第10章 计算机辅助设计技术.pptVIP

第10章 计算机辅助机械设计 汽车工业对计算机辅助设计技术的发明首先做出了响应。 美国通用汽车公司和IBM公司率先开发了DAC-1(Design Augmented　by　Computer)系统，用来设计汽车外型与结构。 美国洛克希德公司和IBM公司联合开发了基于大型计算机的图形增强设计与制造软件包CADAM，用于设计与绘图，并具有三维结构分析能力。 随后计算机辅助绘图、设计、制造、分析技术在英、日、意等国的汽车公司也都获得了广泛的应用，并逐渐扩展到其他部门。 到了20世纪70年代，出现了将硬件与软件配套交付用户使用的“交钥匙系统”(Turn-Key System)，这种系统是在小型机和超级小型机的基础上增加图形处理功能，按分时处理的原则，一台主机可以带几个到几十个终端。 80年代初期，随着计算机制造技术的发展，所有配套的软硬件都可以集成到一台工作站上。工作站系统可以作为一个独立的单用户系统，到80年代中后期就成为计算机辅助绘图、设计、制造、分析的主流系统。 进入90年代以来，随着个人计算机(PC)的飞速发展，其性能迅速赶上了10年前高档工作站的性能。 因特网(Internet)起源于60年代末，兴盛于90年代，目前已经把世界上各种类型的计算机如大、中、小型机、工作站和个人计算机连接成一个有机的整体，实现全球范围的资源共享、数据共享和设备共享。利用成熟的Internet技术建立企业内部网络(Intranet)，从而将计算机辅助绘图、设计、分析、制造和管理系统密切地联系在一起相互协作，已经在各种企业中迅速推广和普及。 计算机技术为机械工业带来了革命性的变革，反过来计算机在机械工业中的应用也推动了计算机技术的迅速发展。新的设备、新的操作系统、新的软件、新的数据交换标准，正在迅速扩大计算机在工业中的应用范围，掀起一场新技术革命的浪潮，成为20世纪全球最杰出的工程技术成果。 10.2 计算机辅助设计的特点和应用 1． 计算机辅助设计及相关问题 利用计算机可以进行产品的计算机辅助设计(Computer Aided　Design) 计算机辅助绘图(Computer　Aided　Drawing) 计算机辅助制造(CAM) 计算机辅助工程分析(CAE) 计算机辅助工艺规划(CAPP) 产品数据管理(PDM) 企业资源计划(ERP) 这些技术一开始是各自独立、平行地开发应用的，因而被称为孤岛技术。由于在技术上和应用上都密切相关，后来在工程实践中这些技术逐渐结合在一起，为企业带来了更大的经济效益。因此出现了CAD/CAM/CAPP/ERP/PDM的集成软件。这些技术不同程度的集成，可以满足从构建中小规模CAD/CAM系统，到建立企业级CIMS，实施并行工程等各个层次的需求。 2． CAD技术的特点 缩短产品开发周期 提高产品设计质量 降低生产成本 提高管理水平 10.3 计算机辅助设计的应用 计算机辅助设计开始用于机械行业，到现在CAD已是一个包括范围很广的概念。概括来说，CAD的设计对象有两大类，一类是机械、电气、电子、轻工和纺织产品；另一类是工程建筑。而如今，CAD技术的应用范围已经延伸到艺术、电影、动画、广告和娱乐等领域，产生了巨大的经济及社会效益，有着广泛的应用前景。 CAD在机械制造行业的应用最早，也最为广泛。如今世界各大航空、航天及汽车等制造业巨头不但广泛采用CAD/CAM技术进行产品设计，而且投入大量的人力物力及资金进行CAD/CAM软件的开发，以保持自己技术上的领先地位和国际市场上的优势。 近十年来，在CIMS工程和CAD应用工程的推动下，我国计算机辅助设计技术应用越来越普遍，越来越多的设计单位和企业采用这一技术来提高设计效率、产品质量和改善劳动条件。 10.4 CAD技术展望 1． CAD的推广和应用 CAD是20世纪全球最杰出的工程技术成果之一，是跨世纪的国家关键技术。因此CAD技术的发展与应用水平已成为衡量一个国家工业现代化的重要标志，在一定程度上反映出一个国家的综合实力。 企业推广CAD技术可以按照效益驱动、总体规划、分步实施、重点突破的原则进行。 第一步建立以“甩掉图板”为目标的计算机辅助绘图与设计系统。 第二步建立以资源共享、权限控制为目标的产品信息管理系统。 第三步引进先进的计算机辅助设计、分析、仿真模拟、加工集成系统。建立全局产品模型，实现无纸化设计、加工。 第四步实现以控制产品生命周期为目标的并行工程。并行工程的基本要素是优化设计，并且从产品性能设计、产品制造工艺性设计、产品可检测性设计、产品可维护性设计以及产品依从性设计入手进行优化，加速新产品的开发周期。 2． CAD的发展趋势 1）集成化 大型的CAD软件与CAPP/CAM/CAE各环节紧密结合。