1、CADCAD技術(shù)及其在工程中的應(yīng)用技術(shù)及其在工程中的應(yīng)用 計(jì)算機(jī)的介入給設(shè)計(jì)帶來了巨大了的變革，傳統(tǒng)意計(jì)算機(jī)的介入給設(shè)計(jì)帶來了巨大了的變革，傳統(tǒng)意義上的設(shè)計(jì)觀念、設(shè)計(jì)方法及設(shè)計(jì)方式等都在計(jì)算機(jī)義上的設(shè)計(jì)觀念、設(shè)計(jì)方法及設(shè)計(jì)方式等都在計(jì)算機(jī)的沖擊下進(jìn)行著不斷的調(diào)整和變化。的沖擊下進(jìn)行著不斷的調(diào)整和變化。“21“21世紀(jì)的產(chǎn)品世紀(jì)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)是計(jì)算機(jī)輔助下的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)是計(jì)算機(jī)輔助下的設(shè)計(jì)”，已經(jīng)成為事實(shí)，無需，已經(jīng)成為事實(shí)，無需語言的證明。任何工程技術(shù)人員如果不能掌握這項(xiàng)技語言的證明。任何工程技術(shù)人員如果不能掌握這項(xiàng)技術(shù)，都是無法想象的。術(shù)，都是無法想象的。 如何成為一名CAD設(shè)計(jì)師三個(gè)問題： CAD

2、技術(shù)及其發(fā)展歷程和趨勢(shì)， CAD系統(tǒng)的構(gòu)成和功能，常用 CAD軟件 CAD技術(shù)在工程中的應(yīng)用 CADCAD技術(shù)及其發(fā)展歷程和趨勢(shì)，技術(shù)及其發(fā)展歷程和趨勢(shì)，CADCAD系統(tǒng)的系統(tǒng)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(shù)技術(shù)1.1.1 1.1.1 什么是什么是CADCAD CADCAD是工程技術(shù)人員與計(jì)算是工程技術(shù)人員與計(jì)算機(jī)相結(jié)合、各盡所長(zhǎng)、應(yīng)用多機(jī)相結(jié)合、各盡所長(zhǎng)、應(yīng)用多學(xué)科的方法綜合有效地進(jìn)行問學(xué)科的方法綜合有效地進(jìn)行問題求解的先進(jìn)信息處理技術(shù)。題求解的先進(jìn)信息處理技術(shù)。它把人類的決策判斷、創(chuàng)造能它把人類的決策判斷、創(chuàng)造能力與計(jì)算機(jī)的高速運(yùn)算

3、、信息力與計(jì)算機(jī)的高速運(yùn)算、信息存儲(chǔ)等功能有機(jī)結(jié)合起來，從存儲(chǔ)等功能有機(jī)結(jié)合起來，從而達(dá)到縮短工程產(chǎn)品設(shè)計(jì)周期、而達(dá)到縮短工程產(chǎn)品設(shè)計(jì)周期、提高設(shè)計(jì)質(zhì)量的目的。提高設(shè)計(jì)質(zhì)量的目的。 簡(jiǎn)單地講，簡(jiǎn)單地講，CADCAD是工程技術(shù)是工程技術(shù)人員利用計(jì)算機(jī)達(dá)到最佳的設(shè)人員利用計(jì)算機(jī)達(dá)到最佳的設(shè)計(jì)目的。計(jì)目的。CADCAD是是Computer Aided DesignComputer Aided Design（計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)）的縮寫計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)）的縮寫CADCAD概念的實(shí)質(zhì)在于：概念的實(shí)質(zhì)在于： （1 1）人機(jī)各盡所長(zhǎng)；）人機(jī)各盡所長(zhǎng)； （2 2）人機(jī)交互結(jié)合；）人機(jī)交互結(jié)合； （3 3）最佳設(shè)計(jì)效率

4、。）最佳設(shè)計(jì)效率。 CADCAD技術(shù)的主要作用如下技術(shù)的主要作用如下: : （1 1）提高設(shè)計(jì)質(zhì)量和設(shè)計(jì)效率。）提高設(shè)計(jì)質(zhì)量和設(shè)計(jì)效率。 （2 2）能夠充分發(fā)揮設(shè)計(jì)人員創(chuàng)造性。）能夠充分發(fā)揮設(shè)計(jì)人員創(chuàng)造性。 （3 3）縮短設(shè)計(jì)周期。）縮短設(shè)計(jì)周期。1.1.2 1.1.2 CADCAD技術(shù)發(fā)展歷程技術(shù)發(fā)展歷程 CADCAD技術(shù)隨著計(jì)算機(jī)及其外圍設(shè)備、圖形輸入輸出設(shè)備、軟件技技術(shù)隨著計(jì)算機(jī)及其外圍設(shè)備、圖形輸入輸出設(shè)備、軟件技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展。術(shù)的發(fā)展而發(fā)展。（1 1）準(zhǔn)備和誕生時(shí)期（）準(zhǔn)備和誕生時(shí)期（2020世紀(jì)世紀(jì)50-6050-60年代）年代） 電子管計(jì)算機(jī)電子管計(jì)算機(jī) 1950 1950 麻

5、省理工學(xué)院（麻省理工學(xué)院（MITMIT）能夠顯示簡(jiǎn)單圖形的圖形顯示器能夠顯示簡(jiǎn)單圖形的圖形顯示器 1958 1958 滾筒式繪圖機(jī)滾筒式繪圖機(jī) 1959 1959 麻省理工學(xué)院（麻省理工學(xué)院（MITMIT）在一次學(xué)會(huì)上明確提出了在一次學(xué)會(huì)上明確提出了CADCAD的的 概念概念 （2 2） 蓬勃發(fā)展和進(jìn)入應(yīng)用的時(shí)期（蓬勃發(fā)展和進(jìn)入應(yīng)用的時(shí)期（ 20 20世紀(jì)世紀(jì)6060年代）年代） 兩次對(duì)兩次對(duì)CADCAD產(chǎn)生重大影響的事件：產(chǎn)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(tǒng)；系統(tǒng)；

6、 1963 1963年，年，GMGM和和IBMIBM公司開發(fā)出了公司開發(fā)出了DACDAC1 1系統(tǒng)（世界上第一系統(tǒng)（世界上第一 套套CADCAD系統(tǒng)）；系統(tǒng)）； 計(jì)算機(jī)及圖形設(shè)備價(jià)格昂貴，技術(shù)復(fù)雜。計(jì)算機(jī)及圖形設(shè)備價(jià)格昂貴，技術(shù)復(fù)雜。 （3 3）廣泛應(yīng)用時(shí)期（）廣泛應(yīng)用時(shí)期（ 20 20世紀(jì)世紀(jì)7070年代）年代） 集成電路用于計(jì)算機(jī)，使計(jì)算機(jī)平臺(tái)的性能大為提高。集成電路用于計(jì)算機(jī)，使計(jì)算機(jī)平臺(tái)的性能大為提高。 出現(xiàn)了以小型計(jì)算機(jī)為平臺(tái)的出現(xiàn)了以小型計(jì)算機(jī)為平臺(tái)的CADCAD系統(tǒng)。系統(tǒng)。 圖形軟件和圖形軟件和CADCAD應(yīng)用支撐軟件不斷得到充實(shí)與提高應(yīng)用支撐軟件不斷得到充實(shí)與提高。（4 4）飛

7、速發(fā)展時(shí)期（）飛速發(fā)展時(shí)期（ 20 20世紀(jì)世紀(jì)8080年代）年代） 出現(xiàn)了大規(guī)模與超大規(guī)模集成電路，使微機(jī)進(jìn)入市場(chǎng)。出現(xiàn)了大規(guī)模與超大規(guī)模集成電路，使微機(jī)進(jìn)入市場(chǎng)。 推出了以推出了以UNIXUNIX系統(tǒng)支撐的系統(tǒng)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(shí)期（）日趨成熟的時(shí)期（ 20 20世紀(jì)世紀(jì)9090年代以后）年代以后） 出現(xiàn)基于出現(xiàn)基于PCPC平臺(tái)的價(jià)廉物美的平臺(tái)的價(jià)廉物美的CADCAD系統(tǒng)。系統(tǒng)。 CADCAD系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化：推出了系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化：推出了CGICGI、OpenGLOpenGL、IGESIGES、STEPSTEP等等 圖形標(biāo)

8、準(zhǔn)。圖形標(biāo)準(zhǔn)。 v 。 1.3 常用CAD軟件 1) AutoCAD1) AutoCAD AutoCAD AutoCAD是是AutodeskAutodesk公司開發(fā)的，是我們最為熟悉、用公司開發(fā)的，是我們最為熟悉、用途最為廣泛的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件，該軟件以幾分之一的成本提途最為廣泛的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件，該軟件以幾分之一的成本提供了與專用小型機(jī)系統(tǒng)幾乎相當(dāng)?shù)睦L圖能力，它向原來只能用手供了與專用小型機(jī)系統(tǒng)幾乎相當(dāng)?shù)睦L圖能力，它向原來只能用手工進(jìn)行繪圖和草圖設(shè)計(jì)的工程師、設(shè)計(jì)師和建筑師提供了工進(jìn)行繪圖和草圖設(shè)計(jì)的工程師、設(shè)計(jì)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(dāng)容易，用戶一旦學(xué)會(huì)的功能非常健全，用起來相當(dāng)容易，用戶一旦學(xué)會(huì)程序命令和菜單結(jié)構(gòu)，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(jié)構(gòu)，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(jìn)一步增的性能由寵大的第三方的工作而得到進(jìn)一步增強(qiáng)。強(qiáng)。AutoCADAutoCAD自身只提供了一些程序，使特殊的用戶能對(duì)基自身只提供了一些程序，使特殊的用戶能對(duì)基本的本的AutoCADAutoCAD進(jìn)行改造工作。目前國(guó)內(nèi)的許多機(jī)械設(shè)計(jì)、建進(jìn)行改造工作。目前國(guó)內(nèi)的許多機(jī)械設(shè)計(jì)、建筑設(shè)計(jì)的中文版專業(yè)軟件的內(nèi)核都

10、是筑設(shè)計(jì)的中文版專業(yè)軟件的內(nèi)核都是AutoCADAutoCAD。 AutoCAD AutoCAD最大的優(yōu)勢(shì)是繪制工程制圖，它專業(yè)性強(qiáng)，繪最大的優(yōu)勢(shì)是繪制工程制圖，它專業(yè)性強(qiáng)，繪制精度高，幾乎可以滿足機(jī)械制圖中的所有精度要求。這制精度高，幾乎可以滿足機(jī)械制圖中的所有精度要求。這一特點(diǎn)使一特點(diǎn)使AutoCADAutoCAD在建筑、室內(nèi)設(shè)計(jì)中的運(yùn)用相當(dāng)廣泛，但在建筑、室內(nèi)設(shè)計(jì)中的運(yùn)用相當(dāng)廣泛，但對(duì)產(chǎn)品建模卻有一定的限制性。對(duì)產(chǎn)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(shè)計(jì)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(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上又有了質(zhì)的飛躍。它具有以下特點(diǎn)；低成本運(yùn)行環(huán)境，高速度圖形顯示；全中文人機(jī)界面，自由的定制操作；符合標(biāo)準(zhǔn)的開放體系，全面開放的開發(fā)平臺(tái)；快捷的交互方式，直觀的拖畫設(shè)計(jì)；動(dòng)態(tài)導(dǎo)航定位，全程在線幫助等特點(diǎn)。2) CAXA電子圖板 3) 3DSMAX 3D Studio MAX3D Studio MAX（3DMAX3DMAX）是由是由AutodeskAutodesk公司開發(fā)的微機(jī)動(dòng)畫制作公司開發(fā)的微機(jī)動(dòng)畫制作系統(tǒng)，在系統(tǒng)，在19961996年，該軟件一發(fā)布，其優(yōu)異的性能就引起了廣大動(dòng)畫制年，該軟件一發(fā)布，其優(yōu)異的性能就引起了廣大動(dòng)

12、畫制作用戶的關(guān)注，并迅速推廣，甚至應(yīng)用于影視方面的動(dòng)畫制作。作用戶的關(guān)注，并迅速推廣，甚至應(yīng)用于影視方面的動(dòng)畫制作。 3 3DMAXDMAX由于有參數(shù)尺寸直接鍵入的功能和強(qiáng)大的由于有參數(shù)尺寸直接鍵入的功能和強(qiáng)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(jī)上都能自如運(yùn)用。因此，在建模上已逐漸取代機(jī)上都能自如運(yùn)用。因此，在建模上已逐漸取代AutoCADAutoCAD而被廣泛運(yùn)而被廣泛運(yùn)用。用。4) Pro/Engineer Pro/ENGINEERPro/ENGINEER

13、（Pro/EPro/E）是由美國(guó)是由美國(guó)PTCPTC公司開發(fā)的惟一的一整套工業(yè)公司開發(fā)的惟一的一整套工業(yè)設(shè)計(jì)自動(dòng)化軟件產(chǎn)品，它以參數(shù)化和基于特征建模的技術(shù)，提供給設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)自動(dòng)化軟件產(chǎn)品，它以參數(shù)化和基于特征建模的技術(shù)，提供給設(shè)計(jì)師一個(gè)革命性的方法去實(shí)現(xiàn)工業(yè)設(shè)計(jì)自動(dòng)化。師一個(gè)革命性的方法去實(shí)現(xiàn)工業(yè)設(shè)計(jì)自動(dòng)化。 Pro/E Pro/E是由一個(gè)產(chǎn)品系列模塊組成的，專門應(yīng)用于產(chǎn)品從設(shè)計(jì)到制是由一個(gè)產(chǎn)品系列模塊組成的，專門應(yīng)用于產(chǎn)品從設(shè)計(jì)到制造全過程的產(chǎn)品系列，這些模塊都可以在應(yīng)用包中購買，允許用戶構(gòu)成造全過程的產(chǎn)品系列，這些模塊都可以在應(yīng)用包中購買，允許用戶構(gòu)成適合自己需要的適合自己需要的Pro/EP

14、ro/E結(jié)構(gòu)，另外還允許持有許可證的共享用戶在網(wǎng)絡(luò)中結(jié)構(gòu)，另外還允許持有許可證的共享用戶在網(wǎng)絡(luò)中“浮動(dòng)地浮動(dòng)地”選擇模塊。所以，選擇模塊。所以，Pro/EPro/E是目前計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)中最為專業(yè)的是目前計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)中最為專業(yè)的軟件之一。軟件之一。減速器建模與裝配Pro/E下動(dòng)畫仿真2 CAD技術(shù)在工程中的應(yīng)用 CADCAD是計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程設(shè)計(jì)學(xué)科相結(jié)合形成的新興是計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程設(shè)計(jì)學(xué)科相結(jié)合形成的新興技術(shù)，是計(jì)算機(jī)在工程中最有影響的應(yīng)用技術(shù)之一。技術(shù)，是計(jì)算機(jī)在工程中最有影響的應(yīng)用技術(shù)之一。CADCAD技術(shù)曾被美國(guó)國(guó)家工程科學(xué)院評(píng)為當(dāng)代十項(xiàng)最杰出的工技術(shù)曾被美國(guó)國(guó)家工程科學(xué)院評(píng)為當(dāng)代十項(xiàng)

15、最杰出的工程技術(shù)成就之一。程技術(shù)成就之一。 當(dāng)前，當(dāng)前，無論是軍事工業(yè)還是民用工業(yè)，無論是建筑無論是軍事工業(yè)還是民用工業(yè)，無論是建筑行業(yè)還是制造加工行業(yè)，無論是機(jī)械、電子、輕紡行業(yè)行業(yè)還是制造加工行業(yè)，無論是機(jī)械、電子、輕紡行業(yè)還是文體、影視廣告行業(yè)等都離不開還是文體、影視廣告行業(yè)等都離不開CADCAD技術(shù)。技術(shù)。 這是一項(xiàng)既實(shí)用這是一項(xiàng)既實(shí)用而又具美感的系統(tǒng)化而又具美感的系統(tǒng)化設(shè)計(jì)。從設(shè)計(jì)物設(shè)計(jì)。從設(shè)計(jì)物的生產(chǎn)方式來看的生產(chǎn)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(shè)計(jì)藝設(shè)計(jì) 工業(yè)設(shè)計(jì)2.1 產(chǎn)品設(shè)計(jì)手工手工藝設(shè)計(jì)具有文化性、多樣性和個(gè)性化的特征藝設(shè)計(jì)具有文化性、多樣

16、性和個(gè)性化的特征：2 2.1.1 .1.1 手工手工藝設(shè)計(jì)藝設(shè)計(jì)首飾和擺設(shè)手工手工藝設(shè)計(jì)（一）藝設(shè)計(jì)（一） 珠寶首飾設(shè)計(jì)珠寶首飾設(shè)計(jì)珠寶設(shè)計(jì)珠寶設(shè)計(jì)手工手工藝設(shè)計(jì)（二）藝設(shè)計(jì)（二） 家俱設(shè)計(jì)家俱設(shè)計(jì) 這這是以是以群體群體和大和大量生產(chǎn)為基礎(chǔ)量生產(chǎn)為基礎(chǔ)，應(yīng)用應(yīng)用不同功能的不同功能的設(shè)備設(shè)備，對(duì)原料進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化對(duì)原料進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化、大批量加工的、大批量加工的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)形式。形式。 是當(dāng)前最熱門專業(yè)之一。是當(dāng)前最熱門專業(yè)之一。工業(yè)設(shè)計(jì)工業(yè)設(shè)計(jì)是以作是以作為為人人產(chǎn)品產(chǎn)品環(huán)境環(huán)境社會(huì)社會(huì)的中的中介介為設(shè)計(jì)原則為設(shè)計(jì)原則2.1.2 2.1.2 工業(yè)設(shè)計(jì)工業(yè)設(shè)計(jì)工業(yè)設(shè)計(jì)（一）工業(yè)設(shè)計(jì)（一） 工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)工業(yè)產(chǎn)品

17、設(shè)計(jì)( (機(jī)械產(chǎn)品）機(jī)械產(chǎn)品）浴室用品浴室用品設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)工業(yè)設(shè)計(jì)（二）工業(yè)設(shè)計(jì)（二） 家庭用品設(shè)計(jì)家庭用品設(shè)計(jì)烹飪產(chǎn)品的設(shè)計(jì)烹飪產(chǎn)品的設(shè)計(jì)工業(yè)設(shè)計(jì)（三）工業(yè)設(shè)計(jì)（三） 電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)喬布斯喬布斯蘋果電腦蘋果電腦, , 科技科技產(chǎn)品產(chǎn)品中的精品中的精品羅技的頂級(jí)鼠標(biāo)羅技的頂級(jí)鼠標(biāo)數(shù)碼相機(jī)數(shù)碼相機(jī)兒童玩具設(shè)計(jì)工業(yè)設(shè)計(jì)（四）工業(yè)設(shè)計(jì)（四） 玩具設(shè)計(jì)玩具設(shè)計(jì) 室內(nèi)環(huán)境設(shè)計(jì)室內(nèi)環(huán)境設(shè)計(jì)室外環(huán)境設(shè)計(jì)室外環(huán)境設(shè)計(jì)2.3 空間/環(huán)境設(shè)計(jì) 建筑設(shè)計(jì)建筑設(shè)計(jì)這這是是建筑建筑物的物的結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)、空間空間、造型及功能等方面的、造型及功能等方面的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)：空間空間/ /環(huán)境設(shè)計(jì)（一）環(huán)境設(shè)計(jì)（一） 建筑設(shè)計(jì)建筑設(shè)

18、計(jì) 這這是是建筑物內(nèi)部的空間構(gòu)成建筑物內(nèi)部的空間構(gòu)成、功能要求和、功能要求和樣式風(fēng)格的設(shè)計(jì)樣式風(fēng)格的設(shè)計(jì)。由。由于于家具家具在室內(nèi)在室內(nèi)環(huán)境環(huán)境中起著重要的作用，家具中起著重要的作用，家具設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)也可也可屬于這一范疇屬于這一范疇?？臻g空間/ /環(huán)境設(shè)計(jì)（二）環(huán)境設(shè)計(jì)（二） 室內(nèi)環(huán)境設(shè)計(jì)室內(nèi)環(huán)境設(shè)計(jì)空間空間/ /環(huán)境設(shè)計(jì)（三）環(huán)境設(shè)計(jì)（三） 室外環(huán)境設(shè)計(jì)室外環(huán)境設(shè)計(jì) 在在CADCAD設(shè)計(jì)的實(shí)踐活動(dòng)中設(shè)計(jì)的實(shí)踐活動(dòng)中，跨，跨領(lǐng)域的運(yùn)作領(lǐng)域的運(yùn)作是非常普遍的，例如是非常普遍的，例如“企業(yè)企業(yè)形象形象設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)” ” ，是以是以企業(yè)企業(yè)管管理理為基礎(chǔ)為基礎(chǔ)，融合，融合傳播學(xué)傳播學(xué)、市場(chǎng)學(xué)、市場(chǎng)學(xué)、心理學(xué)心理學(xué)等多等多種學(xué)種學(xué)科的研究