1、第二章 计算辅助设计系统,2.1 CAD系统的构成与分类,2.2 CAD系统的硬件,2.3 CAD系统的软件,2.4 CAD系统的设计与选择,2.1 CAD系统的构成与分类,211 系统的基本构成 一个CAD系统的基本构成有三部分： 1）计算机（指CPU、键盘与图形显示终端）； 2）图形输入设备； 3）绘图输出设备。,CAD系统图,2.1 CAD系统的构成与分类,212 系统的分类 从硬件角度可分为四类： 主机系统（Mainframe-based system） 小型机系统（Minicomputer-based system）点数少些 微型机系统 （MicroComputer-basd sys
2、tem） 一台机器 图形终端、输入设备、打印机、绘图机等外设 工作站系统(Workstation-based system),大型机系统： 主机 带工作站、绘图机、打印机 。,2.1 CAD系统的构成与分类,213 网络结构CAD/CAM分散在不同部门或不同单位之间，相互交流通过网络。网络常采用局域网(LAN: Local Area Network),联结方式有三种：星网、环网、总线网 。,星网,工作站,工作站,工作站,工作站,绘图机作站,环网,总线网,2.2 CAD系统的硬件,221 主机及外设 222 图形输入设备 223 图形输出设备,2.3 CAD系统的软件,231 系统软件系统软件指
3、操作系统和语言。 操作系统 语言 窗口 网络通讯及管理软件 数据库及数据库管理软件,Unix、Dos、Windows,LISP、C、VB、VBA、Java,窗口系统由窗口、menu、按钮等图形对象组成一个图形用户界面(GUI)，用户的操作就是对这些图形对象的操作，故有人称窗口是第二操作系统,现在机械产品的开发往往不是一两个人能完成的，而是工作小组共同完成，所以需要联网，用户共享全部软硬件资源。如目前流行的虚拟企业、虚拟设计等。,DB以一定的组织方式存储在计算机中相互有关的数据的集合； DBS支持人们建立、使用和修改数据库中数据的软件。,2.3 CAD系统的软件,232 机械CAD支撑软件 按功
4、能分有三类： 解决几何图形设计问题 解决工程分析问题 文档写作与生成问题。,基本图形资源软件 是根据各种图形标准或规范实现的软件包，大多是供应用程序调用的图形子程序或函数库。因基本图形资源是根据标准制作的，故与硬件无关。这些图形资源比较流行的有面向设备驱动的CGI（Computer Graphics Interface）,面向应用程序的图形程序包GKS（Graphics Kernal System）及PHIGS（Programmers Hierarchical Interactive Graphics System）。,二、三维绘图软件 解决零件图的详细设计问题，输出符合工程要求的零件图或装配
5、图。 分为交互式与程序调用式两种。目前多用交互式。商品化软件中交互式绘图系统很多，微机上有 AutoCAD， CADKey，PD(Personal Design),CADEasy 及众多的国产软件CAXA,IntelCAD；工作站上大多属于CAD/CAM系统中的一个模块，如I-DEAS系统中的Drafting。,几何造型软件 解决零部件的结构设计问题。目前大多数为： 采用实体造型系统（Solid Modeling System）解决一般零部件的造型； 采用曲面造型系统解决复杂曲面造型； 正在发展的参数化特征造型满足CAD/CAM集成要求。 AutoCAD具有三维造型功能，特别是2004。,工程
6、分析及计算软件 根据需求配置以下商品化软件： 计算方法库各种数学计算问题； 优化方法库及常用零部件优化模型； 通用或专用有限元分析及前后处理程序，如SAP/5、SAP/93、ADINA、ANSYS、Algor等； 机构分析及机构综合软件，位置、速度、轨迹、加速度； 机械系统动态分析软件，如模态分析法分析噪音和振动。,文档制作软件,2.3 CAD系统的软件,233 商品化软件实例Pro/EPro/E是近年来出现的较优良的、适合于机械CAD/CAM的集成软件系统，由美国PTC公司推出，我国有很多用户。,Pro/E的主要特征： 参数化特征造型； 统一的能使各模块集成起来的数据库； 设计修改的关联性，
7、即一处修改，别的模块中相应的图形或数据也跟着修改。,Pro/E的主要模块系统有21个模块供用户选用： Pro/Enginner 三维造型 参数化功能定义、组装、三维实物着色、二维视图生成、二维图形输出； Pro/ASSEMBLY 管理复杂部件的生成； Pro/DESIGN 在二维、三维状态下装配图组装设计； Pro/DETAIL 生成工程图纸，包括参数特征生成、自动尺寸标注； Pro/Draft 二维绘图系统； Pro/FEATURE 复杂造型、拱面、壳、相贯过渡； Pro/INTERFACE 与其他CAD系统间的数据交换，标准格式，IGES、DXF； Pro/MESH 有限元网格,2.4 C
8、AD系统的设计与选择,241 设计时应考虑的问题 明确系统需求 确定领域对象即哪类产品。要达到的目标及关键技术。 确定近期目标与长远目标 根据人力、财力、现有技术水平等约束定近期目标，但也考虑未来，如专用性与通用性、实用性与先进性等。 确定系统的集成水平 数据库、网络、数据交换以及各种接口。,242 选择系统的原则 硬件要有良好的开放性 如可否用UNIX和Windows操作系统，联网。 软件 标准操作系统 良好用户界面 齐全的技术文档 几何造型及绘图功能 功能丰富 前述的装配图、物理特性、公差、有限元等。 运行可靠、维护简单、性价比优良。 售后服务,综上所述：CAD是一种方法，可以提高设计质量，缩短设计周期，降低设计费用；CAD是一种技术，涉及到图形处理、工程分析、数据管理与交换、文档处理、软件设计等，是一种综合型应用技术；CAD是一种工具，仍离不开人的控制与操作。,
