计算机辅助设计的优缺点与发展

时间：2023-06-05 13:08:55 振濠计算机辅助设计我要投稿

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计算机辅助设计的优缺点与发展

　　CAD技术已广泛地应用于机械、电子、建筑、化工、航空航天以及能源交通等领域，是必不可缺少的一部分。下面是小编为大家搜索整理的关于计算机辅助设计的优缺点与发展，欢迎参考阅读!

　　计算机辅助设计的优缺点与发展 1

　　1、计算机辅助设计的发展

　　计算机辅助设计的研究构想发端于1950年，但最早记录是在1963年。出现了这套以电脑主机、显示屏、光电笔和键盘为工具的图形画线系统得到实现。这套图形画线系统开发和引进了许多计算机绘图的基本思想和技术，使用户可以运用电脑画出直线、复杂曲线以及简单的标准部件。但是最初仅仅被简单的做为图板的替代品，到70年代的时候CAD技术特点主要是交互式二维绘图和三维线框模型，利用解析几何的方法定义有关图素(如点、线、圆等)来绘制或显示直线、圆弧组成的图形。这种初期的线框模型系统只能表达图形的基本信息，无法实现计算机辅助工程分析(CAE)和计算机辅助制造(CAM)。直到后来的二维制图过度到三维建模再到现在的集产品的构思、功能设计、结构分析、加工制造、数据管理于一体的智能CAD技术，计算机辅助设计经历了一个漫长又曲折的发展历程。在今天，CAD技术越来越广泛的用于设计、生产中。

　　2、CAD 绘图的优势

　　1.绘图快捷

　　我在教学过程中与学生们交流，大家都同感以前我们画工程制图是手工画，画一张完整的图纸，要花费大量的时间和精力，而且要注意图纸的整洁，线条的宽度，字体的美观，令大家倍感疲惫。现在用CAD就完全没有这方面的问题，粗细线条全用“特性”来规范，一目了然。尺寸也相当准确，在命令提示行里输入多少就是多少，十分精准。画线线连结的时候CAD尺寸方面的优势就更加明显，比如画圆与直线相切的时候，手工绘图只能凭感觉觉得差不多就画上去，怎么看都不对称。用CAD画，打开对象捕捉就能把切点给抓进来，又快又准!尺寸标注更是快捷，方便。只要自己设计好标注格式，计算机就能按要求标出来。插入文字也很方便，在多行文本编辑器里输入文字内容就能出来绝对标准的国标字，粗糙度、标题栏等做成块就可以随意插入，不用逐个地画了，用起来确实很快!

　　2.保管方便

　　CAD软件制作的图形、图象文件可以直接存储在软盘、硬盘上，资料的保管，调用极为方便。你可以将设计项目刻录成光盘，数据至少可以保存50年。

　　3.三维创建更实用

　　机械设计师在设计时总是先构思后表达，由于脑海中构思出的产品形状是三维的，因而直接建立反映产品真实几何形状的三维实体模型自然是理想的表达方式。这可使机械设计师更加专注于产品设计本身，而不是产品的图形表示，符合机械设计师的创新意识。由于CAD三维设计得到的三维立体图具有直观、易于理解等特点，不仅能促进机械设计师的思维深入，有利于设计的扩展，而且也便于与他人进行交流。三维机械设计不仅可以方便地描述对象的形状、大小和位置等几何特征，而且还可以赋予设计对象以颜色、纹理等多种信息，达到对设计对象几何形状确切的数学描述和工作状态的物理模拟，从而更充分、准确、全面、真实地表达设计者的意图。

　　3、CAD技术的缺点

　　目前有些单位用CAD三维软件做出的三维模型仅为效果图，并没有用在整体空间设计和受力分析，只是把用手工出图转变为计算机出图的现状。如果只停留在这个阶段，就失去CAD辅助设计的作用。

　　设计师关注的往往是设计的局部，CAD制图对全局的把握有一定影响，使得整个零件机构、建筑物的比例、体量失控。CAD的精确性，使得方案设计中需要的模糊性、随机性被扼杀，设计缺乏灵感。另一方面CAD软件功能的局限性以及设计师对软件掌握的熟练程度，使得设计师好的灵感、创意不能通过CAD表达出来，设计师的思想、思路、灵感被束缚。

　　精通CAD技术的设计人员不足。大部分人员没有受过专门的训练，对它的功能了解不够，可是在科技飞速发展的今天你学习的步伐永远追不上电脑、外设、CAD软件的更新、升级步伐。

　　其次，CAD对物质财力的浪费更甚。一个院所要想实现微机制图其硬件设备如：电脑、工作站、绘图仪、复印机、扫描仪、数字化仪、数码相机、可录光驱、UPS等的投资不菲，它的软件投资也居高不下，再加上操作系统软件、常用办公软件其花费惊人。

　　4、CAD技术的发展趋势

　　随着计算机性能的提高，网络通讯的普及化、信息处理的智能化，CAD技术必将有一个超乎想象的。个人根据查找资料认为CAD技术可能有几大发展趋势：

　　(1)随着硬件在触摸屏技术的方面的飞速发展，未来三维CAD技术的发展将与硬件的发展紧密的结合，将开发出更为灵活的设计软件，通过指尖(或触摸笔)在触摸屏上的点击、滑动等动作，可以方便的实现点、线面的设计，从而实现工程师对产品的设计。在该技术的支撑下，可以随心所欲的按照自己的设计思路进行设计及修改。

　　(2)借鉴游戏技术的发展，一方面使得所设计产品更为逼真(实时渲染技术)，更加接近最终制造的产品;同时可以借鉴游戏操纵杆技术，实现更好的操作。另一方面，三维打印技术与CAD技术的完美结合将迅速缩短产品设计的周期，提高产品设计的质量。

　　(3)随着网络技术的发展，通过互联网，工程师可以如网络审图(圈红)、会签等，实现异地的协同设计。

　　计算机辅助设计的优缺点与发展 2

　　一、CAD/CAM的重要性

　　在当今的市场竞争中，谁能满足用户的要求，谁就能占有优势。人们对产品的质量，更新换代的速度，以及产品从设计、制造到投入市场的周期要求越来越高。为满足消费者多样化、个性化和中小批量化的要求，软件必须设计周期短，生产更柔性。传统的设计及批量生产方式面临着严峻的挑战。CAD/CAM技术就是为了满足这些需求而采用的一种新方法。CAD/CAM的发展必将有利于发挥设计人员的创造性，提高企业的设计、生产及管理的水平，提高企业的市场竞争力。

　　计算机辅助设计及计算机辅助制造是计算机技术在机械加工领域中的主要两个方面。它的出现使人们在产品的设计和产品生产中大大节省了时间，提高了效率，使产品的设计和制造实现了自动化，人们通过整个系统(CAD/CAM)实现了对产品的设计、制造全过程的信息进行处理。具体来说，CAD/CAM可以实现零件造型、计算分析、工程绘图、结构分析、优化设计、计算机辅助工艺规程设计、计算机辅助编程、模拟仿真、工程数据管理、信息传输与交换、特征造型等。

　　二、CAD/CAM的发展过程和应用现状

　　二十世纪四五十年代计算机的出现为CAD/CAM的发展奠定了物质基础。六十年代美国人提出了人机交流、计算机图形及交互技术等理论，从而为CAD/CAM技术的发展奠定了理论基础。七十年代，交互计算机图形学及计算机绘图技术日趋成熟，并得到广泛发展，面向中小企业的CAD/CAM开始出现。在制造领域，美国辛辛那提公司研制出了一种柔性制造系统(FMS)，但由于计算机技术的限制，其所能解决的问题只是一些简单的产品设计制造问题。

　　八十年代由于各种新的技术发展，在制造领域出现了产品设计过程相关的辅助软件，如计算机辅助工艺规划(CAPP)、计算机辅助质量控制(CAQ)等。特别值得一提的是，在这些辅助技术的基础上，八十年代后期出现了计算机集成制造系统(CIMS)，它将CAD/CAM技术推向了一个更高的层次。到了九十年代，CAD/CAM已经走出了它的初级阶段，进一步向标准化、集成化、智能化发展。到了二十一世纪，CAD/CAM已经发展并应用于各行各业，其销售收入也节节攀升，仅2002年其全球销售额就达近100亿美元，并且以每年10%左右的速度增长。综上所述，我们不难发现CAD/CAM系统的社会需求量非常大，发展应用的前景也十分广阔。

　　三、CAD/CAM在我国发展的情况

　　我国早在二十世纪七十年代就已经开展了CAD/CAM技术的研究。在八十年代，我国进行了大规模的CAD/CAM技术研究和开发。在“九五”计划期间，国家科委将CAD应用作为四大工程之一(先进制造技术、先进信息工程、CIMS工程、CAD应用工程)。

　　四、CAD/CAM技术在工业中的应用

　　随着科学技术的发展，CAD/CAM技术日益成熟，已经广泛应用于工程技术、机械制造等领域，成为一个技术含量密集的产业，特别是在机械、农业、化工、航天、航空、军事、汽车、电力、船舶、建筑等行业中的应用已经较为普遍。

　　CAD系统的应用解决了产品设计数字化问题，影响和改变着工业的各个方面，使传统的产品设计技术及方式发生了深刻的变革，大大提高了设计的质量和效率。CAM系统的应用解决了实际产品的加工制造问题，提高了零部件的加工精度和产品的制造质量。CAD/CAM技术的应用，充分发挥了计算机及设备的能力，把计算机的高速度、准确性和大存储量与技术人员的思维能力、综合分析能力结合起来，从而大幅提高了生产效率，缩短了产品的研发周期，提高了设计和制造的质量，节约了原材料和能源，加速了产品更新换代，提高了企业的竞争能力。

　　近年来，一批反映时代潮流的商品化CAD/CAM软件在我国广泛使用，如Pro/E、CATIA、UG、Cimatron等。另外，国内一些公司开发出了一批具有自主知识产权的CAD/CAM系统，如广州红地技术公司推出的金银花CAD系统、北航海尔公司开发的CAXA系列软件、武汉开目系列软件等。这些系统已具有很强的实用性和先进性，价格大大低于国外软件，进一步促进了CAD/CAM技术在我国的应用和发展。

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