机电控制技术Sect.2 (2).ppt

计算机辅助设计技术（CAD） CAD的基本功能及信息系统 指在产品设计和开发时直接或间接使用计算机的活动之总和 绘图、计算、模拟、制定面向设计用部件构成表、制定各种设计文件、生成与CAPP、NC等的接口信息、设计验证、设计更改控制、设计复审及图样修改等 CAD的 基本功能 包括以下三个方面 存储设计某类产品时所需的各种信息 CAD的 信息系统 产品设计 数据库 能进行二维及三维图形信息的处理，在此基础上绘制零部件图形等图形处理工作 多功能图 形程序库 汇集解决某一类工程设计问题的通用及专用的设计程序，如通用的数学计算方法、检索程序、常规机械设计程序、优化设计程序、有限元法分析程序等 应用 程序库 CAD作业实质上是对大量的设计信息进行加工、管理和交换的过程 CAD的 基本作业 向CAD系统输入设计要求，以及根据设计要求建立产品模型 利用应用程序库中已编制的各种应用程序，进行设计计算和优化分析，确定设计方案及产品零部件的主要参数 应用交互式图形程序库，以人机交互作业方式对初步设计的图形进行实时修改，最后设计人员确认设计结果 待续 利用图形处理和动画技术，对产品模型进行图形仿真，为评估设计方案提供逼真和直接的依据 续前 输出设计结果，其中包括设计结果的数据、图样和文档等，甚至还能提供CAPP和CAM所需的信息 CAD的作业过程 CAD系统的组成 由计算机主系统、常用外围设备、图形输入设备、图形输出设备组成 CAD 系统的 硬件组成 根据CAD系统的应用范围和相应软件的要求，可以选用大型计算机、小型计算机、工程工作站和PC微机 计算机 CAD系统中，微机和工作站是主要机型；工作站不仅自身备有中央处理器，而且还可与中央计算机联网，与中央设计和制造数据库相连、共享文件服务器和输出设备 人与计算机进行通信的重要设备，通过它可实现交互式操作 图形输 入设备 主要包括鼠标器、键盘、数字化仪、图形输入板、光笔、扫描仪等 CAD系统实现实时人机对话的核心装置 依靠电子信号控制荧光屏上的光标传输信息，通过感光方法实现信息的高速传递 图形 显示 设备 为了将图形显示器上画出的图形输出到图纸上产生工程图样，必须采用图形输出设备 常用的图形输出设备有绘图仪和打印机 绘图仪又分为笔式绘图机和喷墨绘图机 打印机常用的有针式打印机、喷墨打印机、激光打印机 图形输 出设备 可分为系统软件、支撑软件和应用软件三个层次 CAD 系统的 软件组成 主要用于计算机的管理、维护和控制以及计算机程序的翻译、装入和运行 系统 软件 主要包含操作系统和语言编译系统：操作系统的任务包括CPU作业管理、内存分配管理、输入输出装置管理、磁盘文件管理等内容；语言编译系统是将高级语言编写的程序翻译成计算机能够直接执行的机器指令的软件工具 帮助人们高效率开发应用软件的软件工具系统 比较通用的支撑软件有工程分析软件、图形处理软件、数据库管理系统、计算机网络软件 支撑 软件 在系统软件、支撑软件基础上，针对某一专门应用领域而研制的软件 待续 应用 软件 能切实可行地解决具体工程问题，给出直接用于设计的最终结果 续前 符合设计规范、标准和工程设计中的习惯 能充分利用计算机辅助设计系统的软件资源，具有较高的效率 具有较好的设备无关性和数据存储无关性，便于运行各类硬件环境以及与不同软件的连接 使用方便，具有良好的人机交互界面 运行可靠，维护简单，便于扩充，具有良好的二次开发性 应 用 软 件 特 点 按其工作方式和功能特征可分为检索型、派生型、交互型与智能型等类型 检索型 CAD 系统 CAD系统的类型 主要用于三化（标准化、通用化、系列化）程度较高的产品设计 收集整理设计手册中各种产品的各类数据、图形信息，输入、存储至计算机的存储器中，建立数据库 编制产品的外形图、零件图和装配图的参数化图形库 将设计所需的参数选择以及各种计算分析编制成程序库 编制目录、明细表、图形绘制等输出程序 是在成组技术基础上建立的 采用成组方法所建立的派生型CAD系统是按零件编码进行分类管理的，使用时可根据待设计零件特征取得其成组编码，由其编码确定待设计零件属于哪类零件族，然后在系统图形库中调用该族典型零件，根据编码信息对其功能要素（特征）进行取舍，自动从数据库中查询其结构参数，并在屏幕上生成待设计的零件图。如果需要还可通过屏幕对图形进行必要的修改，直至完全满足设计要求为止 派生型 CAD 系统 由设计者描述出设计模型，并由计算机对有关产品的大量资料进行检索，由计算机对有关数据和公式进行高速运算，并显示草图或标准图的结果，设计者在分析结果的基础上，通过图形输入设备和人机对话语言直接对图形进行实时修改，计算机根据修改的指令，再次做出响应并重新显示 其开发通常包括数据库、图形库和