CAD技术的历史、现状以及未来

1、CA皱术的历史、现状以及将来郑州大学现代远程教育土木匠程CAD»课程论文CAD技术的历史、现状与将来学号：姓名：时伟华达成时间：2016年10月11日CA妙术的历史、现状以及将来CAD技术的历史、现状与将来纲要：CAD即计算机协助设(CAD-ComputerAidedDesign)利用计算机及其图形设备帮计助设计人员进行设计工作。简称CAD。AutoCAD是由美国Autodesk公司于二十世纪八十年代初为微机上应用CAD技术而开发的画图程序软件包，经过不停的完满，现已经成为国际上广为流行的画图工具。它的普及应用将使产品设计制造生产的传统模式发生深刻的变化，从而带动制造业技术的快速发展

2、，是目前国际科技领域的前沿课题。本文主要介绍了CAD技术的历史、现状与将来。重点词：CAD,历史,现状,将来Abstract:TheCAD,theComputerAidedDesign(CAD-ComputerAidedDesign)usesComputerandthegraphicsdevicetohelpdesignersdothedesignwork.RefertoasCAD.AutoCADisdesignedbytheUnitedStatesinthe1980s,Autodeskcompanydevelopofthedrawingprogrampackagesformicrocompu

3、terontheapplicationofCADtechnology,throughcontinuousperfect,nowhasbecometheinternationalpopulardrawingtools.Thepopularizationandapplicationofitwillmaketheproductsdesignandmanufactureoftheproductionoftraditionalpatterntohavetheprofoundchange,thuspromotemanufacturingtechnologyofrapiddevelopment,isthec

4、urrentinternationalscienceandtechnologydomainfrontsubject.ThisarticlemainlyintroducedtheCADtechnologyhistory,presentandfuture.Keyword:CADHistoryPresentFutureCAD技术的历史CAD(ComputerAidedDesign)是计算机协助设计的英文缩写，是利用计算机强盛的图形办理能力和数值计算能力，协助工程技术人员进行工程或产品的设计与剖析，达到理想的目的，并获得创新成就的一种技术。CAD(ComputerAidedDesign)出生于60年月

5、，是美国麻省理工大学提出了交互式图形学的研究计划，因为当时硬件设备的昂贵，只有美国通用汽车公司和美国波音航空公司使用自行开发的交互式画图系统。以CAD四次技术革命介绍CAD技术的历史。第一次CAD技术革命贵族化的曲面造型系统CA遮术的历史、现状以及将来60年月出现的三维CAD系统不过极为简单的线框式系统。这种早期的线框造型系统只好表达基本的几何信息，不可以有效表达几何数据间的拓扑关系。进入70年月，正当飞机和汽车工业的蓬勃发展期间。此间飞机及汽车制造中碰到了大批的自由曲面问题，当时只好采纳多截面视图、特点纬线的方式来近似表达所设计的自由曲面。因为三视图方法表达的不完好性，常常发生设计达成后，制

6、作出来的样品与设计者所想象的有很大差别甚至完好不一样的状况。此时法国人提出了贝赛尔算法，使得人们在用计算机办理曲线及曲面问题时变得能够操作，同时也使得法国的达索飞体制造公司的开发者们，能在二维画图系统CADAM的基础上，开发出以表面模型为特点的自由曲面建模方法，推出了三维曲面造型系统CATIAo它的出现，标记着计算机协助设计技术从纯真模拟工程图纸的三视图模式中解放出来，初次实现以计算机完好描绘产品零件的主要信息，同时也使得CAM技术的开发有了现实的基础。曲面造型系统CATIA为人类带来了第一次CAD技术革命，改变了过去只好借助油泥模型来近似正确表达曲面的落伍的工作方式。此时的CAD技术价钱极其

7、昂贵，并且软件商品化程度低，开发者自己就是CAD大用户，相互之间技术保密。第二次CAD技术革命生不逢时的实体造型技术80年月初，CAD系统价钱依旧令一般公司望而止步，这使得CAD技术没法拥有更广阔的市场。为使自己的产品更具特点，在有限的市场中获取更大的市场份额，以CV、SDRC、UG为代表的系统开始朝各自的发展方向行进。SDRC公司在当时星球大战计划的背景下，由美国宇航局支持及合作，开发出了很多专用剖析模块。有了表面模型，CAM的问题能够基本解决。但因为表面模型技术只好表达形体的表面信息，难以正确表达零件的其余特征，鉴于关于CAD/CAE一体化技术发展的探究，SDRC公司于1979年公布了世界

8、上第一个完好鉴于实体造型技术的大型CAD/CAE软件IDEAS。因为实体造型技术能够精准表达零件的所有下性，在理论上有助于一致CAD、CAE、CAM的模型表达，给设计带来了惊人的方便性。它代表着将来CAD技术的发展方向。实体造型技术的普及应用标记CAD发展史上的第二次技术革命。第三次CAD技术革命一一一举成名的参数化技术进入80年月中期，CV公司内部以高级副总裁为首的一批人提出了一种比无CA遮术的历史、现状以及将来拘束自由造型更新颍、更好的算法参数化实体造型方法。从算法上来说，这是一种很好的假想。它主要的特点是：鉴于特点、全尺寸拘束、全数据有关、尺寸驱动设计改正。策划参数化技术的这些人在新思想

9、没法实现时，集体走开了CV公司，另成立了一个参数技术公司，开始研制命名为Pro/E的参数化软件。早期的Pro/E软件性能很低，只好达成简单的工作，但因为第一次实现了尺寸驱动零件设计改正，令人们看到了它此后将给设计者带来的方便性。80年月末，计算机技术迅猛发展，硬件成本大幅度降落。一个更为广阔的CAD市场完好睁开，好多中小型公司也开始有能力使用CAD技术。因为他们设计的工作量其实不大，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，所以他们很自然地把眼光投向了中低档的Pro/E软件。进入90年月，参数化技术变得比较成熟起来，充足表现出其在很多通用件、零零件设计上存在的简易易行的优势。参数化

10、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技术革命一更上层楼的变量化技术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，很多软件厂商纷繁起步追赶。但是技术理论上的认同并不是意味实在践上的可行性。从头开发一套完好参数化的造型系统困难很大，因为这样做意味着一定将软件全部从头改写，况且他们在参数化技术上并无完好解决好所有问题。所以他们采纳的参数化系统基本上都是在原有模型技术的基础长进行局部、小块的修理。这种把线框模型、曲面模型及实体模型叠加在一同的复合建模技术，并不是完好鉴于实体，不过主模型技术的雏形，难以全面应用参数化技术。但是30年的CAD软件技术发展也给了我

11、们这样一点启迪：决定软件先进性及生命力的主要要素是软件基础技术，而并不是特定的应用技术。SDRC的决议者们衡量利害，决定在公司效益正好之时，抓住机会，从根本上解决问题，不然往后落伍无疑。于是，从1990至1993年，历经3年时间，投资一亿多美元，将软件所有从头改写，于1993年推出崭新系统结构的IDEASMasterSeries软件。在早期出现的大型CAD软件中，这是独一一家在90年月将软件完全重写的厂家。CAD技术的现状我国CAD系统的开发和应用获得了一些成绩，国内已初步形成了二维CAD商品化软件市场，在一些公司也引进了CAD系统，并获得一些效益。但与外国对比CA皱术的历史、现状以及将来差距

12、仍旧很大。1、目前我国CAD系统不过作为画图工具，缺少设计方法和设计理论的指导我国CAD软件开发固然已形成了几个系统，但基本上都是二维画图软件，开发者在技术上没有什么创新，缺少设计方法和设计理论上的研究，所以所开发出的软件稳固性和靠谱性差，自然在市场上就无竞争力。此外，图形CAD系统只好将设计过程的最后阶段一一画图阶段搬到计算机上，而设计过程仍旧在设计师脑筋中达成，这样设计效率并无太大的提升。在应用方面，好多公司也不过把CAD作为一个画图工具，公司应用中也缺少对产品设计理论和设计方法的研究，所以公司产品和创新产品少，在市场上缺少竞争力。2、我国三维CAD系统还不可熟，一定加速开发真实解决产品设

13、计问题的是三维CAD系统，而目前我国自主开发的三维CAD系统还未真实形成商品软件。在今年8月份国家863/CIMS项目“鉴于线框、曲面、实体和特点表示的产品造型和设计系统”的招标中，有五家参加了招标，都开发了原型系统，但其功能、成熟性都不理想。而这种CAD系统外国软件早已占领中国市场，除了三维工作站CAD系统外，近几年来PC机和Windows/95/98/NT环境下的三维CAD系统也进入了中国市场。一些本来工作站系统的三维CAD软件系统也推出了PC机Windows平台的版本。3、我国CAD技术开发创新少、仿造多没有创新就没有竞争力，只仿造就不可以开发出有竞争力的产品。从我国二维CAD到目前研制

14、的三维CAD都存在这一问题。回首一下历史，早在“七五”攻关时用户就提出了“参数设计问题”、“数据管理问题”及数控编程中的有关要求即此刻的“特点造型问题”这些技术，我国CAD研究开发者也都知道，但都没有惹起注意。而外国的CAD后起之秀PTC公司抓住了用户需求的机遇，快速推出了参数化特点造型CAD系统Pro/Engineer,一举占据了国际市场，到现在仍在国际年销售额方面名列第一。4、我国CAD软件的开发缺少理论研究和算法的研究CAD技术是一项综合性的高新技术，波及面广而复杂，技术变化快，竞争激烈。就建模技术而言会波及好多模型成立的理论和算法，这些都是为解决用户需CA皱术的历史、现状以及将来求而研

15、究开发的，每种理论和算法用于CAD系统中，会产生新的CAD软件。如出名的CSG、B-rep、NURBS等等。而我国CAD软件开发者缺少这方面的研究，多年来也未见过出名的理论和算法用于CAD中。只好引用他人的，自然也只好跟在人家的后边走。5、信息集成技术落伍信息技术的宽泛集成是以产品数据管理（PDM）和过程管理（PM）为基础，实现CAD/CAPP/CAM和ERP的有机集成，在并行工程中PDM也是重要的基础。而我国在这方面的研究不过开始，到现在也没有一个在国内市场上成熟的数据库管理系统（DBMS）。所以，这种基础性软件也被外国的系统占据了市场，我们的CAD/CAPP/CAM集成技术又成立在外国基础

16、系统上。6、CAD中的数据互换格式和标准化落伍在CAD技术的标准化方面，我国因为技术落伍，资本投入不足，对此重视不够，到现在未提出一个有关CAD方面的标准，完好部是采纳国际标准，有的已用作国家标准，如IGES、STEP等，此外因为各种要素也跟不上国际标准的更新和发展，所以造成国内CAD软件系统在数据互换、标准化等方面存在许多问题。CAD技术的将来1、标准化CAD软件一般应集成在一个异构的工作平台之上，只有依赖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支撑软件逐渐实现ISO标准和工业标准外，面向应用的标准零零件库、标准化设计方法已成为CAD系统中的必备内容，且向合理化

17、工程设计的应用方向发展。2、智能化设计是一个含有高度智能的人类创建性活动领域，智能CAD是CAD发展的必然方向。从人类认识和思想的模型来看，现有的人工智能技术模拟人类的思想活动显然不足。所以，智能CAD不单是简单地将现有的智能技术与CAD技术相联合，更重要的是深入研究人类设计的思想模型，最后用信息技术来表达和模拟它，才会产生高效的CAD系统，为人工智能领域供给新的理论和方法。CAD的这个发展趋向，将对信息科学的发展产生深刻的影响。3、网络技术的应用CA遮术的历史、现状以及将来网络技术包含硬件与软件的集成实现，各样通信协议及制造自动化协议，信息通信接口，系统操作控制策略等，是实现各样制造系统自动

18、化的基础。目前早已出现了经过Internet实现跨国界模具设计的成功例子。4、多学科多功能综合产品设计技术将来产品的开发设计不单用到机械科学的理论与知识，并且还用到电磁学、光学、控制理论等知识。产品的开发要进行多目标全性能的优化设计，以追求模具产品动静态特征、效率、精度、使用寿命、靠谱性、制造成本与制造周期的最佳组合。5、逆向工程技术的应用在很多状况下，一些产品并不是来自设计观点，而是发源于此外一些产品或实物，要在只有产品原型或实物模型，而没有产品图样的条件下进行模具的设计和制造以便制造出产品。此时需要经过实物的丈量，而后利用丈量数据进行实物的CAD几何模型的从头结构，这种过程就是逆向工程RE。逆向工程能够缩短从设计到制造的周期，是帮助设计者实现并行工程等现代设计观点的一种强有力的工具目前在工程上正获取愈来愈宽泛的应用。6、快速成形技术快速成形制造技术RPM是鉴于制造原理，快速制造出产品原型，而与零件的几何复杂程度丝毫没关，特别在拥有复杂曲面形状的产品制造中更能显示其优胜性。它不单能够快速制造出原型供设计评估、装置校验、功能试验，并且还能够经过形状复制快速经济地制造出产品模具，进而防止了传统模具制造的费时、高成本的NC加工，因此RPM技术