CAD即计算机辅助设计(Computer Aided Design
CAD即计算机辅助设计（Computer Aided Design,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）在荷兰召开的“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、造型、分析和编写技术文档等设计活动的总称。
根据模型的不同，CAD系统一般分为二维CAD和三维CAD系统。二维CAD系统一般将产品和工程设计图纸看成是“点、线、圆、弧、文本……”等几何元素的集合，系统内表达的任何设计都变成了几何图形，所依赖的数学模型是几何模型，系统记录了这些图素的几何特征。二维CAD系统一般由图形的输入与编辑、硬件接口、数据接口和二次开发工具等几部分组成。
三维CAD系统的核心是产品的三维模型。三维模型是在计算机中将产品的实际形状表示成为三维的模型，模型中包括了产品几何结构的有关点、线、面、体的各种信息。计算机三维模型的描述经历了从线框模型、表面模型到实体模型的发展，所表达的几何体信息越来越完整和准确，能解决“设计”的范围越广。其中，线框模型只是用几何体的棱线表示几何体的外形，就如同用线架搭出的形状一样，模型中没有表面、体积等信息。表面模型是利用几何形状的外表面构造模型，就如同在线框模型上蒙了一层外皮，使几何形状具有了一定的轮廓，可以产生诸如阴影、消隐等效果，但模型中缺乏几何形状体积的概念，如同一个几何体的空壳。几何模型发展到实体模型阶段，封闭的几何表面构成了一定的体积，形成了几何形状的体的概念，如同在几何体的中间填充了一定的物质，使之具有了如重量、密度等特性，且可以检查两个几何体的碰撞和干涉等。由于三维CAD系统的模型包含了更多的实际结构特征，使用户在采用三维CAD造型工具进行产品结构设计时，更能反映实际产品的构造或加工制造过程。
目前，三维CAD系统已经成为企业进行产品创新设计的主流工具。三维CAD系统已经从早期的实体造型，发展到特征造型和基于约束的造型。
CAD系统广泛应用于机械、电子、汽车、航空航天、模具、仪表、轻工等制造行业。三维CAD 系统在产品的零件造型、装配造型和焊接设计、模具设计、电极设计、钣金设计等方面提供了强大的功能，真实感显示、曲面造型的功能也已经很强大。
目前，高端的三维CAD系统主要包括UG NX、CATIA、PRO-E。中端主流的三维CAD系统主要包括SolidWorks、SolidEdge、Inventor。国产的三维CAD系统有Solid3000和CAXA实体工程师。而我国流行的二维CAD系统主要包括AutoCAD、CAXA、中望、浩辰等。
基于三维CAD系统，已经有很多CAE/CAM系统，支撑产品的设计/仿真和制造。
CAD/CAE/CAM技术的现状与发展趋势
佳工机电网https://www.360docs.net/doc/2f6602874.html,
作者：卜云峰
CAD/CAE/CAM技术概况
CAD技术的发展历程及现状
50-60年代初CAD技术处於准备和酝酿时期，被动式的图形处理是这阶段CAD技术的特征。60年代CAD技术得到蓬勃发展并进入应用时期，这阶段提出了计算机图形学、交互技术、分层存储符号的数据结构等新思想，从而为CAD技术的进一步发展和应用打下了理论基础。70年代CAD技术进入广泛使用时期，1970年美国Applicon公司首先推出了面向企业的CAD商品化系统。80年代CAD技术进入迅猛发展时期，这阶段的技术特征是CAD技术从大中企业向小企业扩展；从发达国家向发展中国家扩展；从用於产品设计发展到用於工程设计和工艺设计。90年代以后CAD技术进入开放式、标准化、集成化和智能化的发展时期，这阶段的CAD技术都具有良好的开放性，图形接口、功能日趋标准化。微机加视窗操作系统与工作站加Unix操作系统在因特网的环境下构成CAD系统的主流工作平台，同时网络技术的发展使得CAD/CAE/CAM集成化体系摆脱空间的约束，能够更好地适应现代企业的生产布局及生产管理的要求。在CAD系统中，正文、图形、图像、语音等多媒体技术和人工智能、专家系统等高新技术得到综合应用，大大提高了CAD自动化设计的程度，智能CAD应运而生。智能CAD把工程数据库及管理系统、知识库及专家系统、拟人化用户介面管理系统集於一体。
CAD体系结构大体可分为基础层、支撑层和应用层三个层次。基础层由计算机及外围设备和系统软件组成。随着网络的广泛使用，异地协同虚拟CAD环境将是CAD支撑层的主要发展趋势。应用层针对不同应用领域的需求，有各自的CAD专用软件来支援相应的CAD 工作。
CAE技术的发展历程及现状
CAE主要指用计算机对工程和产品进行性能与安全可靠性分析，对其未来的工作状态和运行行为进行模拟，及早发现设计缺陷，并证实未来工程、产品功能和性能的可用性与可靠性。CAE软件是迅速发展中的计算力学、计算数学、相关的工程科学、工程管理学与现代计算技术相结合，而形成的一种综合性、知识密集型信息产品。可以解决很多实际工程需要解决而理论分析又无法解决的复杂问题。
CAE技术的研究始於20世纪50年代中期，CAE软件出现於70年代初期，80年代中期CAE软件在可用性、可靠性和计算效率上已基本成熟。国际上知名的CAE软件有NASTRAN、ANSYS、ASKA、MARC、MODULEF、DYN-3D等。但其数据管理技术尚存在一定缺陷；运行环境仅限於当时的大型计算机和高档工作站。近十多年是CAE软件的商品化发展阶段，其理论和算法日趋成熟，已成为航空、航天、机械、土木结构等领域工程和产品结构分析中必不可少的数值计算工具，同时也是分析连续过程各类问题的一种重要手段。其功能、性能、前后处理能力、单元库、解法库、材料库，特别是用户介面和数据管理
技术等方面都有了巨大的发展。前后处理是CAE软件实现与CAD、CAM等软件无缝集成的关键性软件成份；它们通过增设与相关软件（如Pro/E、CADDS、UG、Solidedge以及Solidworks、MDT 等软件）的接口数据模块，实现有效的集成；通过增加面向行业的数据处理和优化算法模块，实现特定行业的有效应用。CAE软件对工程和产品的分析、模拟能力，主要决定於单元库和材料库的丰富和完善程度，知名CAE软件的单元库一般都有百余种单元，并拥有一个比较完善的材料库，使其对工程和产品的物理、力学行为，具有较强的分析模拟能力。一个CAE软件的计算效率和计算结果的精度，主要决定於解法库；特别是在并行计算机环境下运行，先进高效的求解演算法与常规的求解算法，在计算效率上可能有几倍、几十倍，甚至几百倍的差异。CAE软件现已可以在超级并行机，分布式微机群，大、中、小、微各类计算机和各种操作系统平台上运行。目前国际上先进的CAE软件，已经可以对工程和产品进行如下的性能分析、预报及运行行为模拟∶
静力和拟静力的线性与非线性分析包括对各种单一和复杂组合结构的弹性、弹塑性、塑性、蠕变、膨胀、几何大变形、大应变、疲劳、断裂、损伤，以及多体弹塑性接触在内的变形与应力应变分析；
线性与非线性动力分析
包括交变荷载、爆炸冲击荷载、随机地震荷载以及各种运动荷载作用下的动力时程分析、振动模态分析、谐波响应分析、随机振动分析、屈曲与稳定性分析等；
声场与波的传播计算
包括静态和动态声场及噪音计算，固体、流体和空气中波的传播分析，以及稳态与瞬态热分析（传导、对流和幅射状态下的热分析，相变分析等），静态和交变态的电磁场和电流分析（电磁场分析、电流分析、压电行为分析等），流体计算（常规的管内和外场的层流、端流等）等。
CAM技术的发展历程及现状
CAM中的核心技术是数控技术，编制零件加工程序是数控技术应用的重要环节，靠手工编程无法满足复杂零件数控加工的需求，50年代初期，美国开始了数控自动编程技术-APT语言的研究，形成了早期的CAM系统；如20世纪60年代开发的编程机及部分编程软件∶FANUC、Siemens编程机。目前，CAM技术已经成为CAX（CAD、CAE、CAM等）体系的重要组成部分，可以直接在CAD系统上建立起来的参数化、全相关的三维几何模型（实体＋曲面）上进行加工编程，生成正确的加工轨迹。典型的CAM系统有UG、Pro/E、Cimatron 、MasterCAM等。其特点是面向局部曲面的加工方式，表现为编程的难易程度与零件的复杂程度直接相关，而与产品的工艺特征、工艺复杂程度等没有直接相关关系。CAM系统仅以CAD模型的局部几何特征为目标对象的基本处理形式，已经成为智能化、自动化水平进一步发展的制约因素。只有采用面向模型、面向工艺特征的CAM系统，才能够突破CAM自动化、智能化的现有水平。
CAD/CAE/CAM技术的发展趋势
CAD技术的发展趋势
CAD技术的发展趋势主要体现在以下几方面∶
标准化
CAD软件一般应集成在一个异构的工作平台之上，只有依靠标准化技术才能解决CAD系统支持异构跨平台的环境问题。目前，除了CAD支撑软件逐步实现ISO标准和工业标准外，面向应用的标准零部件库、标准化设计方法已成为CAD系统中的必备内容，且向合理化工程设计的应用方向发展。
开放性
CAD系统目前广泛建立在开放式操作系统视窗95/98/2000/NT和UNIX平台上，为最终用户提供二次开发环境，甚至这类环境可开发其内核源码，使用户可定制自己的CAD系统。
集成化
CAD技术的集成化将体现在三个层次上∶其一是广义CAD功能，CAD/CAE/CAPP/CAM/CAQ/PDM/ERP经过多种集成形式，成为企业一体化解决方案。新产品设计能力与现代企业管理能力的集成，将成为企业信息化的重点；其二是将CAD技术采用的算法，甚至功能模块或系统，做成专用芯片，以提高CAD系统的使用效率；其三是CAD基於计算机网络环境实现异地、异构系统在企业间的集成。应运而生的虚拟设计、虚拟制造、虚拟企业就是该集成层次上的应用。例如，在美国通用汽车公司的生产过程，大量的零部件生产、装配都通过“虚拟工厂”、“动态企业联盟”的方式完成，本企业只负责产品总体设计和生产少数零部件，并最终完成产品的装配。
智能化
设计是一个含有高度智能的人类创造性活动领域，智能CAD是CAD发展的必然方向。从人类认识和思维的模型来看，现有的人工智能技术模拟人类的思维活动明显不足。因此，智能CAD不仅是简单地将现有的智能技术与CAD技术相结合，更重要的是深入研究人类设计的思维模型，最终用信息技术来表达和模拟它，才会产生高效的CAD系统，为人工智能领域提供新的理论和方法。CAD的这个发展趋势，将对信息科学的发展产生深刻的影响。
虚拟现实(VR)与CAD集成
VR技术在CAD中的应用面很广，首先可以进行各类具有沉浸感的可视化模拟，用以验证设计的正确性和可行性。例如用这种模拟技术进行设计分析，可以清楚地看到物体的变形过程和应力分布情况。其次它还可以在设计阶段模拟产品装配过程，检查所用零部件是否合适和正确。在概念设计阶段，它可用於方案优化。特别是利用VR的交互能力，支援概念设计中的人机工程学，检验操作时是否舒适、方便，这对摩托车、汽车、飞机等的设计作用尤其显著，在协同设计中，利用VR技术，设计群体可直接对所设计的产品进行交互。更加逼真地感知到正在和自己交互的?体成员的存在和相互间的活动。尽管VR技术在CAD中的应
用前景诱人，不过离广泛推广应用还有一定距离。
CAE技术发展趋势
CAE技术的发展趋势将体现在以下几方面∶
真三维图形处理与虚拟现实
随着专用於图形和多媒体信息处理的高性能DSP芯片的发展，PC机的图形处理能力近两年会有成百倍的提高，再加上三维图形算法、图形运算和参数化建模算法的发展，快速真三维的虚拟现实技术将会成熟。因此CAE软件的前后处理系统将会在复杂的三维实体建模及相关的静态和动态图形处理技术方面有新的发展，例如复杂的三维实体建模及相应的自适应有限元剖分，复杂的动态物理场的虚拟现实与即时提示等。
面向对象的工程数据库及其管理系统
高性能价格比的大容量存贮器及其高速存取技术在迅速发展，PC机的硬盘容量很快将由GB量级达到TB量级，用户将要求把更多的计算模型、设计方案、标准规范和知识性信息纳入CAE软件的数据库中，这必将推动CAE软件数据库及其数据管理技术的发展，高性能的面向对象的工程数据库及管理系统将会出现在新一代的CAE软件中。
多相多态介质耦合、多物理场耦合以及多尺度耦合分析目前的CAE软件，都仅限於宏观物理、力学模型的工程和产品分析，虽然有少数软件涉足了微机电系统分析，但其物理力学模型尚存在一定问题。值得指出的是∶对于多物理场的强耦合问题、多相多态介质耦合问题，特别是多尺度模型的耦合问题，目前尚处於基础性前沿研究阶段。但是，它们已成为国内外科学家的重点研究课题，由於其强烈的工业背景，基础研究的任何突破，都会被迅速纳入CAE软件，不久的将来，将形成从材料性能的预测、仿真，到构件与整个产品性能的预测、仿真，集计算机辅助材料设计制备，到工程或产品的设计、仿真与优化於一体的新一代CAE 系统。
适应于超级并行计算机和机群的高性能CAE求解技术CAD/CAE/CAM已成为技术人员实施技术创新的得力工具，每秒千亿次、万亿次、千万亿次及量子计算机即将诞生，分布式并行计算机群即将投入使用，为适应这种情况，新型的高精度和高效率并行算法正被研究，一些实用的新算法将不断问世。这些新的高性能算法必然会被做成CAE的软件模块，使其在对复杂的工程或产品仿真时，能够充分发挥超级并行计算系统的软、硬件资源，高效率和高精度地获得计算结果。
GUI＋多媒体的用户介面
伴随着计算机图形用户介面（GUI）和联机共用的图形与数据库软件的发展，狭义的语音输入/输出已成现实，计算机视觉系统很快能在一定范围内分析体态、眼神和手势，不久的将来会听、看、说、写和学习的计算机将问世，这些多媒体技术一定会使未来CAD/CAE/CAM 软件的用户介面具有更强的直观、直感和直觉性，CAE软件将来不仅具有常见的弹出式下拉菜单，对话框、工具杆和多种数据导入的宏命令，还要开发若干专用的智能用户介面，帮
助用户选择单元形态，分析流程，判断分析结果等，使某些专业用户使用CAE软件，就像使用“傻瓜”相机一样，具有一按即得的功效。
CAM技术的发展趋势
CAM技术的发展趋势将体现在以下几方面∶
面向对象、面向工艺特征的结构体系
传统CAM曲面为目标的体系结构将被改变成面向整体模型（实体）、面向工艺特征的结构体系。系统将能够按照工艺要求自动识别并提取所有的工艺特征及具有特定工艺特征的区域，使CAD/CAE/CAM的集成化、自动化、智能化达到一个新的水平。
基於知识的智能化系统
未来的CAM系统不仅可继承并智能化地判断工艺特征，而且具有模型对比、残余模型分析与判断功能，使刀具路径更优化，效率更高。同时也具有对工件包括夹具的防过切、防碰撞功能，提高操作的安全性，更符合高速加工的工艺要求，并开放工艺相关联的工艺库、知识库、材料库和刀具库，使工艺知识积累、学习、运用成为可能。
使相关性编程成为可能尺寸相关、参数式设计等CAD领域的特性，有希望被引伸到CAM 系统之中。目前，以Delcam 公司的PowerMILL及WorkNC为代表，采用面向工艺特征的处理方式，系统以工艺特征提取的自动化来实现CAM编程的自动化。当模型发生变化后，只要按原来的工艺路线重新计算，即实现CAM的自动修改。由计算审自动进行工艺特征?工艺区域的重新判断并全自动处理，使相关性编程成为可能。目前已有成熟的产品上市，并为北美、欧洲等发达国家的模具界所接受。由於CAM系统专业化、智能化、自动化水平的提高，将导致机侧编程方式的兴起，将改变CAM编程与加工人员及现场分离的现象。
提供更方便的工艺管理手段
CAM的工艺管理是数控生产中至关重要的一环，未来CAM系统的工艺管理树结构，为工艺管理及即时修改提供了条件。较领先的CAM系统已经具有CAPP开发环境或可编辑式工艺模板，可由有经验的工艺人员对产品进行工艺设计，CAM系统可按工艺规程全自动批次处理。据报道，未来的CAM系统将能自动生成图文并茂的工艺指导文件，并能以超文本格式进行网络浏览。
随着互联网的普及，宽带通信技术的突破，通信、广播和计算机三网融合的步伐会加快，一个完全信息化的、充满虚拟色彩，而又现实的新时代即将到来，它将改变现代人的工作、学习、交往和娱乐方式。立足于全社会公用网络环境，建立专业化的虚拟网络服务环境，并开发适应於这类网络环境的CAD/CAE/CAM软件产品，创建CAD/CAE/CAM网上专营店，实施网上经销、网上培训与谘询服务，以及计算量大的软件网上运行，使用户能够实现多专业、异地、协同、综合全面地设计与分析，实施工程与产品创新，这将是CAD/CAE/CAM软件行业未来发展的新趋势。据报道：ANSYS公司已经和HP、EAI合作创建了一种针对ANSYS 的网上服务体系。(end)
计算机辅助设计(CAD)
计算机辅助设计（CAD） 唯一的国家级CAD应用水平认证为您提升岗位竞争力 受认可的计算机辅助设计（CAD）专业技能将让您在竞争激烈的就业中脱颖而出。 高新考试计算机辅助设计（CAD）认证是对您知识和技能的可靠证明；代表着在专业设计领域的专业技术与实操技能。 拥有计算机辅助设计（CAD）认证将让您就业受益，助您在设计生涯中获取成功。 计算机辅助设计（CAD）认证能为您提供诸多的优势与好处，增加您的技术认可度。 认证性质 计算机辅助设计（CAD）认证考试是为提高大中专、职业技术院校在校学生以及企事业单位的工程技术人员的数字化设计能力而设计的应用、专业技术水平考试。 认证平台分类 计算机辅助设计-建筑-CAD、计算机辅助设计-机械-CAD、计算机辅助设计-服装-CAD 认证对象 任何希望证明所具备AutoCAD软件知识的人都可以参加认证。计算机辅助设计（CAD）认证强调持证者的技能和知识，任何在工作中使用AutoCAD软件的人都可以从认证项目中获益。通过计算机辅助设计（CAD）认证考试，即证明其具备完成指定工作任务的知识和技能。可应用职务 CAD程师、建筑设计／绘图人员、水电及其他工程绘图人员、机械设计／绘图人员、室内设计／装潢人员、计算机绘图人员、平面设计／美编人员、商业设计、工业设计等等。证书等级及发证机构 证书分为初级、中级、高级，由人力资源与社会保障部职业技能鉴定中心核发。 证书价值 该证书用于从事相关工作岗位的水平等级证明和职业资格证明，是职场岗位晋级、职称晋级和工资福利晋级的必要证书。高级技工（即国家三级）资格证书是日后申评国家二级（即
技师）和国家一级（即高级技师）的必要条件，也是学生从事相关工作的岗位能力证书。认证基本要求 要求考生比较系统地理解AutoCAD的基本概念和基本理论，掌握其使用的基本命令、基本方法，同时要求考生具有一定空间想象能力、抽象思维能力，要求考生在掌握基本操作的基础上能综合运用所学的知识、方法进行复杂产品的设计和开发。 认证方式与考试时间 计算机辅助设计（CAD）认证采用上机考试的形式，使用全国统一题库，按照操作或编程要求，完成指定的考试题目。操作技能考试全部在计算机的相应操作系统和应用程序中完成，实际测试操作能力与操作技能，中级考试时间为120分钟，高级考试时间为180分钟。认证内容 计算机辅助设计（CAD）认证主要是考核AutoCAD中的各种功能，包括人机交互、图档管理、对象生成与修改的高级功能、三维建模的方法、注释与剖面线填充、打印和发布图形，以及数据共享等方面。其中又以生成与修改对象、图档管理、人机交互、三维建模和注释与打印为主要内容。 为什么选择计算机辅助设计（CAD）认证 国家权威认证 由人力资源与社会保障部职业技能鉴定中心推出，至2012年6月全国已经有超过1000万人次参加高新技术考试。 为个人档案添光 无论读书,还是职场晋升,都要面对激烈的竞争,如果拥有计算机辅助设计（CAD）认证,你一定会从激烈的竞争中脱颖而出！ 满足职场技能 计算机辅助设计（CAD）认证给企业员工提供一种提升工作效率、证明自己具备专业技能的方式，这样更助于个人完善自己的职业生涯、增加自身价值！ 学分抵免 计算机辅助设计（CAD）认证项目获得了众多职业院校的认同，将其纳入教学计划，并对于获得计算机辅助设计（CAD）认证的学生给予学分抵免政策。
计算机辅助设计的发展与应用
计算机辅助设计的发展与应用 【摘要】计算机辅助设计(CAD)技术作为关键的共性技术.其广泛应用将促使人们思想观念、工作模式、生产方式的转变，由此对世界经济产生的影响，完全可以与十八世纪的工业革命相比拟。我国CAD软件的开发和应用与国外相比，还有较大的距离，但我们相信，随着知识产权意识的不断增强，随着我国改革开放的不断深入，具有自主版权的CAD软件将不断发展，并更加成熟和完善。与此同时，它也必将拥有更大的市场。本文研究了计算机辅助设计的发展与应用 【关键词】计算机；辅助设计；应用 计算机辅助设计CAD是指利用计算机系统辅助完成工程设计的设计绘图、修改、分析、优化和检验的过程。这一概念产生于七十年代，最初是在机械、电子等领域内的实现。随着32位高档微型机的问世，及高分辨率大屏幕显示器等硬件设备的出现，CAD技术进人普及及应用阶段，并且相继出现了CAM(计算机辅助制造)、CAI(计算机辅助教学)等项计算机应用技术。这些技术已引起人们普遍重视，并且开发出了很多实用系统，在生产实践中起到了减轻人类劳动强度和提高工作效率的作用。CAD引人土木工程领域·现在已经应用与规划设计、施工管理等工作中，收到了显著的经济效益。CAD技术已成为缩短生产周期、降低成本、提高工程和产品质量的重要手段。目前国内土建应用软件不断成熟，已广泛应用与工程设计实践中，随着计算机应用技术的发展，CAD正向标准化、集成化、智能化的方向发展，必将更好地为设计服务。 一、CAD技术在工业中的应用 我国早在二十世纪七十年代就已经开展了CAD技术的研究。在八十年代，我国进行了大规模的CAD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）。 随着科学技术的发展，CAD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技术的应用，充分发挥了计算机及外围设备的能力，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技术在我国的应用和发展。 二、计算机辅助设计的发展 1、智能化 要使自己的产品、工程和系统的质量好、成本低、市场竞争力强，就需要用最好的设计、最好的加工和最好的管理，迫切需要总结国内外相关产品、工程和系统设计制造的经验教训，把成功的设计制造经验做成智能设计、智能制造系统去指导新产品、新工艺和新系统的设计制造，才能使自己的产品、工程和系统具有创造性。目前在智能CAD方面主要开展了以下几方面的工作。 2、多学科多功能综合产品设计技术
(整理)各种光学设计软件介绍-学习光学必备-peter.
光学设计软件介绍 ZEMAX是美国焦点软件公司所发展出的光学设计软件，可做光学组件设计与照明系统的照度分析，也可建立反射，折射，绕射等光学模型，并结合优化，公差等分析功能，是套可以运算Sequential及Non-Sequential的软件。版本等级有SE：标准版，XE：完整版，EE：专业版（可运算Non-Sequential），是将实际光学系统的设计概念、优化、分析、公差以及报表集成在一起的一套综合性的光学设计仿真软件。ZEMAX的主要特色：分析：提供多功能的分析图形，对话窗式的参数选择，方便分析，且可将分析图形存成图文件，例如：*.BMP, *.JPG．．．等，也可存成文字文件*.txt；优化：表栏式merit function参数输入，对话窗式预设merit function参数，方便使用者定义，且多种优化方式供使用者使用；公差分析：表栏式Tolerance参数输入和对话窗式预设Tolerance参数，方便使用者定义；报表输出：多种图形报表输出，可将结果存成图文件及文字文件。 CODE V是Optical Research Associates推出的大型光学设计软件，功能非常强大，价格相当昂贵CODE V提供了用户可能用到的各种像质分析手段。除了常用的三级像差、垂轴像差、波像差、点列图、点扩展函数、光学传递函数外，软件中还包括了五级像差系数、高斯光束追迹、衍射光束传播、能量分布曲线、部分相干照明、偏振影响分析、透过率计算、一维物体成像模拟等多种独有的分析计算功能。是世界上应用的最广泛的光学设计和分析软件，近三十多年来，Code V进行了一系列的改进和创新，包括：变焦结构优化和分析；环境热量分析；MTF和RMS波阵面基础公差分析；用户自定义优化；干涉和光学校正、准直；非连续建模；矢量衍射计算包括了偏振；全球综合优化光学设计方法。 CODE V是美国著名的Optical Research Associates（ORA?）公司研制的具有国际领先水平的大型光学工程软件。自1963年起，该公司属下数十名工程技术人员已在CODE V程序的研制中投入了40余年的心血，使其成为世界上分析功能最全、优化功能最强的光学软件，为各国政府及军方研究部门、著名大学和各大光学公司广泛采用1994年，ORA公司聘请北京理工大学光电工程系为其中国服务中心。与国际上其它商业性光学软件相比，CODE V的优越性突出地表现在以下几个方面： 1．CODE V可以分析优化各种非对称非常规复杂光学系统。这类系统可带有三维偏心或倾斜的元件；各类特殊光学面如衍射光栅、全息或二元光学面、复杂非球面、以及用户自己定义的面型；梯度折射率材料和阵列透镜等等。程序的非顺序面光线追迹功能可以方便地
计算机辅助设计与制造
精心整理 计算机辅助设计与制造 闭卷考试； 考试题型：名词解释 单选 填空 综合 判断 第1章 1.4 广义 狭义 设计；NC自动编程；计算机辅助测试技术；动态仿真；工程数据管理； 4.CAD/CAM系统大致分为两类：通用集成化（CADAM,UG-II,Pro/ENGINEER, I-DEAS,CV）；单功能系统（GDS,GNC,PLOYSURE,GEMS）; 5.CAD技术与CAM技术结合起来，实现设计、制造一体化具有的明显优越性： （1）有利于发挥设计人员的创造性，将他们从大量繁琐的重复劳动中解放出来。 （2）减少设计、计算、制图、制表所需时间，缩短设计周期。
（3）由于采用了计算机辅助分析技术，可以从多方案中进行分析、比较，选出最佳方案，有利于实现设计方案的优化。 （4）有利于实现产品的标准化、通用化和系列化。 （5）减少零件早车间的流通时间和在机床上装卸、调整、测量、等待切削的时间，提高了加工效率。 （6）先进的生产设备既有较高的生产过程自动化水平，又能在较大范围内适应加工对象的变化，有利于企业提高应变能力和市场竞争力。 （7 （8） 第2章 1. 2.根据以大型 3.根据 立的） 4.根据 5. （1 （2 磁带类、光盘类（光盘存储器）； （3）显示器、键盘、鼠标。 6.输入设备（填空、选择、判断）：键盘；鼠标和操纵杆；数字化仪；图形版（图形输入板）；光笔；触摸屏；扫描输入设备；语音输入设备；数据手套；位置传感器； 7.输出设备（填空、选择、判断）：显示器；打印机；绘图机；立体显示器；3D听觉环境系统；生产系统设备[加工设备（各类数控机床、加工中心）；物流搬运设备（有轨小车、无轨小车、机器
计算机辅助设计.
第1章计算机辅助设计概述 1.1 计算机辅助设计的概念 计算机辅助设计（Computer Aided Design，CAD），它是计算机科学技术发展和应用中的一门重要技术。所谓CAD技术，就是利用计算机快速的数值计算和强大的图文处理功能来辅助工程师、设计师、建筑师等工程技术人员进行产品设计、工程绘图和数据管理的一门计算机应用技术，如制作模型、计算、绘图等。 计算机辅助设计对提高设计质量，加快设计速度，节省人力与时间，提高设计工作的自动化程度具有十分重要的意义。现在，它已成为工厂、企业和科研部门提高技术创新能力，加快产品开发速度，促进自身快速发展的一项必不可少的关键技术。 与计算机辅助设计（CAD）相关的概念有： CAE（Computer Aided Engineering ）：计算机辅助分析。就是把CAD设计或组织好的模型，用计算机辅助分析软件对原设计进行仿真设计成品分析，通过反馈的数据，对原CAD设计或模型进行反复修正，以达到最佳效果。 CAM（Computer Aided Manufacture ）：计算机辅助制造。就是把计算机应用到生产制造过程中，以代替人进行生产设备与操作的控制，如计算机数控机床、加工中心等都是计算机辅助制造的例子。CAM不仅能提高产品加工精度、产品质量，还能逐步实现生产自动化，对降低人力成本、缩短生产周期有很大的作用。 把CAD、CAE、CAM结合起来，使得一项产品由概念、设计、生产到成品形成，节省了相当多的时间和投资成本，而且保证了产品质量（如图1-1所示）。 是 图1-1 计算机辅助设计过程 计算机辅助设计（CAD）技术是集计算、设计绘图、工程信息管理、网络通讯等计算机及其他领域知识于一体的高新技术，是先进制造技术的重要组成部分。其显著特点是：提高设计的自动化程序和质量，缩短产品开发周期，降低生产成本费用，促进科技成果转化，提高劳动生产效率，提
光学计算机辅助设计报告
光学设计辅助报告 姓名：张雨辰 学号：1011100139
光学计算机辅助设计报告 内容一：已知参数双胶合望远物镜的像质评价 1）像质评价的意义： 任何一个光学系统不管用于何处，其作用都是把目标发出的光按仪器工作原理的要求改变它们的传播方向和位置，送入仪器的接收器，从而获得目标的各种信息，包括目标的几何形状、能量强弱等。因此，对光学系统成像性能的要求主要有两个方面：第一方面是光学特性，包括焦距、物距、像距、放大率、入瞳位置、入瞳距离等；第二方面是成像质量，光学系统所成的像应该足够清晰，并且物像相似，变形要小。第一方面的内容即满足光学特性方面的要求属于应用光学的讨论范畴，第二方面的内容即满足成像质量方面的要求，则属于光学设计的研究内容。 从物理光学或波动光学的角度出发，光是波长在400~760nm的电磁波，光的传播是一个波动问题。一个理想的光学系统应能使一个点物发出的球面波通过光学系统后仍然是一个球面波，从而理想地聚交于一点。但是实际上任何一个实际光学系统都不可能理想成像。所谓像差就是光学系统所成的实际像与理想像之间的差异。由于一个光学系统不可能理想成像，因此就存在一个光学系统成像质量优劣的评价问题，从不同的角度出发会得出不同的像质评价指标。从物理光学出发，推导出几何像差等像质评价指标。有了像质评价的方法和指标，设计人员在设计阶段，即在制造出实际的光学系统之前就能预先确定其成像质量的优劣，光学设计的任务就是根据对光学系统的光学特性和成像质量两方面的要求来确定系统的结构参数。 2）像质评价的方法与Zemax实现： 对于像质评价有两个阶段：1 设计完成后，加工前，对成像情况进行模拟仿真；2 加工装配后，批量生产前，要严格检测实际成像效果。当前我们所作的工作就是对第一阶段进行实际讨论。对于像质评价的方法有两种：1 不考虑衍射：光路追迹法（点列图，像差曲线）； 2 考虑衍射：绘制成像波面，光学传递函数等；有： 瑞利判断：几何像差曲线进行图形积分得到波像差； 中心点亮度（斯托列尔准则）：成像衍射斑的中心亮度和不存在像差时衍射斑的中心亮度之比S.D来表示成像质量； 分辨率：反映光学系统分辨物体细节的能力，可以评价成像质量； 点列图：由一点发出的许多光线经光学系统后，因像差使其与像面的交点不再集中于同
计算机辅助设计课程设计报告
Shanghai Second Polytechnic University 智能制造与控制工程学院（工学部）计算机辅助设计（Pro Engineer 4.0） 课程设计报告 一．课题名称 CB-B 25型齿轮泵 班级：12机工A1 小组成员：李书越陈悦豪 组长：李书越 二．所绘制产品的功能和工作原理描述 CB-B25低压齿轮油泵是将机械能转换为液压能的转换装置。 图1为齿轮泵的工作原理图。装在壳体内的一对齿轮的齿顶园柱及侧面均与壳体内壁接触，因此各个齿间槽间均形成密封的工作空间。齿轮泵的内腔被相互啮合的轮齿分为左、右两个互不相通的空腔a和b，分别与吸油口m和排油口n相通。当齿轮按图示方向旋转时，左侧吸油腔a的轮齿逐渐分离，工作空间的容积逐渐增大，形成部分真空，因此油箱中的油液在大气压力的作用下，经吸油管进入吸油口m。吸入到齿问的油液在密封的工作空间中随齿轮旋转带到右侧的排油腔b，因右侧的齿轮逐渐啮合，工作空间的容
Shanghai Second Polytechnic University 智能制造与控制工程学院（工学部）积逐渐减小，所以齿间的油液被挤出，从排油口n经油管输出。当齿轮不停旋转时，左、右两腔不断完成吸油和排油过程，将压力油输送到液压系统中。 CB-B25齿轮泵应用范围：用于机床、工程机械的液压系统，作为液压系统的动力源，也可作润滑泵，输油泵使用。 齿轮泵工作原理是通过齿轮啮合产生的空间将油从油箱挤压到润滑部位 在术语上讲，齿轮泵也叫正排量装置，即像一个缸筒内的活塞，当一个齿进入另一个齿的流体空间时，液体就被机械性地挤排出来。因为液体是不可压缩的，所以液体和齿就不能在同一时间占据同一空间，这样，液体就被排除了。由于齿的不断啮合，这一现象就连续在发生，因而也就在泵的出口提供了一个连续排除量，泵每转一转，排出的量是一样的。随着驱动轴的不间断地旋转，泵也就不间断地排出流体。泵的流量直接与泵的转速有关。实际上，在泵内有很少量的流体损失，这使泵的运行效率不能达到100%，因为这些流体被用来润滑轴承及齿轮两侧，而泵体也绝不可能无间隙配合，故不能使流体100%地从出口排出，所以少量的流体损失是必然的。然而泵还是可以良好地运行，对大多数挤出物料来说，仍可以达到93%～98%的效率。对于粘度或密度在工艺中有变化的流体，这种泵不会受到太多影响。如果有一个阻尼器，比如在排出口侧放一个滤网或一个限制器，泵则会推动流体通过它们。如果这个阻尼器在工作中变化，亦即如果滤网变脏、堵塞了，或限制器的背压升高了，则泵仍将保持恒定的流量，直至达到装置中最弱的部件的机械极限(通常装有一个扭矩限制器)。 三．所绘制产品的主要结构分析 文后为CB-B 25型齿轮泵的全部零件图。图3的右上方为该齿轮泵的轴测装配图，左上方为轴和齿轮的局部轴测装配图，下面为部分零件的分离式轴测图，以便详细看清楚各零件的结构。轴测图上各零件的编号与图文后零件图上的序号相一致，为叙述方便，泵体及左端盖上各空腔均用小写拉丁字母标注在其轴测图上。 一对相互啮合的齿轮6装在泵体2中，由主动轴4带动回转。主动轴4和从动轴5与两个齿轮6问用平键连接，主动轴的外伸端也装有一平键，三个平键的尺寸均为5×16。轴4、5上各有两个R0.9的凹槽(见文后件4、5的零件图)，分别装4个轴用钢丝
光学计算机辅助设计
目录 一、建立初始结构 (2) 二、插入多重组态 (2) 三、优化操作数 (3) 四、进行优化 (5) 五、镜头替换 (7) 六、公差分析 (8) 七、零件图 (9) 八、设计感想 (11)
一、建立初始结构 打开ZEMAX,新建一个文件，输入初始数据，设置数值孔径为0.24，波长为1.55nm后的2D图形与斑点图如下： 图1 二、插入多重组态 （一）插入Config1-3三个组态：打开Editor--Multi Configuration Editor--Insert(加两行)--Insert Config（加两列）； （二）设置厚度：将 7、9、11三个面的厚度分别设为50m、100m、150m； （三）此时，3D图如下： 图2
三、优化操作数 1.设置约束条件 （一）输入操作数； （二）用到的操作数： TTHI:设置厚度 OPLT:厚度、间隙小于多少 REAX:实际光线数据的约束 OPGT:厚度、间隙大于多少 EFLX:两器件组合焦距 EFFL:两器件系统焦距 DIFF:两个操作数相减 ABSO:取绝对值 （三）设置相应的Target与Weight值，双击刷新Value与Contrib（贡献值）如下图： 图3
图4 （四）设置完成后初始图： 图5
四、进行优化 （1）根据上述问题进行修改，优化 MXCA的贡献值过大，我将MXCA –surf1、surf2的值由1-11改为1-10，优化（opt）后贡献值接近0，修改数据优化后： 图6
（2）出现的错误图形 错误原因：6.7面相隔距离太近 图7 （3）由于初始结构图形较差，修改参数（将后3个镜面曲面半径设置成无穷）查看贡献值，修改数据优化后 图8
Auto CAD(计算机辅助设计)
一、Auto CAD（计算机辅助设计）版本介绍：2002、2004、2005、2007、2008、2009等。 ※高版本可以打开同版本或低版本的图纸，但低版本的图纸不能打开高版本的图纸。 例：Auto CAD2005的图纸可以用Auto CAD2005、2007、2008、2009打开，而用Auto CAD2004、2002就打不开。如果电脑中安装的是Auto CAD2004的版本，那此版软件只能打开Auto CAD2004、2002或更低的版本，Auto CAD2004（不含2004）以上高版本的图纸就打不开了。这时应把高版本的图纸另存为低版本的图纸。（请注意：文件类型为.dwg格式） 二、打开“Auto CAD图纸” 1.打开需要的图纸如“三幼平面图”双击； 2.出现“指定字体给样式”对话框，选择国标字体“gbcbig.shx”，点确定。（请注意：一般图纸均选择国标字体，有可能需重复这个操作选择国标字体“gbcbig.shx”，点确定。直到可以打开图纸。）
3. ※，可以说是 ※（1）鼠标的滚轴前后滑动，可以将图形放大、缩小。（2）按住鼠标滚轴拖动图形，可以移动图形。（请注意：（1） （2）配合使用，放大、缩小，左右上下移动。）相当于工具栏中如果赶上没有滚轴的鼠标，就用这 个吧。 ※绘图工具如下： （当不知道这些图形代表什么，把鼠标箭头放在上，等一会儿，会出现中文。） 第一个是直线，点左键，开始画图，终止画图按“确认”即可终止。 第三个是多段线“确认”即可终止。（请注意：多段线可用于电气图纸中电气管线的长度计量，也可用于快速粗略的计算面积。） 例：计算亲子活动室的面积，用左键点多段线，粉色线从 起点围一圈画回起点即可，按Li后，按空格出现“文本窗口”。
常用光学设计软件介绍
ZEMAX ZEMAX是美国焦点软件公司所发展出的光学设计软件，可做光学组件设计与照明系统的照度分析，也可建立反射，折射，绕射等光学模型，并结合优化，公差等分析功能，是套可以运算Sequential及Non-Sequential的软件。版本等级有SE：标准版，XE：完整版，EE：专业版（可运算Non-Sequential）。 ZEMAX的主要特色：分析：提供多功能的分析图形，对话窗式的参数选择，方便分析，且可将分析图形存成图文件，例如：*.BMP, *.JPG．．．等，也可存成文字文件*.txt；优化：表栏式merit function参数输入，对话窗式预设merit function参数，方便使用者定义，且多种优化方式供使用者使用；公差分析：表栏式Tolerance参数输入和对话窗式预设Tolerance 参数，方便使用者定义；报表输出：多种图形报表输出，可将结果存成图文件及文字文件。 CODE V CODE V是世界上应用的最广泛的光学设计和分析软件，近三十多年来，Code V进行了一系列的改进和创新，包括：变焦结构优化和分析；环境热量分析；MTF和RMS波阵面基础公差分析；用户自定义优化；干涉和光学校正、准直；非连续建模；矢量衍射计算包括了偏振；全球综合优化光学设计方法。 OSLO oslo是一套标准建构系统及最佳化的光学软件。最主要地，他是用来决定光学系统中最佳组件的大小和外型，如照相机、客户产品、通讯系统、军事/外层空间应用以及科学仪器等。除此之外、他也常用于仿真光学系统性能以及发展出一套对光学设计、测试和制造的专门软件工具。 LENSVIEW LensVIEW为搜集在美国以及日本专利局申请有案的光学设计的数据库，囊括超过18,000个多样化的光学设计实例，并且每一实例都显示它的空间位置。它搜集从1800年起至目前的光学设计数据，这个广博的LensVIEW数据库不仅囊括光学描述数据，而且拥有设计者完整的信息，摘要，专利权状样本，参考文件，美国和国际分类数据，和许多其它的功能。LensVIEW 并能产生各式各样像差图，做透镜的快速诊断，和绘出这个设计的剖面图。 ASAP ASAP是功能强大的光学分析软件，是专为仿真成像或光照明的应用而设计，让您的光学工程工作更加正确且迅速。ASAP让您在制作原型系统或大量生产前可以预先做光学系统的仿真以便加快产品上市的时间。 传统描光程序的速度是非常烦琐秏时的。ASAP对于整个非序列性描光工具都经过速度的优化处理，让您可以在短时间内就可做数百万条几何描光的计算。光线可不计顺序及次数的经过表面，还可向前，向后追踪。此外ASAP具有强大的指令集可以让您进行特性光线以及物体的
CAD软件介绍
CAD概述 人类在表达思想、传递信息时，最初采用图形，后来逐渐演化发展为具有抽象意义的文字。这是人类在信息交流上的一次伟大革命。在信息交流中，图形表达方式比文字表达方式具有更多的优点。一幅图纸能容纳下许多信息，表达内容直观，一目了然，在不同的民族与地区具有表达思想的相通性，而往往可以反映用语言、文字也难以表达的信息。 工程图是工程师的语言。绘图是工程设计乃至整个工程建设中的一个重要环节。然而，图纸的绘制是一项极其繁琐的工作，不但要求正确、精确，而且随着环境、需求等外部条件的变化，设计方案也会随之变化。一项工程图的绘制通常是在历经数遍修改完善后才完成的。 在早期，工程师采用手工绘图。他们用草图表达设计思想，手法不一。后来逐渐规范化，形成了一整套规则，具有一定的制图标准，从而使工程制图标准化。但由于项目的多样性、多变性，使得手工绘图周期长、效率低、重复劳动多，从而阻碍了建设的发展。于是，人们想方设法地提高劳动效率，将工程技术人员从繁琐重复的体力劳动中解放出来，集中精力从事开创性的工作。例如，工程师们为了减少工程制图中的许多繁琐重复的劳动，编制了大量的标准图集，提供给不同的工程以备套用。 工程师们梦想着何时能甩开图板，实现自动化画图，将自己的设计思想用一种简洁、美观标准的方式表达出来，便于修改，易于重复利用，提高劳动效率。 随着计算机的迅猛发展，工程界的迫切需要，计算机辅助绘图(ComputerAidedD raw—ing)应运而生。早期的计算机辅助设计系统是在大型机、超级小型机上开发的，一般需要几十万甚至上百万美元，往往只有在规模很大的汽车、航空、化工、石油，电力、轮船等行业部门中应用，工程建设设计领域各单位则难以望其项背。进入80年代，微型计算机的迅速发展，使计算机辅助工程设计逐渐成为现实。计算机绘图是通过编制计算机辅助绘图软件，将图形显示在屏幕上，用户可以用光标对图形直接进行编辑和修改。由微机配上图形输入和输出设备(如键盘、鼠标、绘图仪)以及计算机绘图软件，就组成一套计算机辅助绘图系统。 由于高性能的微型计算机和各种外部设备的支持，计算机辅助绘图软件的开发也得到长足的发展。 CAD即计算机辅助设计(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。在设计中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；设计人员通常用草图开始设计，将草图变为工作图的繁重工作可以交给计算机完成；由计算机自动产生的设计结果，可以快速作出图形显示出来，使设计人员及时对设计作出判断和修改；利用计算机可以进行与图形的编辑、放大、缩小、平移和旋转等有关的图形数据加工工作。cad 能够减轻设计人员的计算画图等重复性劳动，专注于设计本身，缩短设计周期和提高设计质量。
计算机辅助设计答案
计算机辅助设计 一、名词解释 CAM-----计算机辅助制造。 消隐-----是指在三维图形显示中,选用合适的投影方法,消除实际上看不见的线或面给人以对图形的立体感。 1. 曲面造型——是用有向棱边围成的部分来定义形体表面，由面的集合来定义形体。 2. CIMS——计算机集成制造系统，CIMS是在柔性制造技术、计算机技术、信息技术以及系统科学的基础上，将制造工厂的生产、经营活动所需的各种分布的自动系统通过简化、要素与标准化有机地集成起来，以获得适用与多品种，中小批量生产的高效益，高柔性的智能生产统。 3.虚拟现实——采用计算机技术生成的一个逼真的、具有视、听、触、嗅、味等多种感知的虚拟环境，置身于该环境中的人可以通过各种传感交互设备与这一虚拟的现实进行相互作用，达到彼此交替更迭，融为一体的程度。 4. 几何造型——是一种技术，它能将物体的形状和属性存储在计算机内，形成该物体的三维几何模型。 5. CAPP——计算机辅助工艺设计简称CAPP,是应用计算机快速处理信息功能和具有各种决策功能的软件来自动生产工艺文件的过程。 6. 逼近——求出在几何形状上与给定型值点列的连接线相近似的曲线或曲面，称之为曲线或曲面的逼近。 7. 图形扫描仪——是将图形（如工程图等）和图像（如照片、广告画等），经过光电扫描转换装置的作用，扫描输入到计算机中，以象素信息进行存储表示的一种输入设备。 8. 光顺——光顺通俗的含义是指曲线的拐点不能太多,若太多,曲线看上去拐来拐去，很不顺眼。 9. AC系统——是自动控制系统。它是根据加工中测得的加工变量去控制切削速度和进给量的一个控制系统。 10. CAID——计算机辅助工业设计，即在计算机及其相应的计算机辅助工业设计系统的支持下，进行工业设计领域的各类创造性活动。 二、填空 1.对参数方程处理的几种常用方法为插值、逼近、光顺、光滑、拟合。 2.C A D／C A M技术的贡献具体表现在并行工程、虚拟新产品开发、实现CIMS的基础几个方面。 3. CAPP的几项关键技术为CAPP零件信息的输入、特征识别技
照明用LED光学系统的计算机辅助设计
光电器件 照明用LED光学系统的计算机辅助设计 严 萍,李剑清 (浙江工业大学信息工程学院,浙江杭州310032) 摘 要: 介绍了LED在照明领域的应用前景,提出了利用计算机辅助非序列光线追迹设计照明用LED的光学系统的分析方法,以达到计算机虚拟试制LED的目的。 关键词: LED;色还原性;非序列光线追迹;虚拟试制 中图分类号:TN312.8 文献标识码:A 文章编号:1001-5868(2004)03-0181-02 Computer Aid Design of Optical System of LED for Illumination YAN Ping,LI Jian qing (C ollege of Information Engineering,Zhejiang University of Technology,Hangzhou310032,CHN) Abstract: The application prospects of LED in the illumination field are review ed.An analysis method w ith w hich optical system of LED for illumination is designed by computer aid non sequential ray trace is introduced to achieve virtual prototype of optical design. Key words: LED;color rendition;color rendering index(CRI);non sequential ray trace; v irtual prototy pe 1 引言 半导体发光二极管(LED)是一种直接将电能转换成光能的固态半导体器件。发光二极管的结构主要由芯片、电极和光学系统组成。通常由塑料密封材料组成的光学系统和电极机构构成LED的绝大部分体积。LED可发射红、黄、绿、蓝或白光。发光波长或颜色由芯片的组成材料所决定。高亮度LED被认为是新一代的照明光源。 发光二极管用于照明有许多的优点:工作电压低,耗电量少;性能稳定,寿命长(可达10万小时);抗冲击,耐振动性强;重量轻,体积小,成本低。高亮度单色光的LED已得到了广泛的应用。LED可直接发射所需颜色的波长,无需用滤光片,尽管它们比传统的灯泡昂贵,但它具有更高的性能价格比。例如,功耗10W的红色LED交通信号灯就可替代传统的150W白炽信号灯,而且LED信号灯的寿命至少5年,但白炽灯的寿命通常只有半年。单色LED在广告显示、路牌显示、航班警告灯、跑道灯、汽车尾灯和建筑装璜等领域目前已有广泛的应用。 对于普通照明来说,用越多的颜色混合来获得的白光,色还原性就越高。它的难点是如何使从不同光源发出的不同颜色的分裂光均匀地混合成白光。此外,由于不同颜色的LED芯片有着不同的驱动电压要求,不同的衰竭性能以及不同的温度性能,这就需要开发一种复杂的控制系统。 2 LED光学系统的计算机辅助设计 LED光学系统设计包括LED器件内的光学设计和LED器件外的二次光学设计。LED内光学器件通常由芯片、反射镜和由塑料密封材料制成的光学透镜所组成。芯片、反射镜和透镜的几何形状决定了LED的光提取效率和光能量分布。LED器件的外光学设计主要是根据不同的实际应用使光能量重新分布,从而达到更有效、更合理地使用有限光能量的目的。 和其他光源的应用一样,光学工程师运用光学原理来设计LED的实际光学系统。计算机辅助设计在光学工程领域是一非常有用的工具。目前市场 半导体光电!2004年第25卷第3期严 萍等: 照明用LED光学系统的计算机辅助设计 收稿日期:2004-02-26.
爱科CAD概述
第一章服装CAD概况 一、服装CAD概述： CAD是计算机辅助设计Computer Aided Design的英文缩写，应用于服装领域的CAD，我们称为“服装CAD”，也就是计算机辅助服装设计。 二、国内外服装CAD发展状况、趋势及前景 服装CAD是于20世纪60年代初在美国发展起来的，目前美国、日本等发达国家的服装CAD普及率已达到90%以上。我国的服装CAD技术起步较晚，但发展的速度很快，虽然技术上有一定差距，但普及率已经越来越高，并且技术上也在逐渐完善。 三、服装CAD的应用环境： 服装CAD产品由计算机硬件及应用软件组成。 1、硬件配置 硬件系统由计算机、输入设备、输出设备组成。 1)输入设备包括数字化仪（也叫读图板）、扫描仪、数码相机等 2)输出设备包括绘图仪、打印机、切割机、裁床等 2、软件构成 服装CAD系统主要包括：款式设计系统（Fashion Design System）、结构设计系统（Pattern Design System）、推板设计系统（Grading System）、排料设计系统（Marking System）、试衣设计系统（Fitting Design System）、服装管理系统（Management System）等。 四、目前比较常用的服装CAD软件： 浙江爱科、台湾富怡、北京航天、日升天辰、丝绸之路、美国的格柏（GGT）、美国的匹吉姆（ＰＧＭ）、法国的力克（Lectra）、香港博克等。 其他服装CAD软件： 比力、日本旭化成、优卡、服装樵夫CAD系统、金顶针服装设计大师、佑手、德卡、Pay back CAD韩国派贝克打板、DoCad（度卡）、宝仙路、东丽、TOP3000(拓普打版)、丽格等。 我们将要学习的是爱科服装CAD，爱科公司地处浙江杭州成立于1994年，到目
控制系统计算机辅助设计cad实验
控制系统计算机辅助 设计实验 一、实验教学目标与基本要求 上机实验是本课程重要的实践教学环节。实验的目的不仅仅是验证理论知 识，更重要的是通过上机加强学生的实验手段与实践技能，掌握应用MATLAB/Simulink 求解控制问题的方法，培养学生分析问题、解决问题、应用知识的能力和创新精神，全面提高学生的综合素质。 通过对MATLAB/Simulink进行求解，基本掌握常见控制问题的求解方法与命令调用，更深入地认识和了解MATLAB语言的强大的计算功能与其在控制领域的应用优势。
二、题目及解答 第一部分：MATLAB 必备基础知识、控制系统模型与转换、线性控制系统的计算机辅助分 析： 编写rossler.m文件： function dx=rossler(t,x) dx=[-x(2)-x(3);x(1)+0.2*x(2);0.2+(x(1)-5.7)*x(3)]; 主函数： >> x0=[0;0;0]; [t,y]=ode45('rossler',[0,100],x0); plot3(y(:,1),y(:,2),y(:,3)),grid >> plot3(y(:,1),y(:,2),y(:,3)),grid >> plot(y(:,1),y(:,2)),grid 所的图像：三维相轨迹（下图） xoy平面投影 2. 编写c2exmobj.m文件：
function y=c2exmobj(x) y=x(1)^2-2*x(1)+x(2); 编写c2exmcon.m文件： function [c,ce]=c2exmcon(x) ce=[]; c=[4*x(1)^2+x(2)^2-4]; 主函数为： A=[];B=[];Aeq=[];Beq=[];xm=[0;0];xM=[];x0=[0;0]; ff=optimset;ff.Tolx=1e-10;ff.TolFun=1e-20; x=fmincon('c2exmobj',x0,A,B,Aeq,Beq,xm,xM,'c2exmcon',ff) 运行结果： Warning: Trust-region-reflective method does not currently solve this type of problem, using active-set (line search) instead. > In fmincon at 422 Optimization terminated: first-order optimality measure less than options.TolFun
计算机辅助设计的最近发展趋势
计算机辅助设计的最近发展趋势
计算机辅助设计的最近发展趋势 当前世界各国都把提高制造业的自动化程度作为发展制造技术的主要方向，在微电子技术飞速发展的今天，计算机辅助设计与制造、数控技术、工业机器人、柔性制造系统、计算机集成制造系统等已成为提高劳动生产率的强大手段，成为工业现代化的标志。计算机辅助设计就是工业自动化向智能化发展中的一项关键性技术。 CAD是计算机辅助设计的缩写，也就是使用计算机和信息技术来辅助工程师和设计师进行产品或工程的设计。CAD技术是一项综合性的、正在迅速发展和应用的高新技术。综观CAD技术的发展历史，它起源于计算机图形学技术的发展。20世纪70年代是CAD技术的充实提高时期，20世纪80年代是CAD技术取得大发展的时期，20世纪90年代是CAD技术广泛普及、继续完善和向更高水平发展的时期。出现了成熟的高度标准化、集成化的CAD系统，由于PC平台的性能越来越好，基于Windows和WindowsNT平台的价廉物美的系统相继出现，使CAD技术的普及应用更具广阔诱人的前景。 CAD技术综合了信息技术和制造业、工程设计等各个行业、各个领域的技术，日趋成熟。它应用广泛，几乎覆盖了机械、汽车、航空航天、电子、建筑工程、轻工、纺织、服装、家电乃至体育、文艺影视等各个领域。它是促进科技成果转化，提高产品和工程设计水平、
缩短新产品开发周期、降低成本、大幅度提高劳动生产率的重要技术手段，是提高企业自主开发能力、技术创新能力和市场应变能力，参与国际竞争的重要条件。其作用和地位日益为广大科技界和产业界人士所认识。也有人认为CAD技术是自电力技术发展以来对工业界影响最大，能牵动整个产业界向前发展的技术。目前各个国家都非常重视CAD技术的发展和应用。如美国的AMT计划、日本的IMS发展计划、欧洲共同体的ESPRIT计划、韩国的G7计划等都是围绕着以CAD 技术为基础的先进制造技术展开的。我国在经过了“六五”、“七五”等科技发展计划的准备，在“八五”期间明确提出了在全国范围内实施“CAD应用工程”，大力推广这一技术，并在“863”高科技发展计划中确立了以先进制造技术为内容的主题工程。这一切都反映出我国对该技术极端重视，并进其全力推广普及。 建立在开放式、分布式工作站网络上的CAD/CAM集成化系统将成为CAD技术发展的主要趋势。 建立在网络局域网乃至广域网上的CAD/CAM集成化系统能管理起一个企业的整个生产周期的所有环节，它把企业计划、方案制定、产品设计、工艺设计、生产组织、数控编程、组装模拟、运动仿真、测试试验和文档编写，以及销售管理等内容集成到一个统一的文件中，通过软件实现资源共享和信息集成。这是未来若干年内对传统工业进行改造的重点。
常见光学仿真设计软件
1.APSS.v 2.1.Winall.Cracked 光子学设计软件，可用于光材料、器件、波导和光路等的设计 2.ASAP.v7.14/7.5/8.0.Winall.cracked/Full 世界各地的光学工程师都公认ASAPTM（Advanced Systems Analysis Program，高级系统分析程序）为光学系统定量分析的业界标准。 注：另附9张光源库 3.Pics3d.v200 4.1.28.winall.cracked 电子.光学激光2D/3D有限元分析及模形化装置软件 https://www.360docs.net/doc/2f6602874.html,stip.v2004.1.28.winall.cracked 半导体激光装置2D模拟软件 5.Apsys.2D/3D.v2004.1.28.winall.cracked 激光二极管3D模拟器 6.PROCOM.v2004.1.2.winall.cracked 化合物半导体模拟软件 7.Zemax.v2003.winall.cracked/EE ZEMAX 是一套综合性的光学设计仿真软件，它将实际光学系统的设计概念、优化、分析、公差以及报表集成在一起。 8.ZEBASE Zemax镜头数据库 9.OSLO.v6.24.winall.licensed/Premium OSLO 是一套处理光学系统的布局和优化的代表性光学设计软件。最主要的，它是用来决定光学系统中最佳的组件大小和外型，例如照相机、客户产品、通讯系统、军事 /外太空应用以及科学仪器等。除此之外，它也常用于仿真光学系统性能以及发展出一套对光学设计、测试和制造的专门软件工具。 10.TracePro.v324.winall.licensed/Expert TracePro 是一套能进行常规光学分析、设计照明系统、分析辐射度和亮度的软件。它是第一套以符合工业标准的ACIS(固体模型绘图软件)为核心所发展出来的光学软件，是一个结合真实固体模型、强大光学分析功能、信息转换能力强及易上手的使用界面的仿真软件，它可将真实立体模型及光学分析紧紧结合起来，其绘图界面非常地简单易学。 11.Lensview.UPS.winall.cracked LensVIEW 为搜集在美国以及日本专利局申请有案的光学设计的数据库，囊括超过 18,000个多样化的光学设计实例，支持Zemax，OSLO，Code V等光学设计软件。 12.Code V.v940.winall.licensed CODE V是美国著名的Optical Research Associates公司研制的具有国际领先水平的大型光学工程软件。 13.LightTools.v4.0/sr1.winall.cracked LightTools是一个全新的具有光学精度的交互式三维实体建模软件体系，提供最现代化的手段直接描述光学系统中