計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造相關(guān)的論文(2)
計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造相關(guān)的論文篇二
《淺談機(jī)械制造業(yè)中的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)》
摘要：隨著計(jì)算機(jī)的普及，機(jī)械設(shè)計(jì)越來越多地借助CAD軟件實(shí)現(xiàn)，機(jī)械設(shè)計(jì)對(duì)CAD的需求也不斷地增加。發(fā)動(dòng)機(jī)翻轉(zhuǎn)架計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的核心是翻轉(zhuǎn)架的三維實(shí)體建模。三維建模是在計(jì)算機(jī)中將翻轉(zhuǎn)架的實(shí)際形狀表示為三維的模型。模型中包括了翻轉(zhuǎn)架的幾何結(jié)構(gòu)的有關(guān)點(diǎn)、線、面、體等實(shí)際結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的各種信息，完整和準(zhǔn)確的表達(dá)了翻轉(zhuǎn)架具的線框模型、表面模型和實(shí)體模型。
關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì) 發(fā)展 應(yīng)用
中圖分類號(hào)：TH 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0745(2013)05-0147-01
一、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的內(nèi)涵及分類
CAD――計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)Computer Aided Design，是指工程技術(shù)人員以計(jì)算機(jī)為輔助工具來完成產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程中的各項(xiàng)工作，如草圖繪制、零件設(shè)汁、裝配設(shè)計(jì)、工裝設(shè)計(jì)、工程分析等。三維技術(shù)是一項(xiàng)建模技術(shù)，它是將產(chǎn)品的物理模型轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品的數(shù)據(jù)模型，并把建立的數(shù)據(jù)模型存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)內(nèi)供后續(xù)的計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)所共享，驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品生命周期的全過程。就目前三維技術(shù)可實(shí)現(xiàn)的功能而言，它是由在設(shè)計(jì)人員進(jìn)行產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上從事產(chǎn)品的幾何造型分析，完成產(chǎn)品幾何模型的建立，然后抽取模型中的有關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行工程分析和計(jì)算。
根據(jù)模型的不同，CAD系統(tǒng)一般分為二維CAD和三維CAD系統(tǒng)。二維CAD系統(tǒng)一般將產(chǎn)品和工程設(shè)計(jì)圖紙看成是“點(diǎn)、線、圓、弧、文本”等幾何元素的集合，系統(tǒng)內(nèi)表達(dá)的任何設(shè)計(jì)都變成了幾何圖形，所依賴的數(shù)學(xué)模型是幾何模型。二維CAD系統(tǒng)一般由圖形的輸入與編輯、硬件接口、數(shù)據(jù)接口和二次開發(fā)工具等幾部分組成。CAD軟件除計(jì)算機(jī)本身的軟件如操作系統(tǒng)、編譯程序外，CAD主要使用交互式圖形顯示軟件、CAD應(yīng)用軟件和數(shù)據(jù)管理軟件3類軟件。
三維CAD系統(tǒng)的核心是產(chǎn)品的三維模型。三維模型是在計(jì)算機(jī)中將產(chǎn)品的實(shí)際形狀表示為三維的模型，模型中包括了翻轉(zhuǎn)架的幾何結(jié)構(gòu)的有關(guān)點(diǎn)、線、面、體等實(shí)際結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的各種信息。計(jì)算機(jī)三維模型的描述經(jīng)歷了從線框模型、表面模型到實(shí)體模型的發(fā)展，所表達(dá)的幾何信息越來越完整和準(zhǔn)確，能解決“設(shè)計(jì)”的范圍越來越廣。
在機(jī)械設(shè)計(jì)中，CAD系統(tǒng)是進(jìn)行工程繪圖的一個(gè)很好的軟件平臺(tái)。CAD在機(jī)械設(shè)計(jì)尤其是機(jī)械制圖的應(yīng)用特點(diǎn)，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：一是建立圖層，方便控制圖形的線條特性等;二是可以很方便地繪制直線、圓、圓弧、多邊型等基本圖形;三是可以對(duì)基本圖形進(jìn)行鏡像、陣列、修剪、復(fù)制、旋轉(zhuǎn)、縮放等各種編輯操作，以形成復(fù)雜的圖形;四是可以將常用零件和表轉(zhuǎn)件分別建立元件庫(kù)，當(dāng)需要繪制這些圖形時(shí)，可以直接插入，而不必再重復(fù)繪制;五是可以方便地將已有的零件圖組裝成裝配圖;六是可以方便地通過裝配圖拆分出零件圖;七是可以設(shè)置繪圖環(huán)境，是機(jī)械圖形的線條寬度、線型、文字樣式等滿足國(guó)家機(jī)械制圖標(biāo)準(zhǔn)。另外，CAD系統(tǒng)在二維視圖、三維建模、渲染顯示、數(shù)據(jù)庫(kù)管理、Internet通信等方面的無縫整合更為出色。
二、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀
當(dāng)今，國(guó)外計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)領(lǐng)域的軟件發(fā)展迅速，開發(fā)和應(yīng)用的時(shí)間也較長(zhǎng)，所以它們發(fā)展比較成熟，現(xiàn)在基本上已經(jīng)占領(lǐng)了國(guó)際市場(chǎng).近年來，我國(guó)CAD技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用取得了長(zhǎng)足的發(fā)展，除對(duì)許多國(guó)外軟件進(jìn)行了漢化和二次開發(fā)以外，還誕生了不少具有自主版權(quán)的CAD系統(tǒng)。
計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)指利用計(jì)算機(jī)及其圖形設(shè)備幫助設(shè)計(jì)人員進(jìn)行設(shè)計(jì)工作，簡(jiǎn)稱CAD。在工程和產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，計(jì)算機(jī)可以幫助設(shè)計(jì)人員擔(dān)負(fù)計(jì)算、信息存儲(chǔ)和制圖等項(xiàng)工作。在設(shè)計(jì)中通常要用計(jì)算機(jī)對(duì)不同方案進(jìn)行大量的計(jì)算、分析和比較，以決定最優(yōu)方案;各種設(shè)計(jì)信息，不論是數(shù)字的、文字的或圖形的，都能存放在計(jì)算機(jī)的內(nèi)存或外存里，并能快速地檢索;設(shè)計(jì)人員通常用草圖開始設(shè)計(jì)，將草圖變?yōu)楣ぷ鲌D的繁重工作可以交給計(jì)算機(jī)完成;由計(jì)算機(jī)自動(dòng)產(chǎn)生的設(shè)計(jì)結(jié)果，可以快速作出圖形顯示出來，使設(shè)計(jì)人員及時(shí)對(duì)設(shè)計(jì)作出判斷和修改;利用計(jì)算機(jī)可以進(jìn)行與圖形的編輯、放大、縮小、平移和旋轉(zhuǎn)等有關(guān)的圖形數(shù)據(jù)加工工作。CAD 能夠減輕設(shè)計(jì)人員的勞動(dòng)，縮短設(shè)計(jì)周期和提高設(shè)計(jì)質(zhì)量。
CAD是一種技術(shù)，其中人與計(jì)算機(jī)結(jié)合為一個(gè)問題求解組，緊密配合，發(fā)揮各自所長(zhǎng)，從而使其工作優(yōu)化與每一方。CAD是一個(gè)系統(tǒng)，人們根據(jù)系統(tǒng)功能的要求，用有限的特征來描述問題，通過形式化用計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來表達(dá)特征，并將用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)描述的特征數(shù)據(jù)存放在數(shù)據(jù)庫(kù)之中。CAD 技術(shù)正向標(biāo)準(zhǔn)化、集成化、智能化方向發(fā)展。一些標(biāo)準(zhǔn)的圖形接口軟件和圖形功能相繼推出，為CAD 技術(shù)的推廣、軟件的移植和數(shù)據(jù)共享起了重要的促進(jìn)作用;系統(tǒng)構(gòu)造由過去的單一功能變成綜合功能，出現(xiàn)了計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與輔助制造聯(lián)成一體的計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng);固化技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、多處理機(jī)和并行處理技術(shù)在CAD中的應(yīng)用，極大地提高了CAD系統(tǒng)的性能;人工智能和專家系統(tǒng)技術(shù)引入CAD，出現(xiàn)了智能CAD技術(shù)，使CAD 系統(tǒng)的問題求解能力大為增強(qiáng)，設(shè)計(jì)過程更趨自動(dòng)化。現(xiàn)在，CAD 已在電子和電氣、科學(xué)研究、機(jī)械設(shè)計(jì)、軟件開發(fā)、機(jī)器人、服裝業(yè)、出版業(yè)、工廠自動(dòng)化、土木建筑、地質(zhì)、計(jì)算機(jī)藝術(shù)等各個(gè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。
三、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)存在的問題
我國(guó)CAD技術(shù)的應(yīng)用依然存在著許多不足：不少的企業(yè)對(duì)CAD的認(rèn)識(shí)還僅僅停留在繪圖階段，從而使CAD產(chǎn)生的效益尚未得到充分發(fā)揮; CAD軟件應(yīng)用人員參差不齊，不能讓CAD軟件得到的高效率應(yīng)用;在引進(jìn)CAD技術(shù)時(shí)存在著盲目性傾向;引進(jìn)的CAD系統(tǒng)的二次開發(fā)跟不上，致使引進(jìn)軟件的效率不能完全發(fā)揮;國(guó)內(nèi)CAD技術(shù)水平還處于高技術(shù)集成和向產(chǎn)業(yè)化、商品化過渡的時(shí)期，自主開發(fā)的模具CAD系統(tǒng)商品化程度不夠高，功能和穩(wěn)定方面與國(guó)外先進(jìn)軟件還有很大差距。
四、結(jié)語
綜上所述，目前CAD已經(jīng)在機(jī)械設(shè)計(jì)中發(fā)揮了重要的作用，使機(jī)械設(shè)計(jì)提高到全新的水平。研究和應(yīng)用以CAD為基礎(chǔ)的機(jī)械設(shè)計(jì)是開發(fā)企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新的主要目標(biāo)。CAD知識(shí)的應(yīng)用使機(jī)械設(shè)計(jì)的功能和自動(dòng)化水平大大提高，促進(jìn)了產(chǎn)品設(shè)計(jì)和機(jī)械工程的創(chuàng)新開發(fā)，從而增強(qiáng)了企業(yè)的技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)力，提高了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。通過研究和計(jì)算翻轉(zhuǎn)架的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，可以了解到CAD能夠極大地提到設(shè)計(jì)質(zhì)量，減輕設(shè)計(jì)人員的勞動(dòng)，縮短設(shè)計(jì)周期，降低產(chǎn)品成本，為開發(fā)新產(chǎn)品和新工藝創(chuàng)造了有利條件。
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