種。目前多用交互式。商品化軟件中交互式繪圖系統(tǒng)很多，微機上有 AutoCAD， CADKey，PD(Personal Design),CADEasy 及眾多的國產軟件CAXA,IntelCAD；工作站上大多屬于CAD/CAM系統(tǒng)中的一個模塊，如I-DEAS系統(tǒng)中的Drafting。,幾何造型軟件 解決零部件的結構設計問題。目前大多數(shù)為： 采用實體造型系統(tǒng)（Solid Modeling System）解決一般零部件的造型

8、； 采用曲面造型系統(tǒng)解決復雜曲面造型； 正在發(fā)展的參數(shù)化特征造型滿足CAD/CAM集成要求。 AutoCAD具有三維造型功能，特別是2004。,工程分析及計算軟件根據(jù)需求配置以下商品化軟件： 計算方法庫—各種數(shù)學計算問題； 優(yōu)化方法庫及常用零部件優(yōu)化模型； 通用或專用有限元分析及前后處理程序，如SAP/5、SAP/93、ADINA、ANSYS、Algor等； 機構分析及機構綜合軟件，位置、速度、軌跡、加速度； 機械系統(tǒng)

9、動態(tài)分析軟件，如模態(tài)分析法分析噪音和振動。,文檔制作軟件,§2.3 CAD系統(tǒng)的軟件,2．3．3 商品化軟件實例Pro/EPro/E是近年來出現(xiàn)的較優(yōu)良的、適合于機械CAD/CAM的集成軟件系統(tǒng)，由美國PTC公司推出，我國有很多用戶。,Pro/E的主要特征： 參數(shù)化特征造型； 統(tǒng)一的能使各模塊集成起來的數(shù)據(jù)庫； 設計修改的關聯(lián)性，即一處修改，別的模塊中相應的圖形或數(shù)據(jù)也跟著修改。,Pro/E的主要模塊系統(tǒng)有2

10、1個模塊供用戶選用：Pro/Enginner 三維造型 參數(shù)化功能定義、組裝、三維實物著色、二維視圖生成、二維圖形輸出；Pro/ASSEMBLY 管理復雜部件的生成；Pro/DESIGN 在二維、三維狀態(tài)下裝配圖組裝設計；Pro/DETAIL 生成工程圖紙，包括參數(shù)特征生成、自動尺寸標注；Pro/Draft 二維繪圖系統(tǒng)；Pro/FEATURE 復雜造型、拱面、殼、相貫過渡；Pro/INTERFACE 與其他C

11、AD系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)交換，標準格式，IGES、DXF；Pro/MESH 有限元網(wǎng)格,§2.4 CAD系統(tǒng)的設計與選擇,2．4．1 設計時應考慮的問題 明確系統(tǒng)需求 確定領域對象即哪類產品。要達到的目標及關鍵技術。 確定近期目標與長遠目標 根據(jù)人力、財力、現(xiàn)有技術水平等約束定近期目標，但也考慮未來，如專用性與通用性、實用性與先進性等。 確定系統(tǒng)的集成水平 數(shù)據(jù)庫、網(wǎng)絡、數(shù)據(jù)交換以及各種接口。,2．4．2 選擇

12、系統(tǒng)的原則硬件要有良好的開放性 如可否用UNIX和Windows操作系統(tǒng)，聯(lián)網(wǎng)。 軟件 標準操作系統(tǒng) 良好用戶界面 齊全的技術文檔 幾何造型及繪圖功能 功能豐富 前述的裝配圖、物理特性、公差、有限元等。 運行可靠、維護簡單、性價比優(yōu)良。 售后服務,綜上所述：CAD是一種方法，可以提高設計質量，縮短設計周期，降低設計費用；CAD是一種技術，涉及到圖形處理、工程分析、數(shù)據(jù)管理與交換、文檔處理、軟件設計等，是一種