當今ＣＡＤ／ＣＡＭ／ＣＡＥ國外軟件動態(tài)綜述

王　晶

【摘 要】以分類列舉的方式介紹了目前一些國外CAD/CAM/CAE軟件的名稱和性能，并充分收集各方資料和深入調(diào)查分析了各軟件的優(yōu)勢和不足之處，為CAD/CAM/CAE用戶了解各種軟件進而選擇適合自己的模具軟件提供了較為全面的參考。

【關鍵詞】軟件 CAD/CAM/CAE 特點 功能 適用

1 Unigraphics(UG)

是美國Unigraphics(UG) Unigraphics Solutions公司開發(fā)的三維參數(shù)化軟件，主要通過其虛擬產(chǎn)品開發(fā)(VPD)的理念提供多級化的、集成的、企業(yè)級的包括軟件產(chǎn)品與服務在內(nèi)的完整的MCAD解決方案。最早應用于美國麥道飛機公司，80年代后期引進我國以來，已廣泛應用于航空航天、汽車、通用機械、模具等領域。

它不僅具有強大的實體造型（約束特征的3D模型）、曲面造型（參數(shù)化）、虛擬裝配和工程圖設計等功能，而且在設計過程中可進行有限元分析和機構(gòu)運動分析，可用建立的三維模型直接生成數(shù)控代碼。另外，還提供了UGOPENGRIP和UGOPENAPI等開發(fā)模塊，便于用戶開發(fā)符合自己要求的專用系統(tǒng)。

目前我國對UG的應用與研究也比較廣泛，據(jù)統(tǒng)計的1596篇期刊論文，UG研究論文分別發(fā)表在356種期刊上，平均每種期刊發(fā)表4.48篇。主要研究CAD復合或逆向建模、CAE仿真及CAM車銑復合和五軸加工等方面。

該軟件的主要缺點是不允許在零件之間定義約束，無反撤消、重復命令、不能固定跟隨刀具、不能自動保存等使用起來比較復雜，軟件相對較難掌握。該軟件目前的最高版本為UGNX5.0。

因此，UG主要適合于大型的汽車、飛機廠建立復雜的數(shù)模，零件較大、較復雜的時候，加工一般用UG做數(shù)模。對于經(jīng)驗不多的設計者，使用UG混合建模，就比較適用。日產(chǎn)汽車以及其附屬公司就把UG產(chǎn)品應用于新一代汽車的設計和生產(chǎn)中。在擁有超過1000套PDM產(chǎn)品的公司中，90%均在使用UG的解決方案。UG是全球產(chǎn)品生命周期管理(PLM)領域軟件與服務的市場領導者，擁有46000家客戶，全球裝機量超過400萬臺套。

2 Pro/Engineer

Pro/Engineer系統(tǒng)是美國參數(shù)技術(shù)公司(ParametricTechnologyCorporation，簡稱PTC)的產(chǎn)品。它的單一數(shù)據(jù)庫、參數(shù)化、基于特征、全相關的概念能將設計至生產(chǎn)全過程集成到一起，讓用戶能夠同時進行同一產(chǎn)品的設計制造工作，即并行工程。因此該軟件的應用領域主要是產(chǎn)品的三維實體模型、三維零件的加工、以及產(chǎn)品的有限元分析。

Pro/E的軟件已經(jīng)被我國很多大型制造企業(yè)所使用，例如，唐山軌道客車公司部署PTC產(chǎn)品開發(fā)系統(tǒng)顯著提高數(shù)據(jù)準確性及設計效率。威邇徠德電力設備上海公司全面采用PTC產(chǎn)品開發(fā)解決方案優(yōu)化其產(chǎn)品研發(fā)過程。我國濰柴動力能夠使用PTC Windchill PDMLink解決方案優(yōu)化其產(chǎn)品開發(fā)過程并提高效率。而且PTC收購Synapsis技術(shù)公司以提升其綠色產(chǎn)品設計和環(huán)保法規(guī)解決方案，為PTC PDS提供了全面補充。

但是在曲面造型方面，UG的曲面功能則非常強大，在Pro/e中，當裝配中的零件不在工作路徑下就會出錯，并且該軟件不支持布爾運算以及其它局部造型操作，限制了它的使用。

3 AutoCAD

AutoCAD是Autodesk公司的主導產(chǎn)品。是最早進入國內(nèi)市場的CAD軟件之一，從2.0版到R13和如今的2009版在國內(nèi)的市場近二十年。AutoCAD有強大的二維如繪圖、編輯、剖面線和圖案繪制、尺寸標注以及二次開發(fā)等功能，同時AutoCAD正在完善三維設計模塊。AutoCAD提供AutoLISP、VBA等作為二次開發(fā)的工具，開發(fā)出許多符合實際應用的軟件。

其中MDT是autodesk三維設計軟件，是對autocad的擴展，但現(xiàn)在autodesk推出的AutoCAD新版本軟件中三維功能更強，操作簡單。AutoCAD使用DXF或國際化IGES文件格式，可把圖形數(shù)據(jù)傳送至其他軟件作分析計算或加工制造，還可實現(xiàn)AutoCAD與其他CAD系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。AutoCAD通過標準的圖像格式如PCX、GIF、JPG等實現(xiàn)光柵圖像的輸入和輸出，更廣泛地適用于印刷、圖像處理和動畫應用領域。AutoCAD通過與數(shù)據(jù)庫連接可存取和操作存儲在外部數(shù)據(jù)庫中的非圖形數(shù)據(jù)如材料表、零件明細表等。

一汽集團是我國最大的汽車生產(chǎn)集團之一，最早開始應用AutoCAD輔助制圖，編寫的專業(yè)設計輔助程序，對于提高設計質(zhì)量、效率，起到了極為明顯的作用。典型的設計實例有轎車發(fā)動機缸蓋密封膠涂膠機控制凸輪曲線設計，轎車車身涂裝線自動設計，散熱器輔助設計，裝配工具設計軟件等，一汽集團成為Autodesk公司在中國的最穩(wěn)定也是最大的客戶。

但是該軟件存在一些的不足之處，該軟件在二維設計中無法做到參數(shù)化的全相關的尺寸處理，三維設計中的-實體造型能力不足。但是由于該軟件進入國內(nèi)市場較早，價格便宜，使用比較簡單，因此使用者比較多。

4 SolidWorks

SolidWorks是生信國際有限公司（SOLIDWORKS）推出的基于Windows的機械設計軟件。三維造型是該軟件的主要優(yōu)勢。

它完全采用Windows的窗口全中文界面，菜單操作非常簡單，支持各種運算功能，可以進行實時的全相關性的參數(shù)化尺寸驅(qū)動。配置管理是SolidWorks中非常獨特的一部分使得你能夠在一個CAD文檔中，通過對不同參數(shù)的變換和組合，派生出不同的零件或裝配體。以及具有強大的零件建模、曲面建模、鈑金設計、運動仿真和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換等功能。Solidwoks又開發(fā)了CAM模塊能夠?qū)⒃O計好的產(chǎn)品轉(zhuǎn)換為進行數(shù)控加工的G代碼、M指令。

以SolidWorks為核心的各種應用的集成，包括結(jié)構(gòu)分析、運動分析、工程數(shù)據(jù)管理和數(shù)控加工等，因此該軟件適用于機械結(jié)構(gòu)設計，據(jù)相關調(diào)查，SW的文件格式已成為3D軟件世界中流通率最高的格式，也是世界銷售套數(shù)最多的3D軟件（國內(nèi)PRO/E更占上風）。因為價格便宜，國內(nèi)的相當多的中小型企業(yè)或單位及個人都在使用Solidwoks軟件。

5 CATIA

由法國DassaultSystems(達索)公司開發(fā)，后被美國IBM公司收購的CATIA是一個全面的CAD/CAM/CAE/PDM應用系統(tǒng)。居世領導地位，廣泛應用于航空航天、汽車、造船、機械制造、電子\電器、消費品等行業(yè)，它的集成解決方案覆蓋所有的產(chǎn)品設計與制造領域，其特有的DMU電子樣機模塊功能及混合建模技術(shù)更是推動著企業(yè)競爭力和生產(chǎn)力的提高。CATIA對產(chǎn)品整個開發(fā)過程包括概念設計、詳細設計、工程分析、成品定義和制造乃至成品在整個生命周期中的使用和維護。而且CATIA能夠模擬觀察者的視野進入到零件的內(nèi)部去觀察零件，使用者只要輸入人的性別、身高等特征，就會出現(xiàn)一個虛擬裝配的工人。

但是這套軟件的價格不便宜，目前最高版本是CATIAV5。世界上有超過13，000的用戶選擇了CATIA，著名用戶包括波音、克萊斯勒、寶馬、奔馳等一大批知名企業(yè)。其中波音飛機使用CATIA完成了波音777的電子裝配，從而確定了CATIA的領先地位。目前國內(nèi)哈爾濱飛機制造公司的飛機、汽車等產(chǎn)品，鄭州宇通客車，廣東文沖船廠等大型制造企業(yè)就是應用CATIA軟件開發(fā)設計的。

參考文獻：

[1]陳國聰. CAD/CAM應用軟件——Pro/ENGINEER訓練教程.北京：高等教育出版社，2006.

[2]Unigraphics Solutions Inc.UG CAM實用教程.北京：清華大學出版社，2005.

[3]田東.SolidWorks2005三維機械設計.北京：機械工業(yè)出版社，2006.

[4]曾令宜.AutoCAD2008工程繪圖教程.北京：高等教育出版社，2008.

作者簡介：王晶（1981-），女，漢族，河南鄭州人，鄭州交通學院教師，現(xiàn)從事工程圖學和CAD教學、研究工作。

(作者單位：鄭州交通學院汽車理論教研室）