现代设计理论与方法 计算机辅助设计.ppt

第4章计算机辅助设计主要内容: 了解计算机辅助设计; 了解工程数据的处理方法; 掌握计算机图形处理与三维造型; 了解 CAD 系统的二次开发。 概述 计算机辅助设计的发展计算机辅助设计( Computer Aided Design ,简称 CAD )技术是电子信息技术和设计技术紧密结合的技术。 计算机辅助设计的发展 CAD 其概念和内涵正在不断地发展中。 1972 年10月,国际信息处理联合会( IFIP )在荷兰召开“关于 CAD 原理的工作会议”上给出如下定义: CAD 是一种技术,其中人与计算机结合为一个问题求解组,紧密配合,发挥各自所长,从而使其工作优于每一方,并为应用多学科方法的综合性协作提供了可能。 CAD 是工程技术人员以计算机为工具,对产品和工程进行设计、绘图、分析和编写技术文档等设计活动的总称。 计算机辅助设计的发展它把计算机所具有的运算快、计算精度高、有记忆、逻辑判断、图形显示以及绘图等特殊功能与人们的经验、智慧和创造力结合起来,从而减轻设计人员的体力劳动,提高设计质量,缩短设计周期。 计算机辅助设计的发展 1642 年,法国数学家帕斯卡成功地制造了第一台钟表齿轮式机械计算机,但仅能做加减法运算。在此基础上,德国数学家莱布尼兹于 1678 年发明了可做乘除运算的计算机。 计算机辅助设计的发展二次世界大战,随着火炮的发展,弹道计算日益复杂,原有的一些计算机已不能满足使用要求,迫切需要有一种新的快速的计算工具。这样, 在一些科学家、工程师的努力下,在当时电子技术已显示出具有记数、计算、传输、存储控制等功能的基础上, 1946 年美国宾夕法尼亚大学埃克特等人研制成功世界上第一台电子计算机“埃尼阿克”。他的计算速度是手工计算的 20 万倍。它计算炮弹弹道只需要 3秒钟,而在此之前,则需要 200 人手工计算两个月。 计算机辅助设计的发展 20世纪 50年代在美国诞生第一台计算机绘图系统,开始出现具有简单绘图输出功能的计算机辅助设计技术。 60年代初期出现了 cad 的曲面片技术,中期推出商品化的计算机绘图设备。 70年代,完整的 cad 系统开始形成,后期出现了能产生逼真图形的光栅扫描显示器,推出了手动游标、图形输入板等多种形式的图形输入设备,促进了 cad 技术的发展。 计算机辅助设计的发展 80 年代中期以来, cad 技术向标准化、集成化、智能化方向发展。一些标准的图形接口软件和图形功能相继推出,为 cad 技术的推广、软件的移植和数据共享起了重要的促进作用;系统构造由过去的单一功能变成综合功能,出现了计算机辅助设计与辅助制造联成一体的计算机集成制造系统;网络技术、多处理机和并行处理技术在 cad 中的应用,极大地提高了 cad 系统的性能; 人工智能和专家系统技术引入 cad 。 计算机辅助设计的发展 CAD/CAM 技术的发展?50年代- 萌芽期: ?图形显示器(50),NC 机床(52), 绘图仪(58) ?60年代- 成长期:? CAD(63),GRAPHI 等大型 CAD/CAM 系统问世?70年代- 发展期: ?CAD/CAM 软硬件系统商品化 计算机辅助设计的发展 CAD/CAM 技术的发展?80年代- 普及期: ?PC 微机和工作站系统广泛使用,从大型企业向中小企业扩展,从发达国家向发展中国家扩展?90年代- 集成期: ?CAD/CAM 集成, CIMS 集成