第十章计算机绘图简介.doc

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1、第十章计算机绘图简介自从20世纪50年代世界上第一台自动绘图机诞生以来，计算机图形学和计算机辅助设计（CAD）已经成为一门新兴的边缘科学。特别是近十几年，由于计算机软、硬件的迅速发展，交互式图形软件包已由过去的大中型计算机转向微机工作站，使得CAD和计算机绘图已经开始进入实用化与普及化阶段。随着科学技术的不断进步，产品的生命周期（指从市场需求、产品的设计制造到产品的报废消亡）愈来愈短，企业想在激烈的市场竞争中求得生存，就必须要保证产品的持续创新，而其中设计是关键；先进制造技术（AdvancedManufacturingTechnology）的运用，提出了基于计算机信息和集成的现代设计理论和

2、方法的新概念。很显然，在新世纪以CAD（ComputerAidedDesign)技术完全取代传统的手工设计绘图，已经成为一个毋庸置疑的事实。CAD具有很丰富的内涵，目前大型的CAD软件集三维实体建模、复杂曲面设计与拟合、工程图纸输出、工程设计计算、分析、仿真、数控加工及虚拟现实等于一身，有的甚至还集成了工程数据交换、产品数据管理和基于Internet/Intranet的异地协同设计等功能。当然，CAD软件种类繁多，其价格和功能也相差很大，用户可根据不同的需求，选用不同的CAD系统。但作为CAD系统，以二维工程绘图和三维实体造型模块为核心和基础内容都是必须的。11.1计算机绘图概述计算机绘图

3、(ComputerGraphics)是应用计算机及其图形输入、输出设备实现图形显示及辅助设计的一门新兴学科，它建立在图形学、应用数学及计算机科学三者结合基础上，是CAD/CAM的基础和主要组成部分之一。在设计过程中，利用计算机作为工具，帮助工程师进行设计的一切实用技术的总和称为计算机辅助设计（CAD，ComputerAidedDesign）。　　计算机辅助设计包括的内容很多，如：概念设计、优化设计、有限元分析、计算机仿真、计算机辅助绘图、计算机辅助设计过程管理等。在工程设计中，一般包括两种内容：带有创造性的设计（方案的构思、工作原理的拟定等）和非创造性的工作，如绘图、设计计算等。创造性的设

4、计需要发挥人的创造性思维能力，创造出以前不存在的设计方案，这项工作一般应由人来完成。非创造性的工作是一些繁琐重复性的计算分析和信息检索，完全可以借助计算机来完成。一个好的计算机辅助设计系统既能充分发挥人的创造性作用，又能充分利用计算机的高速分析计算能力，即要找到人和计算机的最佳结合点。　　计算机辅助设计作为一门学科始于60年代初，一直到70年代，由于受到计算机技术的限制，CAD技术的发展很缓慢，进入80年代以来，计算机技术突飞猛进，特别是微机和工作站的发展和普及，再加上功能强大的外围设备，如大型图形显示器、绘图仪、激光打印机的问世，极大地推动了CAD技术的发展，CAD技术已进入实用化阶段，

5、广泛服务于机械、电子、宇航、建筑、纺织等产品的总体设计、造型设计、结构设计、工艺过程设计等环节。　　早期的CAD技术只能进行一些分析、计算和文件编写工作，后来发展到计算机辅助绘图和设计结果模拟，目前的CAD技术正朝着人工智能和知识工程方向发展，即所谓的ICAD（IntelligentCAD）。另外，设计和制造一体化技术即CAD/CAM技术以及CAD作为一个主要单元技术的CIMS技术都是CAD技术发展的重要方向。　　在工业化国家如美国、日本和欧洲，CAD已广泛应用于设计与制造的各个领域如飞机、汽车、机械、模具、建筑、集成电路中，基本实现100％的计算机绘图。CAD系统的销售额每年以30～40

6、％的速度递增，各种CAD软件的功能越来越完善，越来越强大。国内于70年代末开始CAD技术的大力推广应用工作，已经取得可喜的成绩，CAD技术在我国的应用方兴未艾。　　11.1.1计算机绘图硬件设备　　一个CAD系统由硬件和软件两部分组成，要想充分发挥CAD的作用，必须要有高性能的硬件和功能强大的软件。先进的CAD系统的硬件由计算机及其外围设备和网络组成。计算机分为大型机，中、小型机，工作站和微机四大类。目前应用较多的是CAD工作站，国内主要是微机和工作站。外围设备包括鼠标、键盘、扫描仪等输入设备和显示器、打印机、绘图仪、拷贝机等输出设备。网络系统包括中继器（增加网线长度）、网桥（同种网相连）

7、、路由器（选择加工路线）、网关（不同协议相连）、Modem方式连接到网络上，以实现资源共享。网络的连接方式即网络的拓扑结构可分为星形、总线形、环形、树形以及星形和环形的组合等形式。先进的CAD系统都是以网络的形式出现的，特别是在并行工程环境中，为了进行产品的并行设计，网络更是必不可少的。那种单机CAD的工作方式在大中型企业中将逐渐淘汰，因为它远远不能满足现代企业设计的要求。1、计算机的主要部件计算机其主要部件为中央处理器