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計算機輔助設計的優(yōu)缺點(diǎn)與發(fā)展
CAD技術(shù)已廣泛地應用于機械、電子、建筑、化工、航空航天以及能源交通等領(lǐng)域,是必不可缺少的一部分。下面是小編為大家搜索整理的關(guān)于計算機輔助設計的優(yōu)缺點(diǎn)與發(fā)展,歡迎參考閱讀!
計算機輔助設計的優(yōu)缺點(diǎn)與發(fā)展 1
1、計算機輔助設計的發(fā)展
計算機輔助設計的研究構想發(fā)端于1950年,但最早記錄是在1963年。出現了這套以電腦主機、顯示屏、光電筆和鍵盤(pán)為工具的圖形畫(huà)線(xiàn)系統得到實(shí)現。這套圖形畫(huà)線(xiàn)系統開(kāi)發(fā)和引進(jìn)了許多計算機繪圖的基本思想和技術(shù),使用戶(hù)可以運用電腦畫(huà)出直線(xiàn)、復雜曲線(xiàn)以及簡(jiǎn)單的標準部件。但是最初僅僅被簡(jiǎn)單的做為圖板的替代品,到70年代的時(shí)候CAD技術(shù)特點(diǎn)主要是交互式二維繪圖和三維線(xiàn)框模型,利用解析幾何的方法定義有關(guān)圖素(如點(diǎn)、線(xiàn)、圓等)來(lái)繪制或顯示直線(xiàn)、圓弧組成的圖形。這種初期的線(xiàn)框模型系統只能表達圖形的基本信息,無(wú)法實(shí)現計算機輔助工程分析(CAE)和計算機輔助制造(CAM)。直到后來(lái)的二維制圖過(guò)度到三維建模再到現在的集產(chǎn)品的構思、功能設計、結構分析、加工制造、數據管理于一體的智能CAD技術(shù),計算機輔助設計經(jīng)歷了一個(gè)漫長(cháng)又曲折的發(fā)展歷程。在今天,CAD技術(shù)越來(lái)越廣泛的用于設計、生產(chǎn)中。
2、CAD 繪圖的優(yōu)勢
1.繪圖快捷
我在教學(xué)過(guò)程中與學(xué)生們交流,大家都同感以前我們畫(huà)工程制圖是手工畫(huà),畫(huà)一張完整的圖紙,要花費大量的時(shí)間和精力,而且要注意圖紙的整潔,線(xiàn)條的寬度,字體的美觀(guān),令大家倍感疲憊,F在用CAD就完全沒(méi)有這方面的問(wèn)題,粗細線(xiàn)條全用“特性”來(lái)規范,一目了然。尺寸也相當準確,在命令提示行里輸入多少就是多少,十分精準。畫(huà)線(xiàn)線(xiàn)連結的時(shí)候CAD尺寸方面的優(yōu)勢就更加明顯,比如畫(huà)圓與直線(xiàn)相切的時(shí)候,手工繪圖只能憑感覺(jué)覺(jué)得差不多就畫(huà)上去,怎么看都不對稱(chēng)。用CAD畫(huà),打開(kāi)對象捕捉就能把切點(diǎn)給抓進(jìn)來(lái),又快又準!尺寸標注更是快捷,方便。只要自己設計好標注格式,計算機就能按要求標出來(lái)。插入文字也很方便,在多行文本編輯器里輸入文字內容就能出來(lái)絕對標準的國標字,粗糙度、標題欄等做成塊就可以隨意插入,不用逐個(gè)地畫(huà)了,用起來(lái)確實(shí)很快!
2.保管方便
CAD軟件制作的圖形、圖象文件可以直接存儲在軟盤(pán)、硬盤(pán)上,資料的保管,調用極為方便。你可以將設計項目刻錄成光盤(pán),數據至少可以保存50年。
3.三維創(chuàng )建更實(shí)用
機械設計師在設計時(shí)總是先構思后表達,由于腦海中構思出的產(chǎn)品形狀是三維的,因而直接建立反映產(chǎn)品真實(shí)幾何形狀的三維實(shí)體模型自然是理想的表達方式。這可使機械設計師更加專(zhuān)注于產(chǎn)品設計本身,而不是產(chǎn)品的圖形表示,符合機械設計師的創(chuàng )新意識。由于CAD三維設計得到的三維立體圖具有直觀(guān)、易于理解等特點(diǎn),不僅能促進(jìn)機械設計師的思維深入,有利于設計的擴展,而且也便于與他人進(jìn)行交流。三維機械設計不僅可以方便地描述對象的形狀、大小和位置等幾何特征,而且還可以賦予設計對象以顏色、紋理等多種信息,達到對設計對象幾何形狀確切的數學(xué)描述和工作狀態(tài)的物理模擬,從而更充分、準確、全面、真實(shí)地表達設計者的意圖。
3、CAD技術(shù)的缺點(diǎn)
目前有些單位用CAD三維軟件做出的三維模型僅為效果圖,并沒(méi)有用在整體空間設計和受力分析,只是把用手工出圖轉變?yōu)橛嬎銠C出圖的現狀。如果只停留在這個(gè)階段,就失去CAD輔助設計的作用。
設計師關(guān)注的往往是設計的局部,CAD制圖對全局的把握有一定影響,使得整個(gè)零件機構、建筑物的比例、體量失控。CAD的精確性,使得方案設計中需要的模糊性、隨機性被扼殺,設計缺乏靈感。另一方面CAD軟件功能的局限性以及設計師對軟件掌握的熟練程度,使得設計師好的靈感、創(chuàng )意不能通過(guò)CAD表達出來(lái),設計師的思想、思路、靈感被束縛。
精通CAD技術(shù)的設計人員不足。大部分人員沒(méi)有受過(guò)專(zhuān)門(mén)的訓練,對它的功能了解不夠,可是在科技飛速發(fā)展的今天你學(xué)習的步伐永遠追不上電腦、外設、CAD軟件的更新、升級步伐。
其次,CAD對物質(zhì)財力的浪費更甚。一個(gè)院所要想實(shí)現微機制圖其硬件設備如:電腦、工作站、繪圖儀、復印機、掃描儀、數字化儀、數碼相機、可錄光驅、UPS等的投資不菲,它的軟件投資也居高不下,再加上操作系統軟件、常用辦公軟件其花費驚人。
4、CAD技術(shù)的發(fā)展趨勢
隨著(zhù)計算機性能的提高,網(wǎng)絡(luò )通訊的普及化、信息處理的智能化,CAD技術(shù)必將有一個(gè)超乎想象的。個(gè)人根據查找資料認為CAD技術(shù)可能有幾大發(fā)展趨勢:
(1)隨著(zhù)硬件在觸摸屏技術(shù)的方面的飛速發(fā)展,未來(lái)三維CAD技術(shù)的發(fā)展將與硬件的發(fā)展緊密的結合,將開(kāi)發(fā)出更為靈活的設計軟件,通過(guò)指尖(或觸摸筆)在觸摸屏上的點(diǎn)擊、滑動(dòng)等動(dòng)作,可以方便的實(shí)現點(diǎn)、線(xiàn)面的設計,從而實(shí)現工程師對產(chǎn)品的設計。在該技術(shù)的支撐下,可以隨心所欲的按照自己的設計思路進(jìn)行設計及修改。
(2)借鑒游戲技術(shù)的發(fā)展,一方面使得所設計產(chǎn)品更為逼真(實(shí)時(shí)渲染技術(shù)),更加接近最終制造的產(chǎn)品;同時(shí)可以借鑒游戲操縱桿技術(shù),實(shí)現更好的操作。另一方面,三維打印技術(shù)與CAD技術(shù)的完美結合將迅速縮短產(chǎn)品設計的周期,提高產(chǎn)品設計的質(zhì)量。
(3)隨著(zhù)網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的發(fā)展,通過(guò)互聯(lián)網(wǎng),工程師可以如網(wǎng)絡(luò )審圖(圈紅)、會(huì )簽等,實(shí)現異地的協(xié)同設計。
計算機輔助設計的優(yōu)缺點(diǎn)與發(fā)展 2
一、CAD/CAM的重要性
在當今的市場(chǎng)競爭中,誰(shuí)能滿(mǎn)足用戶(hù)的要求,誰(shuí)就能占有優(yōu)勢。人們對產(chǎn)品的質(zhì)量,更新?lián)Q代的速度,以及產(chǎn)品從設計、制造到投入市場(chǎng)的周期要求越來(lái)越高。為滿(mǎn)足消費者多樣化、個(gè)性化和中小批量化的要求,軟件必須設計周期短,生產(chǎn)更柔性。傳統的設計及批量生產(chǎn)方式面臨著(zhù)嚴峻的挑戰。CAD/CAM技術(shù)就是為了滿(mǎn)足這些需求而采用的一種新方法。CAD/CAM的發(fā)展必將有利于發(fā)揮設計人員的創(chuàng )造性,提高企業(yè)的設計、生產(chǎn)及管理的水平,提高企業(yè)的市場(chǎng)競爭力。
計算機輔助設計及計算機輔助制造是計算機技術(shù)在機械加工領(lǐng)域中的主要兩個(gè)方面。它的出現使人們在產(chǎn)品的設計和產(chǎn)品生產(chǎn)中大大節省了時(shí)間,提高了效率,使產(chǎn)品的設計和制造實(shí)現了自動(dòng)化,人們通過(guò)整個(gè)系統(CAD/CAM)實(shí)現了對產(chǎn)品的設計、制造全過(guò)程的信息進(jìn)行處理。具體來(lái)說(shuō),CAD/CAM可以實(shí)現零件造型、計算分析、工程繪圖、結構分析、優(yōu)化設計、計算機輔助工藝規程設計、計算機輔助編程、模擬仿真、工程數據管理、信息傳輸與交換、特征造型等。
二、CAD/CAM的發(fā)展過(guò)程和應用現狀
二十世紀四五十年代計算機的出現為CAD/CAM的發(fā)展奠定了物質(zhì)基礎。六十年代美國人提出了人機交流、計算機圖形及交互技術(shù)等理論,從而為CAD/CAM技術(shù)的發(fā)展奠定了理論基礎。七十年代,交互計算機圖形學(xué)及計算機繪圖技術(shù)日趨成熟,并得到廣泛發(fā)展,面向中小企業(yè)的CAD/CAM開(kāi)始出現。在制造領(lǐng)域,美國辛辛那提公司研制出了一種柔性制造系統(FMS),但由于計算機技術(shù)的限制,其所能解決的問(wèn)題只是一些簡(jiǎn)單的產(chǎn)品設計制造問(wèn)題。
八十年代由于各種新的技術(shù)發(fā)展,在制造領(lǐng)域出現了產(chǎn)品設計過(guò)程相關(guān)的輔助軟件,如計算機輔助工藝規劃(CAPP)、計算機輔助質(zhì)量控制(CAQ)等。特別值得一提的是,在這些輔助技術(shù)的基礎上,八十年代后期出現了計算機集成制造系統(CIMS),它將CAD/CAM技術(shù)推向了一個(gè)更高的層次。到了九十年代,CAD/CAM已經(jīng)走出了它的初級階段,進(jìn)一步向標準化、集成化、智能化發(fā)展。到了二十一世紀,CAD/CAM已經(jīng)發(fā)展并應用于各行各業(yè),其銷(xiāo)售收入也節節攀升,僅2002年其全球銷(xiāo)售額就達近100億美元,并且以每年10%左右的速度增長(cháng)。綜上所述,我們不難發(fā)現CAD/CAM系統的社會(huì )需求量非常大,發(fā)展應用的前景也十分廣闊。
三、CAD/CAM在我國發(fā)展的情況
我國早在二十世紀七十年代就已經(jīng)開(kāi)展了CAD/CAM技術(shù)的研究。在八十年代,我國進(jìn)行了大規模的CAD/CAM技術(shù)研究和開(kāi)發(fā)。在“九五”計劃期間,國家科委將CAD應用作為四大工程之一(先進(jìn)制造技術(shù)、先進(jìn)信息工程、CIMS工程、CAD應用工程)。
四、CAD/CAM技術(shù)在工業(yè)中的應用
隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,CAD/CAM技術(shù)日益成熟,已經(jīng)廣泛應用于工程技術(shù)、機械制造等領(lǐng)域,成為一個(gè)技術(shù)含量密集的產(chǎn)業(yè),特別是在機械、農業(yè)、化工、航天、航空、軍事、汽車(chē)、電力、船舶、建筑等行業(yè)中的應用已經(jīng)較為普遍。
CAD系統的應用解決了產(chǎn)品設計數字化問(wèn)題,影響和改變著(zhù)工業(yè)的各個(gè)方面,使傳統的產(chǎn)品設計技術(shù)及方式發(fā)生了深刻的變革,大大提高了設計的質(zhì)量和效率。CAM系統的應用解決了實(shí)際產(chǎn)品的加工制造問(wèn)題,提高了零部件的加工精度和產(chǎn)品的制造質(zhì)量。CAD/CAM技術(shù)的應用,充分發(fā)揮了計算機及設備的能力,把計算機的高速度、準確性和大存儲量與技術(shù)人員的思維能力、綜合分析能力結合起來(lái),從而大幅提高了生產(chǎn)效率,縮短了產(chǎn)品的研發(fā)周期,提高了設計和制造的質(zhì)量,節約了原材料和能源,加速了產(chǎn)品更新?lián)Q代,提高了企業(yè)的競爭能力。
近年來(lái),一批反映時(shí)代潮流的商品化CAD/CAM軟件在我國廣泛使用,如Pro/E、CATIA、UG、Cimatron等。另外,國內一些公司開(kāi)發(fā)出了一批具有自主知識產(chǎn)權的CAD/CAM系統,如廣州紅地技術(shù)公司推出的金銀花CAD系統、北航海爾公司開(kāi)發(fā)的CAXA系列軟件、武漢開(kāi)目系列軟件等。這些系統已具有很強的實(shí)用性和先進(jìn)性,價(jià)格大大低于國外軟件,進(jìn)一步促進(jìn)了CAD/CAM技術(shù)在我國的應用和發(fā)展。
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