《计算机辅助设计CAD》实验指导书(工业设计专业)

第一篇：《计算机辅助设计CAD》实验指导书(工业设计专业)

《计算机辅助设计CAD》实验指导书（工业设计专业）

实验一

SolidWorks草图绘制实验

一、实验目的

该实验的目的是使学生熟悉solidworks软件的界面，掌握用SolidWorks软件绘制草图、标注尺寸和几何关系等参数化设计技术的基本操作。

二、实验的主要内容

1．SolidWorks软件界面与草图绘图工具的使用； 2.应用参数化的设计思想进行草图设计； 3．基准面和其他参考几何体的创建；

4.草图绘制、标注、修改、命名和链结尺寸、标注几何关系的具体操作； 5．三维草图的绘制。

三、实验设备和工具

PC机、Windows2000操作系统、SolidWorks、3dsmax、AutoCAD等应用软件

四、实验原理

Solidworks软件的基本使用方法

Solidworks软件草图绘制工具及其使用方法

五、实验方法和步骤

1．启动solidworks软件，认识solidworks工作界面，练习：  solidworks文件窗口、特征管理器、属性管理器等的操作；  工具栏、文件和系统属性等工作界面定制的方法。2．打开solidworks范例文件，练习：  图形元素的选择；  控标的使用；

 模型显示方式的转换；  视图的定向和控制。

3．新建solidworks文件，练习各种基准面的创建方法；

4．新建solidworks文件，练习各种草图绘制工具的使用方法； 5．新建solidworks文件，练习三维草图的绘制方法；

6．任选一给定的solidworks零件，完成其草图轮廓的绘制并按照要求标注尺寸或几何关系。

六、实验报告主要内容及要求

每单元上机训练均要求按照指定内容，完成上机作业，提交电子版文件

七、实验注意事项

1.上机前认真阅读solidworks软件教程；

2.注意通过尺寸标注和几何关系的给定实现草图的完全定义； 3.注意草图绘制出现过定义等问题时的处理方法。

实验二

SolidWorks特征建模实验

一、实验目的

该实验的目的是使学生进一步熟悉solidworks软件的使用，掌握SolidWorks软件的基于特征造型的零件建模的基本方法。

二、实验的主要内容

1．熟悉SolidWorks实体造型思想；

2．Solidworks主特征的创建和编辑：包括拉伸特征、旋转特征、扫描特征和放样特征； 3．Solidworks应用特征的创建和编辑：包括圆角、抽壳、圆顶、组合、阵列等；

4．Solidworks曲线的创建和编辑：包括投影曲线、分割线、组合曲线，空间样条曲线、螺旋线等；

5．Solidworks曲面特征的创建和编辑：包括拉伸曲面、旋转曲面、扫描曲面、放样曲面、等距曲面、延伸曲面、缝合曲面、填充曲面等；

三、实验设备和工具

PC机、Windows2000操作系统、SolidWorks、3dsmax、AutoCAD等应用软件

四、实验原理

Solidworks实体建模工具、Solidworks曲面建模工具

五、实验方法和步骤

1．新建solidworks文件，绘制草图，练习拉伸特征和拉伸薄壁特征的操作；

2．新建solidworks文件，绘制草图，练习旋转特征和旋转薄壁特征的操作；

3．新建solidworks文件，绘制轮廓草图、路径和（或）引导线，练习简单扫描特征和带有引导线的扫描特征的操作；

4．新建solidworks文件，绘制轮廓草图、中心线或引导线，练习简单放样特征、带有中心线的放样特征、带有引导线的放样特征的操作；

5．任选一给定的solidworks零件，综合应用拉伸、旋转、扫描和放样特征建立零件模型；

6．打开solidworks范例文件，练习圆角、抽壳、组合、阵列等应用特征的操作；

7．打开solidworks范例文件，练习投影曲线、分割线、组合曲线、空间样条曲线、螺旋线等曲线的创建方法；

7．打开solidworks范例文件，练习拉伸曲面、旋转曲面、扫描曲面、放样曲面、等距曲面、延伸曲面、缝合曲面、填充曲面等曲面的创建方法；

8．任选一给定的曲面造型，综合应用曲面造型工具完成其曲面造型。

六、实验报告主要内容及要求

每单元上机训练均要求按照指定内容，完成上机作业，提交电子版文件

七、实验注意事项

1.上机前认真阅读solidworks软件教程；

2.注意利用引导线建立扫描特征时的建模顺序以及穿透几何关系的指定； 3.注意利用引导线建立放样特征时的建模顺序以及穿透几何关系的指定； 4．注意投影曲线和分割线的区别；

5．注意利用拉伸、旋转、扫描、放样生成曲面和实体时的异同。

实验三

Solidworks装配造型实验

一、实验目的 该实验的目的是使学生掌握SolidWorks软件中生成装配体造型的基本方法和技巧；

二、实验的主要内容

1．理解和掌握自下而上和自上而下的两种装配设计方法； 2．SolidWorks装配造型的基本方法； 3．装配体爆炸视图的创建。

三、实验设备和工具

PC机、Windows2000操作系统、SolidWorks、3dsmax、AutoCAD等应用软件

四、实验原理

Solidworks装配工具

五、实验方法和步骤

1．打开solidworks范例文件，练习：  装配体工具栏的使用；  装配体中零件的空间定位；  装配配合关系的指定；

 装配体中子装配体的创建和编辑；  装配体中零件的创建和编辑；  装配特征的创建。

2．打开solidworks范例文件，练习装配体爆炸视图的创建和编辑； 3．任选一给定的solidworks装配模型（要求零件数目不少于5个），完成下列任务:(1)建立各零件的模型

(2)通过指定配合关系完成子装配体和（或）装配体的造型。

六、实验报告主要内容及要求

每单元上机训练均要求按照指定内容，完成上机作业，提交电子版文件

七、实验注意事项

1.上机前认真阅读solidworks软件教程； 2.注意装配配合元素的选择技巧。

实验四

Solidworks工程图设计实验

一、实验目的

该实验的目的是使学生掌握SolidWorks软件中生成各种类型的工程图纸的基本方法；

二、实验的主要内容

1．熟悉工程制图规范；

2．SolidWorks中工程图纸格式的设定；

3．常用工程图纸的创建方法，包括：标准工程视图、投影视图、辅助视图、局部视图、剖视图等；

4．工程图纸中的尺寸标注和修改。

三、实验设备和工具

PC机、Windows2000操作系统、SolidWorks、3dsmax、AutoCAD等应用软件

四、实验原理

Solidworks工程图生成工具

五、实验方法和步骤

1．打开solidworks范例文件，新建工程图纸，练习：

    工程图纸格式的设定； 工程图工具栏的使用；

标准三视图和投影视图的创建； 视图比例等属性的编辑；  工程图的尺寸标注。

2．打开solidworks范例文件，新建工程图纸，练习使用辅助视图工具建立斜视图、局部视图；

3．打开solidworks范例文件，新建工程图纸，练习使用剖视图工具建立全剖和半剖视图；

4．打开solidworks范例文件，新建工程图纸，练习使用剖视图工具建立旋转剖视视图 5．打开solidworks范例文件，新建工程图纸，练习使用剖视图工具建立阶梯剖视视图 6．任选一给定的solidworks装配模型，完成其零部件和装配体工程图纸的创建。

六、实验报告主要内容及要求

每单元上机训练均要求按照指定内容，完成上机作业，提交电子版文件

七、实验注意事项

1.上机前认真阅读solidworks软件教程；

2.注意工程图纸的生成应符合基本的制图规范； 3.注意工程图纸中尺寸位置的调整。

实验五

Solidworks综合设计实验

一、实验目的

该实验的目的是使学生在掌握solidworks基本操作，零件建模、装配体建模和工程图设计的基础上，培养学生利用三维CAD软件创建完整的产品数字化模型的综合能力。

二、实验的主要内容

结合SolidWorks和其他造型和渲染软件，完成指定课题的三维零件建模、装配造型、工程图纸和渲染效果图的设计

三、实验设备和工具

PC机、Windows2000操作系统、SolidWorks、3dsmax、AutoCAD等应用软件

四、实验原理

Solidworks零件建模，装配体和工程图工具

五、实验方法和步骤

1.自行选定一种工业产品；

2．对产品形态建模分析(整体造型，零部件构成，装配关系等），构思建模方案； 3.建立产品的零部件模型； 4．建立产品的装配造型；

5．生成产品的工程图纸；

6．完成产品的渲染效果。

六、实验报告主要内容及要求

综合设计要求利用solidworks软件完成相关产品的建模，提交实验报告内容包括： 1.产品零部件模型文件（电子版文件）；

2.产品装配体文件（电子版文件）；

3.产品零部件及装配体的工程图纸（A4幅面）；

4.产品设计效果图（A3幅面，渲染效果，版面设计，文字说明）

七、实验注意事项

1.注意solidworks实体和曲面建模工具的综合应用； 2．注意工程图纸的格式和规范性。

第二篇：《电气CAD》实验指导书

电气CAD（A）

实验指导书

指导教师：杨波

目录

实验一 AutoCAD基本操作......................................................................................1 实验二 常用电气元件的绘制..................................................................................1 实验三 三相异步电动机控制电气设计..................................................................6 实验四 变电工程设计............................................................................................11 实验五

Protel 99SE软件基本操作......................................................................16 实验六 滤波器仿真设计........................................................................................17 实验七 串行通信电路交互式布线，封装模型设计及报表生成........................22

实验一 AutoCAD基本操作

一、实验目的

了解AutoCAD软件环境，掌握线、圆、文字标注、尺寸标注、设置绘图环境、图形输出等基本操作。

二、实验要求

要求设计简单的图形，在软件环境中输入，并实现输出。

三、实验设备

装有AutoCAD2006软件的计算机一台。

实验二 常用电气元件的绘制

一、实验目的

了解电气制图规范，学习常用电气元件的绘制，包括导线、连接器件、无源器件、半导体管和电子管、开关、控制和保护装置、常用测量仪表、灯和信号器件等。

二、实验要求

在熟练掌握常用电气元件绘制的基础上，绘制一个带多个开关的并联照明电路。

三、实验设备

装有AutoCAD2006软件的计算机一台。

四、实验步骤

Tips：命令行键入U，取消上次操作

回车表示结束本次操作

打开“对象捕捉”和“对象追踪”，方便画图。

并联照明电路图为：

1、打开AutoCAD2006（用模板acadiso.dwt）。

2、绘制手动单极开关

（1）单击“绘图”工具栏“直线”按钮，绘制最下端三段连接竖直线，分别长20。

命令: _line 指定第一点: 100,100（输入第一点绝对坐标）

指定下一点或 [放弃(U)]: @20,0（输入第二点相对坐标，@20,0表示x轴上右移20，y轴上不变）指定下一点或 [放弃(U)]: @20,0 指定下一点或 [闭合(C)/放弃(U)]: @20,0 指定下一点或 [闭合(C)/放弃(U)]:（直接回车，表示结束绘制直线）Tips：窗口上端标准工具栏上有窗口缩放按钮，可放大所选图形。

（2）单击“绘图”工具栏“直线”按钮，过中间直线段中点画竖直线，长度为30，线型为虚线。

a）绘制中间直线段

单击“绘图”工具栏“直线”按钮

按shift+右键，出现如图下拉菜单

选择下拉菜单中的“中点”，这时把鼠标靠近绘制好的直线段，中点自动就定位出来了，鼠标点击直线段中点，按命令行提示操作：

命令: _line 指定第一点: _mid 于（第一点为直线段中点）

指定下一点或 [放弃(U)]: @0,30（@0,30表示第二个点x轴上不变，y轴上上移30）指定下一点或 [放弃(U)]:（直接回车，表示结束绘制直线）

按ESC键取消选择 b）切换成虚线

格式->线型，出现线型管理器对话框。

单击“加载”按钮，弹出“加载或重载线型”对话框，选择“ISO dash__ __ __ __ __”单击“确定”按钮。

（3）单击“绘图”工具栏“直线”按钮，绘制最上边竖直直线段，长度为10，线型切换为实线。a）切换到实线

格式->线型，出现线型管理器对话框。选择“Continuous” b）绘制直线

Tips：可推算出最上边竖直直线段端点坐标，以便画图 效果如图

（4）旋转中间直线段

单击“修改”工具栏“旋转”按钮，按命令行提示操作。

命令: ROTATE

UCS 当前的正角方向: ANGDIR=逆时针

ANGBASE=0 选择对象: 找到 1 个（选中中间的直线段）选择对象:（回车表示选择完毕）

指定基点:（指定中间直线段左端点为旋转基点）

指定旋转角度，或 [复制(C)/参照(R)] <0>: 30（只旋转30°，只旋转，不复制）效果如图：

（5）修剪

“修剪”按钮的功能是以选中直线或者圆弧为边界，裁减掉与之相交图形超过边界的部分。单击“修改”工作栏中的“修剪”按钮。命令: _trim 当前设置:投影=UCS，边=无 选择剪切边...选择对象或 <全部选择>: 找到 1 个（选中旋转后的边为修剪参考曲线）选择对象:（回车，选择完毕）

选择要修剪的对象，或按住 Shift 键选择要延伸的对象，或

[栏选(F)/窗交(C)/投影(P)/边(E)/删除(R)/放弃(U)]:（单击虚线段在参考曲线的右边部分，该部分被修剪，回车完成修剪操作。）

修剪完成后的单极手动开关如图：

3、绘制灯泡（1）绘制圆

单击“绘图”工具栏“圆”按钮，从单极开关右端点出发，用鼠标左键在合适位置拾取一点作为圆心，画半径为15的圆。

命令: _circle 指定圆的圆心或 [三点(3P)/两点(2P)/相切、相切、半径(T)]:

指定圆的半径或 [直径(D)]: 15（2）绘制多边形

单击“绘图”工具栏“多边形”按钮

命令: _polygon 输入边的数目 <4>:（直接回车，表示绘制边数为4边）指定正多边形的中心点或 [边(E)]:（捕捉圆心为中心点）输入选项 [内接于圆(I)/外切于圆(C)] : I（内接于圆）指定圆的半径: 15

（3）绘制对角线和删除正方形

4、单个照明电路连线

5、并联照明电路（1）复制，下移50 单击“修改”工具栏“复制”按钮，下移50 命令: _copy 选择对象: 指定对角点: 找到 11 个 选择对象:（直接回车，表示结束选择）

指定基点或 [位移(D)] <位移>:（把单个照明电路作为基点）指定第二个点或 <使用第一个点作为位移>: 50

连线，最后电路如图所示：

五、实验报告

1、第二部分实验过程记录，记录实验过程中发现的问题

2、第三部分结果和讨论，写自己的小结和体会

实验三 三相异步电动机控制电气设计

一、实验目的

掌握机械电气设计规范，掌握电动机控制电气设计，掌握电气图的布局。

二、实验要求

设计、绘制并输出三相异步电动机供电系统图。学生通过该实验可了解机械电气设计的一般步骤和方法。

三、实验设备

装有AutoCAD2006软件的计算机一台。

四、实验步骤

1、绘制三相交流电动机。（1）绘制一个整圆。

“绘图”工具栏中的”圆”按钮

命令: _circle 指定圆的圆心或 [三点(3P)/两点(2P)/相切、相切、半径(T)]: 100,100 指定圆的半径或 [直径(D)]: 20（2）“绘图”工具栏中的”文字”按钮，在合适位置输入文字“M3”其中文字字体选为”仿宋_GB2312”, 大小为10号字，居中对齐。

（3）绘制交流符号

“绘图”工具栏中的“样条曲线”按钮 命令: SPLINE 指定第一个点或 [对象(O)]: 90,90 指定下一点: 95,95 指定下一点或 [闭合(C)/拟合公差(F)] <起点切向>: 100,90 指定下一点或 [闭合(C)/拟合公差(F)] <起点切向>: 105,85 指定下一点或 [闭合(C)/拟合公差(F)] <起点切向>: 110,90 指定下一点或 [闭合(C)/拟合公差(F)] <起点切向>:（直接回车，表示拟合点已经输入完）指定起点切向:（鼠标选择起点切线方向）

指定端点切向:（鼠标选择终点切线方向）

2、绘制断流器符号

（1）绘制一个矩形（长50宽20）命令: _rectang 指定第一个角点或 [倒角(C)/标高(E)/圆角(F)/厚度(T)/宽度(W)]: 75,200（矩形左上端点）指定另一个角点或 [面积(A)/尺寸(D)/旋转(R)]: 125,180（矩形右下端点）（2）绘制

命令: _line 指定第一点: _mid 于（从矩形上边沿中点开始画线）指定下一点或 [放弃(U)]: @0,-5

指定下一点或 [放弃(U)]: @-10,0 指定下一点或 [闭合(C)/放弃(U)]: @0,-10 指定下一点或 [闭合(C)/放弃(U)]: @10,0 指定下一点或 [闭合(C)/放弃(U)]: @0,-5 指定下一点或 [闭合(C)/放弃(U)]:

3、绘制多级开关

（1）绘制中间三段连接竖直线，分别长20 命令: _line 指定第一点:（选择从矩形上边沿中点开始画线）指定下一点或 [放弃(U)]: @0,20 指定下一点或 [放弃(U)]: @0,20 指定下一点或 [闭合(C)/放弃(U)]: @0,20（2）旋转竖直线的中间直线段 命令: _rotate UCS 当前的正角方向: ANGDIR=逆时针

ANGBASE=0（直接回车，表示选择默认的逆时针方向）

选择对象: 找到 1 个（选择中间直线段）选择对象:（直接回车，表示结束选择）

指定基点:（以中间直线段下端点作为旋转基点）

指定旋转角度，或 [复制(C)/参照(R)] <0>: 30（旋转30度）（3）复制平移

复制中间的开关，平移到左边15处和右边15处。（4）画虚线段（shift+右键找中点）

4、连线

把断路器和交流发动机连起来（对象追踪和对象捕捉打开，便于定位）。

5、绘制机壳接地

调用“直线”绘图命令，绘制机壳接地线。

（1）调用“直线”绘图命令，绘制折线段，如图a所示。

命令: _line 指定第一点:（以圆最左边切点为第一点或象限点）

指定下一点或 [放弃(U)]: @-10,0（横线长10）

指定下一点或 [放弃(U)]: @0,-15（竖线长15）

指定下一点或 [闭合(C)/放弃(U)]: @5,0（横线长5）

（2）以竖直直线为对称轴生成另一半地平线符号，如图b所示。（3）调用“直线”绘图命令，绘制斜线段, 如图c所示 命令: _line 指定第一点:（地平线右端点为第一点）

指定下一点或 [放弃(U)]: @5<-135（与x轴正方向成-135度角，长5的斜线段）指定下一点或 [放弃(U)]:（直接回车，结束直线命令）（4）在偏移距离为5处绘制另两条斜线，如图d所示。

图a

图b

图c

图d

6、绘制输入端子

（1）调用“圆”绘图命令，在多级开关端点处绘制一个半径为2的圆，作为电源的引入端子。（2）调用“复制”修改命令，复制移动生成另外两个端子。选择上一步骤绘制的圆的圆心为复制基点，另外两根三相导线的端点为放置点。

7、新建图层。

（1）打开图层特性管理器，新建图层。

（2）新建图层取名“文字说明”，颜色为”160”

（3）切换图层到新建的“文字说明”图层上，添加文字说明，为各器件和导线添加上标示符号，便于对图纸进行阅读和校核。字体选择”仿宋_GB2312”, 大小为10号字，居中对齐。

（改字体，字号时一定要选中你所写的文字改动才有效）

三相异步电动机供电系统图

五、实验报告

1、第二部分实验过程记录，记录实验过程中发现的问题

2、第三部分结果和讨论，写自己的小结和体会

实验四 变电工程设计

一、实验目的

掌握在所选软件环境中进行电力工程电气设计，掌握电力工程图的设计方法。

二、实验要求

根据变电工程的要求，先设计绘制简单的能表明变电所的工作的大致原理的系统图，在系统图的基础上，进一步设计电器主接线图，在所选软件环境中布局、绘制该电气图，并实现打印输出。

三、实验设备

装有AutoCAD2006软件的计算机一台。

四、实验步骤

1、绘制开关（1）绘制竖线（2）绘制斜线

从下端点上方20处开始绘制斜线，长度为20，角度为120（@20<120）（3）绘制水平线

绘制斜线到竖直线的垂足

图7-1（4）移动水平线

调用“移动”命令移动水平线

命令: _move 选择对象: 找到 1 个（选择水平线）选择对象:（直接回车，表示结束选择）

指定基点或 [位移(D)] <位移>: D（位移方式）

指定位移 <0.0000, 0.0000, 0.0000>: 5,0（右移5个单位）

图7-2（5）调用“修剪”命令进行修剪

以水平线和斜线作为剪切边，如图7-3，最后结果如图7-4，此即为开关：

图7-3

图7-4（6）保存为图块

2、以开关为基础，绘制负荷开关（1）偏移斜线 调用“偏移”命令

以开关为基础，绘制负荷开关 命令: _offset 当前设置: 删除源=否

图层=源

OFFSETGAPTYPE=0 指定偏移距离或 [通过(T)/删除(E)/图层(L)] <3.2650>: 2（定距法偏移，偏移距离为2）选择要偏移的对象，或 [退出(E)/放弃(U)] <退出>:（选择斜线为偏移对象）

指定要偏移的那一侧上的点，或 [退出(E)/多个(M)/放弃(U)] <退出>:（任取斜线左侧一点）选择要偏移的对象，或 [退出(E)/放弃(U)] <退出>:（再次选择斜线为偏移对象）

指定要偏移的那一侧上的点，或 [退出(E)/多个(M)/放弃(U)] <退出>:（任取斜线右侧一点）选择要偏移的对象，或 [退出(E)/放弃(U)] <退出>:（直接回车表示结束偏移）最后效果如图7-5：（2）绘制垂线 最后效果如图7-6（3）利用修剪命令进行修剪，得到跌落式熔断器符号，如图7-7。

图7-5

图7-6

图7-7（4）保存为图块

3、绘制主变

（1）在一条直线上绘制两个半径为10的圆，如图7-8所示（2）复制镜像图形，得到主变，即图7-9

图7-8

图7-9

(3)

保存为图块

4、绘制站用变压器

（1）绘制圆

圆心为（100，100），半径为10 命令: _copy 选择对象: 找到 1 个

选择对象:（直接回车，表示结束选择

指定基点或 [位移(D)] <位移>: 100,82（以100，82为基点）指定第二个点或 <使用第一个点作为位移>: 18 指定第二个点或 [退出(E)/放弃(U)] <退出>:

图7-10（2）绘制直线

以上边一个圆的圆心为出发点，交于下边一个圆的垂足

图7-11（3）阵列直线

以直线为阵列对象，绘制出Y图形来

图7-12

图7-13（4）复制Y图形

基点为上边一个圆的圆心，第二个点为下边一个圆的圆心

图7-14 站用变压器

(5)

保存为图块

5、电压互感器

（1）以站用变压器为基础，绘制一个过圆右交点，半径为10的圆

命令: _circle 指定圆的圆心或 [三点(3P)/两点(2P)/相切、相切、半径(T)]: 2p（两点确定一个圆）指定圆直径的第一个端点:（为圆的右交点）

指定圆直径的第二个端点: @20,0（第二个点离圆的右交点水平距离为20）

图7-15（3）绘制三角形

调用“多线段命令“

图7-16（4）绘制直线

图7-17（5）修剪

图7-18（6）删除直线，得到电压互感器

图7-19(7)

保存为图块

6、电气主接线图

根据前面步骤做出的图块，绘制电气主接线图如图：

图7-20 电气主接线图

图7-21 文字注释1

图7-22 文字注释2

五、实验报告

1、第二部分实验过程记录，记录实验过程中发现的问题

2、第三部分结果和讨论，写自己的小结和体会

实验五 Protel 99SE软件基本操作

一、实验目的

了解Protel 99 SE软件环境，掌握电子电路原理图绘制的基本步骤和各工具栏的应用等基本操作。

二、实验要求

要求设计简单的电路图，并在软件环境中绘制。

三、实验设备

装有Protel 99 SE软件的计算机一台。

实验六 滤波器仿真设计

在电路设计完成后，设计者总需要对设计的电路的性能来进行预计，判断和校验。过去常用的方法是数学和物理的方法，或是在面包板上模拟插线，这些方法都具有局限性。

Protel99 SE可以对模拟和数字信号混合电路仿真。其仿真引擎使用的是SPICE /XSPICE。它可以让我们精确地仿真由各种器件，比如TTL、CMOS、BJT等构成的电路。设计仿真原理图的步骤和一般原理图的步骤非常相似，不过所使用的元件库必须是仿真用数据库中的。其路径为LibraryschSIM.ddb。

Protel中支持的电路分析类型有：静态工作点分析，交流小信号分析，瞬态分析，傅立叶分析，噪声分析，直流分析，参数扫描分析，温度扫描分析和蒙特卡罗分析。

在仿真用数据库SIM.ddb加载后，包含在SIM.ddb中的28个后缀名为*.lib的原理图库将列出在Browse属性页内。

在Protel 99SE为使仿真可靠运行，必须遵守以下规则：

1、所有元器件和部件须使用适当的仿真器件模型，即所有的元器件必须在sim.ddb中的取用。

2、设计者必须放置和连接可靠的信号源，以便仿真过程中驱动整个电路。

3、设计者在需要绘制仿真数据的节点处必须添加网络标号。

4、如果必要的话，设计者必须定义电路的仿真初始条件。

滤波器是一种能够使有用信号通过而同时抑制无用信号的电子装置。工程上常用作信号处理、数据传送和抑制干扰等。由集成运放和R、C元件组成的有源滤波电路，具有不用电感元件、体积小、重量轻等优点。

本实验以二阶有源带通滤波器电路为例，来熟悉Protel 99SE的电路仿真。

一、实验目的

掌握Protel 99 SE软件环境中进行简单原理图仿真的方法，能在该软件环境中进行电路仿真，通过仿真来验证电路设计的正确性。

二、实验要求

要求在软件环境中输入一个二阶有源带通滤波器电路设计，进行电路仿真，作静态工作点，交流小信号，瞬态和傅立叶仿真分析。

三、实验设备

装有Protel 99 SE软件的计算机一台。

四、实验步骤

1、新建数据库文件simulate.ddb。

2、新建原理图文件filter.sch

3、绘制仿真原理图

（1）加载仿真元件库Sim.ddb 界面左边Browse属性页，Add/Remove 按钮，在弹出的对话框中选择Sim.ddb, 按Add 按钮添加到当前库列表中，按OK键结束加载

（2）放置仿真元器件

电容CAP，电阻RES在Simulation Symbols.lib库中，UA741在OpAmp.lib库中。在Part type中输入各元器件的值。

TIPS：

 SPACE键旋转。

 未放元件前TAB键改属性，放置后双击元件改属性

 放置PowerPort，把Net改为GND，Style改为Power Ground，即为接地符号。 X，A取消selection（3）连线

连线时注意两边都要出现电气热点才算连接成功。

连线时一定要用Wire（导线）连接，不能用Line（直线）。（4）放置网络标号

放置网络标号IN，GND，OUT

5、放置激励源

在进行仿真之前，需要在电路图上放置合适的激励源。在Simulation Symbols.lib中包含了许多仿真激励源，其中较常用的部分电压型激励源还专门组成一个仿真源工具栏：Simulation Sources。

打开和和关闭仿真源工具栏的切换命令如下：View->Toolbars->Simulation Sources，打开仿真源工具栏，放置1K Hertz Pulse（1KHz脉冲激励源）作为仿真源。

双击1KHz脉冲激励源属性对话框，点击Part Fields属性页

1KHz脉冲激励源各属性说明如下：

DC Magnitude：用于设置需要的直流电压，单位为V。

AC Magnitude：用来设置叠加的交流信号幅度，进行交流小信号分析时，需要设置该栏的值，通常为1V。

AC Phase：设置交流信号的相位。

Pulsed Value：用来设置脉冲信号的峰值电压值，单位为V。Time Delay：用来设置时延。Rise time：用来设置上升时间。Fall time：用来设置下降时间。Pulse Width：用来设置脉冲宽度。Period:用来设置周期。

设置DC Magnitude为5V，AC Magnitude为1V，Pulsed Value为2V，Rise time为100n，Fall time为100n，Pulse Width为50u，Period为100u，Rise Time为100n，Fall Time为100n，Pulse Width为50u，Period为100u。其他为默认值，单击OK确认修改。

5、仿真器设置

在进行仿真前，设计者必须对仿真器进行设置，选择对电路进行哪种分析，收集哪个位置信号。

进行仿真器设置命令如下：Simulate->Setup 执行上述命令将启动Analyses Setup对话框：

在General属性页中，将Available Signals中的IN，OUT信号选到右边的Active Signals中来。表示收集IN和OUT处的信号。

我们选择进行静态工作点，暂态/傅立叶分析及交流小信号分析，选中对应的选择框。各属性页说明如下

 Operating Point Analysis：工作点分析，也就是静态工作点 静态工作点是在分析放大电路中提出来的，它是放大电路正常工作的重要条件。当把放大器的输入信号短路，则放大器处于无信号输入状态，称为静态。如果静态工作点选择不合适，则输出波形会失真，因此设置合适的静态工作点是放大电路正常工作的前提。

 Transient/Fourier Analysis：瞬态/傅立叶分析

瞬态分析：瞬态分析是对时域中的输入信号确定其输出信号。

傅立叶分析：傅立叶分析是利用瞬态分析的输出结果用离散形式表示出来。说明：

在Transient Analysis 组中，Time Step 是时间步长；Stop Time 是终止时间；Maximun Step 是时间步长的最大值，一般取两者相等。

瞬态分析总是从时间t=0开始，然而，可以从时间Start Time 起始时间开始显示结果。事实上从t=0到t= Start Time 时间内也分析了电路，只是没有输出或存贮这些结果而已。

在Fourier Analysis组中，Fund.Frequency 指定傅立叶分析的基频，缺省值为信号源的频率。Harmonics指定傅立叶分析的谐波次数，也即傅立叶分析的系数个数，缺省值是10，也即是9次谐波（0~9）。

在Default Parameter组中，其前面有个检查框，当其被选中（前面有对勾号）时，所有参数都将不能修改（不能修改的区域显示为灰色），而必须使用缺省参数值。但设计者可以通过此组中的参数Cycles Displayed 和Points Per Cycles来指定这些缺省参数值。Cycles Displayed用于指定波形中显示的信号周期个数；Points Per Cycles用于指定每个波形周期中显示的点数。设定完成后，单击 即可。如果设计者

觉得没必要使用缺省参数值，则去掉Default Parameter前面有对勾号（即让它为空）即可，同时会发现所有数据输入区域均变亮了，此时表明可以随意设定相应的参数值。

在给出波形的同时，Protel99 SE还产生了一大堆傅立叶分析的相关数据，并存于.sim文件中。我们在Transient Analysis 组把起始时间设为0，终止时间设为5ms，步长为2us。在Fourier Analysis组中，把基频设为10K，谐波次数设为10.设置好的对话框如下图：

 AC Small Signal Analysis：交流小信号分析 交流分析是在一定的频率范围内计算电路的响应。如果电路中包含非线性器件或元件，则会先计算电路的直流工作点，得到线性化小信号模型参数。然后在设计者指定的交流激励源频率范围内对该电路进行分析。

在进行交流分析之前，必须保证电路中至少有一个交流电源，也即在激励源中的AC 属性域中设置一个大于零的值。

说明：在Start Frequency 中指定起始频率；在Stop Frequency 中指定终止频率；在Test Points中指定扫描的点数；在Sweep Type框中指定扫描类型。扫描类型只能确定Linear、Octave或Decade中的一个。

Linear、Octave和Decade扫描类型特点如下：

Linear为线性扫描，是从起始频率开始到终止频率的线性扫描。Linear适用于带宽较窄情况。Octave为倍频扫描，频率以倍频进行对数扫描。Octave用于带宽较宽的情形。Decade为十倍频扫描，它进行对数扫描。Decade用于带宽特别宽的情况。

我们把起始频率设为1，结束频率设为10k，扫描点数为100。扫描类型为倍频扫描，设置好的对话框如图：

五、实验报告，整理实验数据，列出工作点分析结果，绘制暂态/傅立叶分析，交流小信号分析信号曲线。2，分析实验结果，说明为何是带通滤波器。

3，自己设置仿真参数，进行扫描参数分析，分析结果（选做）

实验七 串行通信电路交互式布线，封装模型设计及报表生

成

一、实验目的

掌握在Protel 99 SE软件环境中进行印制板电路设计的步骤，熟练设置各印制板电路设计规则中的参数设计，掌握印制板电路设计过程中应该注意的布局和布线规则，进行合理的布局布线。掌握PCB元器件的制作步骤。

二、实验要求

在软件环境中输入串行通信电路，进行布局布线，并生成各种报表。

三、实验设备

装有Protel 99 SE软件的计算机一台。

四、实验步骤

1、新建数据库文件（格式可为：你的名字_serial.ddb）

2、新建原理图文件（Schematic document），文件名为serial.sch。

3、绘制原理图

（5）加载元件库

Miscellaneous Devices.ddb 位置为Protell 99SE安装路径下的LibrarySchMiscellaneous Devices.ddb Maxim Interface.ddb 位置为Protell 99SE安装路径下的LibrarySch Maxim Interface.ddb Tips:如何获知元件在哪个库中：

点击左边的Find按钮，弹出Find Schematic Component 对话框，选中By Library Referenc，表示根据元器件在库中的名称查找，键入Max232*，表示查找以Max232开头的元件。按Find Now按钮开始查找。

查找成功后在最下面的路径栏中会有元件所在库的路径，添加进去即可。

（6）放置元器件

Max232AEJE在Maxim Transceiver.lib中，其他元器件的都在Miscellaneous Devices.lib Tips:双击Max232AEJE打开元件属性对话框，选择Hidden Pins，出现隐藏管脚。（3）连线

连线时注意两边都要出现电气热点才算连接成功。（4）放置网络标号 放置网络标号。（7）设置封装

电容CAP的封装为RAD-0.3（Tips：可用全局编辑修改所有的电容封装）MAX232的封装为DIP16 HEAD 4的封装为HDR1X4 DB9的封装为DB-9/F（5）生成网络表serial.net Design->Create Netlist

4、印刷电路板设计

（1）新建PCB文件(PCB document)，文件名为serial.pcb（2）加载封装库

Protell 99SE安装路径下的LibraryPcbGeneric FootprintsMiscellaneous.ddb和Advpcb.ddb Protell 99SE安装路径下的LibraryPcbConnectorsHeaders.ddb 一定要先加载封装库再导入网络表，否则会有错误！（3）导入网络表 Design->Load Nets 按Browse按钮选择网络表

网络表被导入，如有错误，对应的去修改直至没有错误，按Execut按钮。（4）布局

把元器件拖动，完成如图所示布局操作

（5）设置布线规则 Design->rules，弹出设计规则对话框，再左边的Rule Classes中选择Width constraint，点击Properties（属性）按钮，把Minimum Width改为10mil，Maximum Width改为50mil，Preferred Width改为30mil。单击Close按钮返回PCB编辑器工作环境。

（5）设置电气边界

切换至“KeepOutLayer”层，绘制电气边界。（6）自动布线

Auto Route->All，弹出Autorouter Setup（自动布线器布线策略设置）对话框。【Router Passes】栏中各选项的含义如下： 【Memory】：具有总线类的集成电路布线方式，用波浪线将大量的地址线，数据线连接起来。不选中该项。

【Fan Out Used SMD Pins】：在SMD焊盘引出一段铜膜后，在铜膜线末端放置过孔。选中该项。【Pattern】：各种布线策略的集合，根据需要选择最好的策略进行布线。选中该项 【Shape Router-Push And Shove】（推挤式布线）：当走线遇到障碍物时，将其推开，让正在走的线先布线。不选中该项。【Shape Router-Rip Up】（拆线式布线）：当走线遇到障碍时，将其他线暂时拆掉，让正在走的线通过以后，再对其他线进行布线。选中该项。

【Manufacturing Passes】栏中各选项的含义如下： 【Clean During Routing】：在布线过程中对电路板上的连接和焊盘进行调整。不选中该项。【Clean After Routing】：在布线结束后对电路板上的连接和焊盘进行调整。选中该项。【Evenly Space Tracks】在焊盘间均匀布线。不选中该项。【Add Testpoints】在网络上增加测试点。不选中该项。

【Lock All Pre-route】(锁定已有铜膜导线)：当电路板上对一些有特殊要求的线布线结束后，在以后的自动布线中不希望更改这些布线的时候，需要选中该项。不选中该项。选择

按“Route All”按钮开始布线。（7）手动调整

自动布线后需要调整的对象：

舍近求远的导线，从IC芯片引脚间穿过的导线（这样的导线在焊接时容易引起短路），根据自动布线结果进行调整。Tips：

Shift+Space 不同转角的导线（8）生成报表

Repouts->Board Information，弹出PCB Information（印刷电路板信息）对话框，按Report按钮

选择Board specifications（电路板信息），Layer Information（板层信息），生成报表。

五、实验报告

1、输出网络表serial.net，打印或手工抄写在实验报告上。

2、手工调整的过程要体现在实验报告上。

3、思考题：电路布局和布线的原则。27

第三篇：计算机辅助设计与制造教学实验指导书

计算机辅助设计与制造

实验一

基于参数化特征建模技术建立三维标准件库

一、实验目的

1．掌握参数化特征建模方法；

2．在PROE环境下，掌握基于参数化特征建模技术建立三维标准件库。

二、实验设备及仪器

1．PIV计算机系统

2．Windows 2000或Windows XP 3．Pro/ENGINEER 三维实体造型软件

三、实验步骤

1．记录标准件库资料

下面是GB/T819.1十字槽螺钉例子，详细规格见实验指导书。

2．三维参数化标准件图库的建立

（1）建立参数模型（2）确定标准件的尺寸特征参数名（3）确定标准件尺寸关系（4）建立三维参数化标准件图库

3． 三维标准件特征参数库的建立

根据步骤1中的原型紧固件已确定的尺寸和步骤2中确定的特征参数名，将所有规格全部录入到标准件参数库中形成三维标准件特征参数库，并将这些几何特性参数存放在数据库中。

4． 使用三维标准件库

四、实验结果与分析

用打印机输出三维标准件图库和标准件特征参数库；论证参数化特征建模技术在CAD系统中应用的优缺点。实验一 基于参数化特征建模技术建立三维标准件库实验指导书

一、PRO/E族表介绍

族表是很多相似零件（或组件或特征）的集合，这些零件(组件/特征)从结构上看很相似，但在一些细节部份不同，比如尺寸大小或详细特征等。一个典型的例子就是螺钉、螺母，同一个标准(如GB/T819.1)里，会有多达上百种不同规格，但它们看起来是一样的并且具有相同的功能，所以我们把这上百种规格的螺钉看成是一个零件族。

“族表”(Family Table)中的零件也称表驱动零件。

二、族表结构

族表，本质上是用电子表格来管理模型数据，它的外观体现也是一个由行和列组成的电子表格。还是用螺钉来说，GB/T819.1里的上百种螺钉，外形都是一样的，只是尺寸有变化，比如螺纹规格、螺钉总长、螺纹长等等，在标准里，是这样描述这些数据的：

我们把这个表格变换一下，变成下面这样(部份数据)：

三、创建三维标准件库

1.PRO/E环境下，创建一个普通模型，作为原始模型来使用。

2.创建族表：(2001)：零件(组件)----族表；(WF)：工具----族表。进入族表编辑器，如下图(8.gif,2001、WF同一界面)：

3.加入项，点上图第二个彩色按钮(增加/删除表列)，进入项目选取窗口，如下图(9.gif,2001、WF同一界面):

选取一个项目类型，再选取相应项目加入项目列表里。如果选错了，点减号按钮将其从项目列表里去掉。选择完毕点“确定”返回族表编辑器。注意：族表编辑器里各个列项的排列，是根据选取的顺序排列的，所以最好选取时把相关项挨着选在一起，以免数据乱七八糟；并且最好给各个项对应的对象(尺寸、特征等)取个有点实际意义的名字，这些名字将在族表编辑器的表头里显示出来，便于以后的数据管理。

4.加入实例行：点第2步图(8.gif)上的第一个彩色按钮(在所选行插入新的实例)，编辑器里增加多个行，如下图(10.gif)：

5.输入各新实例数据，把每一个实例对应的各个项的取值输入到表里。“实例名”对应的那一列是每个实例的名字，在此为每个实例取个名字，将来用这个名字来调用这个实例。各个项输入的值，如果与第一行(原始模型的数据)的值相同，那么可以用一个星号(*)代替。注意一个细节：如果某个项是阵列的阵列数，那么子项取值为0的话，与用星号同效果(PTC的帮助上说的是取值为0的话，实例连阵列的原始特征都不生成，与软件的实际情况不同)。

6.输入完毕，校验实例。点上图右起第二个按钮(校验族的实例)。系统即开始运算，尝试生成每一个实例。校验完毕如果没有实例生成失败，族表定义就可以结束了，点工具栏上的小眼镜图标(预览选定实例)会弹出一个小窗口，可以预览实例的最后形状，点“打开”可以在一个新窗口里打开一个实例；如果有实例校验失败，一般来说是此实例的某些项的取值有误，影响了模型的生成，需要检查此实例的各项取值，修正错误。

7.调用族表模型，注：尺寸、参数、元件、特征的加入族表，都按上述过程加入即可，选取类型后，会有提示选取具体的尺寸、参数、元件、特征，“元件”是只有在组件里才可用的。公差的使用与尺寸相同，如果尺寸有公差，开启公差显示，即可将公差当普通尺寸一样选取中入族表。详细操作见视频文件。

四、论证参数化特征建模技术在CAD系统中应用的优缺点。

计算机辅助设计与制造 实验二 数控自动编程实验

一、实验目的

1．掌握数控自动编程原理； 2.掌握手工编程过程；

2．在PROE环境下，掌握典型零件轮廓铣削自动编程的操作过程，并能够进行加工过程仿真。

二、实验内容

用直径为5mm的立铣刀，加工如图所示零件，其中方槽的深度为5mm，圆槽的深度为4mm，外轮廓厚度为10mm。

三、实验设备及仪器

1．PIV计算机系统

2．Windows 2000或Windows XP 3．Pro/ENGINEER 三维实体造型软件

四、实验步骤

1、工艺准备

a)根据图纸要求，确定工艺方案及加工路线 b)选用经济型数控铣床。c)选择刀具

d)确定切削用量

e)确定工件坐标系和对刀点

2、编写手工程序

3、数控自动编程过程及加工过程仿真

五、实验结果与分析

对比手工编程与自动编程，论证数控自动编程与手工编程的优缺点。实验二 数控自动编程实验指导书

一、实验要求

用直径为5mm的立铣刀，加工如图所示零件，其中方槽的深度为5mm，圆槽的深度为4mm，外轮廓厚度为10mm。

二、工艺准备

1．根据图纸要求，确定工艺方案及加工路线 1）以底面为定位基准，固定于铣床工作台上。2）工步顺序

① 铣方槽。

② 铣圆槽

③ 按顺时针线路铣削轮廓。2．选用经济型数控铣床。3．选择刀具

5mm的立铣刀 4．确定切削用量

切削用量的具体数值应根据该机床性能、相关的手册并结合实际经验确定，详见加工程序。

5．确定工件坐标系和对刀点

在XOY平面内确定以0点为工件原点，Z方向以工件表面为工件原点，建立工件坐标系，如上图所示。

采用手动对刀方法把0点作为对刀点。

三、编写手工程序（供参考）O1100 N010 G90 G92 X0 Y0 Z20 N020 G00 X40 Y0 Z2 S800 M03 N030 M98 O1010 N040 G00 Z2 N050 X15 Y0 N060 M98 O1020 N070 G00 Z2 N080 X60 Y-60 N090 M98 O1030 N100 G00 Z20 N110 X0 Y0 M05 N120 M30 O1010 N010 G01 Z-5 F100 N020 X0 Y-40 N030 X-40 Y0 N040 X0 Y40 N050 X40Y0

M99 O1020

N010 G01 Z-4 F150 N020 G02 X15 Y0 R15 N030 M99 O1030

N010 G00 Z-10

N020 G41 G01 X35 Y-50 F80 H05 N030 X-30

N040 G02 X-50Y-30 R20 N050 G01 Y35

N060 G03 X-35 Y50 R15 N070 G01 X30

N080 G02 X50 Y30 R20 N090 G01 Y-35

N100 G03 X-35 Y-50 R15 N110 G40 G01 X-60 Y-60 N120 M99

四、数控自动编程过程及加工过程仿真

1、工艺参数设置

2、刀具路径生成仿真

五、论证数控自动编程与手工编程的优缺点

第四篇：CAD(计算机辅助设计技术

CAD（计算机辅助设计技术)

1、CAD 技术简史

CAD技术起步于50 年代。60年代，随着计算软硬件技术的发展，CAD开始迅速发展。在这个时期，CAD技术的出发点是用传统的三视图来表达零件，以图纸为媒介进行技术交流，这就是二维计算机绘图技术。这种以二维绘图为目标的CAD技术一直持续到70年代末期。以后作为CAD技术的一个分支而相对独立稳定地发展。早期应用较为广泛的是CADAM软件，近十年来占据绘图市场主导地位的是Autodesk公司的AutoCAD软件。目前，中国的CAD用户特别是早期用户中，二维绘图仍占相当大的比重。

2、CAD技术史上的几场革命

自从50年代CAD技术发展以来，到今天的广泛应用，此间经历了几次大的技术性革命，历述如下：

2.1 第一次CAD技术革命--曲面造型系统

60年代出现的三维CAD系统只是简单的线框式系统，它只能表达基本的几何信息，不能有效地表达几何数据间的拓扑关系。由于缺乏形体的表面信息，CAE及CAM均无法实现。

进入70年代，正值飞机和汽车工业蓬勃发展的时期。，此间飞机及汽车制造中遇到的大量的自由曲面问题，在当时只能用多截面视图和特征纬线的方式来进行表达。由于三视图方法表达的不完整性以及工业上的应用的需求的推动，此时法国人提出了贝赛尔算法使得用计算机处理曲线及曲面问题变的可行。同时，法国达索飞机制造公司也基于此算法，在二维绘图系统CADAM的基础上，开发出以表面模型为特点的三维造型系统CATIA。CATIA的出现，标志着计算机辅助设计技术从单纯模仿工程图纸的三视图模式中解放出来，首次实现以计算机完整描述产品零件的主要信息，同时也使得CAM技术的开发有了实现的基础。曲面造型系统CATIA为人类带来了第一次CAD技术革命，改变了以往只能借助油泥模型来近似表达曲面的工作方式。在这个时期，CAD技术价格极其昂贵，软件商品化程度也很低。只有少数几家受到国家财政支持的军火商，在70年代冷战时期才有条件独立开发或依托某厂商发展CAD技术。例如：

* CADAM由美国洛克希德(Lochheed)公司支持

* CALMA--由美国通用电气(GE)公司支持

* CV--由美国波音(Boeing)公司支持

* IDEAS--由美国国家航空及宇航局(NASA)支持

* UG--由美国麦道(MD)公司开发

* CATIA--由法国达索(Dassault)公司支持

这时的CAD技术主要应用于军用工业。同时一些民用主干工业，如汽车巨人也开始开

发一些曲面系统为自己服务，如：

* SURP--大众汽车公司

* PDGS--福特汽车公司

* EUCLID--雷诺汽车公司

另外丰田和通用等汽车公司也开发了自己的CAD系统但由于无军方支持，开发经费及

经验不足，其开发出来的软件商品化程度较军方支持的系统要低，功能覆盖面和软件水平

亦相差较大。

2.2 第二次CAD技术革命--曲面造型技术

80年代初，CAD系统的价格依然令一般企业望而却步。这使得CAD技术无法拥有更广阔的市场。为使自己的产品更有特色，以CV、SDRC、UG为代表的系统开始朝各自的发展方向前进。70年代末到80年代初，由于计算机技术的大跨步前进，CAD、CAM技术也开始有了较大发展。SDRC公司在当时星球大战的背景下，由美国宇航局支持及合作，开发出了许多分析模块，用以降低巨大的太空实验费用，同时在CAD技术方面也进行了许多开拓；UG则着在曲面技术的基础上发展CAM技术，用以满足麦道飞机零部件的加工需求；CV 和CALMV则将主要精力都方在CAD 市场份额的争夺上。

尽管有了表面模型，CAM的问题可以基本解决。但由于表面模型只能表达形体的表面信息，难以准确表达零件的其它特性，如质量、重心、惯性矩等，对CAE十分不利，最大的问题在于分析的前处理特别困难。基于对于CAD/CAE一体化技术发展的探索，SDRC公司于1979年发布了世界上第一个完全基于实体造型技术的大型CAD/CAE软件--I-DEAS。由于实体造型技术能够精确表达零件的全部属性，在理论上有助于统一CAD、CAE、CAM的模型表达，给设计带来了惊人的方便性。它代表着未来CAD技术的发展方向。基于这样的共识，一时间实体造型技术呼声满天下。可以说，实体造型技术的扑几应普及应用标志着CAD发展史上的第二次技术革命。

实体造型技术带来了算发改进和未来发展的希望的同时，也带来了数据计算量的极度膨胀。因此，在当时的硬件条件下，实体造形的计算及显示速度很慢，在实际应用中作设计显的很勉强。由于以实体模型为基础的CAE本身就属于高层次技术，普及面窄；另外，在算法和系统效率的矛盾面前,许多赞成实体造型技术的公司并没有下大力气去开发它，而是转去开发相对容易的表面造型技术，各公司的技术因此再度分道扬镳，实体造型技术因此没能在整个行业迅速推广。推动此次技术革命的SDRC公司也与幸运之神擦肩而过，失去了一次大发展的机会。在此后的十年里，随着硬件性能的提高，实体造型技术又逐渐为众多CAD系统所采用。在这段技术跌宕起伏的时期，CV公司最先在曲面算发上取得突破，计算速度提高很大。由于CV提出集成各种软件，为企业提供全方解决的思路，并采取了将软件的运行平台向价格较低的小型机转移等有利措施，一举成为CAD领域的领导者，市场份额上升到第一位，兼并了CALMA公司，实力迅速膨胀。

2.3 第三次CAD技术革命--参数化技术

正当CV公司业绩蒸蒸日上以及实体造型技术逐渐普及之时，CAD技术的研究又重大发展。如果说在此之前的造型技术都属于无约束自由造型的话，进入80年代中期，CV公司内部以高级副总裁为首的一批人提出了一种比无约束自由造型更新颖、更好的算法--参数化实体造型方法，这种算法主要有以下特点：基于特征、全尺寸约束、全数据相关、尺寸驱动设计修改。

当时的参数化技术还有很多技术难点有待攻克，CV公司内部也就是否投资参数化技术展开激烈争论。由于参数化技术核心算法与以往系统有本质差别，若采用参数化技术，势必要将全部软件重写，投资及工作量将非常惊人。另一点就是，当时技术主要用于航空和汽车工业，参数化技术还不能为这些工业中所需的大量自由曲面提供有效的工具，更何况当时CV软件在市场、上呈供不应求之势。因此，CV公司内部否决了参数化方案。

策划参数化技术的这些人在新是想无法实现的情况下集体离开了CV公司，令成立了一家参数化技术公司（Parametric Technology Corp.PTC）,开始研制名为Pro/ENGINEER的参数化软件。早期的Pro/ENGINEER软

件性能很低，只能完成简单的工作，但由于第一次实现了尺寸驱动零件设计修改，使人们看到了它给设计者带来的方便性。

80年代末，计算机技术迅猛发展，硬件成本大幅度下降，CAD技术硬件凭台成本从二十几万元降到几万美元，很多中小企业也开始有能力使用CAD技术。由于它们的设计工作量并不大，零件形状也不复杂，更重要的是他们无钱投资大型高档软件，因此他们把目光投向了中低档的Pro/ENGINEER软件。PTC也正是因为瞄准了这一中档市场，才迎合了众多中小企业在CAD上的需求，一举取得成功。进入90年代，参数化技术变得比较成熟起来，充分体现出其在许多通用件、零部件设计上存在的、简便易行的优势。踌躇满志的PTC也因此先行挤占了低端AutoCAD市场，以致于在几乎所有、CAD公司的营业额都在呈上升趋势的情况下，Autodesk公司的营业额却增长缓慢，市场排名连续下挫。继而，PTC公司又试图进入高端CAD市场，与CATIA、SDRC、CV、UG等群雄在汽车及飞机制造业市场逐鹿。目前，PTC在CAD市场份额排名已名列前茅。可以说，参数化技术的应用主导了CAD发展史上的第三次技术革命。

2.4 第四次CAD技术革命--变量化技术

参数化技术的成功应用，使它几乎成为CAD业界的标准，许多软件厂商纷纷起步赶。但是技术理论上的认可并非意味、着实践上的可行性。由于CATIA、CV、UG、EDCLID都在原来的非参数化模型的基础上开发集成了许多其它应用软件，包括CAM、PIPING和CAE接口等，在CAD方面也做了许多应用模块开发；重新开发一套完全参数化的造型系统将花费很大的人力财力。因此他们采用的参数化系统基本上是在原有模型基础上进行局部、小块的修补。考虑到这种“参数化技术”的不完整性以及需要很长的过渡时期，CV、CATIA、UG在推出自己的参数技术以后，均宣称自己是采用复合建模技术，并强调复合建模技术的优越性。

这种复合建模技术，并非完全基于实体，难以全面应用参数化技术。由于参数化技术和非参数化技术内核有本质不同用参数化技术造型后进入非参数化系统后还要进行内部卷转换，才能被系统接受，而大量的转换极易导致数据丢失或其它不利条件。这养的系统由于在参数化和非参数化两方面都不占优势，系统整体竞争力不高，只能依靠某些实用性模块上的特殊能力来增强竞争力。

SDRC公司在1990前摸索了几年参数化技术后，也面临着同样的抉择：是同样采用逐步修补的方式，继续将其I-DEAS软件参数化下去，还是全部改写。SDRC的开发人员积数年的参数化研究经验，发现参数化技术有许多不足。首先，全尺寸约束的硬性规定干扰和制约着设计者创造力和想象力的发挥；其次，如在设计中关键的拓扑关系发生改变，失去了某些约束特征也会造成系统数据混乱。

基于以上的原因，SDRC的开发人员大胆地提出了一种更为先进的实体造型技术--变量化技术，作为今后的开发方向。SDRC的决策者们同意了该方案，并决定从根本上解决这一问题。从1990年到1993年，SDRC公司投资一亿美元，于1993年推出了全新体系结构的I-DEAS Master Series软件。在早期的大型CAD软件中，这是唯一一家在90年代将软件彻底从写的厂家。

变量化技术既保持了参数化技术的原有优点，同时又克服了它的许多不足之处。它的成功应用，为CAD技术的发展提供了更大得空间和机遇。SDRC几年来业务的快速增长，证明了它走的这条充满风险的研发道路是正确的。截止到去年，SDRC的市场排名已由I-DEAS MS1发布时的第九名，上升至第三位。无疑，变量化技术成就了SDRC，也驱动了CAD发展史上的第四次技术革命。

3、结语

纵观 CAD技术将近三四十年的发展历程，可见众多厂商的成败无不与其技术发展密切相关。CAD技术基础理论的每次重大进展，无一不带动了CAD/CAE/CAM整体技术的提高以及制造手段的更新。技术的发展，永无止境。没有一种技术是常青树，CAD技术将一直处于不断的发展和探索之中。正是这种此消彼长的互动与交替，造就了今天CAD技术兴旺与繁荣，促进了工业的高速发展。

第五篇：计算机辅助设计CAD课程标准

《计算机设计

（一）》课程标准

课程编号：25060031

总学时数：48学时

学分：2学分

一、课程性质、目的和要求

（一）课程性质

《计算机设计

（一）》是景观设计专业方向开设的一门专业基础课程，属于必修课程。本课程通过对建筑与环境制图的基本理论及知识的讲授与实践，使学生能够掌握CAD设计软件，并通过计算机专业软件规范地完成景观设计的各类专业图纸，丰富设计表现的手段及方法，培养学生的动手能力。

（二）课程目标

本课程为景观设计专业方向的专业基础课，侧重与培养学生的空间分析及动手操作能力，为学生学习其他专业核心课程和相关课程打下基础。使学生初步了解景观设计制图的基本流程，掌握专业图纸的绘图方法及识图的技能。通过本课程的学习，培养学生的专业意识，使学生系统的掌握相关软件的操作方法，能较熟练的运用相关软件表现设计、构思意图，为以后专业课程的学习奠定较好的基础。

（三）课程要求

本课程是实践性很强的课程，包括课堂讲授和上机实习两个主要环节，这两个环节是相辅相成密不可分的。课堂讲授分为三个大的部分：介绍计算机附注设计在专业上应用的概况；对现有的CAD设计软件介绍主要功能、优点及缺点；讲授AutoCAD软件的使用方法和操作步骤，演示软件的操作使用。上机实习部分指导学生熟习软件的集成环境，演练操作步骤和要领，抄录工程图纸；课程设计以作业的形式，在教师的指导下，每个学生独立完成。通过本课程教学后，熟练掌握操作计算机辅助设计软件并具有绘制专业景观设计图纸的应用能力。

二、本课程的基本内容

第一章 景观设计与计算机制图

（一）教学目的与要求：通过学习了解计算机辅助园林设计的基础状况及常用软件简介

（二）教学的重点与难点：计算机辅助园林设计的特点及发展

（三）学时安排：2学时

（四）主要内容

第一节 景观设计概论（0.5）学时

1、景观设计的概念

2、景观设计的发展

3、景观设计的构成要素

第二节 计算机辅助园林制图的现状及发展（0.5）学时

1、计算机制图的特点

2、计算机辅助园林制图的现状

3、计算机辅助园林制图的发展前景

第三节 园林设计相关软件简介（1）学时

1、AutoCAD2、3ds max3、Photoshop4、草图大师SketchUp5、彩绘大师Piranesi

第二章 AutoCAD园林制图规范简介

（一）教学目的与要求：要求学生能够掌握专业制图的概念与作用，掌握制图基本规范，了解制图的方法。

（二）教学的重点与难点：制图基本规范

（三）学时安排：1学时

（四）主要内容

第一节 图纸幅面

第二节 标题栏及会签栏

第三节 线宽及线型

第四节 汉字、字符和数字

第五节 线段标注

第六节 符号

第三章 AutoCAD制图基础

（一）教学目的与要求：通过本章的学习，学生能够掌握专业制图软件，掌握制图基本方法，了解软件制图的步骤。

（二）教学的重点与难点：绘图设置与基本绘图工具

（三）学时安排：4学时

（四）主要内容

第一节 AutoCAD制图系统设置（1）学时

1、设置AutoCAD2008绘图环境

2、设置图层

3、保存图形样板

4、打印输出

第二节 AutoCAD基本操作（2）学时

1、AutoCAD 2008基本绘图工具

2、图形编辑工具

3、图层操作

4、文字、图表与标注样式

第三节 上机操作（8）学时

第四章 景观元素绘制

（一）教学目的与要求：通过本章的学习掌握各景观元素的绘制方法。

（二）教学的重点与难点：绘制地形、水体、植物、园林建筑

（三）学时安排：4学时

（四）主要内容

第一节 绘制地形（2）学时

1、地形的设计

2、地形的绘制

3、山石的绘制

4、道路的绘制

5、铺装的绘制

6、地形的标注

第二节 绘制水体（1）学时

1、水体的设计

2、水体的绘制

3、水体的标注

第三节 绘制植物（2）学时

1、植物种植设计

2、植物平面图例的绘制

3、植物立面图的绘制

4、植物名录表的制作

第四节 绘制园林建筑小品（2）学时

1、亭的绘制

2、廊与花架的绘制

3、桥的绘制

4、园墙的绘制

5、大门的绘制

6、其他园林建筑的绘制

7、园林建筑小品的标注

第五节 上机操作（12）学时

第五章 综合练习

（一）教学目的与要求：熟练掌握景观平面图与立面图的绘制。

（二）教学的重点与难点：尺寸标注与文字标注

（三）学时安排：4学时

（四）主要内容

第一节 居住区总平面图的绘制（2）学时

1、居住区道路平面布置的绘制

2、居住区景观建筑小品平面布置的绘制

3、居住区植物配置平面图的绘制

第二节 居住区立面图的绘制（2）学时

1、居住区竖向图的绘制

2、居住区局部剖面图的绘制

第三节 上机操作（12）学时

三、教学方法

理论部分以教师讲授为主，辅以案例教学手段；实践部分以学生上机操作为主并结合教师的辅导。

四、成绩考核方式

（一）本课程考核方式：考查。

（二）总成绩：依据下列权重评定：作业及平时表现(考勤,课堂发言)占20%；期末课程作业占80%。

五、教材与主要参考书目

（一）教材

王玲，高会东.Auto CAD2008园林设计全攻略(中文版)[M].北京: 电子工业出版社，2007版.（二）主要参考书目

［1］黄仕伟,雷隽卿.园林专业CAD绘图快速入门[M].北京:化学工业出版社, 2010版.［2］李晓艳,朱春阳.AutoCAD2008中文版园林设计及实例教程[M].北京.化学工业出版社, 2008版.