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計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的優(yōu)缺點(diǎn)與發(fā)展
CAD技術(shù)已廣泛地應(yīng)用于機(jī)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(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的優(yōu)缺點(diǎn)與發(fā)展，歡迎參考閱讀!
計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的優(yōu)缺點(diǎn)與發(fā)展 1
1、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的發(fā)展
計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的研究構(gòu)想發(fā)端于1950年，但最早記錄是在1963年。出現(xiàn)了這套以電腦主機(jī)、顯示屏、光電筆和鍵盤為工具的圖形畫線系統(tǒng)得到實(shí)現(xiàn)。這套圖形畫線系統(tǒng)開(kāi)發(fā)和引進(jìn)了許多計(jì)算機(jī)繪圖的基本思想和技術(shù)，使用戶可以運(yùn)用電腦畫出直線、復(fù)雜曲線以及簡(jiǎn)單的標(biāo)準(zhǔn)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框模型，利用解析幾何的方法定義有關(guān)圖素(如點(diǎn)、線、圓等)來(lái)繪制或顯示直線、圓弧組成的圖形。這種初期的線框模型系統(tǒng)只能表達(dá)圖形的基本信息，無(wú)法實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)輔助工程分析(CAE)和計(jì)算機(jī)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(xiàn)在的集產(chǎn)品的構(gòu)思、功能設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)分析、加工制造、數(shù)據(jù)管理于一體的智能CAD技術(shù)，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)經(jīng)歷了一個(gè)漫長(zhǎng)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(shè)計(jì)、生產(chǎn)中。
2、CAD 繪圖的優(yōu)勢(shì)
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工程制圖是手工畫，畫一張完整的圖紙，要花費(fèi)大量的時(shí)間和精力，而且要注意圖紙的整潔，線條的寬度，字體的美觀，令大家倍感疲憊。現(xiàn)在用CAD就完全沒(méi)有這方面的問(wèn)題，粗細(xì)線條全用“特性”來(lái)規(guī)范，一目了然。尺寸也相當(dāng)準(zhǔn)確，在命令提示行里輸入多少就是多少，十分精準(zhǔn)。畫線線連結(jié)的時(shí)候CAD尺寸方面的優(yōu)勢(shì)就更加明顯，比如畫圓與直線相切的時(shí)候，手工繪圖只能憑感覺(jué)覺(jué)得差不多就畫上去，怎么看都不對(duì)稱。用CAD畫，打開(kāi)對(duì)象捕捉就能把切點(diǎn)給抓進(jìn)來(lái)，又快又準(zhǔn)!尺寸標(biāo)注更是快捷，方便。只要自己設(shè)計(jì)好標(biāo)注格式，計(jì)算機(jī)就能按要求標(biāo)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(nèi)容就能出來(lái)絕對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的國(guó)標(biāo)字，粗糙度、標(biāo)題欄等做成塊就可以隨意插入，不用逐個(gè)地畫了，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(chǔ)在軟盤、硬盤上，資料的保管，調(diào)用極為方便。你可以將設(shè)計(jì)項(xiàng)目刻錄成光盤，數(shù)據(jù)至少可以保存50年。
3.三維創(chuàng)建更實(shí)用
機(jī)械設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)時(shí)總是先構(gòu)思后表達(dá)，由于腦海中構(gòu)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(dá)方式。這可使機(jī)械設(shè)計(jì)師更加專注于產(chǎn)品設(shè)計(jì)本身，而不是產(chǎn)品的圖形表示，符合機(jī)械設(shè)計(jì)師的創(chuàng)新意識(shí)。由于CAD三維設(shè)計(jì)得到的三維立體圖具有直觀、易于理解等特點(diǎn)，不僅能促進(jìn)機(jī)械設(shè)計(jì)師的思維深入，有利于設(shè)計(jì)的擴(kuò)展，而且也便于與他人進(jìn)行交流。三維機(jī)械設(shè)計(jì)不僅可以方便地描述對(duì)象的形狀、大小和位置等幾何特征，而且還可以賦予設(shè)計(jì)對(duì)象以顏色、紋理等多種信息，達(dá)到對(duì)設(shè)計(jì)對(duì)象幾何形狀確切的數(shù)學(xué)描述和工作狀態(tài)的物理模擬，從而更充分、準(zhǔn)確、全面、真實(shí)地表達(dá)設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)和受力分析，只是把用手工出圖轉(zhuǎn)變?yōu)橛?jì)算機(jī)出圖的現(xiàn)狀。如果只停留在這個(gè)階段，就失去CAD輔助設(shè)計(jì)的作用。
設(shè)計(jì)師關(guān)注的往往是設(shè)計(jì)的局部，CAD制圖對(duì)全局的把握有一定影響，使得整個(gè)零件機(jī)構(gòu)、建筑物的比例、體量失控。CAD的精確性，使得方案設(shè)計(jì)中需要的模糊性、隨機(jī)性被扼殺，設(shè)計(jì)缺乏靈感。另一方面CAD軟件功能的局限性以及設(shè)計(jì)師對(duì)軟件掌握的熟練程度，使得設(shè)計(jì)師好的靈感、創(chuàng)意不能通過(guò)CAD表達(dá)出來(lái)，設(shè)計(jì)師的思想、思路、靈感被束縛。
精通CAD技術(shù)的設(shè)計(jì)人員不足。大部分人員沒(méi)有受過(guò)專門的訓(xùn)練，對(duì)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(xí)的步伐永遠(yuǎn)追不上電腦、外設(shè)、CAD軟件的更新、升級(jí)步伐。
其次，CAD對(duì)物質(zhì)財(cái)力的浪費(fèi)更甚。一個(gè)院所要想實(shí)現(xiàn)微機(jī)制圖其硬件設(shè)備如：電腦、工作站、繪圖儀、復(fù)印機(jī)、掃描儀、數(shù)字化儀、數(shù)碼相機(jī)、可錄光驅(qū)、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(tǒng)軟件、常用辦公軟件其花費(fèi)驚人。
4、CAD技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)
隨著計(jì)算機(jī)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(jù)查找資料認(rèn)為CAD技術(shù)可能有幾大發(fā)展趨勢(shì)：
(1)隨著硬件在觸摸屏技術(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(jié)合，將開(kāi)發(fā)出更為靈活的設(shè)計(jì)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(xiàn)點(diǎn)、線面的設(shè)計(jì)，從而實(shí)現(xiàn)工程師對(duì)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)。在該技術(shù)的支撐下，可以隨心所欲的按照自己的設(shè)計(jì)思路進(jìn)行設(shè)計(jì)及修改。
(2)借鑒游戲技術(shù)的發(fā)展，一方面使得所設(shè)計(jì)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(xiàn)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(jié)合將迅速縮短產(chǎn)品設(shè)計(jì)的周期，提高產(chǎn)品設(shè)計(jì)的質(zhì)量。
(3)隨著網(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(xiàn)異地的協(xié)同設(shè)計(jì)。
計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的優(yōu)缺點(diǎn)與發(fā)展 2
一、CAD/CAM的重要性
在當(dāng)今的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中，誰(shuí)能滿足用戶的要求，誰(shuí)就能占有優(yōu)勢(shì)。人們對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量，更新?lián)Q代的速度，以及產(chǎn)品從設(shè)計(jì)、制造到投入市場(chǎng)的周期要求越來(lái)越高。為滿足消費(fèi)者多樣化、個(gè)性化和中小批量化的要求，軟件必須設(shè)計(jì)周期短，生產(chǎn)更柔性。傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)及批量生產(chǎn)方式面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。CAD/CAM技術(shù)就是為了滿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(shè)計(jì)人員的創(chuàng)造性，提高企業(yè)的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)及管理的水平，提高企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。
計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)及計(jì)算機(jī)輔助制造是計(jì)算機(jī)技術(shù)在機(jī)械加工領(lǐng)域中的主要兩個(gè)方面。它的出現(xiàn)使人們?cè)诋a(chǎn)品的設(shè)計(jì)和產(chǎn)品生產(chǎn)中大大節(jié)省了時(shí)間，提高了效率，使產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和制造實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化，人們通過(guò)整個(gè)系統(tǒng)(CAD/CAM)實(shí)現(xiàn)了對(duì)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、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(xiàn)零件造型、計(jì)算分析、工程繪圖、結(jié)構(gòu)分析、優(yōu)化設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)輔助工藝規(guī)程設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)輔助編程、模擬仿真、工程數(shù)據(jù)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(yīng)用現(xiàn)狀
二十世紀(jì)四五十年代計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)為CAD/CAM的發(fā)展奠定了物質(zhì)基礎(chǔ)。六十年代美國(guó)人提出了人機(jī)交流、計(jì)算機(jī)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(chǔ)。七十年代，交互計(jì)算機(jī)圖形學(xué)及計(jì)算機(jī)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(xiàn)。在制造領(lǐng)域，美國(guó)辛辛那提公司研制出了一種柔性制造系統(tǒng)(FMS)，但由于計(jì)算機(jī)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(shè)計(jì)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(xiàn)了產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程相關(guān)的輔助軟件，如計(jì)算機(jī)輔助工藝規(guī)劃(CAPP)、計(jì)算機(jī)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(chǔ)上，八十年代后期出現(xiàn)了計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)(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(jí)階段，進(jìn)一步向標(biāo)準(zhǔn)化、集成化、智能化發(fā)展。到了二十一世紀(jì)，CAD/CAM已經(jīng)發(fā)展并應(yīng)用于各行各業(yè)，其銷售收入也節(jié)節(jié)攀升，僅2002年其全球銷售額就達(dá)近100億美元，并且以每年10%左右的速度增長(zhǎng)。綜上所述，我們不難發(fā)現(xiàn)CAD/CAM系統(tǒng)的社會(huì)需求量非常大，發(fā)展應(yīng)用的前景也十分廣闊。
三、CAD/CAM在我國(guó)發(fā)展的情況
我國(guó)早在二十世紀(jì)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(guó)進(jìn)行了大規(guī)模的CAD/CAM技術(shù)研究和開(kāi)發(fā)。在“九五”計(jì)劃期間，國(guó)家科委將CAD應(yīng)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(yīng)用工程)。
四、CAD/CAM技術(shù)在工業(yè)中的應(yīng)用
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，CAD/CAM技術(shù)日益成熟，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于工程技術(shù)、機(jī)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(jī)械、農(nóng)業(yè)、化工、航天、航空、軍事、汽車、電力、船舶、建筑等行業(yè)中的應(yīng)用已經(jīng)較為普遍。
CAD系統(tǒng)的應(yīng)用解決了產(chǎn)品設(shè)計(jì)數(shù)字化問(wèn)題，影響和改變著工業(yè)的各個(gè)方面，使傳統(tǒng)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)技術(shù)及方式發(fā)生了深刻的變革，大大提高了設(shè)計(jì)的質(zhì)量和效率。CAM系統(tǒng)的應(yīng)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(yīng)用，充分發(fā)揮了計(jì)算機(jī)及設(shè)備的能力，把計(jì)算機(jī)的高速度、準(zhǔn)確性和大存儲(chǔ)量與技術(shù)人員的思維能力、綜合分析能力結(jié)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(shè)計(jì)和制造的質(zhì)量，節(jié)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(jìng)爭(zhēng)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(guó)廣泛使用，如Pro/E、CATIA、UG、Cimatron等。另外，國(guó)內(nèi)一些公司開(kāi)發(fā)出了一批具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的CAD/CAM系統(tǒng)，如廣州紅地技術(shù)公司推出的金銀花CAD系統(tǒng)、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(tǒng)已具有很強(qiáng)的實(shí)用性和先進(jìn)性，價(jià)格大大低于國(guó)外軟件，進(jìn)一步促進(jìn)了CAD/CAM技術(shù)在我國(guó)的應(yīng)用和發(fā)展。
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