CAD技术史上的几场革命

第一篇：CAD技术史上的几场革命

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：

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。

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，实体造型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。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。

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。这样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。第五次CAD技术革命——同步建模技术

同步建模真正意义的问世是在2008年4月22日，Siemens PLM Software在汉诺威工业博览会上举办的全球媒体和分析师大会上正式发布了该项技术，引起业内的广泛关注。同步建模技术把约束驱动技术与直接建模完美地结合在一起，可谓是数字化开发领域的一项重大突破，一时被称之为CAD领域的又一次革命。

NX6同步建模技术的最大创新在于成就了对基于特征的参数建模和基于特征的非参数建模的完美兼容。实际上，每种建模方式都有各自的优缺点，传统的参数化建模按序列把规则应用于几何图形，虽然可以自动完成设计意图的变更，但却无法解决计划之外的工程变更，设计人员必须重新计算在构造历史记录模块的情况下创建一致的特征；无参数建模则以一种不受约束的方式集中处理几何图形，但由于技术的限制，往往牺牲了系统智能和设计意图。而同步建模技术则融合了基于特征的参数建模和基于特征的非参数建模，兼具八大建模优势：

Ø特征树型结构变为特征集

Ø在无约束模型上进行受控编辑

Ø在参数约束模型上进行编辑

Ø父/子结构

Ø尺寸方向控制

Ø程序特征

Ø模型创建

Ø快速进行“假设”变更

同步建模技术兼具的几大优点：

同步建模技术突破了基于历史的建模系统所固有的系统架构所产生的障碍。该技术具有识别当前几何体状态的功能，实时分析确认定位依属关系，不必从编辑的角度对模型进行传统的完全重建，即可实现模型的变更。根据模型的不同复杂程度和编辑历史的长短，用户就能获得显著的性能提升。

结束语

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。

第二篇：CAD技术汇总

CAD常见的快捷命令

（一）字母类

1、对象特性

ADC, *ADCENTER（设计中心“Ctrl＋2”）CH, MO *PROPERTIES(修改特性“Ctrl＋1”)

MA, *MATCHPROP（属性匹配）ST, *STYLE（文字样式）

COL, *COLOR（设置颜色）LA, *LAYER（图层操作）

LT, *LINETYPE（线形）LTS, *LTSCALE（线形比例）LW, *LWEIGHT（线宽）UN, *UNITS（图形单位）

ATT, *ATTDEF（属性定义）ATE, *ATTEDIT（编辑属性）BO, *BOUNDARY（边界创建，包括创建闭合多段线和面域）

AL, *ALIGN（对齐）EXIT, *QUIT（退出）

EXP, *EXPORT（输出其它格式文件）IMP, *IMPORT（输入文件）OP,PR *OPTIONS（自定义CAD设置）PRINT, *PLOT（打印）

PU, *PURGE（清除垃圾）R, *REDRAW（重新生成）

REN, *RENAME（重命名）SN, *SNAP（捕捉栅格）

DS, *DSETTINGS（设置极轴追踪）OS, *OSNAP（设置捕捉模式）PRE, *PREVIEW（打印预览）TO, *TOOLBAR（工具栏）

V, *VIEW（命名视图）AA, *AREA（面积）

DI, *DIST（距离）LI, *LIST（显示图形数据信息）

2、绘图命令：

PO, *POINT（点）L, *LINE（直线）

XL, *XLINE（射线）PL, *PLINE（多段线）

ML, *MLINE（多线）SPL, *SPLINE（样条曲线）

POL, *POLYGON（正多边形）REC, *RECTANGLE（矩形）

C, *CIRCLE(圆)A, *ARC(圆弧)

DO, *DONUT（圆环）EL, *ELLIPSE（椭圆）

REG, *REGION（面域MT, *MTEXT（多行文本）

T, *MTEXT（多行文本）B, *BLOCK（块定义）

I, *INSERT（插入块）W, *WBLOCK

DIV, *DIVIDE（等分）H, *BHATCH3、修改命令：

CO, *COPY（复制）MI, *MIRROR

AR, *ARRAY（阵列O, *OFFSET

RO, *ROTATE（旋转）M, *MOVE

E, DEL键 *ERASE（删除）X, *EXPLODE

TR, *TRIM（修剪）EX, *EXTEND

S, *STRETCH（拉伸）LEN, *LENGTHEN

SC, *SCALE（比例缩放）BR, *BREAK

CHA, *CHAMFER(倒角)F, *FILLET

PE, *PEDIT（多段线编辑）ED, *DDEDIT4、视窗缩放：

P, *PAN（平移）Z

Z, *局部放大Z+P, *

Z＋E, *显示全图

5、尺寸标注：

DLI, *DIMLINEAR（直线标注）

DRA, *DIMRADIUS（半径标注）

DAN, *DIMANGULAR（角度标注）

DOR, *DIMORDINATE（点标注）

LE, *QLEADER（快速引出标注）

DCO, *DIMCONTINUE（连续标注）（定义块文件）（填充）（镜像）（偏移）（移动）（分解）（延伸）（直线拉长）（打断）（倒圆角）（修改文本）＋空格＋空格, *实时缩放返回上一视图 DAL, *DIMALIGNED（对齐标注）DDI, *DIMDIAMETER（直径标注）DCE, *DIMCENTER（中心标注）TOL, *TOLERANCE（标注形位公差）DBA, *DIMBASELINE（基线标注）D, *DIMSTYLE（标注样式）

DED, *DIMEDIT（编辑标注）DOV, *DIMOVERRIDE(替换标注系统变量)

（二）常用CTRL快捷键

【CTRL】＋1 *PROPERTIES(修改特性)【CTRL】＋2 *ADCENTER（设计中心）

【CTRL】＋O *OPEN（打开文件）【CTRL】＋N、M *NEW（新建文件）

【CTRL】＋P *PRINT（打印文件）【CTRL】＋S *SAVE（保存文件）

【CTRL】＋Z *UNDO（放弃）【CTRL】＋X *CUTCLIP（剪切）

【CTRL】＋C *COPYCLIP（复制）【CTRL】＋V *PASTECLIP（粘贴）

【CTRL】＋B *SNAP（栅格捕捉）【CTRL】＋F *OSNAP（对象捕捉）

【CTRL】＋G *GRID（栅格）【CTRL】＋L *ORTHO（正交）

【CTRL】＋W *（对象追踪）【CTRL】＋U *（极轴）

（三）常用功能键【F1】 *HELP（帮助）

【F2】 *（文本窗口）【F3】 *OSNAP（对象捕捉）

【F7】 *GRIP（栅格）【F8】 *ORTHO（正交）

一）、基本要求

1．所有设计室出的图纸都要配备图纸封皮、图纸说明、图纸目录。

A．图纸封皮须注明工程名称、图纸类别（施工图、竣工图、方案图）、制图日期。

B．图纸说明须对工程进一步说明工程概况、工程名称、建设单位、施工单位、设计单位或建筑设计单位等。

2．每张图纸须编制图名、图号、比例、时间。

3．打印图纸按需要，比例出图。

（二）、常用制图方式

一、常用比例

1：1 1：2 1：3 1：4 1：5 1：6 1：10 1：15 1：20 1：25 1：30 1：40

1：50 1：60 1：80 1：100 1：150 1：200 1：250 1：300 1：400 1：500

二、线型

1．粗实线：0.3mm

1.平、剖面图中被剖切的主要建筑构造的轮廓（建筑平面图）

2.室内外立面图的轮廓。

3.建筑装饰构造详图的建筑物表面线。

2．中实线：0.15-0.18mm

1.平、剖面图中被剖切的次要建筑构造的轮廓线。

2.室内外平顶、立、剖面图中建筑构配件的轮廓线。

3．建筑装饰构造详图及构配件详图中一般轮廓线。

3．细实线：0.1mm

1.填充线、尺寸线、尺寸界限、索引符号、标高符号、分格线。

4．细虚线：0.1-0.13mm

1.室内平面、顶面图中未剖切到的主要轮廓线。

2.建筑构造及建筑装饰构配件不可见的轮廓线。

3.拟扩建的建筑轮廓线。4.外开门立面图开门表示方式。

5．细点划线：0.1-0.13mm1.中心线、对称线、定位轴线。

6．细折断线：0.1-0.13mm1.不需画全的断开界线。

三、打印出图笔号1-10号线宽设置

1号 红色0.1mm6号 紫色0.1-0.13mm

2号 黄色0.1-0.13mm7号 白色0.1-0.13mm

3号 绿色0.1-0.13mm8.9号 灰色0.05-0.1mm

4号 浅兰色 0.15-0.18mm10号 红色0.6-1mm

5号 深兰色 0.3-0.4mm

10号特粗线：1.立面地坪线

2.索引剖切符号3.图标上线

4.索引图标中表示索引图在本图的短线

三、剖切索引符号

1.m: ?12mm(在A0、A1、A2、图纸)

2.m: ?10mm(在A3、A4图纸)

3.特粗线到索引线为剖视方向

4.A: 字高5mm(在A0、A1、A2、图纸)字高4mm(在A3、A4图纸)

5.B-01:字高3mm(在A0、A1、A2、图纸)字高2.5mm(在A3、A4图纸)

6.A为索引图号，B-01为索引图纸号，B-01为“”表示索引在本图

标注B： 2.50 0.8

附注：1.所用图形比例均为1:100

2.为了减少图纸的内存和确保图框文件的标准性、建议使用外部引用命令引用图框文件。方法：XREF(外部引用)

ATTACH(加入)，选择所需引用的图框文件选点。

9、门窗表和材料表(见附录)

10、绘图文件的命名规则

CAD文件的命名应简单、明潦、易记，易于交换数据。设计图纸可按设计工种和图纸目录顺序命名，如建筑为J1、J2…,初步设计加注C,如JC1、JC2…;结构为G1、G2…,初步设计加注C,如GC1、GC2…;电气为E1、E2…,初步设计加注C,如EC1、EC2…;给排水为S1、S2…,初步设计加注C,如SC1、SC2…;通风为H1、H2…,初步设计加注C,如HC1、HC2…等。

第三篇：CAD技术

CAD技术

姓名：晏超超 学号：080803110288 贵州大学机械工程学院

摘要：目前，经济全球化的进程正在稳步

推进，信息时代又悄然来临，使得知识和信息成为体现一个企业乃至一个国家综合竞争力的核心标志。与此相适应，信息化已成为制造业发展的必然趋势，也成为制造企业市场竞争力的重要体现。以计算机辅助设计（CAD）技术为基础的产品数字化模型，构成了制造企业信息化的信息之源。CAD 技术已在电子和电气、科学研究、机械设计、软件开发、机器人、服装业、出版业、工厂自动化、土木建筑、地质、计算机艺术等各个领域得到广泛应用。

[Abstract]: At present, the process

of the economic globalization is steadily, and the information age and comes sadly，make knowledge and information become manifest a business and even a national comprehensive competitiveness of core signs.To adapt

一、引言

20世纪70年代后期以来，一个以计算机辅助设计技术为代表的新的技术改革浪潮席卷了全世界，它不仅促进了计算机本身

to this, informatization has become an inevitable trend in the development of manufacturing industry, also become a manufacturing

enterprise

market

competitiveness of the important embodiment.Computer aided design(CAD)technology as the foundation of the digital model products, constitutes the manufacturing enterprise information source of information.CAD technology has set up a file in the electronic and electrical,scientific

research,mechanical design, software development, robot,the

clothing

industry,publishing industry, factory automation, civil building, geology, computer art, and other areas to be widely used.关键词：CAD 技术，制造企业信息化，技术应用，发展趋势

性能的提高和更新换代，而且几乎影响到全部技术领域，冲击着传统的工作模式。以计算机辅助设计这种高技术为代表的先进技术已经、并将进一步给人类带来巨大的影响

和利益。计算机辅助设计技术的水平成了衡量一个国家工业技术水平的重要标志。

二、CAD技术概述

利用计算机及其图形设备帮助设计人员进行设计工作，称CAD。在工程和产品设计中，计算机可以帮助设计人员担负计算、信息存储和制图等项工作。在设计中通常要用计算机对不同方案进行大量的计算、分析和比较，以决定最优方案；各种设计信息，不论是数字的、文字的或图形的，都能存放在计算机的内存或外存里，并能快速地检索；设计人员通常用草图开始设计，将草图变为工作图的繁重工作可以交给计算机完成；由计算机自动产生的设计结果，可以快速作出图形显示出来，使设计人员及时对设计作出判断和修改；利用计算机可以进行与图形的编辑、放大、缩小、平移和旋转等有关的图形数据加工工作。CAD 能够减轻设计人员的劳动，缩短设计周期和提高设计质量。

现代CAD系统的功能包括:(1)设计组件重用

(2)简易的设计修改和版本控制功能

(3)设计的标准组件的自动产生(4)设计是否满足要求和实际规则的检验

(5)无需建立物理原型的设计模拟(6)装配件(一堆零件或者其它装配件)的自动设计

(7)工程文档的输出，例如制造图纸，材料明细表

(8)设计到生产设备的直接输出(9)到快速原型或快速制造工业原型的机器的直接输出

三、发展概况

20世纪50年代在美国诞生第一台计算机绘图系统，开始出现具有简单绘图输出功能的被动式的计算机辅助设计技术。60年代初期出现了CAD 的曲面片技术，中期推出商品化的计算机绘图设备。70年代，完整的CAD 系统开始形成，后期出现了能产生逼真图形的光栅扫描显示器，推出了手动游标、图形输入板等多种形式的图形输入设备，促进了CAD技术的发展。80 年代，随着强有力的超大规模集成电路制成的微处理器和存储器件的出现，工程工作站问世，CAD技术在中小型企业逐步普及。80 年代中期以来，CAD 技术向标准化、集成化、智能化方向发展。一些标准的图形接口软件和图形功能相继推出，为CAD 技术的推广、软件的移植和数据共享起了重要的促进作用；系

统构造由过去的单一功能变成综合功能，出现了计算机辅助设计与辅助制造联成一体的计算机集成制造系统；固化技术、网络技术、多处理机和并行处理技术在CAD中的应用，极大地提高了CAD系统的性能；人工智能和专家系统技术引入CAD，出现了智能CAD技术，使CAD 系统的问题求解能力大为增强，设计过程更趋自动化。现在，CAD 已在电子和电气、科学研究、机械设计、软件开发、机器人、服装业、出版业、工厂自动化、土木建筑、地质、计算机艺术等各个领域得到广泛应用。

四、CAD技术发展趋势

3．1集成化

为适应机械设计与制造自动化的要托特别是近年来出现的计算机集成制造系统CIMS的要求。进一步提高集成水平是CAD／CAM的重要发展方向之一。当然，提高集成水平还要傲以下几方面工作：(1)在几何造型方面，必须实现从传统的实体造型到参数化特征的造型转变。(2)CAD／CAM系统必须有自己统一的数据库及其管理系统。(3)解决好不同CAD系统间产品模型数据转换问题。(4)集成系统内部应包括种类更多、功能更为完善的设计与制造及应用软件。

3．2智能化

现有的CAD技术在机械设计中只能处理数值性工作，包括计算、分析与绘图。然而在机械设计活动中存在着另一类符号推理工作，如方案的构思和拟定、最佳方案选择、结构设计、评价、决策，以及参数选择等。这些工作依赖于一定的知识模型，采用符号推理方法才能圆满解决。因此，人工智能与现代机械设计结合形成的智能型CAD专家系统是机械CAD发展的必然趋势。

3．3标准化

随着CAD技术的发展，工业标准化问题越来越显示出它的重要性。迄今已制定了不少标准。随着技术的进步．新标准还会出现，用户的应用开发常常离不开合于标准的开发软件。更为重要的是，有些标准指明了CAD技术的进一步发展的道路。例如STEP，既是标准，又是方法学，而由此构成的STEP技术，将深刻地影响着产品的建模、数据管理、外部接口等。

3．4实用化

CAD技术更大限度地应用于实际的设计过程，还需迸一步完善相关技术。(1)主机向低成本的个人微型机和工程工作站转移，并且在这些低成本的系统上完成更为复杂的工程分析和设计任务。(2)CAD的基本技术，如三维造型、图形显示、图形数据库、工程分析、仿真等应进一步完善。(3)建立开放体系，解决好网络通讯工作，使不同地点和地区的用户能够协同工作。

五、结束语

随着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、智能的方向发展。CAD技术的日趋成熟，微机平台三维CAD软件呈迅猛发展之势。在未来的几十年里，CAD技术将在集成化、智能化等方面进一步发展，因而也必将在工程设计的各个领域发挥越来越重要的作用。

参考文献

[1]陆国栋，徐慧萍，黄长林．CAD软件技术发展全貌．软件世界，1996．3． [2j魏生民．机械CAD／CAM．武汉：武汉理工大学出版社，2001．

[3]郑国勤．CAD的三个发展阶段．中国计算机报，2003．10．

[4]百度文库．计算机辅助设计．链接：http://baike.baidu.com/view/76137.htm

作者简介：

姓名：晏超超。出生年：1990年。籍贯：湖北省。职务：学生。职称：无。毕业院校：

贵州大学机械工程学院。专业：机械设计组织及其自动化。现从事专业技术工作：学习。

地址：贵州大学新校区东区6栋307室 手机：***

第四篇：CAD技术集成

什么是CAD？

CAD即计算机辅助设计（Computer Aided Design），是一种技术，其中人与计算机结合为一个问题求解组，紧密配合，发挥各自所长，从而使其工作优于每一方，并为应用多学科方法的综合性协作提供了可能。CAD是工程技术人员以计算机为工具，对产品和工程进行设计、绘图、分析和编写技术文档等设计活动的总称。

根据模型的不同，CAD系统一般分为二维CAD和三维CAD系统。二维CAD系统一般将产品和工程设计图纸看成是“点、线、圆、弧、文本、…”等几何元素的集合，系统内表达的任何设计都变成了几何图形，所依赖的数学模型是几何模型，系统记录了这些图素的几何特征。二维CAD系统一般由图形的输入与编辑、硬件接口、数据接口和二次开发工具等几部分组成。

三维CAD系统的核心是产品的三维模型。三维模型是在计算机中将产品的实际形状表示成为三维的模型，模型中包括了产品几何结构的有关点、线、面、体的各种信息。计算机三维模型的描述经历了从线框模型、表面模型到实体模型的发展，所表达的几何体信息越来越完整和准确，能解决“设计”的范围越广。由于三维CAD系统的模型包含了更多的实际结构特征，使用户在采用三维CAD造型工具进行产品结构设计时，越能反映实际产品的构造或加工制造过程。

什么是CAPP？

CAPP（Computer Aided Process Planning）是利用计算机辅助工艺人员设计零件从毛坯到成品的制造方法，是将企业产品设计数据转换为产品制造数据的一种技术。

什么是CAE？

CAE（Computer Aided Engineering）是用计算机辅助求解复杂工程和产品结构强度、刚度、屈曲稳定性、动力响应、热传导、三维多体接触、弹塑性等力学性能的分析计算机以及结构性能的优化设计等问题的一种近似数值分析方法。

什么是CAM？

CAM(computer Aided Manufacturing)利用计算机来进行生产设备管理控制和操作的过程。它输入信息是零件的工艺路线和工序内容，输出信息是刀具加工时的运动轨迹(刀位文件)和数控程序。

CAD/CAE/CAPP/CAM集成的关键技术是什么？

CAD/CAE/CAPP/CAM集成的关键是CAD、CAE、CAPP和CAM之间的数据交换与共享。CAE/CAPP/CAM系统是制造业信息化的核心技术，主要支持和实现产品设计、分析、工艺规划、数控加工及质量检验等工程活动的自动化处理。CAD/CAE/CAPP/CAM的集成，要求产品设计与制造紧密结合，其目的是保证产品设计、工艺分析、加工模拟，直至产品制造过程中的数据具有一致性，能够直接在计算机间传递，从而克服由图纸、语言、编码造成的信息传递的局限性，减少信息传递误差和编辑出错的可能性。

由于CAD、CAE、CAPP和CAM系统是独立发展起来的，并且各自处理的着重点不同，所以它们的数据模型彼此不相容。CAD系统采用面向拓扑学和几何学的数学模型，主要用于完整地描述零件几何信息，但对于非几何信息，如精度、公差、表面粗糙度和热处理等，则没有在计算机内部逻辑结构中得到充分表达。而CAD/CAE/CAPP/CAM的集成，除了要求几何信息外，更重要的是需要面向加工过程的非几何信息，从而在CAD、CAE、CAPP和CAM之间出现了信息中断。建立CAPP和CAM子系统时，既需要从CAD子系统中提取几何信息，还需要补充输入上述非几何信息，其中包括输入大量加工特征信息，因此，人为干预量大，数据大量重复，无法实现CAD/CAE/CAPP/CAM的完全集成。

目前，采用的关键技术主要有以下几方面：

（1）特征技术。建立CAD/CAE/CAPP/CAM范围内相对统一的、基于特征的产品定义模型，并以此模型为基础，运用产品数据交换技术，实现CAD、CAE、CAPP和CAM间的数据交换与共享。该模型不仅要求能支持设计与制造各阶段所需的产品定义信息（几何信息、拓扑信息、工艺和加工信息），而且还应该提供符合人们思维方式的高层次工程描述语义特征，并能表达工程师的设计与制造意图。

（2）集成数据管理。已有的CAD/CAM系统集成，主要通过文件来实现CAD与CAM之间的数据交换，不同子系统文件之间要通过数据接口转换，传输效率不高。为了提高数据传输效率和系统的集成化程度，保证各系统之间数据的一致性、可靠性和数据共享，需要采用工程数据库管理系统来管理集成数据，使各系统之间直接进行信息交换，真正实现CAD/CAM之间信息交换与共享。

（3）产品数据交换标准。为了提高数据交换的速度，保证数据传输完整、可靠和有效，必须采用通用的标准化数据交换标准。产品数据交换标准是CAD/CAE/CAPP/CAM集成的重要基础。

（4）集成框架（或集成平台）。数据的共享和传送通过网络和数据库实现，需要解决异构网络和不同格式数据的数据交换问题，以使多用户并行工作共享数据。集成框架对实现并行工程协同工作是至关重要的

第五篇：CAD技术论文

对CAD技术的认识

CAD是计算机辅助设计与制造（Computer Aided Design）的英文缩写，是一项利用计算机软、硬件协助人完成产品的设计与制造的技术。CAD技术以计算机及周边设备和系统软件为基础，它包括二维绘图设计、三维几何造型设计。CAD是一种设计人员借助于计算机绘图设计的方法。其特点是将人的创造能力和计算的高速精确运算能力、巨大存储能力和逻辑判断能力有机结合起来。CAD 技术随着以太网络和并行高性能计算及事务处理的普及，使绘图，协同、虚拟设计及实时仿真技术在CAD/CAE/CAM中得到了广泛应用。CAD一般是指工程技术人员在计算机组成的系统中以计算机为辅助工具，完成产品的设计、工程分析、绘图等工作，并达到提高产品设计质量、缩短产品开发周期、降低生产成本的目的。

清晰、准确、高效是CAD软件使用的三个要点。

准确：10MM厚的板材不能画成20MM；留洞处尺寸上不能标注的是10X20，更常见的错误是分明是100长的一条线，量出来却是100.53。制图准确不仅是好看，更重要的是可以直观的反映一些图面上的问题，对于提高绘图速度也有重要的影响，特别是在图纸修改时。我们在使用CAD绘图时，无时无刻都应该铭刻在心。只有做到这点，才能够说绘图方面基本过关了。

清晰：我们要表达的东西必须清晰明了，好的图纸，看上去一目了然。一眼看上去，就能分得清哪是墙、哪是窗、哪是留洞、哪是布线、哪是设备；尺寸标注、文字说明等清清楚楚，互不重叠。除了图纸打印出来很清晰以外，在显示器上显示时也必须清晰。图面清晰除了能清楚的表达设计思路和设计内容外，也是提高绘图速度的基石。

图面要“准确”、“清晰”，在绘图过程中，同样重要的一点就是“高效”了。能够高效绘图，好处不用多说。

CAD/CAM技术产生于20世纪50年代末、60年代初，高速发展于20世纪80至90年代。自20世纪80年代初以来，计算机的应用日益广泛，几乎深入到生产过程的全部领域，并形成了许多计算机辅助的分散系统。

CAD技术的发展趋势主要体现在∶标准化和智能化两个方面

标准化CAD软件一般应集成在一个异构的工作平台之上，只有依靠标准化技术才能解决CAD系统支持异构跨平台的环境问题。目前，除了CAD支撑软件逐步实现ISO标准和工业标准外，面向应用的标准零部件库、标准化设计方法已成为CAD系统中的必备内容，且向合理化工程设计的应用方向发展。

智能化设计是一个含有高度智能的人类创造性活动领域，智能CAD是CAD发展的必然方向之一。从人类认识和思维的模型来看，现有的人工智能技术模拟人类的思维活动明显不足。因此，智能CAD不仅是简简单单地将现有的智能技术与CAD技术相结合，更重要的是深入研究人类设计的思维模型，最终用信息技术来表达

和模拟它，才会产生高效的CAD系统，为人工智能领域提供新的理论和方法。CAD的这个发展趋势，将对信息科学的发展产生极为巨大的影响。

我国CAD/CAM技术的研究水平和应用范围与工业发达国家相比都还有较大的差距，特别是CAD/CAM应用的集成化程度较低，缺乏具有自主版权的、完善的高档CAD/CAM软件系统。此外CAD/CAM专业技术人才的匮乏也限制了企业对CAD/CAM技术的推广应用。

总之，我们还有很长的路要走，但是要时刻记住，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。