第2章CAD系統(tǒng)的硬件及軟件§2.1CAD系統(tǒng)的組成和分類§2.2CAD系統(tǒng)的硬件§2.3CAD系統(tǒng)的軟件§2.4CAD系統(tǒng)軟硬件的選用原則§2.1CAD系統(tǒng)的組成和分類1.系統(tǒng)的組成§2.1CAD系統(tǒng)的組成和分類軟件+硬件硬件：可以觸摸到的物理設(shè)備，由計(jì)算機(jī)、外圍設(shè)備組成作用：為CAD系統(tǒng)提供潛在的能力，是CAD系統(tǒng)的基礎(chǔ)。§2.1CAD系統(tǒng)的組成和分類軟件：通常是指程序及相關(guān)的文檔軟件系統(tǒng)：包括系統(tǒng)軟件、支撐軟件和應(yīng)用軟件。作用：是開(kāi)發(fā)、利用硬件其能力的鑰匙。CAD系統(tǒng)的組成：是由計(jì)算機(jī)、外圍設(shè)備等硬件和控制這些硬件運(yùn)行的指令、程序及文檔即軟件組成，通常包含若干功能模塊?！?.1CAD系統(tǒng)的組成和分類§2.1CAD系統(tǒng)的組成和分類2、CAD系統(tǒng)的分類1）集中式大（中）型機(jī)CAD系統(tǒng)圖2-2大型機(jī)CAD/CAM系統(tǒng)§2.1CAD系統(tǒng)的組成和分類★

主要優(yōu)點(diǎn)：①系統(tǒng)具有一個(gè)大型的數(shù)據(jù)庫(kù)，可對(duì)數(shù)據(jù)實(shí)行綜合管理和維護(hù)；②計(jì)算速度快；③給企業(yè)的集成管理帶來(lái)方便；④提高了企業(yè)在設(shè)計(jì)、制造方面的效率；★

主要缺點(diǎn)：①安全性能低，如果主機(jī)出現(xiàn)故障，則整個(gè)系統(tǒng)都不能工作；②終端距離不能太大；③隨著計(jì)算機(jī)總負(fù)荷的增加，系統(tǒng)的響應(yīng)速度將降低。尤其在三維造型和進(jìn)行有限元分析時(shí)。

§2.1CAD系統(tǒng)的組成和分類2）小型機(jī)CAD系統(tǒng)§2.1CAD系統(tǒng)的組成和分類大型計(jì)算機(jī)深藍(lán)(DeepBlue)1997年5月11日<人機(jī)世紀(jì)大戰(zhàn)>擊敗棋王卡斯帕羅夫小型機(jī)鼻祖DEC--pdp-8（1965年）§2.1CAD系統(tǒng)的組成和分類小型機(jī)CAD系統(tǒng)投資規(guī)模適中，能滿足一般工程及產(chǎn)品設(shè)計(jì)的需要，當(dāng)時(shí)多用于大中型企業(yè)的設(shè)計(jì)部門。但在80年代中期以后，由于工作站的問(wèn)世和異種機(jī)之間聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，從目前來(lái)看，這種類型的CAD系統(tǒng)逐漸被工作站組成的CAD系統(tǒng)所代替。3）工作站CAD系統(tǒng)以工作站為基礎(chǔ)的CAD/CAM系統(tǒng)與分時(shí)系統(tǒng)的小型機(jī)CAD/CAM系統(tǒng)不同，一臺(tái)工作站只能一人使用，并且具有聯(lián)網(wǎng)功能。其處理速度很快，一般都趕上或超過(guò)了過(guò)去的小型和中型計(jì)算機(jī)的速度。當(dāng)前某些高檔工作站的處理速度更高，它以達(dá)到甚至超過(guò)小巨機(jī)的水平。這類工作站一般都采用RISC技術(shù)和開(kāi)放系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則，用UNIX作為它們的操作系統(tǒng)?！?.1CAD系統(tǒng)的組成和分類§2.1CAD系統(tǒng)的組成和分類4）PC微機(jī)CAD系統(tǒng)以工作站為基礎(chǔ)的CAD/CAM系統(tǒng)與分時(shí)系統(tǒng)的小型機(jī)CAD/CAM系統(tǒng)不同，一臺(tái)工作站只能一人使用，并且具有聯(lián)網(wǎng)功能。其處理速度很快，一般都趕上或超過(guò)了過(guò)去的小型和中型計(jì)算機(jī)的速度。當(dāng)前某些高檔工作站的處理速度更高，它以達(dá)到甚至超過(guò)小巨機(jī)的水平。這類工作站一般都采用RISC技術(shù)和開(kāi)放系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則，用UNIX作為它們的操作系統(tǒng)?！?.1CAD系統(tǒng)的組成和分類圖2-5PC機(jī)系統(tǒng)§2.2CAD系統(tǒng)的硬件搬運(yùn)機(jī)械NC機(jī)床機(jī)器人自動(dòng)測(cè)試裝置操縱桿光筆數(shù)字化儀鼠標(biāo)鍵盤顯示終端硬盤繪圖儀圖形終端打印機(jī)計(jì)算機(jī)（主機(jī)）§2.2CAD系統(tǒng)的硬件§2.2CAD系統(tǒng)的硬件1.計(jì)算機(jī)系統(tǒng)1）主機(jī)主機(jī)由中央處理器(CPU)和內(nèi)存儲(chǔ)器兩部分組成。衡量主機(jī)的技術(shù)指標(biāo)主要有以下三項(xiàng):運(yùn)算速度、字長(zhǎng)、內(nèi)存容量2）外存儲(chǔ)器外存儲(chǔ)器的特點(diǎn)是容量大，可達(dá)數(shù)百或上千個(gè)GB，但它的存取速度往往比內(nèi)存要慢許多。

§2.2CAD系統(tǒng)的硬件2圖形輸入設(shè)備1）鍵盤2）鼠標(biāo)（機(jī)械、光電）§2.2CAD系統(tǒng)的硬件3）光筆4）圖形掃描儀§2.2CAD系統(tǒng)的硬件§2.2CAD系統(tǒng)的硬件5）數(shù)據(jù)手套§2.2CAD系統(tǒng)的硬件6）位置傳感器7）數(shù)字化儀8）圖形輸入板§2.2CAD系統(tǒng)的硬件8)觸摸屏

在普通的顯示屏基礎(chǔ)上，附加了坐標(biāo)定位裝置，從而感知接觸點(diǎn)的位置。工作原理：當(dāng)手指觸摸屏幕時(shí)，觸感可由傳感系統(tǒng)獲得，通過(guò)相應(yīng)的電路就可以檢測(cè)到該點(diǎn)的位置。

如將應(yīng)用軟件的菜單提示于屏幕上，利用觸摸技術(shù)，手指直接“點(diǎn)菜”，既直觀又方便，不易出錯(cuò)。

傳感系統(tǒng)：紅外式、電容式、機(jī)械式§2.2CAD系統(tǒng)的硬件§2.2CAD系統(tǒng)的硬件3.圖形輸出設(shè)備1）.打印機(jī)針式、噴墨、激光、靜電等2）.圖形顯示器刷新式存儲(chǔ)管光柵式§2.2CAD系統(tǒng)的硬件3.筆式繪圖機(jī)1）滾筒式繪圖機(jī)a)原理b)結(jié)構(gòu)筆式繪圖機(jī)工作原理是以墨水筆作為繪圖工具，計(jì)算機(jī)通過(guò)程序指令控制筆和紙的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)，對(duì)圖形的顏色、圖形中的線型以及繪圖過(guò)程中抬筆、落筆動(dòng)作加以控制，由此將屏幕顯示的圖形或存儲(chǔ)器中的圖形輸出?！?.2CAD系統(tǒng)的硬件滾筒式特點(diǎn)：紙與筆都動(dòng)，結(jié)構(gòu)緊湊，速度快，精度低，適合繪制大型的工程圖?！?.2CAD系統(tǒng)的硬件2)平板式繪圖機(jī)§2.2CAD系統(tǒng)的硬件平板式特點(diǎn)：紙不動(dòng)、筆在x、y兩方向運(yùn)動(dòng)，繪圖者可自始至終觀察繪圖過(guò)程；速度稍慢，精度高，工程圖紙質(zhì)量高；價(jià)格比較貴，而且占地面積大，幅面受限制?！?.2CAD系統(tǒng)的硬件4．噴墨繪圖機(jī)噴墨繪圖機(jī)與噴墨打印機(jī)的工作原理是一樣的，所不同的只是幅面大小的不同。幅面有A0和A1兩種，分辨率為600dpi或更高。由于噴墨繪圖機(jī)可輸出單色或彩色的圖形、圖像和文字等，速度又比筆式繪圖機(jī)快，在CAD系統(tǒng)中應(yīng)用也越來(lái)越多。

§2.3CAD系統(tǒng)的軟件1.CAD軟件的基本組成1）系統(tǒng)軟件操作系統(tǒng)語(yǔ)言編譯系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)通訊與管理軟件數(shù)據(jù)庫(kù)及其管理軟件2）支撐軟件幾何造型、有限元分析、優(yōu)化設(shè)計(jì)、系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)仿真§2.3CAD系統(tǒng)的軟件§2.3CAD系統(tǒng)的軟件3）應(yīng)用軟件用戶開(kāi)發(fā)的專用軟件§2.3CAD系統(tǒng)的軟件2.典型的商業(yè)CAD軟件AutoCADMDTAPTPro/EI-DeasUGII§2.3CAD系統(tǒng)的軟件CAD-KeySolidworksMasterCAMCATTIASurCAM開(kāi)目CAD高華CAD北航應(yīng)用軟件是在系統(tǒng)軟件和支撐軟件基礎(chǔ)上，針對(duì)用戶具體要求而開(kāi)發(fā)的程序。

在具體的CAD應(yīng)用中，根據(jù)用戶要求開(kāi)發(fā)用戶化的應(yīng)用程序，必須能進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)。如：塑料模具設(shè)計(jì)軟件、冷沖模具設(shè)計(jì)軟件、組合機(jī)床設(shè)計(jì)軟件、機(jī)床夾具設(shè)計(jì)軟件…應(yīng)用軟件重要性：應(yīng)用軟件體現(xiàn)了CAD系統(tǒng)解決具體實(shí)際問(wèn)題的功能，應(yīng)用軟件的水平、質(zhì)量及可靠性往往是決定CAD系統(tǒng)生產(chǎn)效益的關(guān)鍵因素檢索型自動(dòng)型交互型智能型

分類：原理：人們預(yù)先將已定型的產(chǎn)品資料(圖樣、技術(shù)文件等)存入計(jì)算機(jī)，并設(shè)計(jì)檢索程序。系統(tǒng)工作時(shí)，根據(jù)用戶輸入的設(shè)計(jì)初始參數(shù)，選擇標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品圖樣及有關(guān)數(shù)據(jù)，并能調(diào)用系統(tǒng)中的標(biāo)準(zhǔn)程序庫(kù)及圖形庫(kù)，計(jì)算相應(yīng)的參數(shù)及繪制圖形。1．檢索型設(shè)計(jì)任務(wù)及設(shè)計(jì)指標(biāo)輸入初始參數(shù)選擇標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品圖樣及有關(guān)參數(shù)修改參數(shù)確認(rèn)滿意決定尺寸、繪制參數(shù)及輔助參數(shù)自動(dòng)繪圖確認(rèn)滿意輸出設(shè)計(jì)結(jié)果標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫(kù)標(biāo)準(zhǔn)圖形庫(kù)標(biāo)準(zhǔn)程序庫(kù)繪圖程序庫(kù)NNYY用途：這種系統(tǒng)適用于產(chǎn)品定型之后標(biāo)準(zhǔn)化、系列化的設(shè)計(jì)，如標(biāo)準(zhǔn)件、電機(jī)、水泵等產(chǎn)品的設(shè)計(jì)。特點(diǎn):

通用性差；由于設(shè)計(jì)過(guò)程中不提供人工干預(yù)功能，所以不適于新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)。2.自動(dòng)型

自動(dòng)型系統(tǒng)是設(shè)計(jì)者預(yù)先將待解決的問(wèn)題建立數(shù)學(xué)模型，找到目標(biāo)函數(shù)，將其求解過(guò)程編成程序輸入計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，根據(jù)輸入的參數(shù)自動(dòng)進(jìn)行數(shù)學(xué)模型求解，不需人工介入范圍：適用于事先能夠用數(shù)學(xué)模型描述的一類設(shè)計(jì)問(wèn)題。如刀具設(shè)計(jì)、軸承設(shè)計(jì)，齒輪設(shè)計(jì)3．交互型原理：利用輸入、輸出設(shè)備，通過(guò)人機(jī)對(duì)話的方式完成CAD的工作。范圍：

適合于復(fù)雜結(jié)構(gòu)或新產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)工作。輸入設(shè)計(jì)要求建立設(shè)計(jì)模型方案設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)輸出圖樣、文件CAPPNC自動(dòng)編程加工模擬加工制造評(píng)價(jià)評(píng)價(jià)在CAD系統(tǒng)中引入人工智能技術(shù)，使計(jì)算機(jī)在專家級(jí)水平上工作4．智能型原理：

設(shè)計(jì)系統(tǒng)時(shí)：①

建立知識(shí)庫(kù)；②設(shè)置推理機(jī)構(gòu)；知識(shí)庫(kù)：

領(lǐng)域內(nèi)專家的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)；推理機(jī)構(gòu)的作用：在求解問(wèn)題時(shí)，模仿人類專家進(jìn)行思維與決策；系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)：輸入原始參數(shù)及設(shè)計(jì)要求，系統(tǒng)檢索知識(shí)庫(kù)，搜索與待解決問(wèn)題相匹配的規(guī)則，通過(guò)推理機(jī)的推理、判斷或模擬人的智慧，給出智能性的提示，建議解決問(wèn)題的途徑和推薦解決方案。原理圖范圍：

適合于復(fù)雜結(jié)構(gòu)或新產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)工作。開(kāi)發(fā)智能型CAD系統(tǒng)面臨的問(wèn)題：

知識(shí)類型復(fù)雜，判斷標(biāo)準(zhǔn)模糊不定，知識(shí)獲取范圍小，開(kāi)發(fā)難度大?！?.4CAD系統(tǒng)軟硬件的選用原則1.硬件設(shè)備的選用