cad技术在制造业中的应用和发展

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1、科学发展与社会责任【3】求是科技，Visualc++音视频解码技术及实践【M]．人民邮电出版社，2006年6月，第一版，515—516作者简介董楠楠，女，硕士研究生，辽宁大学信息学院，主要研究方向：嵌入式网络应用。孙勇，男，硕士研究生，辽宁大学信息学院，主要研究方向：嵌入式网络应用。岳慧，女，硕士研究生，辽宁大学信息学院，主要研究方向：计算机网络。CAD技术在制造业中的应用和发展杜萍(沈阳大学110044)摘要：cAD技术在制造业的广泛应用，给制造业的产品设计和制造过程带来了深刻、根本性的变革，是当今最杰出的工程技术成就之一。本文从建模技术，数据管理技术、标准

2、化技术、GAD集成技术四个方面分析了cAD技术的发展过程和在制造领域应用状况。关键词：GAD技术；发展；应用在制造业中应用Qm技术已有几十年的历史，随着am技术应用的广泛和深入，它在制造业中发挥着越来越重要的作用。同时，随着实际应用的需要和各种新技术的不断涌现，使。虹删粥到了飞速的发展。1．建模技术的发展在制造业中离不开对产品和零件的描述，利用计算机绘制产品和零件的图样，建立产品和零件的计算机模型是CAD技术基本功能，也是CAD技术的核心。CAD建模技术经历了从二维建模、三维几何建模(包括线框建模、曲面建模、实体建模)、特征建模(包括参数化和变量化建模)及产品

3、集成建模的发展过程。用计算机建立零件的二维数据模型是早期CAD技术能够实现的唯一功能。二维建模最初是用来解决二维绘图问题，它改变了人们的设计手段，但实际上二维CAD技术没能很好地解决设计中最困难的几个问题，例如复杂的投影线生成问题、尺寸漏标问题、漏画图线问题、机构几何关系和运动关系问题、设计的更新与修改问题、设计工程管理问题等。所以，二维CAD没有起到真正的计算机辅助设计的作用，只能实现基本的计算机辅助绘图。二维图表达的信息又是极不完整的，而且绘图、读图都需要由专业人员来完成。继二维建模技术之后，出现三维几何建模技术。三维几何建模技术解决了许多二维CAD技术不

4、能解决的问题。三维模型更接近零件真实存在状态，三维CAD技术符合人的设计思维习惯，整个设计过程可以完全在三维模型上进行，直观而又形象。三维几何建模技术依照时间的先后和技术的复杂程度分为线框建模、曲面建模和实体建模三种类型。线框建模是以顶点和棱边来构造三维物体的模型，模型简单，数据量小。其主要算法是空间自由曲线的拟合和表达，相对比较简单。早期的三维CAD系统就是采用这种线框模型表达三维物体的，系统可以表达零件的基本几何信息，但缺少零件的完整的拓扑信息。由于缺少零件的表面信息，所以不能实现CAM、CAE的功能。曲面建模是20世纪70年代出现的造型系统，曲面建模是由

5、曲面来构造三维物体，其主要算法是自由曲面或雕塑曲面的生成算法等，其算法较为复杂。曲面模型在描述三维实体信息的完整性和严密性方面更进了一步。利用曲面造型系统人们可以进行曲230信息科学与工程技术线、曲面的处理和操作，用光滑的曲面可以完整地定义三维物体的表面，可以在屏幕上生成逼真的彩色图像，可以消除隐藏线和隐藏面。利用曲面模型可以进行部分CAE、CAM的工作。曲面建模的最大问题是无法确定面的那一侧存在实体，而实体建模技术解决了这一问题。实体建模是继曲面建模之后出现的建模技术，与曲面建模相比实体建模能够标识出一个面的哪一侧存在实体，并记录了棱线与面的邻接关系。实体建

6、模完整的表达了三维形体的全部几何信息和拓扑信息。依靠实体模型可以生成真实感的图像和进行干涉检查。实体建模是有限元分析、机器人编程、加工过程模拟、空间技术、运动学分析不可缺少的工具。在实体建模技术研究中也提出了很多算法，这些算法更为复杂，常用的有边界表示法B—rep和构造几何法CSG等。为了统一几何建模的表示，还研究开发了新的算法即非均匀有理B样条(NURBS)算法。这种算法在几何建模中起到了重要的作用。特征建模是CAD建模方法的又一个发展。几何建模，无论是线框建模、曲面建模还是实体建模，都是着眼于完善产品的几何描述能力，亦即只描述了产品的几何信息。而要完整地描

7、述产品除了几何信息外还应该有功能信息、工艺信息、管理信息等。特征建模技术着眼于更好地表达产品完整的技术和生产管理信息，为建立产品的集成信息模型服务。特征包含了产品的特定几何形状、拓扑关系、典型功能、绘图表示方法、制造技术和公差要求等信息。特征建模技术使得产品的设计工作在更高的层次上进行，设计人员的操作对象不再是原始的线条和体素，而是封装了各种属性的产品功能要素。特征的引用直接体现了设计意图，也对应着相应的加工方法，使得建立的产品模型更容易为人们理解和组织生产，为开发新一代的基于统一产品信息模型的CAD／CAPP／CAM集成系统创造了条件。早期的CAD软件无论是

8、二维的还是三维的，所建的模型都是固定尺