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材料加工CAD/CAM基础 材料科学与工程学院 李 欣 第二章 计算机辅助设计基础 第一节 计算机辅助设计系统的组成与分类 第二节 计算机辅助设计系统的三维造型技术 第一节 计算机辅助设计系统的组成与分类 一、计算机辅助系统的基本组成 ??? 所谓系统，是指为完成特定任务而由相关部件或要素组成的有机的整体。一个完整的CAD/CAM系统必须具备硬件系统和软件系统。 （一） CAD/CAM的硬件系统 ????硬件是CAD/CAM系统运行的物质基础。由计算机主机、输入设备、输出设备、存储器、生产设备（CAM加工设备）及计算机网络等几部分组成。 计算机辅助系统硬件组成 计算机主机 中央处理器(Central Processing Unit, CPU)和主存储设备（内存）组成。 对于CAD系统，需要进行大量计算，有大量中间数据需要存储，对内存要求较高。 (2) 外存储器 存储需要永久保存或暂时不用的程序、数据库、图形库和其他信息。容量大，存取速度较慢。磁带、磁盘(软盘、硬盘)、光盘 (3) 输入设备 把外界信息输送到计算机中，供计算机运算和 处理。 主要输入设备： 键盘、鼠标(mouse)、光笔(lightpen)、数字化 仪(digitizer)、扫描仪、图形输入板(tablet)等。 (4) 输出设备 CAD需要进行图像处理，设计的结果需要反映 在图纸上。 主要输出设备： 显示器、绘图仪、打印机等 (5) 网 络 局域网和因特网，将多个不同的硬件系统联系 起来，实现资源共享及异地网络化设计。 （二）计算机辅助设计系统的硬件要求 (1) 性能要求较高的图形输入、输出设备 (2) 较高的运行速度 (3) 足够的外部存储空间 (4) 较好的网络性能 (三)计算机辅助设计的软件组成 CAD／CAM系统的软件根据其功能可分为系统软件( System Software)、支撑软件(Support Software)、应用软件(Application Software)等三个层次。 （1）系统软件 1、操作系统 (Operating System) UNIX、Window XP 、Windows7等窗口系统。 2、编译系统 高级语言如Visual C++、Visual Basic等均有各自的编译系统。 （2）支撑软件 (Support Software) 是为满足CAD/CAM用户共同需要而开发的通用软件或工具软件，包括目前市场上供应的各种商品化CAD／CAM系统。支撑软件是CAD/CAM系统的核心。 功能： 计算机图形处理 三维产品建模 Pre/E UG 、CATIA 有限元建模与分析 商品化有限元分析软件，如ANSYS,DYNAFORM 。Pre/E、UG 、CATIA自身集成了有限元分析模块。 以机械行业为例，说明CAD软件技术的发展历程。 20世纪60年代，CAD的主要技术特点是交互式二维绘图和三维线框模型。 20世纪70年代，CAD的主要技术特征是自由曲线曲面生成算法和表面造型理论，代表软件CATIA。 20世纪80年代，CAD的主要技术特征是实体造型理论和几何建模方法， 代表软件I-DEAS。 20世纪90年代，CAD技术基础理论主要是以PTC的Pro/Engineer为代表的参数化造型理论和以SDRC的I-DEAS为代表的变量化造型理论，形成了基于特征的实体建模技术。 （3）应用软件（Application Sofeware） 应用软件是用户解决实际问题而自行开发或委托开发的程 序系统。它是在系统软件的基础上，或用高级语言编程，或基 于某种支撑软件，针对特定的问题设计研制，既可为一个用户 使用，也可为多个用户使用的软件。 当前，几乎所有的CAD系统软件都提供相应的二次开发工 具，使用户能方便地根据自身需求开发专门的应用软件。如： AutoCAD内置的VisualLisp开发语言，UG的应用程序开发工 具UG/Open API等。 二、计算机辅助设计系统的分类 根据工作方式分为检索型、交互型和智能型。 1.