1  计算机辅助技术

    CAD即计算机辅助设计(Computer Aided Design ,CAD )。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，其中人与计算机集合为一个问题求解组，紧密配合，发挥各自所长，从而使其工组优于每一方，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、分析和编写技术文档等设计活动的总称。

    制造业是国名经济的基础工业，而制造业的相对落后却制约了我国整体经济水平的提高和发展。CAD技术是制造业技术创新的基础，更是企业全面实现信息化的基础，所以实施使用CAD技术是先进企业进行全面信息话建设的不可忽略的一步。CAD技术是机械行业企业进行产品和技术传新、降低产品成本、提高产品竞争力的重要手段，也是目前中、小企业为更好地适应激烈地市场竞争地需要。虽然我国很早就喊出“甩图版”地口号，但至今CAD技术在国内企业的普及使用率仍然很低。据了解，国外机械企业CAD技术的普及率接近100％，我国则不到30％。

    几十年来，我国的制造业一直在寻求一套更好的方法来用于设计、制作和效益之间的完美组合，让设计师的思想表达和制造师们紧密结合。知识驱动的自动化和无纸化生产将是未来企业发展的必然方向。所以，我们在选用CAD软件时必须考虑其能否捕捉、发布和再使用每一个产品开发部门的工程专业知识。未来及现在软件功能的重点一定会是设计意图的关联、表达和前人经验的再使用，减少误差，做到精细设计、精密制造。

    机械产品开发过程正面临以下几个难题

    ◆  从串行工程转变为扩展企业范围的并行工程

    ◆  从零件的参数化建模到产品的参数化建模

    ◆  从基于二维工程图纸的开发过程转变为三维实体模型为中心的开发过程

    ◆  从简单的图纸管理到无纸化的生产过程管理

    ◆  实现知识的捕捉和再使用

    ◆  实现开发成本和上市时间的减少

    ◆  集成化协作及开发式设计

    ◆  生产证实的应用和扩展

    2  Inventor2008介绍

    在当今的机械设计和制造领域，二维平面设计已经不再代表先进的实际技术，取而代之的事三位设计，而从二维设计到三位设计的转换则是大多用户急需解决的问题。美国Autodesk公司是一家世界领先的设计软件和数字内容公司。它成立于1982年，主要提供设计软件、因特网门户网站服务、无限开发平台和位置查找应用软件，其成功地帮助了150多个国家地600多万客户扩展业务和保持竞争力，其产品AutoCAD、MDT等在中国的制造业中的计算机辅助设计方面长期处于指导地位。该公司并于1999年10月推出了包含17项核心专利技术和并行工程思想的Inventor R1，在十几年的发展中，它是在根据Autodesk公司全球用户的反馈意见增加了许多重要的新功能和改进，为全球制造业客户提供了中档价格市场上最先进的CAD机械设计系统，并于今天5月份发布集强大的设计功能和数据管理功能为一体的Inventor 2008版本。

    Inventor R12非常容易学习和使用，您甚至可以从使用它的第一天起就可以拥有生产力。Autodesk Inventor所采用的自适应技术是自参数化特征造型技术诞生后在CAD领域中第一个全新的突破。它提供了为CAD时代的广泛协作而建立的平台和在此平台上的完全DWG兼容性能，因此可以随时随地方便使用优价值的设计信息。Inventor系统是采用了分段式数据库引擎和自适应造型技术的全新第三代CAD系统，具有自适应建模、大型部件装配、将概念设计和详细结构相结合的协同工作等先进功能，其技术档次甚至已经超过了传统的高价位CAD系统，而且友好的Windows人机操作界面更使用户可以在最短的时间内完全掌握软件的使用，有利于多个设计师使用Autodesk Inventor共同完成大型的设计和装配编辑。

    2.1 Inventor 2008在CAD领域具有的一些特点

    ◆  完美的数据交换

    Autodesk Inventor是基于Spatial Technology的ACIS实体造型核心。因此，它可以以ACIS格式读写费特征模型。这样Inventor就可以和大量基于ACIS的CAD系统交换集合图形，包括AutoCAD，CadkeySolids，TurboCAD Porfessional等，同时它还可以和大量专业应用程序通讯，包括Cimatron的数字控制工具程序、Delcm、Ansys的有限元分析代码等

    由于采用了类似与Parametric Technology的技术总线和Unigraphics的在位激活的技术，Inventor也可以完全读取用Autodesk的Mechanical Desktop所建立的特征模型和工程图。它们可以被保存为Inventor模型，不会丢失特征信息活尺寸驱动的功能，并可将其模型中的零件合并到部件中。

    最后，Inventor能够读写与ISO标准10303的Application Protocols 203和214（通称STEP）一致的模型。这一功能使得它可以和Pro/E、CATIA、I-DEAS、UG等任何基于Parasolid核心的CAD系统交换图形。

    ◆  产品信息的继承

    使用Inventor系统进行新产品的开发时，只需要对其中一部分零部件进行重新设计和制造，而绝大部分零部件的是设计都将继承以往产品的信息。Inventor具有高度变形设计能力，能够通过快速重构，得到一种全新的产品，这不仅仅大大缩短了产品周期，还提高了产品的成熟性。

    ◆  并行设计

    Inventor自带的Vault组件提供了以网络为基础，使开发组成员实现半结构化通讯及再一个网络中分布计算，建立统一模型的功能。

    对产品开发过程提供动态管理，使虚拟产品开发组容易讨论和制定决策，使工具和服务在并行工程中容易集成。

    ◆  实现产品信息标准化

    Inventor提供的Content Center组件中集成了螺栓、垫片、堵头、销钉等国内外常用标准件，可以减少设计时间，CC中的内容现已包括了国际上各种标准化的零件功能特征、典型零件、功能模块和典型产品信息。同时，支持用户把本公司的产品发布入库中使用，保证设计过程标准件调用的一致性。

    ◆  三维模型与工程图之间的无缝转换

    我们在Inventor中完成了基于特征建模完成的新零件设计，可以很流畅地把它转换为二维工程图，并当模型发生变化时，其工程图可以自动更新。且可以完成逆向建模，由工程图反向控制三维数字模型。

    ◆  很好的可移植性和组织性

    在Inventor系统中，我们可以根据自己地需要随时加入运行文件和模块，还可重新装配各个模块中地子模块，或者按照自己地要求修改系统中地不足之处。而这种修改不会影响我们地设计流程。

    2.2 Inventor 2008的概貌

    Inventor2008 Professional包括五个类型的设计：零件设计、钣金设计、装配设计、视图表达、工程图表达。我们可以在此创建相互关联而又相对独立的文件：

    零件（.ipt）、钣金（.ipt）、装配（.iam）、表达视图（.ipn）和工程图（.idw）。Inventor是一个支持实体建模与非实体建模的参数化三维辅助设计软件，整个设计可以在装配中或者基于装配关系进行。

    装配的基础要素是相关的零件或装配关系；

    零件是指由具有几何参数（长、宽、高等）和非几何参数（重心、密度等）所构造成的数字模型；

    特征是组成零件的或与机械设计的表达意图相关的一些简单几何形体，可以基于装配关  系的二维或者三维草图来完成的，它分为基本特征（拉伸、旋转等）与基于特征的特征（打孔、攻丝等）；

    草图是一些简单类型的图线，可以用几何关系约束、装配关系约束和驱动尺寸约束加以控制和关联。

    对于零件模型，可以使用转换到Inventor集成的ANSYS有限元分析功能进行应力应变和模态分析；对于装配模型，可以进行运动仿真、管路和线束设计【1】。

    Inventor还有无比强大的渲染功能，它为我们在进行方案评审的时候提供了让人舒适的视觉效果。

    同时，Inventor提供了数据管理平台（Autodesk Data Management Server），它可以让设计者、决策管理层和客户共同了解产品的周期情况，让并行设计和产品控制过程更加舒畅。