计算机辅助设计综述
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《计算机辅助设计》课程综述作业——
计算机辅助设计综述
摘要: 结合《计算机辅助设计》课程的学习，阐明计算机辅助设计绘图技术的概念，以及Auto CAD的基本功能和用途。从4 个方面综述了国内外计算机辅助工业设计技术的发展状况。同时, 指出计算机辅助工业设计技术领域有待解决的关键技术问题及其发展趋势。
1 计算机辅助设计基本概念
计算机辅助设计(CAD-Computer Aided Design) 利用计算机及其图形设备帮助设计人员进行设计工作，简称cad。在工程和产品设计中，计算机可以帮助设计人员担负计算、信息存储和制图等项工作。CAD还包含：电气CAD、外贸结算CAD、加拿大元、冠状动脉性心脏病、计算机辅助诊断、服装CAD等含义。
2 计算机辅助设计技术发展状况
CAD(Computer Aided Drafting)诞生于60年代，是美国麻省理工大学提出了交互式图形学的研究计划，由于当时硬件设施的昂贵，只有美国通用汽车公司和美国波音航空公司使用自行开发的交互式绘图系统。 70年代，小型计算机费用下降，美国工业界才开始广泛使用交互式绘图系统。 80年代，由于PC机的应用，CAD得以迅速发展，出现了专门从事CAD系统开发的公司。当时VersaCAD是专业的CAD制作公司，所开发的CAD软件功能强大，但由于其价格昂贵，故不能普遍应用。而当时的Autodesk公司是一个仅有员工数人的小公司，其开发的CAD系统虽然功能有限，但因其可免费拷贝，故在社会得以广泛应用。同时，由于该系统的开放性。因此，该CAD软件升级迅速。
当前, 国内外CA ID 的研究主要集中在计算机辅助造型技术、 CA ID 中的人机交互技术、智能技术以及新兴技术的应用研究等方面。以下分别对这 4个方面作一综述, 并介绍当前一些著名的 CAD/CAM /CA PP 商品化软件中的工业设计模块。
2 . 1 计算机辅助造型技术的研究
计算机辅助造型技术经过20 多年的探索, 已发展到特征造型和参数化、变量化设计阶段, 为实体模型向产品模型的转化铺平了道路。同时, C IM S、并行工程、虚拟制造等设计制造模式的发展, 使得产品模型必须实现全生命周期中的信息共享、各种模型数据的转换和网络传输等问题。这些都对计算机辅助造型技术提出了更高的要求。在CA ID 技术领域, 计算机辅助造型技术的研究主要体现在造型的自由曲面设计和草图设计等方面。
2. 1. 1 自由曲面设计
产品外形自由曲面设计的研究是CA ID 的一个重要内容。采用曲面特征设计
(Su rface Featu reDesign)是自由曲面设计的一个重要发展。曲面特征设计包括了3 部分, 即基本表面、移动特征和串通图形。
2. 1. 2 草图设计
草图设计技术是随着实体造型技术的发展, 为满足工业设计师传统的手绘习惯而发展起来的造型技术。它是用来弥补传统CAD 系统与工业设计之间鸿沟的有效手段。该技术的重点在于2 个方面: 一是设计过程中的人机交互技术, 即设计系统如何有效地模拟设计手绘; 二是草图重建技术。当前, 国内外已建立了一些基于草图的CAD 系统。
2. 2 CA ID
中人机交互技术的研究人机工程技术研究的真正兴起、并有组织地进行仅为数十年的历史。当前, 人体标准数据库、三维人体模型以及一些人机设计系统、评估系统已得到广泛应用。在CA ID 技术领域, 人机交互技术的研究主要体现在人机界面技术和虚拟仿真技术等方面。
2. 2. 1 人机界面技术
随着计算机技术尤其是多媒体、虚拟现实等技术的发展, 人机交互的界面已发生了巨大变化。当前, 人机界面模型、虚拟界面、多用户界面、多感官界面是
人机界面技术的几个重要研究方向。
2. 2. 2 虚拟仿真技术
通过计算机软硬件系统的虚拟仿真, 可以有效地进行人机关系的设计、评估、检验等工作。当前, 虚拟仿真技术的研究主要体现在触觉反馈、压力反馈等基础技术以及人机交互的模拟、人机虚拟环境的构建等方面。
3.基本功能
3.1平面绘图
能以多种方式创建直线、圆、椭圆、多边形、样条曲线等基本图形对象。
3.2 绘图辅助工具
AutoCAD提供了正交、对象捕捉、极轴追踪、捕捉追踪等绘图辅助工具。正交功能使用户可以很方便地绘制水平、竖直直线，对象捕捉可 帮助拾取几何对象上的特殊点，而追踪功能使画斜线及沿不同方向定位点变得更加容易。
3.3 编辑图形
AutoCAD具有强大的编辑功能，可以移动、复制、旋转、阵列、拉伸、延长、修剪、缩放对象等。
3.5.1 标注尺寸 可以创建多种类型尺寸，标注外观可以自行设定。
3.5.2 书写文字 能轻易在图形的任何位置、沿任何方向书写文字，可设定文字字体、倾斜角度及宽度缩放比例等属性。
3.5.3 图层管理功能 图形对象都位于某一图层上，可设定图层颜色、线型、线宽等特性。
3.5.4 三维绘图 可创建3D实体及表面模型，能对实体本身进行编辑。
3.5.6 网络功能 可将图形在网络上发布，或是通过网络访问AutoCAD资源。
3.5.7 数据交换 AutoCAD提供了多种图形图像数据交换格式及相应命令。
4 用途
工程制图：建筑工程、装饰设计、环境艺术设计、水电工程、土木施工等等。
工业制图：精密零件、模具、设备等。
服装加工：服装制版。
电子工业：印刷电路板设计。
广泛应用于土木建筑、装饰装潢、城市规划、园林设计、电子电路、机械设计、服装鞋帽、航空航天、轻工化工等诸多领域。
分类：
在不同的行业中。Autodesk开发了行业专用的版本和插件，
在机械设计与制造行业中发行了AutoCAD Mechanical版本。
在电子电路设计行业中发行了AutoCAD Electrical 版本。
在勘测、土方工程与道路设计发行了 Autodesk Civil 3D版本。
而学校里教学、培训中所用的一般都是AutoCAD Simplified 版本。
一般没有特殊要求的服装、机械、电子、建筑行业的公司都是用的AutoCAD Simplified 版本。
所以AutoCAD Simplified基本上算是通用版本。
5 结语
从整个产品设计与制造的发展趋势看, 并行设计、协同设计、智能设计、虚
拟设计、敏捷设计、全生命周期设计等设计方法代表了现代产品设计模式的发展方向. 随着技术的进一步发展, 产品设计模式在信息化的基础上, 必然朝着数字化、集成化、网络化、智能化的方向发展. 计算机辅助下的工业设计的发展趋势则必然与上述发展趋势相一致, 最终建立统一的设计支撑模型, 工业设计师与工程设计师逐步融合, 走向统一化。
6 参考文献
（1） 罗海玉，计算机辅助工业设计技术综述，(天水师范学院工科部, 甘肃 天水 741001)
（2） CAD 百度百科（/view/4176.htm）
