第2讲 CAD系统结构

■：2.CAD系统简介

2•2.1CAD系统的构成与分类

：•2.2CAD系统的硬件

：•2.3CAD系统的软件

：•2.4图形接口与数据交换标准

Z•2.5CAD系统的设计与选择

:•2.6主要CAD系统介绍

：CAD系统的分类

■•大型机系统(Mainfirame-basedsystem)

:

:•小型机系统(Minicomputer-basedsystem)

:•工程工作站系统(Workstation-basedsystem)

:•微型机系统(Microcomputer-basedsystem)

:大（中）型机系统

早早・

以大型机为主机，集中配备某些公用的外部设备

主机功能强

当终端用户过多时，会使系统过载，响应速度变慢

一旦主机发生故障，整个系统就不能工作

价格昂贵

:小型机系统

二•与大型机系统在形式上非常类似，只不过用小型

・机或超小型机代替图中的主机，用户工作站数量

Z较少，一般在4-6个

z•在速度、精度、存储、计算能力等方面完全满足

■了复杂CAD/CAM的要求

Z•这种系统经常与软件配在一起销售给用户，这就

,是70-80年代盛极一时的Turnkeysystem

:■工程工作站系统

二•工作站系统设计遵循这样一种思想：一个工程师使用

■一台计算机；而且还能使用所有的计算机。前半句话

Z意味着放弃了多用户分时系统的结构，后半句话意味

2着采用网络技术（集群）

二•系统的单用户性质，保证了优良的时间响应，提高了

:用户的工作效率。

••工作站本身具有强大的分布式计算功能，能够支持复

Z杂的CAD作业，能支持多任务进程

:微型机系统

••每台微机只配一个图形终端

z-以保证对操作命令的快速响应

2•发展非常迅速

•-在速度、精度、内外存容量等方面已能满足CAD应用的要求,

:且价格越来越便宜

Z-微机上的各种软件，从图形软件、工程分析软件及各种应用

■软件，满足了用户的大部分要求

Z-现代网络技术能将许多微机及公共外设连在一起，做到网内

■资源共享

:-微机在速度及内外存方面的限制，使某些大型工程分析，复

・杂三维造型等CAD作业在微机上运行还有一定的困难。

：CAD系统的网络结构

••作用

:-信息交流

Z-资源共享

:•局域网(LAN：LocalAreaNetwork)

--星网

:-环网

Z-总线网

:星网

网的中心是一台计算机，绘图机

也称服务器，一般采用大

中型机或超级小型机，周

围是若干无外存的工作站,

也称无盘结点

工作站工作站

星网的优点是所有网上用

户均能使用中心计算机上

的数据库；缺点是一旦中

心计算机出故障，则整个

系统不能工作。

:环网

z•通用于工程工作站或微机

:连网

:•它的优点是网内用户能共

X享任一结点上的数据库或

一文件；此外，当某结点发

z生故障时，其余结点可照

一常工作。

CAD系统简介

•・2.1CAD系统的构成与分类

•・2.2CAD系统的硬件

••2.3CAD系统的软件

•・2.4CAD系统的设计与选择

••2.5主要CAD系统介绍

：2.2CAD系统的硬件组成

口主机

口外存储器

□键盘

口图形输入设备

口绘图输出设备

口图形显示设备

：2.2.1主机

Z­组成

-中央处理机(CPU：CentralProcessingUnit)

-主存储器(也称内存)

：中央处理机(CPU)

••CPU包括控制器和运算器。在控制器和运算器中都

Z有寄存器作为暂时的信息写入与取出的地方，存取

.速度均比从主存储器中存取要快。

:主存储器(内存)

••主存储器用来存放指令、数据及运

:算结果(也包括中间结果)

:•主存储器一般包括：

:-随机读写存储器(RAM：Random

:AccessMemory)

一•存放各种输入、输出数据及中间结果

:•与外存储器交换信息

••RAM中信息既可读出，也可写入

:-只读存储器(ROM：ReadOnlyMemory)

z•信息只能读出，不可写入，故信息是不变

■的，断电后不会丢失

■­一般用来存放固定程序，如管理、监控、

・汇编、诊断程序等

:主机的技术指标

-运算速度

•时钟频率（或称主频）单位：MHz（兆赫）

•MIPS〔106指令/s）每秒处理指令的平均数

—字长

•CPU每执行一条指令可以从内存提取和处理的数据位数,

32位，64位

-内存容量

•内存越大，可容纳和处理的程序和数据量就愈大。

：2.2.2外存储设备

二•用来存放暂时不用或等待调用的程序、数据

:等信息。当使用这些信息时，由操作系统根

.据命令调入内存。

:­外存储器的特点是容量大但存取速度慢。

•常见种类有：

-磁带机

-磁盘驱动器（软盘、硬盘）

-光盘驱动器

:磁带机

:•存储介质是磁带，只能顺序存取的设备

*•存取速度较慢，但成本低，存储容量大

:•它是理想的系统的备份设备

作为备份，将系统其他存储设备上的

信息拷贝在磁带上，一旦系由于人为

或突然事故而破坏了其他存储器上的

资料，则磁带上的备份就可以重新装

入，从而确保整个系统的正常运行，

以及数据资料的正确性

.匚.CN

:磁盘驱动器

:•磁盘驱动器是一种可随机存取的存储设备

:•其存储介质为磁性圆盘，两种结构形式

.•它是由一组同轴的金属圆盘（表面涂覆一薄层磁性物

*质）、读写头和驱动器所组成的密封机构。

z•它的旋转速度很高，具有很高的数据读写速度

■­硬盘的容量很大。

z■_软•募盘磁盘是由聚酯材料制成的薄圆片，其上涂覆一薄层

2磁性材料。

••两种尺寸，旧尺寸是5英寸，新的3.5英寸。

:光盘驱动器

三・存储介质是光盘

z-采用激光技术进行海量存储，单片双面光盘存储

2量达2GB,

X-光盘存取速度与硬盘相当

Z-只读光盘，只读光盘驱动器称为CD-ROM

Z-可以反复读写的光盘

可移动存储设备

•一、大容量磁盘/驱动器

•二、可擦写光盘/驱动器

•三、活动硬盘

•四、闪存类存储器

s大容量磁盘/驱动器

它与软盘结构基本相同，容量多在100MB以上。磁盘

驱动器的盘片都是专用的，它们不能在其它驱动器上

进行读写。

这类设备同计算机连接一般是通过SCSI接口。这就要

求用户的计算机必须配备SCSI卡或主板集成SCSI控制

芯片。用户的购买欲会因为不得不再花费一笔钱购买

SCSI设备而受到抑制。还有部分此类设备是采用USB

接口或并口连接，虽然一般的计算机都有这两种接口,

但是传输速度要比SCSI低很多o

二、可擦写光盘/驱动器

Z•可擦写光盘一般指各种CD-R/CD-RW/MO,有固定的

.规格和容量。CD-R/CD-RW为600M/650M,M0容量

:从128M到2.6G不等，但一般常用640M的盘片。

:•光盘驱动器的容量、性能和所用盘片与其它移动存储

•器有着本质上的不同，一是工作原理，二是使用的存

z储介质，三是速度方面的要求，还远远不能与硬盘或

•移动式硬盘相比，充其量只能作为一种保存数据的工

,具而已。但由于当今CD-ROM已经十分普及，因此，

Z光盘介质有着其它产品无法比拟的传播优势。

可擦写光盘/驱动器

CD-R,简单地讲，是指可以一次写入、多次读取的光盘刻录机。

其工作原理就是在空白的CD盘片上“烧制”出“数据孔”，这些“数

据孔”也就是记录数据的反射点。因此，所有经CD-R刻出的盘片

都可以在普通J最大优势。

CD-R的另一方

CD-RW是指可1盘刻录机。和

CD-R相比,C功能，其它基

本相同，价钱

MO的全名为R磁学的一种可

重复擦写存储有3英寸和5英

寸两种，容量并不能读取CD-

ROM的盘片，）驱动器体积小,

防震性能好，简便，而且读

取速度超过了P-M/Mr>«^_LLLL、/、|_|［八PE、，IVIJI7介I/质>A，'稳I心定性|_L

极氤以及相对低廉的存储费用优势2在价格方面，比较便宜

的3英寸640MMO驱动器只需约2500元，盘片价格为150元，属

于消费者能承受的范围内。

三、活动硬盘

活动硬盘按不同的连接方式分为两大类:

一类是机架内置式活动硬盘，可内置于机箱的5英寸机架上，运

转电力由机箱电源提供。硬盘安放在一个可抽取的硬盘盒中,

可抽出并随意移动。此类硬盘盒一般内置普通硬盘，连接方式

也与普通硬4一□E"一一j、一一二传输速度在所

有移动存储硬盘盒售价较为

低廉，一次的计算机上，也

木失为一神需要注意的是：

凯架内置式在移动中抗震性

比较差，不O

另一类外，由外接DC电

源供电，通)OMb/s)火线接口

与计算机连本电脑硬盘，在

性能上比普每单位存储空间

的成本也高I接口卡价格确实

不高。随着、一，J硬盘将成为数据

移动存储的主流。

四、闪存类存储器

来右力比出的右A女人民*TEI工移动存储器的磁介质和光

介方占有Iomega的Clik!（PC

卡）放器），SONY公司的

Mei（存储介质为各种闪

存T

码相机的存储介质，随着

:不仅在数码相机里可以使

自CF插槽的设备中也可以

F微型硬盘，在小小的一

亨优点。闪存芯片是非易

〜一上维持的，所消耗的能源

主要是用隹读写数据的。闪存类田—3篝片

是一种名称箕实的“固态存储人尸非

之间产生的碰撞，所以不怕；以抵

抗高达2000Gs的冲击，因此而使

资料受到损坏。闪存类存储」洛昂

贵。容量不大，无法用于大____

:键盘

•字符键用来输入数据和程序

■功能键用来输入一个命令或执行一个程序

■控制键用来对屏幕和程序进行特殊处理

2.2.3图形输入设备

;三种类型

Z-定位设备

••操作方式是控制屏幕上的光标并确定它的位置

:•定位设备除了定位功能外，还兼有拾取目标、

・选择对象、跟踪录入、及徒手画草图等

••具体的物理设备有图形输入板及其触笔、光笔、

■鼠标器、操纵杆(Joystick)及踉踪球

::-数字化仪

•能将放在上面的图形用游标器指点摘取大量的

点，进行数字化后存储起来

-图象输入设备

•如摄象机、录象机、扫描仪(Scanner)等，图形

经图象数字化及图象处理后输出

:光笔(LightPen)

♦■检测屏幕上图形的光强，从而使计算机就可知道光

Z笔所指的位置。

••定位、拾取和跟踪

•鼠标器(Mouse)

：•60年代后期才出现，目前应用十分普遍

：•两种类型

X-机械式鼠标器

••底部装有一对轴线相互垂直的金属滚轮，当在桌面上移

♦幼鼠标糖时，滚蛤将转动转花成X、y方向的数值被记录

♦下来,并相应地移动屏幕上的光标

Z-光学鼠标器

••底部有一光源，当鼠标在专用的鼠标板上移动时，采用

・光束调制及光学编码技术，测出鼠标移动量，随之驱动

:屏幕光标作相应移动

二・鼠标按键可用程序定义，使它们在按下时实

Z现不同的操作功能。

：数字化仪(Digitizer)

：图形输入板(DigitizingTablet)

数字化仪台面大，常见尺寸为图形输入板较小，尺寸为

900X1200及1200X1300(mm),280X28(^j900X900(mm),分

分辨率和精度分别可达0.025和辨率也低，一般为0.13mm。

0.076(mm)；定位工具是带有十定位工具是细长的触笔

字叉丝的游标器。

：数字化仪(Digitizer)

•二者的工作原理相同

•操作时触笔或游标叉丝对准某一点，并按下按钮，这

时靠某种藕合原理，如电磁耦合产生信号，经A/D转

换为(x,y)坐标，送给计算机

：数字化仪(Digitizer)

：图形输入板(DigitizingTablet)

,•数字化仪时常用来摘取放在它上面的工程图上的大量点，经

■数字化后存储起来，以此作为图形输入的一种手段。

■•图形输入板则更多地用于交互设计，使用时大多数划出一个

台板图形区，其余部分放置菜单，称为菜单区。台板图形区

与显示屏之间存在一种映射关系.屏幕光标将随触笔或游标

■的移动而移动，如移出了台板图形区范围，屏幕光标将随之

:图形扫描仪

■

Z♦将图像通过光电扫描生成点阵信息存储到计算机内。

••在CAD作业中，可以将图纸扫描到计算机内形成点阵

Z文件，再经专门的矢量化识别程序自动生成矢量文件,

■,从而交由大多数CAD绘图系统进行处理。

X•这种技术大大缩短了已有图纸的输入时间，其缺点是

z矢量识别的正确率不是很理想，但仍是建立大型图库

■的有效方法。

其他图形输入设备

•逆向工程

z・三坐标测量仪

:•激光扫描仪

X2.2.4绘图输出设备

:­CAD系统设计的结果在大部分情况下仍然要

:画在纸上，以便在生产中使用及交流。

:•这类输出设备统称为硬拷贝机，常见的有:

Z-打印机

二-绘图机

三打印机

••打印机既能打印字符型文件，又能打印

•图形，是最廉价的输出设备。

:•可分撞击式与非撞击式两种。

X-前者用得最多的是点阵打印机，打印头分别有9,

.24,32针等几种，由计算机控制每个针头的搏击,

X通过色带印在纸上。

--非撞击式打印机可采用喷墨技术、激光技术、静

Z电复印技术等，这类打印机速度快，无噪声，但

•目前价格较贵。

:自动绘图机

••滚筒式

••平台式

*•平面电机型

:•其他新型绘图机，如静电绘图机、喷墨

•绘图机、缩微胶片绘图机等

:滚筒式

y向步进电机

笔架

滚筒

纸

x向步进电机

钢丝绳

:•x,y向驱动部分：图中1和5两台步进电机分别使滚筒旋转（产生x

.向运动）和笔架移动（产生y向运动），使笔在纸上画出各种图形。

・•Z向驱动部分。用电磁铁控制抬笔与落笔。

X•送纸部分。使纸与滚筒一起移动。

♦•人工调整操作部分。调整绘图位置，使图形画在合适位置上。

:平台

•滚筒式绘图机结构简单，占地面积小，价格较低，所绘图纸可

长达数十米，但速度低，精度较差，广泛用在机械与土建等行

业中。

•平台式特点是台面大，可达2X6m,精度高，速度快，适用于造

船、汽车、飞机及大规模集成电路的图形输出；缺点是结构复

杂,占地面积大，价格贵。

:平面电机型

:­滚筒式及平台式绘图机的共同特点是将计算机送来

Z的图形信息变成执行电机的脉冲信号，执行电机通过

•一套机械传动装置驱动画笔移动。因此它们的绘图速

:度和精度都受到机械传动系统的影响，一般绘图速度

•在3—30m/min之间，而且随机械磨损的增加绘图精

z度降低。

Z•1968年发明了直线电机，于是出现了平面电机型绘

・图机，省掉了机械传动系统，直接由平面电机控制绘

Z图头移动，速度快，精度高，绘图速度可达60-90m/

・mino

:自动绘图机的主要技术指标

:•绘图速度

.-一般为12-48m/min

Z♦步距（分辨率）

--一般为0.01-0.1mm/步，步距越小，图形精度越高

:•绘图精度

,-静态精度。画笔单方向移动时.实际移动距离与按脉冲计算的位移

♦差

♦-重复精度。画笔从出发点移动一定距离后，再回到出发点，出发点

一与实际终点之间的偏差

:-零位精度。画笔从零位移动到允许的最大距离后，再返回零位时，

■零位与实际终点间的偏差

z•功能

■-有绘图幅面的大小（AO、A1和A3等）

--画笔数量；

--其它辅助功能（如插补功能、曲线拟合功能等）

：2.2.5图形显不设备

•阴极射线管(CRT：CathodeRayTube)

占统治地位的显示器件

液晶显示

等离子体显示

其他显示器

-激光显示

-光二极管显示

：CRT显示器工作原理

CRT的结构，由装在一个玻璃壳内的电子枪、偏

转系统及荧光屏组成

：CRT显示器工作原理

.•电子枪产生沿着管轴方向（Z抽）的电子束，能控制电子束强度

一•电子枪发射出的电子分散在各个方向，聚焦系统将它们集中，

•使电子束在荧光屏上聚焦成一个细小的圆点

Z•为使光点在荧光屏上移动，必须采用偏转系统使电子束偏转，

■产生产生X及Y方向的偏转

z•位于管壁内侧的荧光层受高速电子束的轰击而发生光点，在电

•子束停止轰击后，人们观察到的是待续发出的磷光，称为余辉

,（余辉时间非常短暂，一般在0.5-1ms之间）

由上可见，我们可以在计算机与CRT间安排一个显示控制

环节，该环节接受来自计算机的图形信息，然后将其转换成偏

转系统所需的控制信号以及电子枪的控制信号，控制电子束的

偏转及明暗强度，产生图形及字符。

:分辨率

：・电子束产生的光点直径通常为0.25-0.5mm，若取屏

一幕的有效面积为30X30cm2,则可在屏幕上构成了

Z1024X1024个网格，也称为栅格，其单位约等于

・0.3mm。

:•同样大小的屏幕，如光点直径小，则网格数就可增

z多，称分辨率高（分辨率是指两个光点之间的最小

,距离，是指分辨能力大小的物理量）。

Z♦分辨率越高图形线条越平滑，图形越清晰。目前微

•机显示器的光点有约0.26及0.32mm等，分辨率可达

Z1024X768

:光栅显示器的工作原理

z•将显示屏按水平及垂直方式划分成矩阵，将划分成的单元称为

Z象素，每个象素有自己的屏地址，假如屏的分辨率为NXM,则

■意味着有N列及M行的象素

••把要显示的图形也按此方式离散成象素，每个象素有一定的值，

・该值代表该点的明暗度或颜色，此过程称为图形的光栅化。

z•光栅化后的象素是与屏幕一一对应的，通过图象显示系统，由

.显示处理器逐行取出象素信息匚再由偏转及颜色系统将信息进

■行D/A转换，在CRT屏幕上显示出来。

•特点

-这种显示原理与原始图形的复杂程度无关

-由于电子束轰击荧光层产生亮点的时间十分短暂，所以要想保持图

形不闪烁，就必须以30-60次/s的频率刷新图像

等离子体显示屏（PLASMA

DISPLAYPANEL）

PDP由数十万个充有NE（氮卜HE（氢）,XE（管）,AR（瀛）等惰性气体

并带有荧光涂层的放电单元组成.在给这些放电单元注入高压后,

荧光涂层被激励发光,产生红遭，蓝（R,G,B）三色光.通过控制RGB

的混合比例,可以产生多种颜看。

由于这些放电单元可以制作在非常薄的两块玻璃板内，因此等离

子体显示屏具有非常薄的优点,是制作大屏幕显示屏的理想材料。

由于PDP本身能够发光，其图像显示效果能够达到甚至超过传统的

显象管显示,这是其它显示屏（如液晶显示，投影显示,背投影显示等

所无法比拟的。

放电真空紫外线

(R.G.B)

:象素的灰度和颜色

z•光栅化后的象素值存放在帧缓存中，每个单元地

,址与屏幕上的象素地址是一一对应的，但单元的

2位数可不同

--当只存一位时，则代表该象素亮或不亮，图形只有黑白

♦效果，

:-如有8位（如图中所示，也称位面1到位面8）,则每个象素

.值的变化有256种，就可用来表示不同灰度或颜色，图形

♦就有灰度和彩色

Z-常用的是4位或8位，16位，24位,32位，可以表示十分丰

■富的色彩等级

■：2.CAD系统简介

•2.1CAD系统的构成与分类

•2.2CAD系统的硬件

•2.3CAD系统的软件

•2.4图形接口与数据交换标准

•2.5CAD系统的设计与选择

•2.6主要CAD系统介绍

：2.3CAD系统的软件组成

•CAD软件系统的发展

X-CAD系统作为计算机应用系统的一个重要分支，

♦经历了三个发展阶段：

Z•集中式系统：一台主机控制多台终端（早期模式,

:80年代中期，微机没普及）；

:•分离式系统：一台主机一套系统，毫无关系，工

Z作站与微机的发展；

Z•分布式系统：网络时代的产物，C/S或B/S结构，

■支持异地、异构（采用工作站和微机网络系统）

：2.3CAD系统的软件组成

2.3.1系统组成

•系统软件

•支撑软件

•应用软件

CAD组成层次架构

航空

机械建筑交通轻工船舶汽车模具外形广告影视

肮天

CADCADCADCADCAD应用层

CADCADCADCADCADCADCAD

支撑层

基础层

计其机硬件及系统软件

:2.3.2系统软件

:•概念

Z-提供CAD运行环境的通用软件或工具软件

三•分类

*-操作系统,

.Windows>Unix>Linux>Dos、Os等

:-数据库管理系统（DBMS）

,SQLserver>ORACLE>SYBASE、ACCESS

:-网络服务软件

z服务器操作系统、文件服务器软件、通信软件等

•-基础算法、界面支撑类库

-VC++,VB的基础算法、图形界面类库

：2.3.3支撑软件

X•概念

Z-在系统软件的基础上开发的满足CAD用户一些共同需要的

Z通用软件或工具软件

：•分类

X-计算机分析软件

.•常用数学方法库及其可视化

■•有限元分析

—•优化设计

Z-集成化CAD/CAM/CAE软件

.・AutoCAD、SolidWorks>UG、ProE、CATIA

Z-数据库管理系统(DBMS)

Z-图形核心系统(GKS,Parasolid,ACIS)

--数据交换接口

：■2.3.4应用软件

Z•在系统软件、支撑软件的基础上，针对某一专门领域

2的需要而研制的软件

：■通常由用户结合当前设计工作自行开发，也称为“二

Z次开发”

:•与支撑软件比较：

Z-应用软件主要是为某一特定产品开发出来的软件，而支撑软

♦件是一些通用性的软件

Z-应用软件通常利用已有的支撑软件的技术及二次开发功能，

.而不是从头开始

:-支撑软件一般市场上买的到，而应用软件需要用户开发

Z-应用软件逐步商品化成通用软件后，也可以称为支撑软件

2.CAD系统简介

•2.1CAD系统的构成与分类

•2.2CAD系统的硬件

•2.3CAD系统的软件

•2.4图形核心与数据交换标准

•2.5CAD系统的设计与选择

•2.6主要CAD系统介绍

:图形核心系统

:•向高级语言提供相应的接口程序（函数库），以

z实现图形向设备的输出

:•依赖于所用的操作系统的图形接口

Z-BorlandC++的DOS版提供BGI接口

--Windows的GUI提供与设备无关的绘图函数

:-UNIX操作系统由具有统一接口的Xlib库

:•统一不同硬件环境和操作系统平台下的接口

:-GKS、GKS-3D、PHIGS、GL/OpenGL

,-Parasolid

-ACIS

:数据交换标准

Z•为了满足不同CAx应用系统之间对工程产品数

：据模型的交换、共享需要，制订了图形（产品）

]信息交换标准

•DXF:DataExchangeFormat

•IGES:InitialGraphicsExchangeSpecification

•STEP:StandardfbrtheExchangeofProductmodelData

泮GES

Z•在不同的CAD/CAM系统之间进行交换数据

X•过去常采用的方法是把一个系统产生的数据文件翻

Z译成另一个CAD/CAM系统能识别的数据文件

--多个CAD/CAM系统就需要多个翻译器

Z•基本图形转换规范IGES

•-如数据要从系统A传递到系统B,必须由系统A中的IGES

・前处理器把这些传送的数据格式转换为IGES格式，再由

2系统B中的IGES后处理器把其从IGES格式转换为该系统

:内部的数据格式，反之亦然

,-IGES1982年成为ANSI标准，目前虽然不是ISO标准，实

♦际上已是工业标准

斗GES特点

z•数据格式相对简单

z•不能精确地完整转换数据，其原因是在不同的

-CAD/CAM系统之间许多概念不一样，使得某些定

•义数据或信息会丢失

z•在转换数据的过程中可能会产生错误，且很难确定,

■常要人工去处理IGES文件

:­产生的数据量太大

：STEP

Z•国际标准化组织ISO制定产品数据模型转换标准STEP

:•克服IGES存在的问题，扩大转换CAD/CAM系统中几

■何、拓扑数据的范围

Z•产品数据模型覆盖产品整个生命周期，全面定义了产

z品所以得数据单元，包括设计、分析、制造、测试、

.检验零部件或机构所需的几何、拓扑、公差、关系、

:属性和性能等数据

:•针对不同的领域制定了相应的应用协议，覆盖的领域

Z包括二维工程图、一般机械设计和工艺、造船、建筑、

.汽车制造

■：2.CAD系统简介

CAD系统的构成与分类

•2.2CAD系统的硬件

•2.3CAD系统的软件

•2.4图形接口与数据交换标准

•2.5CAD系统的设计与选择

•2.6主要CAD系统介绍

：2.5CAD系统设计与选型原则

：CAD系统的设计原则

-明确系统的需求

•设计哪类产品，解决问题的深度

•要达到的具体目标，存在的关键技术

-确定近期目标与长远目标

•近期目标根据人力、资金、现有技术水平

■长远目标考虑到将来的发展

-确定系统的集成水平

•数据库、网络、数据交换、各种接口等

：选择CAD系统的准则

Z•硬件系统要有良好的开放性且符合工业标准

:•软件系统要满足以下三点要求

--用标准操作系统

:-良好的用户界面

♦-齐全的技术文档，优良的可读性

Z•功能足够（零件、曲面、装配、绘图、接口、

:专业功能等）

:•良好的二次开发接口

可靠性高，维护简单，性能价格比优良

:•良好的售后服务、持续的支持能力

■：2.CAD系统简介

•2.1CAD系统的构成与分类

•2.2CAD系统的硬件

•2.3CAD系统的软件

•2.4图形接口与数据交换标准

•2.5CAD系统的设计与选择

•2.6主要CAD系统介绍

：2.6常用CAD软件简介

ZSolidwork

:•最早基于Windows原创的三维设计软件产品

••友好的界面，易学易用、价格便宜、性价比高

••完全自动捕捉设计意图和引导设计修改

••装配设计中可以直接参照已有的零件生成新的零件,

•支持“自顶而下”方法还是“自底而上”的方法进行装

「♦配设计

Z•全面的零件实体建模功能，二维和三维全关联

••标注和细节绘制工具，能快捷地工程图纸

Z♦具有全相关的镀金设计能力

••提供完整的、免费的开发工具CPI),用户可以用微

■软的VisualBasic>VisualC++或其它支持OLE的编

Z程语言建立自己的应用方案

,一•丰富的数据转换接口

XPro/E

••Pro/Engineer是一套由设计至生产的机械自动化软件，是

：新一代产品造型系统，采用参数化设计的、基于特征的

•实体模型化系统，工程设计人员采用具有智能特性的基

■于特征的功能去生成模型

:•建立在统一基层上的数据库上，工程中的资料全部来自

・一个库，在整个设计过程的任何一处发生改动，亦可以

:前后反应在整个设计过程的相关环节上

：•Pro/E发展了三维线框设计的思想，首先建立基准面，在

二基准面上勾画二维草图，用扫成法将二维轮廓引伸成三

:维形体。依次更换参考面，用显式操作生成形体，尽量

•避免面面求交、裁剪的集合运算。

随时记录特征元素的生成操作过程，当修改标注尺寸值

■后，用尺寸驱动方法修改相应二维轮廓，重新运行零件

・设计过程的全部操作命令，由此实现参数化特征建模，

z使曲面、实体、参数化特征设计融为一体，可以任意构

Z造复杂零件和装配件，而且修改设计方便。

.CATIA

:•达索飞机公司67年用B6zier曲面建立飞机外形数学模型，70

•年展开幻影数字化设计。74年扩大CAD规模，从美国引进

:洛克希德飞机公司CADAM系统，75年100万美元引进

.CADAM源程序。

77年开发三维交互CAD软件，78年投入使用CATIA。同时

・建立主数据库，统一管ADAM二维结构图和CATIA三维模

•型文件。81年IBM公司开始负责经销CATIA系统，并组建

::达索系统公司。

90年IBM用