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cam技術(shù)應(yīng)用（CAM技術(shù)應(yīng)用與實(shí)例分析）

發(fā)布時(shí)間：2023-03-13 04:59:48 稿源：創(chuàng)意嶺閱讀： 55 問大家

大家好！今天讓創(chuàng)意嶺的小編來大家介紹下關(guān)于cam技術(shù)應(yīng)用的問題，以下是小編對(duì)此問題的歸納整理，讓我們一起來看看吧。

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本文目錄:

1、CAD/CAM應(yīng)用技術(shù)的內(nèi)容簡(jiǎn)介
2、cad/cam技術(shù)在哪些領(lǐng)域中獲得了應(yīng)用
3、國(guó)產(chǎn)cam軟件有哪些
4、CAD,CAM,CAE\R14的應(yīng)用

cam技術(shù)應(yīng)用（CAM技術(shù)應(yīng)用與實(shí)例分析）

一、CAD/CAM應(yīng)用技術(shù)的內(nèi)容簡(jiǎn)介

《CAD/CAM應(yīng)用技術(shù)(CAXA版)》采用CAXA制造工程師2006軟件，主要介紹了CAD/CAM基本技術(shù)、CAXA制造工程師造型技術(shù)、CAM技術(shù)基礎(chǔ)、CAXA制造工程師加工、CAXA數(shù)控車的造型與加工的基礎(chǔ)知識(shí)和使用技巧，以及其在實(shí)際制造加工中的應(yīng)用實(shí)例，每章均附有實(shí)用型習(xí)題?！禖AD/CAM應(yīng)用技術(shù)(CAXA版)》編寫完全貫徹夠用、實(shí)用的原則，突出應(yīng)用性，以培養(yǎng)學(xué)生能力為主。

《CAD/CAM應(yīng)用技術(shù)(CAXA版)》可作為高職高專的數(shù)控、機(jī)制、模具、機(jī)電、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造等專業(yè)的教材，也可作為普通高等學(xué)校、成人教育相關(guān)專業(yè)教材及數(shù)控培訓(xùn)教材。

二、cad/cam技術(shù)在哪些領(lǐng)域中獲得了應(yīng)用

在機(jī)械制造，工程分析，流體設(shè)備等等領(lǐng)域運(yùn)用很廣，現(xiàn)在可以說已經(jīng)在工業(yè)各個(gè)行業(yè)應(yīng)用了。

三、國(guó)產(chǎn)cam軟件有哪些

國(guó)產(chǎn)cam軟件有：

1、中望3D

中望3D是三維CAD/CAM一體化平臺(tái)軟件，也是具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，集“曲面造型、實(shí)體建模、模具設(shè)計(jì)、裝配、鈑金、工程圖、2-5軸加工”等功能模塊于一體。

覆蓋產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)全流程的三維CAD/CAM軟件，廣泛應(yīng)用于機(jī)械、模具、零部件等制造業(yè)領(lǐng)域，基于企業(yè)實(shí)際加工理念提供高效易用的CAM方案，滿足2軸到5軸的加工需求。

2、CAXA制造工程師

CAXA制造工程師是具有卓越工藝性的2-5軸數(shù)控編程CAM軟件，它能為數(shù)控加工提供從造型、設(shè)計(jì)到加工代碼生成、加工仿真、代碼校驗(yàn)以及實(shí)體仿真等全面數(shù)控加工解決方案。

具有支持多CPU硬件平臺(tái)、多任務(wù)軌跡計(jì)算及管理、多加工參數(shù)選擇、多軸加工功能、多刀具類型支持、多軸實(shí)體仿真等六大先進(jìn)綜合性能。

CAXA制造工程師高效易學(xué)，為數(shù)控加工行業(yè)提供了從造型、設(shè)計(jì)到加工代碼生成、加工仿真、代碼校驗(yàn)等一體化的解決方案。

3、SINOVATION

SINOVATION是華天軟件自主版權(quán)三維CAD/CAM一體化的應(yīng)用軟件系統(tǒng)，具有混合建模、參數(shù)化設(shè)計(jì)、直接建模、特征造型等功能。

產(chǎn)品設(shè)計(jì)動(dòng)態(tài)導(dǎo)航、CAM加工技術(shù)、沖壓模具、注塑模具設(shè)計(jì)以及消失模設(shè)計(jì)加工、激光切割控制等專業(yè)技術(shù)幫助企業(yè)有效提高設(shè)計(jì)效率。

支持各種主流CAD數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和用戶深層次專業(yè)開發(fā)。為機(jī)械用戶提供基本造型、復(fù)雜曲線曲面設(shè)計(jì)編輯、裝配、工程圖、三維標(biāo)注、直接建模、鈑金模塊（試用）、接口程序（IGES，STEP、DXF/DWG），GB/QB標(biāo)準(zhǔn)件庫(kù)等功能。適用于汽車零部件、通用機(jī)械行業(yè)用戶產(chǎn)品及工藝裝備設(shè)計(jì)選用。

SINOVATION軟件是三維CAD/CAM一體化的應(yīng)用軟件系統(tǒng)，該軟件具有最先進(jìn)的混合型建模、參數(shù)化設(shè)計(jì)、豐富的特征造型功能。

提供了經(jīng)過業(yè)界驗(yàn)證的具有國(guó)際先進(jìn)水平的CAM加工，沖壓模具、注塑模具等應(yīng)用技術(shù)。特別適合汽車、汽車零部件、機(jī)床、通用機(jī)械、模具及工藝裝備等行業(yè)的設(shè)計(jì)及加工應(yīng)用。

4、CAM365

CAM365是望友自主研發(fā)的一款CAM類工業(yè)軟件，緊貼客戶需求，力求實(shí)用、便捷、友好、智能、高效。

性價(jià)比遠(yuǎn)超CAM350/GC2000/GerbTool等軟件，另有多項(xiàng)創(chuàng)新功能。易學(xué)易用、覆蓋面廣，適用于電子制造業(yè)多個(gè)部門。

CAM365具有工藝難點(diǎn)審查、高效版本比對(duì)、鋼網(wǎng)開口快速創(chuàng)建等功能，自動(dòng)、高效地解決了SMT工廠端CAM工具操作繁瑣、功能不實(shí)用的弊病。

四、CAD,CAM,CAE\R14的應(yīng)用

CAD技術(shù)應(yīng)用概況

CAD/CAM(計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)及制造)技術(shù)產(chǎn)生于本世紀(jì)50年代后期發(fā)達(dá)國(guó)家的航空和軍事工業(yè)中，隨著計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)和計(jì)算機(jī)圖形學(xué)技術(shù)的發(fā)展而迅速成長(zhǎng)起來。1989年美國(guó)國(guó)家工程科學(xué)院將CAD/CAM技術(shù)評(píng)為當(dāng)代(1964-1989)十項(xiàng)最杰出的工程技術(shù)成就之一。三十幾年來CAD技術(shù)和系統(tǒng)有了飛速的發(fā)展，CAD/CAM的應(yīng)用迅速普及。在工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家，CAD/CAM技術(shù)的應(yīng)用已迅速?gòu)能娛鹿I(yè)向民用工業(yè)擴(kuò)展，由大型企業(yè)向中小企業(yè)推廣，由高技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用向日用家電、輕工產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和制造中普及。而且這一技術(shù)正在從發(fā)達(dá)國(guó)家'流向'發(fā)展中國(guó)家。

CAD是一個(gè)包括范圍很廣的概念，概括來說，CAD的設(shè)計(jì)對(duì)象有兩大類，一類是機(jī)械、電氣、電子、輕工和紡織產(chǎn)品；另一類是工程設(shè)計(jì)產(chǎn)品，即工程建筑，國(guó)外簡(jiǎn)稱AEC(Architecture、Engineering和Construction)。而如今，CAD技術(shù)的應(yīng)用范圍已經(jīng)延伸到藝術(shù)、電影、動(dòng)畫、廣告和娛樂等領(lǐng)域，產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟(jì)及社會(huì)效益，有著廣泛的應(yīng)用前景。

CAD在機(jī)械制造行業(yè)的應(yīng)用最早，也最為廣泛。采用CAD技術(shù)進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)不但可以使設(shè)計(jì)人員'甩掉圖板'，更新傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)自動(dòng)化，降低產(chǎn)品的成本，提高企業(yè)及其產(chǎn)品在市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)能力；還可以使企業(yè)由原來的串行式作業(yè)轉(zhuǎn)變?yōu)椴⑿凶鳂I(yè)，建立一種全新的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)技術(shù)管理體制，縮短產(chǎn)品的開發(fā)周期，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。如今世界各大航空、航天及汽車等制造業(yè)巨頭不但廣泛采用CAD/CAM技術(shù)進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)，而且投入大量的人力物力及資金進(jìn)行CAD/CAM軟件的開發(fā)，以保持自己技術(shù)上的領(lǐng)先地位和國(guó)際市場(chǎng)上的優(yōu)勢(shì)。

計(jì)算機(jī)輔助建筑設(shè)計(jì)(ComputerAidedArchitectureDesign，簡(jiǎn)稱CAAD)是CAD在建筑方面的應(yīng)用，它為建筑設(shè)計(jì)帶來了一場(chǎng)真正的革命。隨著CAAD軟件從最初的二維通用繪圖軟件發(fā)展到如今的三維建筑模型軟件，CAAD技術(shù)已開始被廣為采用，這不但可以提高設(shè)計(jì)質(zhì)量，縮短工程周期，還可以節(jié)約2%至5%的建設(shè)投資，而近幾年來我國(guó)每年的基本建設(shè)投資都有幾千億元之多，如果全國(guó)大小近萬(wàn)個(gè)工程設(shè)計(jì)單位都采用CAD技術(shù)，則可以大大提高基本建設(shè)的投資效益。

CAD技術(shù)還被用于輕紡及服裝行業(yè)中。以前我國(guó)紡織品及服裝的花樣設(shè)計(jì)、圖案的協(xié)調(diào)、色彩的變化、圖案的分色、描稿及配色等均由人工完成，速度慢、效率低，而目前國(guó)際市場(chǎng)上對(duì)紡織品及服裝的要求是批量小、花色多、質(zhì)量高、交貨要迅速，這使得我國(guó)紡織產(chǎn)品在國(guó)際市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)力不強(qiáng)。采用CAD技術(shù)以后，大大加快了我國(guó)紡織及服裝企業(yè)走向國(guó)際市場(chǎng)的步伐。

如今，CAD技術(shù)已進(jìn)入到人們的日常生活中，在電影、動(dòng)畫、廣告和娛樂等領(lǐng)域大顯身手。電影拍攝中利用CAD技術(shù)已有十余年的歷史，美國(guó)好來塢電影公司主要利用CAD技術(shù)構(gòu)造布景，可以利用虛擬現(xiàn)實(shí)的手法設(shè)計(jì)出人工不可能做到的布景。這不僅能節(jié)省大量的人力、物力，降低電影的拍攝成本，而且還可以給觀眾造成一種新奇、古怪和難以想像的環(huán)境，獲得極大的票房收入。比如美國(guó)的《星球大戰(zhàn)》、《外星人》、《侏羅紀(jì)公園》等科幻片以及完全用三維計(jì)算機(jī)動(dòng)畫制作的影片《玩具總動(dòng)員》，都取得了極大的成功。轟動(dòng)全球的大片《泰坦尼克》應(yīng)用了大量的三維動(dòng)畫制作，用計(jì)算機(jī)真實(shí)地模擬了泰克尼克航行、沉船的全過程。此外，動(dòng)畫和廣告制作中也充分利用了計(jì)算機(jī)造型技術(shù)，實(shí)質(zhì)上也是一種虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)還被用于各種模擬器及景物的實(shí)時(shí)漫游、娛樂游戲中。

近十年來，在CIMS工程和CAD應(yīng)用工程的推動(dòng)下，我國(guó)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)應(yīng)用越來越普遍，越來越多的設(shè)計(jì)單位和企業(yè)采用這一技術(shù)來提高設(shè)計(jì)效率、產(chǎn)品質(zhì)量和改善勞動(dòng)條件。目前，我國(guó)從國(guó)外引進(jìn)的CAD軟件有好幾十種，國(guó)內(nèi)的一些科研機(jī)構(gòu)、高校和軟件公司也都立足于國(guó)內(nèi)，開發(fā)出了自己的CAD軟件，并投放市場(chǎng)，我國(guó)的CAD技術(shù)應(yīng)用呈現(xiàn)出一片欣欣向榮的景象。

二、CAD/CAM領(lǐng)域的技術(shù)現(xiàn)狀

1.CAD技術(shù)的特點(diǎn)

CAD技術(shù)是一項(xiàng)綜合性的，集計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、數(shù)據(jù)庫(kù)、網(wǎng)絡(luò)通訊等計(jì)算機(jī)及其他領(lǐng)域知識(shí)于一體的高新技術(shù)；是先進(jìn)制造技術(shù)的重要組成部分；也是提高設(shè)計(jì)水平、縮短產(chǎn)品開發(fā)周期、增強(qiáng)行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)能力的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。CAD技術(shù)的特點(diǎn)是涉及面廣而復(fù)雜、技術(shù)變化快、競(jìng)爭(zhēng)激烈，而且投資大、風(fēng)險(xiǎn)高、產(chǎn)出高?，F(xiàn)代有名的CAD/CAM軟件都是規(guī)模巨大、功能眾多、系統(tǒng)復(fù)雜，所以投資大、開發(fā)周期長(zhǎng)，難以及時(shí)跟上硬件平臺(tái)和開發(fā)環(huán)境的迅速發(fā)展，以及廣大用戶需求的變化和不斷增長(zhǎng)的要求。

2.CAD系統(tǒng)的硬件環(huán)境

當(dāng)前CAD系統(tǒng)的硬件環(huán)境主要是工程工作站及個(gè)人計(jì)算機(jī)。工作站是具有高速的科學(xué)計(jì)算、豐富的圖形處理及靈活的窗口與網(wǎng)絡(luò)管理功能的交互式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，它一般具有32位或64位字長(zhǎng)的中央處理器(CPU)，廣泛采用精簡(jiǎn)指令(RISC)，超標(biāo)量、超流水線及超長(zhǎng)指令技術(shù)，具有Unix操作系統(tǒng)和X窗口管理系統(tǒng)，在一個(gè)分布式的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下運(yùn)行。目前流行的工作站主要有：Sun公司的SPARCStation10工作站，美國(guó)惠普(HP)公司的HP-PA工作站，DEC公司的Alpha工作站，SGI工作站及IBM公司的RS/6000工作站。工作站雖然性能優(yōu)越，圖形處理速度快，但價(jià)格卻十分昂貴，這在當(dāng)前一定程度上限制了CAD/CAM技術(shù)的推廣。

以前，個(gè)人計(jì)算機(jī)和工作站相比在計(jì)算、圖形、網(wǎng)絡(luò)及并行處理等方面均有較大的差別。個(gè)人計(jì)算機(jī)上運(yùn)行的DOS及Windows等系統(tǒng)軟件在可靠性、安全性及效率等方面也不如工作站上的系統(tǒng)軟件。然而，隨著計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)的飛速發(fā)展，個(gè)人計(jì)算機(jī)的計(jì)算能力、圖形處理能力的不斷提高和操作系統(tǒng)的逐漸完善，使其與專業(yè)RISC/Unix工作站的性能差距逐漸縮小。尤其是Intel的PentiumPro和PentiumⅡ芯片以及Microsoft的WindowsNT的發(fā)布，使得個(gè)人計(jì)算機(jī)在性能上完全具備了與中低檔工作站競(jìng)爭(zhēng)的實(shí)力，加之個(gè)人計(jì)算機(jī)價(jià)格低廉，這使其在普及CAD應(yīng)用中起到了工作站所不能代替的作用。

3.當(dāng)今CAD/CAM領(lǐng)域的主流技術(shù)

(1)基礎(chǔ)造型技術(shù)(參數(shù)化設(shè)計(jì)、變量化設(shè)計(jì)及特征造型技術(shù))

在CAD技術(shù)發(fā)展的初期，CAD僅限于計(jì)算機(jī)輔助繪圖，隨著計(jì)算機(jī)軟、硬件技術(shù)的飛速發(fā)展，CAD技術(shù)才從二維平面繪圖發(fā)展到三維產(chǎn)品建模，隨之也就產(chǎn)生了三維線框造型、曲面造型以及實(shí)體造型技術(shù)。而如今參數(shù)化及變量化設(shè)計(jì)思想和特征造型則代表了當(dāng)今CAD技術(shù)的發(fā)展方向。

傳統(tǒng)的CAD繪圖軟件都是用固定的尺寸值定義幾何元素，要進(jìn)行圖面修改只有刪除原有的線條后重畫，而新產(chǎn)品的打樣設(shè)計(jì)不可避免的要進(jìn)行多次的修改，進(jìn)行零件形狀和尺寸的綜合協(xié)調(diào)、優(yōu)化，而且大多數(shù)設(shè)計(jì)工作都是在原有設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上的改進(jìn)。因此，新的CAD系統(tǒng)都增加了參數(shù)化和變量化設(shè)計(jì)模塊，使得產(chǎn)品的設(shè)計(jì)圖可以隨著某些結(jié)構(gòu)尺寸的修改和使用環(huán)境的變化而自動(dòng)修改圖形，這可以減少大量的重復(fù)勞動(dòng)，減輕設(shè)計(jì)工作量。

參數(shù)化設(shè)計(jì)一般是指設(shè)計(jì)對(duì)象的結(jié)構(gòu)形狀比較定型，可以用一組參數(shù)來約定尺寸關(guān)系，參數(shù)的求解較簡(jiǎn)單，參數(shù)與設(shè)計(jì)對(duì)象的控制尺寸有顯式對(duì)應(yīng)關(guān)系，設(shè)計(jì)結(jié)果的修改受尺寸驅(qū)動(dòng)。生產(chǎn)中最常用的系列化標(biāo)準(zhǔn)件就是屬于這一類型。變量化設(shè)計(jì)(Variationaldesign)是指設(shè)計(jì)對(duì)象的修改需要更大的自由度，通過求解一組約束方程來確定產(chǎn)品的尺寸和形狀。約束方程可以是幾何關(guān)系，也可以是工程計(jì)算條件，設(shè)計(jì)結(jié)果的修改受到約束方程驅(qū)動(dòng)。變量化設(shè)計(jì)允許尺寸欠約束的存在，這樣設(shè)計(jì)者便可以采用先形狀后尺寸的設(shè)計(jì)方式，將滿足設(shè)計(jì)要求的幾何形狀放在第一位而暫不用考慮尺寸細(xì)節(jié)，設(shè)計(jì)過程相對(duì)寬松。變量化設(shè)計(jì)可以用于公差分析、運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)協(xié)調(diào)、設(shè)計(jì)優(yōu)化、初步方案設(shè)計(jì)選型等，尤其在做概念設(shè)計(jì)時(shí)更顯得得心應(yīng)手。

談到變量化設(shè)計(jì)，就不能不提及美國(guó)SDRC公司的VGX技術(shù)。VGX是VariationalGeometryExtended(超變量化幾何)的縮寫，是變量化技術(shù)發(fā)展的一個(gè)里程碑。它的思想最早體現(xiàn)在SDRC公司的軟件產(chǎn)品I-DEASMasterSeries第一版的變量化構(gòu)圖中。VGX技術(shù)為CAD軟件帶來了空前的易用性，設(shè)計(jì)人員可以非常直觀地、實(shí)時(shí)地進(jìn)行產(chǎn)品三維幾何模型的操作和修改，而且只需在一個(gè)主模型中，就可以動(dòng)態(tài)地捕捉設(shè)計(jì)、分析和制造的意圖并一氣呵成地進(jìn)行操作。VGX技術(shù)極大地改進(jìn)了交互操作的直觀性及可靠性，從而使CAD軟件更加易于使用，富有效率。

特征造型是CAD建模方法的一個(gè)新里程碑，它是在CAD/CAM技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用達(dá)到一定的水平，要求進(jìn)一步提高生產(chǎn)組織的集成化和自動(dòng)化程度的歷史進(jìn)程中孕育成長(zhǎng)起來的。過去的CAD技術(shù)從二維繪圖起步，經(jīng)歷了三維線框、曲面和實(shí)體造型發(fā)展階段，都是著眼于完善產(chǎn)品的幾何描述能力，亦即只描述了產(chǎn)品的幾何信息；而特征造型則是著眼于更好地表達(dá)產(chǎn)品完整的功能和生產(chǎn)管理信息，為建立產(chǎn)品的集成信息模型服務(wù)。特征(feature)在這里作為一個(gè)專業(yè)術(shù)語(yǔ)，兼有形狀和功能兩種屬性，它包括產(chǎn)品的特定幾何形狀、拓?fù)潢P(guān)系、典型功能、繪圖表示方法、制造技術(shù)和公差要求。特征造型技術(shù)使得產(chǎn)品的設(shè)計(jì)工作在更高的層次上進(jìn)行，設(shè)計(jì)人員的操作對(duì)象不再是原始的線條和體素，而是產(chǎn)品的功能要素。特征的引用直接體現(xiàn)了設(shè)計(jì)意圖，使得建立的產(chǎn)品模型更容易為人理解和組織生產(chǎn)，為開發(fā)新一代的基于統(tǒng)一產(chǎn)品信息模型的CAD/CAPP/CAM集成系統(tǒng)創(chuàng)造了前提。

(2)CAD的數(shù)據(jù)交換格式及標(biāo)準(zhǔn)化(DXF格式、IGES格式及STEP標(biāo)準(zhǔn))

隨著CAD技術(shù)的不斷發(fā)展和日益成熟以及各行業(yè)CAD應(yīng)用的不斷深入，CAD標(biāo)準(zhǔn)化工作越來越顯示出了它的重要性。CAD標(biāo)準(zhǔn)化工作作為高新技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化的一部分，在CAD技術(shù)工作中占有很重要的位置，國(guó)家科委工業(yè)司和國(guó)家技術(shù)監(jiān)督局標(biāo)準(zhǔn)司于'八五'期間共同發(fā)布了《CAD通用技術(shù)規(guī)范》，規(guī)定了我國(guó)CAD技術(shù)各方面的標(biāo)準(zhǔn)，而其中CAD數(shù)據(jù)交換問題是CAD廣泛應(yīng)用后各行業(yè)所面臨的重要問題。由于CAD數(shù)據(jù)的急劇膨脹，而不同的CAD系統(tǒng)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)文件又采用不同的數(shù)據(jù)格式，甚至各個(gè)CAD系統(tǒng)中數(shù)據(jù)元素的類型也不盡相同，這種狀況潛在地阻礙了CAD技術(shù)的進(jìn)一步應(yīng)用和發(fā)展。所以，如何能使企業(yè)的CAD技術(shù)信息實(shí)現(xiàn)最大限度的共享并進(jìn)行有效的管理是標(biāo)準(zhǔn)化所面臨的非常重要的課題。

目前，在微機(jī)和工作站上用于數(shù)據(jù)交換的圖形文件標(biāo)準(zhǔn)主要有：AutoCAD系統(tǒng)的DXF(DataExchangeFile)文件，美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)IGES(InitialGraphicsExchangeSpecification即初始圖形交換規(guī)范)及國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)STEP(StandardfortheExchangeofProductmodeldata)。其他一些較為重要的標(biāo)準(zhǔn)還有：在ESPRIT(歐洲信息技術(shù)研究與開發(fā)戰(zhàn)略規(guī)劃)資助下的CAD-I標(biāo)準(zhǔn)(僅限于有限元和外形數(shù)據(jù)信息)；德國(guó)的VDA-FS標(biāo)準(zhǔn)(主要用于汽車工業(yè))；法國(guó)的SET標(biāo)準(zhǔn)(主要應(yīng)用于航空航天工業(yè))等等。

AutoCAD的DXF文件是具有專門格式的ASCII碼文本文件，它比較好讀，易于被其它程序處理，主要用于實(shí)現(xiàn)高級(jí)語(yǔ)言編寫的程序與AutoCAD系統(tǒng)的連接，或其他CAD系統(tǒng)與AutoCAD之間的圖形文件交換。由于AutoCAD在世界范圍內(nèi)的應(yīng)用極為廣泛，已經(jīng)深入到各行各業(yè)之中，所以它的數(shù)據(jù)文件格式已經(jīng)成為一種事實(shí)上的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。DXF圖形數(shù)據(jù)交換文件為推廣應(yīng)用CAD/CAM技術(shù)提供了很大的便利，但由于DXF文件開發(fā)較早，從現(xiàn)在的目光來看，它當(dāng)然存在很多的不足：它不能描述產(chǎn)品的完整幾何模型，難以進(jìn)一步發(fā)展；其信息定義不完整，它僅保留了原有系統(tǒng)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的幾何和部分屬性信息，而大量的拓?fù)湫畔⒁巡粡?fù)存在；其信息描述方面也有許多缺陷，致使一些信息量過分冗長(zhǎng)；文件格式比較復(fù)雜，而且也不盡合理。所以，Autodesk公司近來強(qiáng)調(diào)了用二進(jìn)制的DWG和網(wǎng)絡(luò)上的DWF格式作為它的數(shù)據(jù)傳輸標(biāo)準(zhǔn)，但二者的格式都不公開，因此很難再作為工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)為其他CAD系統(tǒng)所利用。

IGES標(biāo)準(zhǔn)最早是ANSI于80年代初制定的，是建筑在波音公司CAD/CAM集成信息網(wǎng)絡(luò)、通用電氣公司的中心數(shù)據(jù)庫(kù)和其他各種數(shù)據(jù)交換格式之上。其最初版本僅限于描述工程圖紙的幾何圖形和注釋，隨后又將電氣、有限元、工廠設(shè)計(jì)和建筑設(shè)計(jì)納入其中。1988年6月公布的IGES4.0又吸收了ESP中的CSG(ConstructiveSolidGeometry，意譯為體素構(gòu)造法)和裝配模型，后經(jīng)擴(kuò)充又收入了新的圖形表示法、三維管道模型以及對(duì)FEM(有限元模型)功能的改進(jìn)。而B-rep(邊界表示法)模型則在IGES5.0中定義。然而，IGES在文件結(jié)構(gòu)中卻又不合理地定義了直接存取的指針系統(tǒng)。其在應(yīng)用中暴露的主要問題有：

數(shù)據(jù)文件過大，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換處理時(shí)間過長(zhǎng)；

某些幾何類型轉(zhuǎn)換不穩(wěn)定；

只注意了圖形數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換而忽略了其他信息的轉(zhuǎn)換。

盡管如此，IGES仍然是目前為各國(guó)廣泛使用的事實(shí)上的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)交換格式，我國(guó)于1993年9月起將IGES3.0作為國(guó)家推薦標(biāo)準(zhǔn)。

產(chǎn)品模型數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)STEP是國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)所屬技術(shù)委員會(huì)TC184(工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)技術(shù)委員會(huì))下的“產(chǎn)品模型數(shù)據(jù)外部表示”(ExternalRepresentationofProductModelData)分委員會(huì)SC4所制訂的國(guó)際統(tǒng)一CAD數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)。所謂產(chǎn)品模型數(shù)據(jù)是指為在覆蓋產(chǎn)品整個(gè)生命周期中的應(yīng)用而全面定義的產(chǎn)品所有數(shù)據(jù)元素，它包括為進(jìn)行設(shè)計(jì)、分析、制造、測(cè)試、檢驗(yàn)和產(chǎn)品支持而全面定義的零部件或構(gòu)件所需的幾何、拓?fù)?、公差、關(guān)系、屬性和性能等數(shù)據(jù)，另外，還可能包含一些和處理有關(guān)的數(shù)據(jù)。產(chǎn)品模型對(duì)于下達(dá)生產(chǎn)任務(wù)、直接質(zhì)量控制、測(cè)試和進(jìn)行產(chǎn)品支持功能可以提供全面的信息。

STEP為產(chǎn)品在它的生命周期內(nèi)規(guī)定了惟一的描述和計(jì)算機(jī)可處理的信息表達(dá)形式。這種形式獨(dú)立于任何特定的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，并能保證在多種應(yīng)用和不同系統(tǒng)中的一致性。這一標(biāo)準(zhǔn)還允許采用不同的實(shí)現(xiàn)技術(shù)，便于產(chǎn)品數(shù)據(jù)的存取、傳輸和歸檔。STEP標(biāo)準(zhǔn)是為CAD/CAM系統(tǒng)提供中性產(chǎn)品數(shù)據(jù)而開發(fā)的公共資源和應(yīng)用模型，它涉及到了建筑、工程、結(jié)構(gòu)、機(jī)械、電氣、電子工程及船體結(jié)構(gòu)等無(wú)所不包的所有產(chǎn)品領(lǐng)域。在產(chǎn)品數(shù)據(jù)共享方面，STEP標(biāo)準(zhǔn)提供四個(gè)層次的實(shí)現(xiàn)方法：ASCII碼中性文件；訪問內(nèi)存結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)的應(yīng)用程序界面；共享數(shù)據(jù)庫(kù)以及共享知識(shí)庫(kù)。無(wú)疑，這將會(huì)給商業(yè)和制造業(yè)帶來一場(chǎng)大變革，而且STEP標(biāo)準(zhǔn)在下述幾個(gè)方面有著明顯的優(yōu)越性：一是經(jīng)濟(jì)效益顯著；二是數(shù)據(jù)范圍廣、精度高，通過應(yīng)用協(xié)議消除了產(chǎn)品數(shù)據(jù)的二義性；三是易于集成，便于擴(kuò)充；四是技術(shù)先進(jìn)、層次清楚，分為通用資源(子標(biāo)準(zhǔn)40系列)、應(yīng)用資源(子標(biāo)準(zhǔn)100系列)和應(yīng)用協(xié)議(子標(biāo)準(zhǔn)200系列)三部分。如今，STEP標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)成為國(guó)際公認(rèn)的CAD數(shù)據(jù)文件交換全球統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，許多國(guó)家都依據(jù)STEP標(biāo)準(zhǔn)制訂了相應(yīng)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。我國(guó)STEP標(biāo)準(zhǔn)的制訂工作由CSBTSTC159/SC4完成，STEP標(biāo)準(zhǔn)在我國(guó)的對(duì)應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)號(hào)為GB16656。STEP標(biāo)準(zhǔn)存在的問題是整個(gè)體系極其龐大，標(biāo)準(zhǔn)的制訂過程進(jìn)展緩慢，數(shù)據(jù)文件比IGES更大。目前商用CAD系統(tǒng)提供的STEP應(yīng)用協(xié)議還只有AP203“配置控制設(shè)計(jì)”，內(nèi)容包括產(chǎn)品的配置管理、曲面和線框模型、實(shí)體模型的小平面邊界表示和曲面邊界表示等以及AP214“汽車機(jī)械設(shè)計(jì)過程的核心數(shù)據(jù)”兩種。

三、國(guó)內(nèi)CAD市場(chǎng)狀況及CAD/CAM主流軟件產(chǎn)品

1.概述

我國(guó)自60年代開始研究開發(fā)CAD軟件以來，經(jīng)過'六五'、'七五'、'八五'的成果積累，CAD軟件產(chǎn)業(yè)在建筑、石化、輕工、造船、機(jī)械、電子等行業(yè)，以及二維參數(shù)化繪圖、有限元分析、曲面造型和數(shù)控加工編程等方面都已經(jīng)初具規(guī)模，成績(jī)顯著，而其中建筑CAD軟件已經(jīng)在國(guó)內(nèi)占據(jù)統(tǒng)治地位，比較有名的有：中國(guó)建筑科學(xué)研究院的ABD建筑、結(jié)構(gòu)、設(shè)備系列軟件及BICAD民用建筑結(jié)構(gòu)集成化CAD系統(tǒng)，還有它的PKPM系列建筑工程軟件以及北京華夏正邦科技有限公司的德賽建筑裝修軟件系列。我國(guó)目前推出的自主版權(quán)CAD軟件基本上都是微機(jī)版本，價(jià)格合適，而且符合我國(guó)設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)習(xí)慣，雖然與國(guó)外同類CAD軟件相比，在資金投入、商品化包裝以及企業(yè)的集團(tuán)化規(guī)模化方面存在一定的差距，但仍有著廣闊的市場(chǎng)前景和發(fā)展?jié)摿ΑＯ旅鎸?duì)目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上主要的CAD/CAM產(chǎn)品作一介紹。

2.引進(jìn)的國(guó)外主要軟件

(1)AutoCAD及MDT

AutoCAD系統(tǒng)是美國(guó)Autodesk公司為微機(jī)開發(fā)的一個(gè)交互式繪圖軟件，它基本上是一個(gè)二維工程繪圖軟件，具有較強(qiáng)的繪圖、編輯、剖面線和圖案繪制、尺寸標(biāo)注以及方便用戶的二次開發(fā)功能，也具有部分的三維作圖造型功能。它是目前世界上應(yīng)用最廣的CAD軟件，占整個(gè)世界個(gè)人微機(jī)CAD/CAE/CAM軟件市場(chǎng)的37%左右，是諸多微機(jī)CAD軟件的佼佼者，把其他微機(jī)CAD軟件，如Cadkey、EagleCAD、CAD-Plan等等遠(yuǎn)遠(yuǎn)地拋在后面。如今AutoCAD已經(jīng)推出了R14版本，并且有中文化的最新版本面市。

MDT(MechanicalDesktop)是Autodesk公司在機(jī)械行業(yè)推出的基于參數(shù)化特征實(shí)體造型和曲面造型的微機(jī)CAD/CAM軟件，據(jù)稱目前已經(jīng)裝機(jī)2萬(wàn)余套，MDT的用戶主要有：中國(guó)一汽集團(tuán)、荷蘭菲利浦公司、德國(guó)西門子公司、日本東芝公司、美國(guó)休斯公司等等。

(2)Pro/Engineer

Pro/Engineer系統(tǒng)是美國(guó)參數(shù)技術(shù)公司(ParametricTechnologyCorporation簡(jiǎn)稱PTC)的產(chǎn)品，它剛一面世(1988年)，就以其先進(jìn)的參數(shù)化設(shè)計(jì)、基于特征設(shè)計(jì)的實(shí)體造型而深受用戶的歡迎，隨后各大CAD/CAM公司也紛紛推出了基于約束的參數(shù)化造型模塊。此外，Pro/Engineer一開始就建立在工作站上，使系統(tǒng)獨(dú)立于硬件，便于移植；該系統(tǒng)用戶界面簡(jiǎn)潔，概念清晰，符合工程人員的設(shè)計(jì)思想與習(xí)慣。Pro/Engineer整個(gè)系統(tǒng)建立在統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫(kù)上，具有完整而統(tǒng)一的模型，能將整個(gè)設(shè)計(jì)至生產(chǎn)過程集成在一起，它一共有20多個(gè)模塊供用戶選擇。基于以上原因，Pro/Engineer在最近幾年已成為三維機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域里最富有魅力的系統(tǒng)，其銷售額和用戶群仍以最快的速度向前發(fā)展，而且PTC公司不久前又將Computervision(簡(jiǎn)稱CV)公司收購(gòu)于旗下，更加壯大了PTC的實(shí)力。

(3)I-DEASMasterSeries5

I-DEASMasterSeries是美國(guó)SDRC(StructuralDynamicsResearchCorporation)公司自1993年推出的新一代機(jī)械設(shè)計(jì)自動(dòng)化軟件，也是SDRC公司在CAD/CAE/CAM領(lǐng)域的旗艦產(chǎn)品，并以其高度一體化、功能強(qiáng)大、易學(xué)易用等特點(diǎn)而著稱。I-DEASMasterSeries5于今年6月20日在美國(guó)首次展示，其最大的突破在于VGX技術(shù)的面市，極大地改進(jìn)了交互操作的直觀性和可靠性。另外，該版本還增強(qiáng)了復(fù)雜零件設(shè)計(jì)、高級(jí)曲面造型以及有限元建模和耐用性分析等模塊的功能。在我國(guó)，正式使用I-DEASMasterSeries軟件的用戶已經(jīng)超過400家，居于三維實(shí)體機(jī)械設(shè)計(jì)自動(dòng)化軟件的主導(dǎo)地位。由于SDRC公司早期是以工程與結(jié)構(gòu)分析為主逐步發(fā)展起來的，所以工程分析是該公司的特長(zhǎng)。SDRC公司近期還集中了優(yōu)勢(shì)力量大力加強(qiáng)數(shù)控加工功能的開發(fā)。

(4)CATIA

CATIA系統(tǒng)是法國(guó)達(dá)索(Dassault)飛機(jī)公司DassaultSystems工程部開發(fā)的產(chǎn)品。該系統(tǒng)是在CADAM系統(tǒng)(原由美國(guó)洛克希德公司開發(fā)，后并入美國(guó)IBM公司)基礎(chǔ)上擴(kuò)充開發(fā)的，在CAD方面購(gòu)買原CADAM系統(tǒng)的源程序，在加工方面則購(gòu)買了有名的APT系統(tǒng)的源程序，并經(jīng)過幾年的努力，形成了商品化的系統(tǒng)。CATIA系統(tǒng)如今已經(jīng)發(fā)展為集成化的CAD/CAE/CAM系統(tǒng)，它具有統(tǒng)一的用戶界面、數(shù)據(jù)管理以及兼容的數(shù)據(jù)庫(kù)和應(yīng)用程序接口，并擁有20多個(gè)獨(dú)立計(jì)價(jià)的模塊。該系統(tǒng)的工作環(huán)境是IBM主機(jī)以及RISC/6000工作站。如今CATIA系統(tǒng)在全世界30多個(gè)國(guó)家擁有近2000家用戶，美國(guó)波音飛機(jī)公司的波音777飛機(jī)便是其杰作之一。

(5)EUCLID

EUCLID軟件是法國(guó)MATRA公司信息部的產(chǎn)品，它是由法國(guó)國(guó)家科學(xué)研究中心為英法聯(lián)合研制的協(xié)和號(hào)超音速客機(jī)而開發(fā)的軟件。該軟件具有統(tǒng)一的面向?qū)ο蟮姆植际綌?shù)據(jù)庫(kù)，在三維實(shí)體、復(fù)雜曲面、二維圖形及有限元分析模型間不需作任何數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換工作。由于數(shù)據(jù)是彼此引用，而不是簡(jiǎn)單的復(fù)制，所以用戶在修改某部分設(shè)計(jì)時(shí)，其他相關(guān)數(shù)據(jù)會(huì)自行更新。該軟件主要在SGI、DEC、Sun和HP工作站上運(yùn)行，據(jù)稱現(xiàn)在近40個(gè)國(guó)家中有1200家以上的用戶，其主要用戶有：法國(guó)MATRA公司、雷諾汽車公司、YEMA公司，德國(guó)奔馳汽車公司、大眾/奧迪汽車公司，美國(guó)通用動(dòng)力公司，日本Nissan汽車公司、NEC公司，瑞士OMEGA手表公司等。

(6)Unigraphics(UG)

UG起源于美國(guó)麥道(MD)公司的產(chǎn)品，1991年11月并入美國(guó)通用汽車公司EDS分部。如今EDS是全世界最大的信息技術(shù)(IT)服務(wù)公司，UG由其獨(dú)立子公司UnigraphicsSolutions開發(fā)。UG是一個(gè)集CAD、CAE和CAM于一體的機(jī)械工程輔助系統(tǒng)，適用于航空航天器、汽車、通用機(jī)械以及模具等的設(shè)計(jì)、分析及制造工程。該軟件可在HP、Sun、SGI等工作站上運(yùn)行，自稱安裝總數(shù)近3萬(wàn)臺(tái)。UG采用基于特征的實(shí)體造型，具有尺寸驅(qū)動(dòng)編輯功能和統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)了CAD、CAE、CAM之間無(wú)數(shù)據(jù)交換的自由切換，它具有很強(qiáng)的數(shù)控加工能力，可以進(jìn)行2軸～2.5軸、3軸～5軸聯(lián)動(dòng)的復(fù)雜曲面加工和鏜銑。UG還提供了二次開發(fā)工具GRIP、UFUNG、ITK，允許用戶擴(kuò)展UG的功能。UG自90年初進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)，至今已裝機(jī)2000臺(tái)套左右。

(7)SolidWorks

SolidWorks是一套基于Windows的CAD/CAE/CAM/PDM桌面集成系統(tǒng)，是由美國(guó)SolidWorks公司于1995年11月研制開發(fā)的，其價(jià)格僅為工作站CAD系統(tǒng)的四分之一。該軟件采用自頂向下的設(shè)計(jì)方法，可動(dòng)態(tài)模擬裝配過程，它采用基于特征的實(shí)體建模，自稱100%的參數(shù)化設(shè)計(jì)和100%的可修改性，同時(shí)具有中英文兩種界面可供選擇其先進(jìn)的特征樹結(jié)構(gòu)使操作更加簡(jiǎn)便和直觀。該軟件于1996年8月由生信國(guó)際有限公司正式引入中國(guó)，由于其基于Windows平臺(tái)，而且價(jià)格合理，在我國(guó)具有廣闊的市場(chǎng)前景。

3.國(guó)內(nèi)開發(fā)的主要軟件

(1)PICAD

PICAD系統(tǒng)及系列軟件是中科院凱思軟件集團(tuán)及北京凱思博宏應(yīng)用工程公司開發(fā)的具有自主版權(quán)的CAD軟件。該軟件具有智能化、參數(shù)化和較強(qiáng)的開放性，對(duì)特征點(diǎn)和特征坐標(biāo)可自動(dòng)捕捉及動(dòng)態(tài)導(dǎo)航；系統(tǒng)提供局部圖形參數(shù)化、參數(shù)化圖素拼裝及可擴(kuò)充的參數(shù)圖符庫(kù)；提供交互環(huán)境下的開放的二次開發(fā)工具，用戶可以任意增加功能或開發(fā)專業(yè)應(yīng)用軟件。PICAD是國(guó)內(nèi)商品化最早、市場(chǎng)占有率最大的CAD支撐平臺(tái)及交互式工程繪圖系統(tǒng)，自從1991年推出中國(guó)第一個(gè)商品化的二維CAD系統(tǒng)以來，經(jīng)過幾年的發(fā)展，PICAD的用戶已經(jīng)遍及各行業(yè)及各省市，至1997年底裝機(jī)已近8000套。

(2)高華CAD

北京高華計(jì)算機(jī)有限公司是由清華大學(xué)和廣東科龍(容聲)集團(tuán)聯(lián)合創(chuàng)建的高技術(shù)企業(yè)，其總部位于清華大學(xué)。高華CAD系列產(chǎn)品包括計(jì)算機(jī)輔助繪圖支撐系統(tǒng)GHDrafting、機(jī)械設(shè)計(jì)及繪圖系統(tǒng)GHMDS、工藝設(shè)計(jì)系統(tǒng)GHCAPP、三維幾何造型系統(tǒng)GHGEMS、產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)GHPDMS及自動(dòng)數(shù)控編程系統(tǒng)GHCAM。高華CAD也是基于參數(shù)化設(shè)計(jì)的CAD/CAE/CAM集成系統(tǒng)，是全國(guó)CAD應(yīng)用工程的主推產(chǎn)品之一，其中GHGEMS5.0曾獲第二屆全國(guó)自主版權(quán)CAD支撐軟件評(píng)測(cè)第一名。如今，高華CAD軟件已為300多家大中型企業(yè)及科研院所采用，其裝機(jī)量據(jù)稱已經(jīng)超過一萬(wàn)套。

(3)清華XTMCAD

清華XTMCAD是清華大學(xué)機(jī)械CAD中心和北京清華艾克斯特CIMS技術(shù)公司共同開發(fā)的基于Win95和AutoCADR12及R13二次開發(fā)的CAD軟件。它具有動(dòng)態(tài)導(dǎo)航、參數(shù)化設(shè)計(jì)及圖庫(kù)建立與管理功能，還具有常用零件優(yōu)化設(shè)計(jì)、工藝模塊及工程圖紙管理等模塊。作為Autodesk注冊(cè)認(rèn)可的軟件增值開發(fā)商，可直接得到Autodesk公司的技術(shù)支持，其優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在對(duì)CIMS工程支持?jǐn)?shù)據(jù)的交換與共享上。

(4)開目CAD

開目CAD是華中理工大學(xué)機(jī)械學(xué)院開發(fā)的具有自主版權(quán)的基于微機(jī)平臺(tái)的CAD和圖紙管理軟件，它面向工程實(shí)際，模擬人的設(shè)計(jì)繪圖思路，操作簡(jiǎn)便，機(jī)械繪圖效率比AutoCAD高得多。開目CAD支持多種幾何約束種類及多視圖同時(shí)驅(qū)動(dòng)，具有局部參數(shù)化的功能，能夠處理設(shè)計(jì)中的過約束和欠約束的情況。開目CAD實(shí)現(xiàn)了CAD、CAPP、CAM的集成，適合我國(guó)設(shè)計(jì)人員的習(xí)慣，是全國(guó)CAD應(yīng)用工程主推產(chǎn)品之一。

參考資料：http://www.xzcad.com/ns_detail.asp?id=7280&nowmenuid=46029&previd=0

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