cad软件标准件检测方法的研究与应用

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1、CAD软件标准件检测方法的研究与应用1绪论1.1论文研究背景与意义随着计算机的迅猛发展，工程界的迫切需要，计算机辅助设计应运而生。CAD(ComputerAidedDesign)即计算机辅助设计，它是指利用计算机及其图形设备来帮助设计人员进行产品或工程的设计[1]。在工程和产品设计中，计算机可以帮助设计人员担负计算、信息存储和制图等多项工作。设计人员在设计时通常要用计算机对不同方案进行大量的计算、分析和比较，以决定最优方案。各种设计信息，不论是数字的、文字的或图形的，都能存放在计算机的内存或外存里，并能快速地检索。CAD可以帮助设计人员制作工程图，

2、设计人员可以根据计算机自动产生的设计结果对设计进行及时修改。CAD的出现，减轻了设计人员的劳动量，使得缩短设计周期的同时又能提高设计质量 成为可能。CAD技术是一项综合性、迅速发展和广泛应用的高新技术。CAD的核心技 术是建模技术，建模技术的研究、发展和应用，代表了CAD技术的研究、发展和应用 水平。CAD软件起步于20世纪50年代后期，在其近50年的演变历史中，CAD软件得到了巨大的发展，按建模技术的发展，CAD软件的发展可以相应分为六个阶段(图1-1)[2]。同步建模技术基于历史记录的实体建模CAD演变三维表面建模三维线框二维画板20世纪60年

3、代70年代80年代90年代21世纪图1-1CAD技术发展史Fig.1-1CADtechnologyphylogeny（1）二维CAD技术的发展1CAD软件标准件检测方法的研究与应用CAD技术起步于20世纪50年代后期。进入20世纪60年代后，CAD技术随着在计算机屏幕上绘图成为可能而开始迅速发展。人们希望借助此项技术来摆脱繁琐、费时和低精度的传统手工绘图。当时，CAD技术的出发点是用传统的三视图方法来表达零 件，以图纸为媒介进行技术交流，这就是二维计算机绘图技术，CAD的含义仅仅是图 板的替代品，即ComputerAidedDrawing的缩写。以

4、二维绘图为主要目标的算法一直持 续到20世纪70年代末期。随着技术的发展，CAD系统介入产品设计过程的程度越来 越深，系统功能越来越强，逐步发展成为真正的计算机辅助设计（ComputerAided Design）。（2）曲面造型技术与三维CAD系统的发展20世纪60年代出现的三维CAD系统只是极为简单的线框式系统。这种初期的线框造型系统只能表达基本的几何信息，不能有效表达几何数据间的拓扑关系。由于缺乏形体的表面信息，CAM及CAE均无法实现。20世纪70年代飞机和汽车工业的蓬勃发展给三维CAD带来了良好的机遇。为了解决飞机和汽车设计制造中遇到的大量

5、自由曲面问题，法国人提出了贝赛尔算法，使得人们用计算机处理曲线及曲面问题变得可以操作，同时也使得法国的达索飞机制造公司的开发者们能在二维绘图系统CADAM的基础上，提出以表面模型为特点的自由曲面建 模方法，推出了三维曲面造型系统CATIA[3]。CATIA的出现标志着计算机辅助设计技术从单纯模仿工程图纸的三视图模式中解放出来，首次实现了在计算机内较完整地描述产品零件的主要信息，同时也为CAM技术的开发打下了基础。曲面造型系统带来了第 一次CAD技术革命，它改变了以往只能借助油泥模型来近似表达曲面的落后的工作方式。曲面造型系统带来的技术革新，使汽车开

6、发手段有了质的飞跃，新车型开发速度也大幅度提高，许多车型的开发周期由原来的6年缩短到约3年。汽车工业对CAD系统 的大量采用，反过来也大大促进了CAD技术本身的发展。但此时的CAD技术价格极其昂贵，而且软件商品化程度低，开发者本身就是CAD 大用户，彼此之间技术保密。只有少数几家受到国家财政支持的军火商，在20世纪70 年代冷战时期才有条件独立开发或者依托某厂商发展CAD技术，如表1-2所示。2CAD软件标准件检测方法的研究与应用表1-2早期的CAD软件及开发公司Table1-2PrimitiveCADsoftwareandtheirdevelop

7、er软件开发及支持公司UG美国麦道（MD）公司开发I-DEAS美国国家航空及宇航局（NASA）支持CV美国波音（Boeing）公司支持CALMA美国通用电气（GE）公司开发CADAM美国洛克希德（Lochheed）公司支持CATIA法国达索（Dassault）公司开发（3）实体造型技术与三维CAD系统的发展20世纪80年代初，CAD系统价格依然令一般企业望而却步，这使得CAD技术无法拥有更广阔的市场。为使自己的产品更具特色，在有限的市场中获得更大的份额，以CV、SDRC和UG为代表的系统开始朝各自的发展方向前进。20世纪70年代末到80年代初，CA

8、E和CAM技术也有了较大发展。表面模型使CAM问题基本得到解决。但由于表面模型技术只能表达形体的表面信息，难以准确表达零件