CAXA市場部副總經(jīng)理 李海峰博士

    數(shù)字化設(shè)計包括三維建模，二維出圖，以及基于三維的仿真分析，數(shù)字化制造是數(shù)字化設(shè)計的衍生和拓展。有了數(shù)字化三維模型，把三維模型經(jīng)過后置處理生成NC代碼，運用數(shù)控設(shè)備進行加工，就是數(shù)字化制造。CAXA于2000年推出了三維設(shè)計系統(tǒng)，除了二三維CAD系統(tǒng)外，也提供了多款CAM軟件，包括三軸、五軸制造工程師，可以基于三維模型進行后置處理，包括加工仿真分析以及NC代碼的生成。經(jīng)過二十年的沉淀，CAXA軟件逐漸成熟，目前在國內(nèi)的用戶達到了3萬多家，廣泛分布在裝備制造，電子電器、國防軍工等等行業(yè)，圖1為CAXA PLM解決方案。今天重點介紹CAXA數(shù)字化設(shè)計方面的內(nèi)容。

    圖1 CAXA PLM解決方案

    目前，三維CAD技術(shù)、二維CAD在技術(shù)上已經(jīng)相成熟，用戶可以選擇的軟件也很多，但是在應(yīng)用上，用戶還是感覺有障礙、不方便。究其原因，主要是二三維軟件沒有實現(xiàn)一體化設(shè)計，造成了設(shè)計過程不流暢，尤其是很多企業(yè)二維CAD軟件和三維CAD軟件的不一致，導(dǎo)致三維模型不能直接用于生成二維工程圖，必須經(jīng)過中間格式的轉(zhuǎn)換，而在二維工程圖中的修改也無法與三維模型相關(guān)聯(lián)，二三維設(shè)計不同步，嚴(yán)重降低了設(shè)計效率。因此，目前CAD的應(yīng)用并沒有達到非常成熟、非常固化的模式，還有很多細節(jié)亟待改善。CAXA圍繞企業(yè)應(yīng)用流程來研究分析，專注于細節(jié)的完善和提高，形成了高效、靈活、協(xié)同的產(chǎn)品特色。

    CAXA實體設(shè)計采用直接建模技術(shù)，比同類三維軟件建模速度快一倍。以軸類零件的設(shè)計過程為例，它的直接建模不同于傳統(tǒng)的CAD通過基準(zhǔn)面畫草圖再拉伸的方式，而是直接從已有的設(shè)計元素庫中調(diào)用設(shè)計特征來進行設(shè)計，這種設(shè)計速度非�？�，摒棄了參數(shù)化、特征建模的繁瑣過程，大大提升了設(shè)計速度。CAXA實體設(shè)計主要采用直接建模，輔以草圖建模的手段，主要適用于模型的快速構(gòu)造和搭建。

    CAXA實體設(shè)計在進行模型修改的時候非常靈活，這也是直接建模技術(shù)發(fā)展的新思路和新方法。CAXA實體設(shè)計的直接建模技術(shù)和特征約束的處理使得它在對模型的修改上非常容易。例如，工程師要將直角支撐板展開變成一個平的支撐板，常規(guī)做法是對草圖進行重構(gòu)，再拉伸，而在CAXA實體設(shè)計中，把直角部分直接旋轉(zhuǎn)就可以展開變成平板的狀態(tài)，其它的設(shè)計元素不會受到影響，這對企業(yè)做設(shè)計修改來說，是非常方便的。

    多種CAD系統(tǒng)的同時存在使得企業(yè)經(jīng)常遇到不同CAD模型之間的協(xié)同問題。尤其是零部件制造企業(yè)，接到客戶的原始數(shù)據(jù)可能是各種各樣的數(shù)據(jù)模型，這就存在一個設(shè)計環(huán)境兼容性的問題；或者有的設(shè)計圖是用一種軟件，有的設(shè)計圖又是另外一種軟件，這就存在一個數(shù)模交換的問題…。以前遇到以上情況，一般都是借助中間文件進行轉(zhuǎn)換，但弊端也是顯而易見的，一是操作起來比較麻煩，再有就是一些特征可能在轉(zhuǎn)換的過程中丟失。為了應(yīng)對多種數(shù)據(jù)模型的之間的兼容問題，CAXA實體設(shè)計做了接口轉(zhuǎn)換處理，能夠支持各種主流的CAD系統(tǒng)的建模模型進行直接交換，CAXA與不同CAD之間的協(xié)同設(shè)計見圖2。

    二維數(shù)據(jù)的兼容方面，CAXA也做了很多工作，包括對基于AutoCAD二次開發(fā)的軟件兼容。在歷史數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換上，深度兼容AutoCAD和電子圖板歷史版本文檔，支持R2.5-2012版本DWG直接打開、編輯、保存，通過專用工具實現(xiàn)DWG和EXB文檔的雙向批量轉(zhuǎn)換，編輯和應(yīng)用方式保持一致，繼承圖形、標(biāo)注、塊、外部引用等原有的操作方式，“雙界面交互”模式和多項配置�？梢宰R別DWG樣式和幅面數(shù)據(jù)，使圖層、文字、尺寸、工程符號等新生成與原有樣式保持一致；可識別的幅面數(shù)據(jù)包括圖幅、圖框、標(biāo)題欄、序號、明細表，可直接轉(zhuǎn)為電子標(biāo)準(zhǔn)格式，提高編輯效率。

    圖2 CAXA實體設(shè)計與不同CAD模型之間的協(xié)同

    在二三維的融合上，不同于國外三維CAD軟件輸出的二維工程圖與我國國標(biāo)不太一致的情況，CAXA的平臺實際上是把三維的建模和二維工程圖融合在一個系統(tǒng)里面，使得設(shè)計的流程比較順暢。三維修改，二維可以同步刷新；三維投影二維，符合國標(biāo)規(guī)范，以裝配圖為例，可以進行圖框定義，自動生成序號，自動生成明細，自動生成各類視圖，同時在視圖處理上作了很多高效的處理方法。圖3為CAXA二三維協(xié)同設(shè)計實例。

    圖3 CAXA二三維協(xié)同設(shè)計實例

    除此之外，CAXA還有很多細節(jié)上的改善。比如測量工具、失效尺寸檢查、圖紙比較、輸出為PDF格式、豐富的資源庫、權(quán)威的標(biāo)準(zhǔn)等等。CAXA測量工具可以直觀的顯示測量對象在X/Y/Z三個方向的尺寸，測量的結(jié)果直觀清晰。利用失效尺寸檢查功能可以自動檢查出在工程圖中與三維文件不關(guān)聯(lián)的尺寸，用戶可以刪除或重新標(biāo)注這些失效尺寸，避免多標(biāo)或漏標(biāo)尺寸的問題，如圖4所示。圖紙比較可以將兩個文件的圖層、線型、線型比例、線寬、顏色、幾何數(shù)據(jù)等參數(shù)的不同部分、修改部分、相同部分按不同顏色顯示出來。CAXA資源庫提供了4000多類零部件庫，幾十萬個規(guī)格；零部件庫全部按國家標(biāo)準(zhǔn)、機械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、化工行業(yè)等行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制作。圖5為CAXA二三維一體化設(shè)計流程圖。

    圖4 CAXA失效尺寸檢查

    圖5 CAXA二三維一體化設(shè)計流程

    回顧近年的CAD技術(shù)演變，展望未來的CAD發(fā)展，今天的數(shù)字化設(shè)計手段和方法正面臨深刻變化。直接建模技術(shù)、MBD技術(shù)等都在影響數(shù)字化設(shè)計的應(yīng)用模式，今天的企業(yè)應(yīng)用也從單純的關(guān)注功能向關(guān)注企業(yè)設(shè)計流程轉(zhuǎn)變。通過新的技術(shù)手段的引入，以及應(yīng)用流程的優(yōu)化，數(shù)字化設(shè)計的效率會得到大幅提升，切實做到先進技術(shù)為企業(yè)帶來領(lǐng)先的競爭力。CAXA基于多年的CAD技術(shù)積累，基于對中國企業(yè)業(yè)務(wù)流程的理解，將站在企業(yè)應(yīng)用的角度，進一步整合數(shù)字化設(shè)計產(chǎn)品，為中國企業(yè)提供支持快速設(shè)計的CAD產(chǎn)品。

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本文標(biāo)題：CAXA李海峰博士2012年產(chǎn)品創(chuàng)新數(shù)字化峰會CAD/CAM設(shè)計趨勢與應(yīng)用

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