1、CADCAD技術及其在工程中的應用技術及其在工程中的應用 計算機的介入給設計帶來了巨大了的變革，傳統意計算機的介入給設計帶來了巨大了的變革，傳統意義上的設計觀念、設計方法及設計方式等都在計算機義上的設計觀念、設計方法及設計方式等都在計算機的沖擊下進行著不斷的調整和變化。的沖擊下進行著不斷的調整和變化?！?1“21世紀的產品世紀的產品設計是計算機輔助下的設計設計是計算機輔助下的設計”，已經成為事實，無需，已經成為事實，無需語言的證明。任何工程技術人員如果不能掌握這項技語言的證明。任何工程技術人員如果不能掌握這項技術，都是無法想象的。術，都是無法想象的。 如何成為一名CAD設計師三個問題： CAD

2、技術及其發展歷程和趨勢， CAD系統的構成和功能，常用 CAD軟件 CAD技術在工程中的應用 CADCAD技術及其發展歷程和趨勢，技術及其發展歷程和趨勢，CADCAD系統的系統的 組成和功能，常用組成和功能，常用CADCAD軟件軟件 1.1 1.1 CADCAD技術技術1.1.1 1.1.1 什么是什么是CADCAD CADCAD是工程技術人員與計算是工程技術人員與計算機相結合、各盡所長、應用多機相結合、各盡所長、應用多學科的方法綜合有效地進行問學科的方法綜合有效地進行問題求解的先進信息處理技術。題求解的先進信息處理技術。它把人類的決策判斷、創造能它把人類的決策判斷、創造能力與計算機的高速運算

3、、信息力與計算機的高速運算、信息存儲等功能有機結合起來，從存儲等功能有機結合起來，從而達到縮短工程產品設計周期、而達到縮短工程產品設計周期、提高設計質量的目的。提高設計質量的目的。 簡單地講，簡單地講，CADCAD是工程技術是工程技術人員利用計算機達到最佳的設人員利用計算機達到最佳的設計目的。計目的。CADCAD是是Computer Aided DesignComputer Aided Design（計算機輔助設計）的縮寫計算機輔助設計）的縮寫CADCAD概念的實質在于：概念的實質在于： （1 1）人機各盡所長；）人機各盡所長； （2 2）人機交互結合；）人機交互結合； （3 3）最佳設計效率

4、。）最佳設計效率。 CADCAD技術的主要作用如下技術的主要作用如下: : （1 1）提高設計質量和設計效率。）提高設計質量和設計效率。 （2 2）能夠充分發揮設計人員創造性。）能夠充分發揮設計人員創造性。 （3 3）縮短設計周期。）縮短設計周期。1.1.2 1.1.2 CADCAD技術發展歷程技術發展歷程 CADCAD技術隨著計算機及其外圍設備、圖形輸入輸出設備、軟件技技術隨著計算機及其外圍設備、圖形輸入輸出設備、軟件技術的發展而發展。術的發展而發展。（1 1）準備和誕生時期（）準備和誕生時期（2020世紀世紀50-6050-60年代）年代） 電子管計算機電子管計算機 1950 1950 麻

5、省理工學院（麻省理工學院（MITMIT）能夠顯示簡單圖形的圖形顯示器能夠顯示簡單圖形的圖形顯示器 1958 1958 滾筒式繪圖機滾筒式繪圖機 1959 1959 麻省理工學院（麻省理工學院（MITMIT）在一次學會上明確提出了在一次學會上明確提出了CADCAD的的 概念概念 （2 2） 蓬勃發展和進入應用的時期（蓬勃發展和進入應用的時期（ 20 20世紀世紀6060年代）年代） 兩次對兩次對CADCAD產生重大影響的事件：產生重大影響的事件： 1963 1963，MITMIT的研究生的研究生IvanIvan研究出了研究出了SketchpadSketchpad交互式圖形交互式圖形 系統；系統；

6、 1963 1963年，年，GMGM和和IBMIBM公司開發出了公司開發出了DACDAC1 1系統（世界上第一系統（世界上第一 套套CADCAD系統）；系統）； 計算機及圖形設備價格昂貴，技術復雜。計算機及圖形設備價格昂貴，技術復雜。 （3 3）廣泛應用時期（）廣泛應用時期（ 20 20世紀世紀7070年代）年代） 集成電路用于計算機，使計算機平臺的性能大為提高。集成電路用于計算機，使計算機平臺的性能大為提高。 出現了以小型計算機為平臺的出現了以小型計算機為平臺的CADCAD系統。系統。 圖形軟件和圖形軟件和CADCAD應用支撐軟件不斷得到充實與提高應用支撐軟件不斷得到充實與提高。（4 4）飛

7、速發展時期（）飛速發展時期（ 20 20世紀世紀8080年代）年代） 出現了大規模與超大規模集成電路，使微機進入市場。出現了大規模與超大規模集成電路，使微機進入市場。 推出了以推出了以UNIXUNIX系統支撐的系統支撐的SUNSUN工作站。工作站。 圖形軟件更加成熟圖形軟件更加成熟 。（5 5）日趨成熟的時期（）日趨成熟的時期（ 20 20世紀世紀9090年代以后）年代以后） 出現基于出現基于PCPC平臺的價廉物美的平臺的價廉物美的CADCAD系統。系統。 CADCAD系統的標準化：推出了系統的標準化：推出了CGICGI、OpenGLOpenGL、IGESIGES、STEPSTEP等等 圖形標

8、準。圖形標準。 v 。 1.3 常用CAD軟件 1) AutoCAD1) AutoCAD AutoCAD AutoCAD是是AutodeskAutodesk公司開發的，是我們最為熟悉、用公司開發的，是我們最為熟悉、用途最為廣泛的計算機輔助設計軟件，該軟件以幾分之一的成本提途最為廣泛的計算機輔助設計軟件，該軟件以幾分之一的成本提供了與專用小型機系統幾乎相當的繪圖能力，它向原來只能用手供了與專用小型機系統幾乎相當的繪圖能力，它向原來只能用手工進行繪圖和草圖設計的工程師、設計師和建筑師提供了工進行繪圖和草圖設計的工程師、設計師和建筑師提供了CADCAD能能力。力。AutoCADAutoCAD的功能非

9、常健全，用起來相當容易，用戶一旦學會的功能非常健全，用起來相當容易，用戶一旦學會程序命令和菜單結構，就能很快地完成手工所不可能完成或干起程序命令和菜單結構，就能很快地完成手工所不可能完成或干起來非常煩瑣的工作。來非常煩瑣的工作。 AutoCADAutoCAD的性能由寵大的第三方的工作而得到進一步增的性能由寵大的第三方的工作而得到進一步增強。強。AutoCADAutoCAD自身只提供了一些程序，使特殊的用戶能對基自身只提供了一些程序，使特殊的用戶能對基本的本的AutoCADAutoCAD進行改造工作。目前國內的許多機械設計、建進行改造工作。目前國內的許多機械設計、建筑設計的中文版專業軟件的內核都

10、是筑設計的中文版專業軟件的內核都是AutoCADAutoCAD。 AutoCAD AutoCAD最大的優勢是繪制工程制圖，它專業性強，繪最大的優勢是繪制工程制圖，它專業性強，繪制精度高，幾乎可以滿足機械制圖中的所有精度要求。這制精度高，幾乎可以滿足機械制圖中的所有精度要求。這一特點使一特點使AutoCADAutoCAD在建筑、室內設計中的運用相當廣泛，但在建筑、室內設計中的運用相當廣泛，但對產品建模卻有一定的限制性。對產品建模卻有一定的限制性。AutoCad平面繪圖AutoCad三維建模 CAXA電子圖板是北航海爾軟件公司推出的一套高效、方便、智能化的二維設計和繪圖軟件。2005r4是CAXA

11、電子圖板的最新版本，它在繼承CAXA電子圖板V2及XP諸多優點的基礎上又有了質的飛躍。它具有以下特點；低成本運行環境，高速度圖形顯示；全中文人機界面，自由的定制操作；符合標準的開放體系，全面開放的開發平臺；快捷的交互方式，直觀的拖畫設計；動態導航定位，全程在線幫助等特點。2) CAXA電子圖板 3) 3DSMAX 3D Studio MAX3D Studio MAX（3DMAX3DMAX）是由是由AutodeskAutodesk公司開發的微機動畫制作公司開發的微機動畫制作系統，在系統，在19961996年，該軟件一發布，其優異的性能就引起了廣大動畫制年，該軟件一發布，其優異的性能就引起了廣大動

12、畫制作用戶的關注，并迅速推廣，甚至應用于影視方面的動畫制作。作用戶的關注，并迅速推廣，甚至應用于影視方面的動畫制作。 3 3DMAXDMAX由于有參數尺寸直接鍵入的功能和強大的由于有參數尺寸直接鍵入的功能和強大的NurbsNurbs曲面功能，曲面功能，制作出來的模型精度極高。而且所建模型的占有容易廣大，在一般的制作出來的模型精度極高。而且所建模型的占有容易廣大，在一般的PCPC機上都能自如運用。因此，在建模上已逐漸取代機上都能自如運用。因此，在建模上已逐漸取代AutoCADAutoCAD而被廣泛運而被廣泛運用。用。4) Pro/Engineer Pro/ENGINEERPro/ENGINEER

13、（Pro/EPro/E）是由美國是由美國PTCPTC公司開發的惟一的一整套工業公司開發的惟一的一整套工業設計自動化軟件產品，它以參數化和基于特征建模的技術，提供給設計設計自動化軟件產品，它以參數化和基于特征建模的技術，提供給設計師一個革命性的方法去實現工業設計自動化。師一個革命性的方法去實現工業設計自動化。 Pro/E Pro/E是由一個產品系列模塊組成的，專門應用于產品從設計到制是由一個產品系列模塊組成的，專門應用于產品從設計到制造全過程的產品系列，這些模塊都可以在應用包中購買，允許用戶構成造全過程的產品系列，這些模塊都可以在應用包中購買，允許用戶構成適合自己需要的適合自己需要的Pro/EP

14、ro/E結構，另外還允許持有許可證的共享用戶在網絡中結構，另外還允許持有許可證的共享用戶在網絡中“浮動地浮動地”選擇模塊。所以，選擇模塊。所以，Pro/EPro/E是目前計算機輔助設計中最為專業的是目前計算機輔助設計中最為專業的軟件之一。軟件之一。減速器建模與裝配Pro/E下動畫仿真2 CAD技術在工程中的應用 CADCAD是計算機科學與工程設計學科相結合形成的新興是計算機科學與工程設計學科相結合形成的新興技術，是計算機在工程中最有影響的應用技術之一。技術，是計算機在工程中最有影響的應用技術之一。CADCAD技術曾被美國國家工程科學院評為當代十項最杰出的工技術曾被美國國家工程科學院評為當代十項

15、最杰出的工程技術成就之一。程技術成就之一。 當前，當前，無論是軍事工業還是民用工業，無論是建筑無論是軍事工業還是民用工業，無論是建筑行業還是制造加工行業，無論是機械、電子、輕紡行業行業還是制造加工行業，無論是機械、電子、輕紡行業還是文體、影視廣告行業等都離不開還是文體、影視廣告行業等都離不開CADCAD技術。技術。 這是一項既實用這是一項既實用而又具美感的系而又具美感的系統統化化設計。從設計物設計。從設計物的生產方式來看的生產方式來看，它包括了以下，它包括了以下兩大類型兩大類型： 手工手工藝設計藝設計 工業設計2.1 產品設計手工手工藝設計具有文化性、多樣性和個性化的特征藝設計具有文化性、多樣

16、性和個性化的特征：2 2.1.1 .1.1 手工手工藝設計藝設計首飾和擺設手工手工藝設計（一）藝設計（一） 珠寶首飾設計珠寶首飾設計珠寶設計珠寶設計手工手工藝設計（二）藝設計（二） 家俱設計家俱設計 這這是以是以群體群體和大和大量生產為基礎量生產為基礎，應用應用不同功能的不同功能的設備設備，對原料進行標準化對原料進行標準化、大批量加工的、大批量加工的設計設計形式。形式。 是當前最熱門專業之一。是當前最熱門專業之一。工業設計工業設計是以作是以作為為人人產品產品環境環境社會社會的中的中介介為設計原則為設計原則2.1.2 2.1.2 工業設計工業設計工業設計（一）工業設計（一） 工業產品設計工業產品

17、設計( (機械產品）機械產品）浴室用品浴室用品設計設計工業設計（二）工業設計（二） 家庭用品設計家庭用品設計烹飪產品的設計烹飪產品的設計工業設計（三）工業設計（三） 電子產品設計電子產品設計喬布斯喬布斯蘋果電腦蘋果電腦, , 科技科技產品產品中的精品中的精品羅技的頂級鼠標羅技的頂級鼠標數碼相機數碼相機兒童玩具設計工業設計（四）工業設計（四） 玩具設計玩具設計 室內環境設計室內環境設計室外環境設計室外環境設計2.3 空間/環境設計 建筑設計建筑設計這這是是建筑建筑物的物的結構結構、空間空間、造型及功能等方面的、造型及功能等方面的設計設計：空間空間/ /環境設計（一）環境設計（一） 建筑設計建筑設

18、計 這這是是建筑物內部的空間構成建筑物內部的空間構成、功能要求和、功能要求和樣式風格的設計樣式風格的設計。由。由于于家具家具在室在室內內環境環境中起著重要的作用，家具中起著重要的作用，家具設計設計也可也可屬于這一范疇屬于這一范疇?？臻g空間/ /環境設計（二）環境設計（二） 室內環境設計室內環境設計空間空間/ /環境設計（三）環境設計（三） 室外環境設計室外環境設計 在在CADCAD設計的實踐活動中設計的實踐活動中，跨，跨領域的運作領域的運作是非常普遍的，例如是非常普遍的，例如“企業企業形象形象設計設計” ” ，是以是以企業企業管管理理為基礎為基礎，融合，融合傳播學傳播學、市場學、市場學、心理學心理學等多等多種學種學科的研究