CAD建模技术的发展及现状.pdf

CAD 建模技术的发展及现状1.CAD 建模技术发展的历史CAD 技术起步于 50 年代后期，进入 60 年代， CAD 技术发展迅速，其技术 的出发点是以传统的三视图来表达零件汽车及飞机等制造业在70 年代的时候 进入了一个蓬勃发展的时期， 但产品在制造中遇到了大量无法解决的自由曲面问 题这时法国的雷洛公司的BEZIER 提出了一种控制多边形的方法，即贝塞尔算 法使人们用计算机解决曲面问题成为了可能 进入 80 年代，CAD/CAM 技术走向成熟 80 年代以后， 个人计算机和工作站 开始出现，如美国苹果公司的Macintosh 、IBM 公司的 PC机以及 Apollo 、SUN 工作站等与大型机、中型机和小型机相比，PC机级工作站体积小、价格便宜、 功能更加完善，极大的降低了CAD/CAM 技术的硬件门槛，促进了CAD/CA 技术的 迅速普及， 主要表现在： 由军事工业向民用工业扩展，由大型企业向中小企业推 广，有高技术领域向家电、 其工业等普通产品中普及， 由发达国家扩展到发展中 国家CAD 已超越了传统的计算机绘图范畴，有关复杂曲线、曲面描述的新的算 法理论不断出现并迅速商品化。

80 年代初提出并逐步发展、完善了实体建模技术（Solid Modeling ）技术， 目前实体建模技术以成为CAD 中的主流建模方法实体建模技术能提供单一的、 确定性的集合形体描述方法， 并成为 CAD/CAM 软件系统的核心功能模块 各种危 机 CAD 系统、工作站 CAD系统不断涌现， CAD 技术在航空、 航天、船舶、核工程、 模具等领域的得到广泛应用 在 90 年代时期 CAD 建模技术进入了微机化、标准化、集成化、智能化发展 时期90 年代后，随着计算机软硬件及网络技术的发展，PC机+Windows操作系 统、工作站 +Unix 操作系统以及以太网（ Ethernet ）为主的网络黄静构成了CAX 系统的主流平台， CAX 系统功能日益增强、接口趋于标准化参数化技术的成功 应用，使得它在90 年前后几乎成为 CAD 业界的标准，许多软件厂商纷纷起步追 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 、 EUCLID都在原来的非参数化模型基础上开发或集成了许多其它应用，包括CAM 、 PIPING和 CAE 接口等，在 CAD 方面也做了许多应用模块开发。

90 年代中期，随着计算机、信息和网络技术的进步，制造业逐步向柔性化、 集成化、智能化、网络化方向发展，企业内部、企业之间、区域之间乃至国家之 间实现资源共享，异地、协同、虚拟设计和制造开始成为现实90 年代末，以 CAD 为基础的数字化设计，以CAM 为基础的数字化制造技术开始为人们接受，数 字化设计与数字化制造技术开始做唉更广阔的领域、更深的层次上支持产品开 发 为了方便 CAD 的使用者， CAD 也经历了一个标准化的过程由于CAD 技术的 发展和广泛的应用，数据交换的格式和标准化技术也发展起来，并且越来越重要 在 CAD 领域出现了图形级的标准、图形交换级的标准、产品级的数据表达和交 换标准等图形级最早的标准有PHIGS、GKS，它们是 ISO/IEC 推出的图形信 息系统标准目前还有一些其它的三维图形支持标准，如 PEX 和 OPEN GL 等也 很受重视IGES 是国际上最早、最成熟的数据交换标准，它主要是用于不同的CAD 系统之间进行数据交换的标准从1980 年到 1992 年已先后发布了五个版本 IGES 目前还在广泛应用， 其目的只是传输几何图形及相应的尺寸标准、说明等， 即只是传输工程图。

无法描述工业环境所需要的产品定义数据的全部信息 90年代初， ISO 公布了产品数据表达与交换标准STEPSTEP是一个系列 的国际标准， 它提供了必要的机制和定义， 使得产品的数据表达能够在不同的计 算机系统及与产品定义和制造有关的环境中进行通信它可用于产品数据的传 输、共享和存档 STEP 标准是目前 CAD 领域中最完整的标准，该系列标准还 未全部完成，已公布了一部分2. CAD 的现状经过几十年的长足发展， CAD 建模技术有了长足的进步现在CAD 主要 运行在工作站或微机平台上 工作站虽然性能优越， 图形处理速度快， 但价格却 十分昂贵，这在一定程度上限制了CAD/CAM 技术的推广 随着 Pentium 芯片和 WindowsNT 操作系统的出现并流行，以前只能运行在工作站上的CAD/CAM 软 件现在也可以运行在微机上 由于微机的价格远远比工作站低，性能也不比中低 档工作站逊色多少所以，微机平台为普及CAD 应用创造了绝好的条件在此 基础上， CAD/CAM软件厂商展开了新一轮的竞争一方面工作站上著名的 CAD/CAM 的软件（如 UG、CATIA ）全功能地移植到微机平台，使微机完全对 等地实现了工作站环境的处理能力；另一方面CAD/CAM 软件打破了原有Unix 环境的桎梏，在 Windows 平台上全面拓展。

Pentium 以上处理器和 NT 环境已经 或者正在成为 CAD/CAM 软件运行和应用的主流平台当今，CAD 使用微机作 为开发和应用平台其主要有以下几个特点： 1.采用 WindowsNT 操作系统是新一代推出的微机CAD/CAM 软件的共同特 点Windows 平台上的新一代CAD/CAM 软件基本上都采用典型的Windows 界 面和操作规范，同时由于DDE 和 OLE 技术的广泛应用，这些CAD/CAM 软件 可以与 Windows 平台的其他软件进行动态数据交换， 也可以在不退出 CAD/CAM 软件的前提下嵌入（或链接）其他应用程序的对象 2.采用 COM 技术， COM(ComponentObjectModel)是国际上为提高软件稳定 性和开发效率而引入的重要技术通过使用现成的组件， 软件开发商可以避免软 件开发中许多烦琐和困难的基础部分，从而可以从极高的起点出发，大大缩短 CAD 软件上市周期，这样容易取得竞争优势同时，由于采用面向对象技术， 使得微机 CAD 软件的可维护性和可扩展性得以增强 3.吸收 Unix 平台软件的优点，新一代微机平台CAD 软件充分吸取 Unix 工 作站软件的精华。

诸如参数驱动、特征造型、动态导航、二维与三维双向相关、 STEP标准和动态图形显示等这些比较好的特点已经被微机平台软件全部吸收 随着 CAD 技术的推广，原有的技术管理系统面临着巨大的挑战在采用 计算机辅助设计以前，产品的设计、工艺和经营管理过程中涉及到的各类图纸、 技术文档、工艺卡片、生产单、更改单、采购单、成本核算单和材料清单等均由 人工编写、审批、归类、分发和存档，所有的资料均通过技术资料室进行统一管 理自从采用计算机技术之后， 上述与产品有关的信息都变成了电子信息简单 地采用计算机技术模拟原来人工管理资料的方法往往不能从根本上解决先进的 设计制造手段与落后的资料管理之间的矛盾要解决这个矛盾，必须采用PDM 技术PDM（产品数据管理）是从管理CAD/CAM系统的高度上诞生的先进的计 算机管理系统软件 它管理的是产品整个生命周期内的全部数据工程技术人员 根据市场需求设计的产品图纸和编写的工艺文档仅仅是产品数据中的一部分 PDM 系统除了要管理上述数据外，还要对相关的市场需求、分析、设计与制造 过程中的全部更改历程、用户使用说明及售后服务等数据进行统一有效的管理 由此可见， PDM 系统管理的产品信息将涉及到企业的产品设计、工艺、制造、 经营和服务等部门。

因此，PDM 系统的实施具有涉及面广、信息工作量大等特 点 实施 PDM 技术可以实现并行工程， 提高产品设计效率， 支持全面质量管理， 实现人、过程、技术三者的平衡因此它可以为企业带来巨大收益PDM 技术 实施与 CAD/CAM技术的实施不一样，前者调整的是企业的管理模式将原来 的人工管理方式转变为PDM 的计算机管理模式，既要兼顾原有的管理习惯，又 要考虑信息集成的要求 由于企业技术环境、 管理水平、企业文化等方面的差异， 每个企业的 PDM 实施过程都不会相同只有对企业的计算机环境、企业过程以 及 PDM 的总体目标有了充分的理解后，全面地分析企业对PDM 产品的详细需 求，才能选出最适合本企业发展的PDM 产品和解决方案参考文献：[1] 李健. (天津工业大学，天津市 ) [2] 百度文库 . [3]周卫东，钟振龙，粟亮．模具CAD/CAM的发展现状及技术展望． [4] 百度文库 . 。