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標(biāo)題: 機(jī)械CAD技術(shù)的五次重大技術(shù)革命 [打印本頁(yè)]
作者: 未來(lái)第一站 時(shí)間: 2017-7-20 10:41
標(biāo)題: 機(jī)械CAD技術(shù)的五次重大技術(shù)革命
CAD(Computer Aided Design)——計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì),是利用計(jì)算機(jī)軟件及其相關(guān)的硬件設(shè)備,,通過(guò)強(qiáng)大的圖形處理能力和數(shù)值計(jì)算能力,,幫助工程設(shè)計(jì)人員進(jìn)行計(jì)算分析、信息存儲(chǔ),、圖形繪制,、實(shí)物模擬等各項(xiàng)工作的一種技術(shù)和方法。
CAD誕生于20世紀(jì)60年代,,美國(guó)麻省理工學(xué)院于1963年首次提出了計(jì)算機(jī)圖形學(xué),、交互技術(shù)、分層存儲(chǔ)符號(hào)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等新的思想,,到了60年代中后期,,專用CAD系統(tǒng)開(kāi)始問(wèn)世,標(biāo)志著CAD技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入初步應(yīng)用階段,,但由于當(dāng)時(shí)硬件設(shè)施的昂貴,,只有美國(guó)通用汽車公司和美國(guó)波音航空公司使用自行開(kāi)發(fā)的交互式繪圖系統(tǒng)。
隨著時(shí)間的推移,,計(jì)算機(jī)技術(shù)不斷發(fā)展和普及,,CAD歷經(jīng)了五次重大技術(shù)革命。
第一次CAD技術(shù)革命——曲面造型 60年代出現(xiàn)的三維CAD系統(tǒng)只是極為簡(jiǎn)單的線框式系統(tǒng),。這種初期的線框造型系統(tǒng)只能表達(dá)基本的幾何信息,,不能有效表達(dá)幾何數(shù)據(jù)間的拓?fù)潢P(guān)系。進(jìn)入70年代,,計(jì)算機(jī)先后出現(xiàn)了鼠標(biāo)和光柵掃描圖形顯示器,,使繪圖更便于操作,圖形顯示分辨率不斷提高,,給CAD技術(shù)的發(fā)展創(chuàng)造了平臺(tái),。
此間飛機(jī)及汽車制造中遇到了大量的自由曲面問(wèn)題,當(dāng)時(shí)只能采用多截面視圖,、特征緯線的方式來(lái)近似表達(dá)所設(shè)計(jì)的自由曲面,。由于三視圖方法表達(dá)的不完整性,經(jīng)常發(fā)生設(shè)計(jì)完成后,,制作出來(lái)的樣品與設(shè)計(jì)者所想象的有很大差異甚至完全不同的情況,。
這時(shí)法國(guó)人提出了貝賽爾算法,使得人們?cè)谟糜?jì)算機(jī)處理曲線及曲面問(wèn)題時(shí)變得可以操作,,同時(shí)也使得法國(guó)的達(dá)索飛機(jī)制造公司的開(kāi)發(fā)者們,,能在二維繪圖系統(tǒng)CADAM的基礎(chǔ)上,開(kāi)發(fā)出以表面模型為特點(diǎn)的自由曲面建模方法,,推出了三維曲面造型系統(tǒng)CATIA,。
它的出現(xiàn),,標(biāo)志著計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)從單純模仿工程圖紙的三視圖模式中解放出來(lái),首次實(shí)現(xiàn)以計(jì)算機(jī)完整描述產(chǎn)品零件的主要信息,,同時(shí)也使得具有繪圖,、二維線框模型建立、三維結(jié)構(gòu)分析和數(shù)據(jù)加工功能的CAM技術(shù)的開(kāi)發(fā)有了現(xiàn)實(shí)的基礎(chǔ),。曲面造型系統(tǒng)CATIA為人類帶來(lái)了第一次CAD技術(shù)革命,,改變了以往只能借助油泥模型來(lái)近似準(zhǔn)確表達(dá)曲面的落后的工作方式。
第二次CAD技術(shù)革命——實(shí)體造型 80年代初,,CAD系統(tǒng)價(jià)格依然令一般企業(yè)望而卻步,,這使得CAD技術(shù)無(wú)法擁有更廣闊的市場(chǎng)。為使自己的產(chǎn)品更具特色,,在有限的市場(chǎng)中獲得更大的市場(chǎng)份額,,以CV、SDRC,、UG為代表的系統(tǒng)開(kāi)始朝各自的發(fā)展方向前進(jìn),。
SDRC公司在當(dāng)時(shí)美國(guó)的星球大戰(zhàn)計(jì)劃的背景下,由美國(guó)宇航局支持及合作,,開(kāi)發(fā)出了許多專用分析模塊,。有了表面模型,CAM的問(wèn)題可以基本解決,。但由于表面模型技術(shù)只能表達(dá)形體的表面信息,,難以準(zhǔn)確表達(dá)零件的其它特性,基于對(duì)于CAD/CAE一體化技術(shù)發(fā)展的探索,,SDRC公司于1979年發(fā)布了世界上第一個(gè)完全基于實(shí)體造型技術(shù)的大型CAD/CAE軟件──IDEAS,。
由于實(shí)體造型技術(shù)能夠精確表達(dá)零件的全部屬性,在理論上有助于統(tǒng)一CAD,、CAE,、CAM的模型表達(dá),給設(shè)計(jì)帶來(lái)了驚人的方便性,。實(shí)體造型技術(shù)的普及應(yīng)用標(biāo)志CAD發(fā)展史上的第二次技術(shù)革命,。
第三次CAD技術(shù)革命——參數(shù)化技術(shù) 進(jìn)入20世紀(jì)80年代中期,CV公司內(nèi)部以高級(jí)副總裁為首的一批人提出了參數(shù)化實(shí)體造型方法,。從算法上來(lái)說(shuō),,這是一種很好的設(shè)想,它的主要特點(diǎn)是:基于特征,、全尺寸約束,、全數(shù)據(jù)相關(guān)、尺寸驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)修改,。但可惜的是:最終在CV公司內(nèi)部否決了參數(shù)化技術(shù)方案,。
策劃參數(shù)化技術(shù)的這些人在新思想無(wú)法實(shí)現(xiàn)時(shí),集體離開(kāi)了CV公司,,自行成立了“參數(shù)技術(shù)公司”,,開(kāi)始研制命名為Pro/E的參數(shù)化軟件。早期的Pro/E軟件性能很低,,只能完成簡(jiǎn)單的工作,,但是由于第一次實(shí)現(xiàn)了尺寸驅(qū)動(dòng)零件設(shè)計(jì)修改,使人們看到了它今后給設(shè)計(jì)者帶來(lái)的方便性,。
進(jìn)入90年代,,參數(shù)化技術(shù)變得比較成熟起來(lái),充分體現(xiàn)出其在許多通用件,、零部件設(shè)計(jì)上存在的簡(jiǎn)便易行的優(yōu)勢(shì),。參數(shù)化技術(shù)的應(yīng)用主導(dǎo)了CAD發(fā)展史上的第三次技術(shù)革命。
第四次CAD技術(shù)革命——變量化技術(shù) 參數(shù)化技術(shù)的成功應(yīng)用,,使得它在90年代前后幾乎成為CAD業(yè)界的標(biāo)準(zhǔn),,但是其存在的缺陷導(dǎo)致重新開(kāi)發(fā)一套完全參數(shù)化的造型系統(tǒng)困難很大,只能是在原有模型技術(shù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行局部,、小塊的修補(bǔ),。這種把線框模型、曲面模型及實(shí)體模型疊加在一起的復(fù)合建模技術(shù),,并非完全基于實(shí)體,,只是主模型技術(shù)的雛形,難以全面應(yīng)用參數(shù)化技術(shù),。
SDRC的決策者們權(quán)衡利弊,,以參數(shù)化技術(shù)為藍(lán)本,提出了一種更為先進(jìn)的實(shí)體造型技術(shù)——變量化技術(shù),,作為開(kāi)發(fā)方向,。從1990至1993年,歷經(jīng)3年時(shí)間,,投資一億多美元,,將軟件全部重新改寫(xiě),推出全新體系結(jié)構(gòu)的IDEAS Master Series軟件,。
90年代后期,,隨著PC機(jī)硬件設(shè)備的快速發(fā)展以及Windows操作系統(tǒng)的日益壟斷,以Windows為平臺(tái)的CAD軟件快速發(fā)展,。與Windows無(wú)縫連接,、價(jià)格低廉、易學(xué)易用的中,、低端CAD軟件不斷涌現(xiàn),。Solid Edge,、SolidWorks等一系列三維CAD軟件基本上全盤(pán)繼承變量化技術(shù),并在此基礎(chǔ)上繼續(xù)發(fā)展,。變量化技術(shù)已經(jīng)成為CAD軟件公認(rèn)的發(fā)展方向,。
第五次CAD技術(shù)革命——同步建模技術(shù) 進(jìn)入21世紀(jì)以后,SiemensPLM Software推出的創(chuàng)新的同步建模技術(shù)——交互式三維實(shí)體建模隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)化的普及,,可視化,、虛擬現(xiàn)實(shí)化技術(shù)的應(yīng)用使同步化,交互式建模技術(shù)進(jìn)入一個(gè)成熟的,、突破性的飛躍期,。
同步建模技術(shù)在參數(shù)化、基于歷史記錄建模的基礎(chǔ)上前進(jìn)了一大步,,同時(shí)與先前技術(shù)共存,。同步建模技術(shù)實(shí)時(shí)檢查產(chǎn)品模型當(dāng)前的幾何條件,并且將它們與設(shè)計(jì)人員添加的參數(shù)和幾何約束合并在一起,,以便評(píng)估,、構(gòu)建新的幾何模型并且編輯模型,無(wú)需重復(fù)全部歷史記錄,。
利用其智能模型交互操作,,同步建模技術(shù)用戶變得輕松自如,將降低他們對(duì)嵌入在模型中的永久幾何約束的依賴,。設(shè)計(jì)人員可以選擇不用這類嵌入式約束來(lái)編輯初始模型,,因?yàn)樗麄冎劳浇<夹g(shù)將識(shí)別明顯的幾何約束并且對(duì)其進(jìn)行智能管理。該演變的影響將帶來(lái)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程的根本變化,。
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作者: jxzj 時(shí)間: 2017-7-20 10:54
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作者: jackzhang1994 時(shí)間: 2017-7-20 13:48
學(xué)習(xí)了
作者: wert5476 時(shí)間: 2017-7-20 14:06
學(xué)習(xí),,謝謝
作者: 三峽 時(shí)間: 2017-7-20 14:53
學(xué)習(xí)
作者: 小飛熊l 時(shí)間: 2017-7-20 18:05
用的不方便
作者: 天天天藍(lán)_ 時(shí)間: 2017-7-20 18:57
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