CADCAM技術(shù)的發(fā)展與UG技術(shù)

1、CAD/CAM技術(shù)的發(fā)展與 UG技術(shù)1.1CAD/CAM 技術(shù)概述基本概念CAD/CAM是計算機(jī)輔助設(shè)計與制造（Computer AidedDesign and Computer AidedManufacturing ）的英文縮寫，是一項利用計算機(jī)軟、硬件協(xié)助人完成產(chǎn)品的設(shè)計與制造的技術(shù)。CAD 一般是指工程技術(shù)人員在計算機(jī)組成的系統(tǒng)中以計算機(jī)為輔助工具，完成產(chǎn)品的設(shè)計、工程分析、繪圖等工作，并達(dá)到提高產(chǎn)品設(shè)計質(zhì)量、縮短產(chǎn)品開發(fā)周期、降低生產(chǎn)成本的目的。廣義的CAM是指工程技術(shù)人員在計算機(jī)組成的系統(tǒng)中以計算機(jī)為輔助工具，完成從準(zhǔn)備到產(chǎn)品制造整個過程的活動， 包括工藝過程設(shè)計、 工裝設(shè)計、 NC

2、 自動編程、 生產(chǎn)作業(yè)計劃、生產(chǎn)控制、質(zhì)量控制等。狹義的 CAM 一般僅指 NC 程序編制，包括刀具路徑規(guī)劃、刀位文件生成、刀具軌跡仿真及 NC 代碼生成等。CAD/CAM 技術(shù)產(chǎn)生于 20 世紀(jì) 50 年代末、 60 年代初，高速發(fā)展于 20 世紀(jì) 80 至 90 年代。自 20 世紀(jì) 80 年代初以來，計算機(jī)的應(yīng)用日益廣泛，幾乎深入到生產(chǎn)過程的全部領(lǐng)域，并形成了許多計算機(jī)輔助的分散系統(tǒng)。僅在制造業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計與制造過程中就出現(xiàn)了如下分散系統(tǒng)： CAD 、 CAE （ Computer Aided Engineering ，計算機(jī)輔助工程分析） 、 CAPP （ Computer Aided

3、Process Planning ，計算機(jī)輔助工藝過程設(shè)計） 、 CAM 、 CAQ （ Computer Aided Quality ，計算機(jī)輔助質(zhì)量管理） 、 CAFD （ Computer Aided Fixture Design ，計算機(jī)輔助夾具設(shè)計）等。這些獨立的分散系統(tǒng)分別在產(chǎn)品設(shè)計自動化、工藝過程設(shè)計自動化和數(shù)控編程自動化等方面起到了重要的作用。但是，采用這些各自獨立的分散系統(tǒng)不能實現(xiàn)系統(tǒng)之間信息的自動傳遞和交換。例如，一個分散的 CAD 系統(tǒng)設(shè)計的結(jié)果既不能直接為 CAPP 系統(tǒng)接受，有關(guān)幾何建模的技術(shù)信息也無法直接傳遞給一個獨立的 CAM 系統(tǒng)，從而降低了計算機(jī)在產(chǎn)品設(shè)計和制

4、造過程中的使用效率。為此，提出了 CAD/CAPP/CAM 集成的概念，進(jìn)而產(chǎn)生了一批基于 CAD/CAPP/CAM 集成化的計算機(jī)輔助設(shè)計與制造商用軟件，其中以美國的 Unigraphics （簡稱 UG）軟件最具代表性。目前 UG 軟件已經(jīng)在汽車、航空航天、機(jī)械制造等領(lǐng)域得到越來越廣泛的應(yīng)用。所謂的 CAD/CAM集成，是指在CAD 、 CAPP 和 CAM 各模塊之間有關(guān)信息的自動傳遞和交換。集成化的CAD/CAM系統(tǒng)能夠借助于公共的工程數(shù)據(jù)庫、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、以及標(biāo)準(zhǔn)格式的中性文件接口，把分散于機(jī)型各異的計算機(jī)中的 CAD/CAM 模塊高效地集中起來，實現(xiàn)軟、硬件資源共享，保證系統(tǒng)內(nèi)信息

5、的流動暢通無阻。CAD/CAM系統(tǒng)的組成通常一個完善的 CAD/CAM 系統(tǒng)應(yīng)具備：快速數(shù)字計算及圖形處理功能、幾何建模功能、處理數(shù)控加工信息的功能、大量數(shù)據(jù)和知識的存儲及快速檢索與操作功能、人機(jī)交互通信的功能、輸入和輸出信息及圖形功能、工程分析功能等。 CAD/CAM 系統(tǒng)應(yīng)由人、硬件、軟件三大部分組成，其中硬件包括計算機(jī)及其外部設(shè)備，廣義上講硬件還包括用于數(shù)控加工的機(jī)械設(shè)備和機(jī)床等。軟件一般包括系統(tǒng)軟件、支撐軟件和應(yīng)用軟件三類。系統(tǒng)軟件主要負(fù)責(zé)管理硬件資源及各種軟件資源，它面向所有用戶，是計算機(jī)的公共底層管理軟件，即系統(tǒng)開發(fā)平臺；支撐軟件運行在系統(tǒng)軟件之上，是實現(xiàn)CAD/CAM各種功能的通

6、用性應(yīng)用基礎(chǔ)軟件，是CAD/CAM系統(tǒng)專業(yè)性應(yīng)用軟件的開發(fā)平臺；專業(yè)性應(yīng)用軟件則是根據(jù)用戶具體要求，在支撐軟件平臺上進(jìn)行二次開發(fā)的專用軟件。計算機(jī)系統(tǒng)的硬件為系統(tǒng)工作提供物資基礎(chǔ)，而系統(tǒng)功能的實現(xiàn)由系統(tǒng)中的軟件運行來完成。隨著 CAD/CAM 系統(tǒng)功能的不斷完善和提高，軟件成本在整個 CAD/CAM 系統(tǒng)中所占比重越來越大。 目前國外引進(jìn)的一些高檔軟件， 其價格已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于系統(tǒng)硬件的價格。圖 1-1 給出了 CAD/CAM 系統(tǒng)的基本組成。CAD/CAM系統(tǒng)CAD/CAM硬件系統(tǒng)CAD/CAM軟件系統(tǒng)計算機(jī)外圍設(shè)備系統(tǒng)軟件支撐軟件應(yīng)用軟件圖 1-1 CAD/CAM 系統(tǒng)的基本組成由于企業(yè)技術(shù)水

7、平及生產(chǎn)能力不同，在 CAD/CAM 技術(shù)的應(yīng)用及其系統(tǒng)的構(gòu)建上可以有不同的形式。由于 CAD/CAM 系統(tǒng)的投資相對較大，如何科學(xué)、合理地選擇適合本企業(yè)的系統(tǒng)，必須經(jīng)過充分的論證，這也是當(dāng)前我國在推廣應(yīng)用信息化技術(shù)改造和提升傳統(tǒng)制造業(yè)企業(yè)技術(shù)水平的過程中需要重視的問題。隨著軟硬件技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展， CAD/CAM 系統(tǒng)的總體趨勢是向著集成化、智能化、標(biāo)準(zhǔn)化和網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。Data BaseCAD/CAM系統(tǒng)的支撐技術(shù)CAD/CAM系統(tǒng)除了配置必要的軟、硬件之外，尚需要多種技術(shù)的支持，如數(shù)據(jù)管理技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、成組技術(shù)、工程分析技術(shù)、仿真技術(shù)等。特別是數(shù)據(jù)管理技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，隨著 CAD

8、/CAM 技術(shù)應(yīng)用范圍的不斷擴(kuò)大和深入，將占據(jù)越來越重要的地位。1數(shù)據(jù)管理技術(shù)機(jī)械 CAD/CAM 涉及的數(shù)據(jù)具有數(shù)量大、種類多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的特點，包括產(chǎn)品的物理特征、材料性能、數(shù)學(xué)模型、零件規(guī)格、幾何形體描述、測試數(shù)據(jù)以及各種設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范等，內(nèi)容極為廣泛。數(shù)據(jù)表現(xiàn)形式除了數(shù)值、文字信息之外，還有大量的幾何圖形信息。如何管理這些數(shù)據(jù)信息，將直接影響 CAD/CAM 系統(tǒng)的應(yīng)用水平和工作效率。目前流行的數(shù)據(jù)管理模式主要是數(shù)據(jù)庫管理模式。數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（Management System，DBMS ）是用于對數(shù)據(jù)庫及系統(tǒng)資源進(jìn)行統(tǒng)一管理和控制的軟件，它提供了對數(shù)據(jù)庫的定義、建立、檢索和編輯修改等操

9、作功能；對數(shù)據(jù)的安全性、完整性和保密性進(jìn)行統(tǒng)一的控制管理，起著應(yīng)用程序與數(shù)據(jù)庫之間的接口作用（如圖1-2 所示）。數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)主要分為層次型、網(wǎng)狀型和關(guān)系型三種基本模型，如圖1-3 所示。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)與文件系統(tǒng)相比，具有如下特點：（ 1）數(shù)據(jù)的物理存儲獨立于應(yīng)用系統(tǒng)，兩者的單獨改變不會相互影響；（ 2）由于同一數(shù)據(jù)可組織在不同的文件中，因此每個數(shù)據(jù)在理論上只需要存儲一次，就可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享；（ 3）應(yīng)用程序的編制可以不考慮數(shù)據(jù)的存儲管理和訪問效率等問題； （ 4）通過 DBMS 實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的統(tǒng)一控制，確保了數(shù)據(jù)的正確性和保密性。目前 CAD/CAM 集成系統(tǒng)的數(shù)據(jù)管理主要采取下列三種方法：（ 1

10、）基于文件記錄的專用數(shù)據(jù)管理方法，主要適合對非共享數(shù)據(jù)的管理；在商用數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)上建立一套軟件接口的方法（用 SQL 數(shù)據(jù)操作語言編寫） ，這是目前常用的方法； （ 3）采取工程數(shù)據(jù)庫管理建立數(shù)據(jù)庫的方法，這是下一代CAD/CAM和 CIMS 系統(tǒng)的數(shù)據(jù)管理主流。應(yīng)用程序 1應(yīng)用程序 2數(shù)據(jù)庫數(shù)管理系統(tǒng)據(jù)庫應(yīng)用程序 n圖 1-2數(shù)據(jù)庫與數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的關(guān)系2計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)具有如下單個計算機(jī)所不具備的功能和特點：（ 1）能夠在計算機(jī)之間快速實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳遞； （2）共享計算機(jī)資源； （3）網(wǎng)內(nèi)各計算機(jī)站點可互為后備，提高計算機(jī)系統(tǒng)的可靠性； （ 4）若干臺地域不同的計算機(jī)可以共同完成一項

11、大型的CAD/CAM任務(wù)，進(jìn)行遠(yuǎn)程協(xié)同作業(yè)。機(jī)器部件 1部件 2部件 m零件 11零件 12零件 1p零件 m1零件 m2零件 mq（ a）機(jī)器1機(jī)器2部件 1部件 2部件 3部件 4部件 n（b）名稱圖號數(shù)量材料固定鉗身02101HT150螺桿0230245活動鉗體02103HT150鉗 口 板0230645螺釘02034HT150（ c）圖 1-3 數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)的三種基本數(shù)據(jù)模型按照網(wǎng)絡(luò)覆蓋的區(qū)域范圍，可以將計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)分為基于全球Internet 的廣域網(wǎng)和局域網(wǎng)兩種。廣域網(wǎng)需要采用合理的接入方式來進(jìn)行遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳送，而局域網(wǎng)一般僅限于數(shù)公里范圍，是直接用于傳送數(shù)字信號的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。目前 CA

12、D/CAM 系統(tǒng)所用的網(wǎng)絡(luò)均屬于局域網(wǎng)。局域網(wǎng)產(chǎn)品的種類很多，構(gòu)成型式也多種多樣，但一般是由網(wǎng)卡與媒體、服務(wù)器、工作站（微機(jī)） 、網(wǎng)間連接器并配以網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)軟件組成，如圖1-4 所示。3成組技術(shù)工作站網(wǎng)卡服務(wù)器媒體媒體連接器工作站網(wǎng)卡媒體圖 1-4局域網(wǎng)系統(tǒng)的組成成組技術(shù)是合理組織產(chǎn)品生產(chǎn)過程的一種將工程技術(shù)和管理集于一體的生產(chǎn)組織管理方法，它利用產(chǎn)品零件之間的相似性，將零件分類成組，然后根據(jù)每組零件所擁有的相似性，為同組零件找出相對統(tǒng)一的最佳方案，從而節(jié)約時間和精力以取得所期望的經(jīng)濟(jì)效益。作為一種機(jī)械制造的應(yīng)用技術(shù)，成組技術(shù)涉及到對機(jī)械制造中相似性進(jìn)行標(biāo)識、開發(fā)和利用等方面的內(nèi)容。通常應(yīng)用組成

13、技術(shù)時是通過分類編碼系統(tǒng)對零件相似性進(jìn)行識別。零件的分類編碼系統(tǒng)是用數(shù)字和字母對零件特征進(jìn)行標(biāo)識和描述的一套特定的規(guī)則和依據(jù)。目前國內(nèi)外有100多種編碼系統(tǒng)在工業(yè)中使用，其中以 Opitz 編碼系統(tǒng)最具代表性。通常每個企業(yè)或部門可以依據(jù)自身的產(chǎn)品特點選擇其中一種，或是在某種編碼系統(tǒng)的基礎(chǔ)上加以改進(jìn)，以適用本單位的使用需要。1.2制造業(yè)應(yīng)用計算機(jī)的基本模式制造行業(yè)企業(yè)工作的核心是產(chǎn)品，因此企業(yè)應(yīng)用計算機(jī)推進(jìn)信息化的工作都是圍繞著產(chǎn)品的開發(fā)、生產(chǎn)、經(jīng)營等各項工作來開展的。（ 1）產(chǎn)品任務(wù) 。根據(jù)上級公司下達(dá)的生產(chǎn)任務(wù)或市場定單，利用各種專業(yè)軟件進(jìn)行分析計算，確定產(chǎn)品的形狀、尺寸及各子系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)

14、，形成產(chǎn)品設(shè)計任務(wù)書，全部數(shù)據(jù)和有關(guān)任務(wù)均存放在統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫中。（ 2）詳細(xì)設(shè)計。 各專業(yè)人員從統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫中獲取任務(wù)指令和相關(guān)的設(shè)計任務(wù)書，按時把各自的設(shè)計文檔、圖形、圖紙、技術(shù)要求和相應(yīng)的分析結(jié)果存入統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫中。（ 3）工藝規(guī)劃。由統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫下達(dá)型號研制任務(wù)，一旦詳細(xì)設(shè)計工作開始，工藝人員就著手開展并行工作。一方面給設(shè)計人員提供工藝方面的技術(shù)支持，避免返工，另一方面開始做工裝的準(zhǔn)備工作，檢查相應(yīng)的設(shè)備、刀具、材料等資源，及時向供應(yīng)部門提供必要的采購信息。完成的文檔存人數(shù)據(jù)庫中。（ 4）生產(chǎn)制造。 從統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫中獲取統(tǒng)一的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和制造結(jié)構(gòu)。通過可視化技術(shù)準(zhǔn)確地理解加工圖形所對應(yīng)的三維模型。統(tǒng)

15、一數(shù)據(jù)庫中提供的多媒體裝配模型大大地方便了總裝工作。生產(chǎn)制造部門也可以通過統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫反饋改進(jìn)意見，提高設(shè)計水平，減少后期的返工。（ 5）物資供應(yīng)。通過統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫給設(shè)計、工藝和制造人員提供設(shè)備、材料、部件和標(biāo)準(zhǔn)件等信息，改善他們的工作環(huán)境。同時采購人員從統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫中自動生成某個型號、某個產(chǎn)品的材料清單（如標(biāo)準(zhǔn)件清單、外協(xié)件清單、原材料清單等） ，即減少工作人員的工作負(fù)擔(dān)，又提高數(shù)據(jù)的一致性。為提高倉庫管理水平，減少浪費創(chuàng)造有利條件。（ 6）生產(chǎn)計劃。在統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫中可以下達(dá)任務(wù)并實施監(jiān)測，每項設(shè)計、工藝和制造等任務(wù)的完成狀態(tài)，便于掌握整個項目的進(jìn)度。從統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫中獲取產(chǎn)品結(jié)構(gòu)信息，支持型號管理

16、。同時也可以獲取工藝信息，自動生成統(tǒng)一的材料清單（如自制件清單、機(jī)加工件清單等），支持生產(chǎn)管理。一旦設(shè)計或工藝部門發(fā)生任何更改， 生產(chǎn)計劃部門通過統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫立即可以獲得更改后的最新數(shù)據(jù)，大大減少數(shù)據(jù)不一致的錯誤和不必要的延誤。（ 7）財務(wù)管理。 統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫中包含產(chǎn)品全部設(shè)計和工藝數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)庫提供各種查詢檢索工具、匯總工具和報表工具等，財務(wù)系統(tǒng)監(jiān)督型號研制費用、估算產(chǎn)品直接成本創(chuàng)造了有利條件。數(shù)據(jù)庫的惟一性保證財務(wù)系統(tǒng)分析結(jié)果的可靠性。產(chǎn)品數(shù)據(jù)的不同配置為財務(wù)管理的靈活性提供有利的支持。（ 8）質(zhì)量控制。 為了改變以量求質(zhì)的狀況， 統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫把產(chǎn)品的各種關(guān)鍵質(zhì)量控制點數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一管理，通過分析找

17、出規(guī)律，提高生產(chǎn)力。因此，質(zhì)量控制也離不開統(tǒng)一的產(chǎn)品數(shù)據(jù)所提供的準(zhǔn)確的產(chǎn)品配置結(jié)果。（ 9）市場銷售。 型號批次的變化或市場需求的變化， 要求中國企業(yè)能夠做出快速反應(yīng)。在統(tǒng)一的產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫中，積累了大量的成功經(jīng)驗。為了滿足市場上變化了的需求，只需對產(chǎn)品結(jié)構(gòu)中的部分零件做些適當(dāng)?shù)男拚?，通過虛擬電子樣機(jī)的模擬就可以投入生產(chǎn)，搶占市場。同樣電子樣機(jī)不僅可以排除各種設(shè)計錯誤，大大減少生產(chǎn)環(huán)節(jié)的返工，還可以將設(shè)計的虛擬樣機(jī)提前提供給最終用戶，甚至可以通過互聯(lián)網(wǎng)去吸引客戶，擴(kuò)大市場量。（ 10）統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫。上述各部門的工作指令來自于數(shù)據(jù)庫，工作的結(jié)果也分門別類存回數(shù)據(jù)庫，在數(shù)據(jù)庫中不僅可以保存產(chǎn)品的整個生命

18、周期的全部數(shù)據(jù)，同時還存有企業(yè)的各種資源，如人員、設(shè)備、標(biāo)準(zhǔn)件、通用件和刀具等。還有記錄了產(chǎn)品數(shù)據(jù)從設(shè)計到制造、維修服務(wù)整個過程的數(shù)據(jù)，便于追溯和檢查原因，更重要的是在數(shù)據(jù)庫中不斷積累起來的產(chǎn)品知識。上述工作只有當(dāng)采用了高度集成化的計算機(jī)輔助設(shè)計、制造與管理軟件時，才是最高效的。1.3制造業(yè) CAD/CAM 技術(shù)及信息化工程的發(fā)展人類進(jìn)入 21 世紀(jì)，隨著計算機(jī)應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展， 制造業(yè)的發(fā)展模式也發(fā)生了重大變化，表現(xiàn)為企業(yè)從 CAD 、CAE 和 CAM 等單點技術(shù)或應(yīng)用孤島，發(fā)展為基于“知識網(wǎng)絡(luò)”的綜合應(yīng)用領(lǐng)域；從單純的數(shù)控加工 CAM 技術(shù)的應(yīng)用，向“工廠生產(chǎn)制造計劃和配置”發(fā)展；從企業(yè)或

19、部門內(nèi)部應(yīng)用的 CAD/CAM 、PDM （ Product Data Management，產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理）和 ERP（ Enterprise Resource Plan，企業(yè)資源規(guī)劃） ，逐步過渡到各企業(yè)之間的協(xié)同方案運作。面向企業(yè)面向全球性通信協(xié)同發(fā)展已成為制造業(yè)發(fā)展的總體趨勢。制造業(yè)信息化工程的核心就是采用國際上最先進(jìn)的信息化技術(shù)，提高企業(yè)產(chǎn)品的創(chuàng)新能力和高新技術(shù)含量、提高企業(yè)快速響應(yīng)市場能力。所有這些也正是世界發(fā)達(dá)國家正在研究和采納的世界一流的新技術(shù)和新方法。制造業(yè) CAD/CAM 技術(shù)及其信息化工程的發(fā)展歷程大致經(jīng)歷了下列幾個階段：（ 1）孤立的應(yīng)用模式。這個階段的發(fā)展跨越了20 世

20、紀(jì) 60 70 年代，計算機(jī)圖形軟件開始商品化。企業(yè)各部門（如設(shè)計、工藝、制造、計劃、財務(wù)、質(zhì)量管理和后勤等部門）各自采用相應(yīng)的計算機(jī)硬件，改善自己的勞動工作方式，提高個人勞動生產(chǎn)率，然而相互之間的信息傳遞卻依然靠低介質(zhì)來進(jìn)行，各點發(fā)達(dá)，彼此孤立，形成應(yīng)用孤島。（ 2）孤立的信息系統(tǒng)。這個階段的發(fā)展跨越了20 世紀(jì) 70 80 年代。企業(yè)各部門之間各取所需，根據(jù)自己本部門發(fā)展的需要，不斷完善自己的應(yīng)用系統(tǒng)，解決部門內(nèi)部的信息共享和反饋，使本部門的勞動生產(chǎn)率獲得提高。但仍解決不了各部門之間的信息傳遞問題。（ 3）信息的交換和集成。這個階段的發(fā)展跨越了20 世紀(jì) 80 90 年代。 經(jīng)過上述兩個階

21、段的發(fā)展，信息的傳遞問題顯得非常突出，于是便有了各部門之間協(xié)同，或是對信息重新調(diào)整，或是更換系統(tǒng)，開發(fā)新的應(yīng)用系統(tǒng)和大量的接口，即要繼承大量的歷史數(shù)據(jù)，又要創(chuàng)造一種全新的信息交換、集成化的工作模式，從而大大提高企業(yè)的競爭力。（ 4）基于全局性的信息化系統(tǒng)集成。進(jìn)入20 世紀(jì) 90 年代，隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展與成熟，使企業(yè)信息化又迎來一個全新的時期，即從內(nèi)部信息化集成應(yīng)用發(fā)展到企業(yè)間信息相互集成的時期，逐步形成了跨國跨地區(qū)的半球化乃至全球化經(jīng)濟(jì)運作模式，代表著世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展主體。三十多年來，軟件開發(fā)商們一直致力于探索更好的辦法去使用計算機(jī)輔助技術(shù)進(jìn)行自動化產(chǎn)品開發(fā)過程。 圖 1-5 以近 20 年

22、來 UG 軟件的發(fā)展反映了計算機(jī)輔助技術(shù)的進(jìn)展。KBE（ Knowledge Based Engineering ，基于知識的工程） 技術(shù)將是下一代機(jī)械CAD/CAM的特點，它捕捉、分配和再使用每一個產(chǎn)品開發(fā)部門的工程專業(yè)知識?；趫D紙基于特征基于過程數(shù)字化圖紙數(shù)字化模型數(shù)字化過程·汽車·實體·消費品·特征·機(jī)械·形象化·模具基于知識數(shù)字化知識與過程·過程向?qū)?#183;顧問 /評審·基于規(guī)則建模圖 1-5以 UG 為代表的計算機(jī)輔助技術(shù)的進(jìn)展我國的 CAD/CAM技術(shù)開發(fā)與應(yīng)用起步于20 世紀(jì) 70 年

23、代，由于受當(dāng)時計算機(jī)硬件和軟件條件的限制，較多的工作局限于用計算機(jī)進(jìn)行一些產(chǎn)品設(shè)計中的分析計算。進(jìn)入 20 世紀(jì) 80 年代，國家在機(jī)械CAD/CAM技術(shù)開發(fā)與應(yīng)用方面進(jìn)行了重點投資，并取得了一系列在國內(nèi)具有開創(chuàng)性的單元成果，也培養(yǎng)了一批CAD/CAM科技隊伍，從而為20 世紀(jì) 90年代的快速發(fā)展奠定了良好的基礎(chǔ)。1991 年原國家科委組織成立了“計算機(jī)輔助設(shè)計應(yīng)用工程領(lǐng)導(dǎo)小組”，加大了 CAD 技術(shù)的開發(fā)與推廣力度。 1995年在機(jī)械行業(yè)開展了“ CAD 應(yīng)用 1215工程”和“ CAD 應(yīng)用1550 工程”。前者是樹立 12 家“甩圖板”的 CAD 應(yīng)用典型企業(yè)，后者是培養(yǎng)50 100 家

24、CAD/CAM 應(yīng)用示范企業(yè)，扶持100 家，帶動 5000 家企業(yè)的龐大計劃。一批具有自主知識版權(quán)的軟件，如清華大學(xué)的高華CAD 、華中科技大學(xué)的開目CAD 和 CAPP、北京航空航天大學(xué)的 CAXA電子圖板、 CAXA 制造工程師（ ME ）等軟件，在國家科技部的項目資助下開發(fā)完成，并開始推廣應(yīng)用。計算機(jī)輔助繪圖也已經(jīng)從二維設(shè)計進(jìn)入了三維實體建模和參數(shù)化設(shè)計階段。然而，我國 CAD/CAM技術(shù)的研究水平和應(yīng)用范圍與工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比都還有較大的差距，特別是CAD/CAM應(yīng)用的集成化程度較低，缺乏具有自主版權(quán)的、完善的高檔CAD/CAM 軟件系統(tǒng)。此外CAD/CAM 專業(yè)技術(shù)人才的匱乏也限制了

25、企業(yè)對CAD/CAM 技術(shù)的推廣應(yīng)用。1.4UG 技術(shù)及其在現(xiàn)代制造業(yè)中的作用UG 技術(shù)概述UGS（Unigraphics Solutions ）是全球發(fā)展最快的機(jī)械CAX （即 CAD 、 CAE 、 CAM等的總稱）公司之一。它的產(chǎn)品Unigraphics （簡稱 UG ）軟件是當(dāng)前世界上最先進(jìn)和緊密集成的、面向制造業(yè)的 CAX 高端軟件， 是知識驅(qū)動自動化技術(shù)領(lǐng)域中的領(lǐng)先者。它實現(xiàn)了設(shè)計優(yōu)化技術(shù)與基于產(chǎn)品和過程的知識工程的組合。UG 軟件能夠為各種規(guī)模的企業(yè)提供可測量的價值；能夠使企業(yè)產(chǎn)品更快地提供給市場；能夠使復(fù)雜的產(chǎn)品設(shè)計與分析簡單化；能夠有效地降低企業(yè)的生產(chǎn)成本并增加企業(yè)的市場競爭

26、實力。正是由于該軟件的高度集成化和優(yōu)越的性能，使之成為目前世界上最優(yōu)秀公司廣泛使用的系統(tǒng)，這些公司包括波音飛機(jī)、通用汽車、普惠發(fā)動機(jī)、飛利浦、松下、精工和愛立信等。UG 成為日本主要的汽車配件生產(chǎn)商 Denso 的標(biāo)準(zhǔn)，占有90%的俄羅斯航空市場和80%的北美發(fā)動機(jī)市場。美國航天航空界已安裝了 10000 多套 UG，在世界各國航天航空界享有極高的地位。UG 軟件目前也普及到機(jī)械、醫(yī)療設(shè)備和電子等行業(yè)，并發(fā)揮著越來越顯著的作用。UG 產(chǎn)品主要包括計算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計、工程設(shè)計、工程分析和制造，以及知識驅(qū)動自動化的工具與專門過程的導(dǎo)向。UG 產(chǎn)品線如圖1-6 所示。產(chǎn)品的創(chuàng)新與開發(fā)在UG 中的體現(xiàn)

27、產(chǎn)品的創(chuàng)新要貫穿于產(chǎn)品本身的全生命周期，從總體構(gòu)想設(shè)計、概念設(shè)計、詳細(xì)設(shè)計、生產(chǎn)計劃到制造質(zhì)量控制都要創(chuàng)新。UGS 產(chǎn)品十分重視任何提高企業(yè)的創(chuàng)新能力，為此特別強(qiáng)調(diào)：創(chuàng)新要基于知識、基于產(chǎn)品、基于過程。UG 的產(chǎn)品創(chuàng)新開發(fā)技術(shù)和手段，主要包括：全集成、全相關(guān)、前瞻性、數(shù)字樣機(jī)、快速反映機(jī)制和知識工程（KBE ）這6個方面。入門知識驅(qū)動自動化（KDA ）· UG/Knowledge Fusion· UG/MoldWlzard· UG/Cear Engineering Wizard· UG/Die Engineering Wizard· UG/We

28、ld Assistand· UG/Open UIStyler· UG/Open GRIP· UG/Open API· UG/Open+計算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計（CAID ）· UG/Shape Stadio數(shù)據(jù)交換· IGES· STEP· DXF· 2D Exchange特殊應(yīng)用· UG/GenConnect· UG/Design Verification· UG/Inspection· UG/Reverse Engineering· UG/Rapid Pro

29、totyping計算機(jī)輔助設(shè)計（CAD ）· UG/Solld Modeling· UG/Feature Modeling· UG/User Defined Feature· UG/Freeform Modeling· UG/Drafting· UG/Assembly Modeling· UG/Advanced Assemblies· UG/WAVE Control· UG/Gemetric Tolerancing· UG/Sheet Metal Design· UG/Advanced

30、 Sheet Metal Design· UG/Routing Base· UG/Tubing· UG/Piping· UG/Conduit· UG/Raceway· UG/Steelwork· UG/Wiring· UG/Quick Shape· UG/Geometric Tolerancing計算機(jī)輔助工程分析（CAE ）· UG/Scerurio for Structures· UG/Scenario for Structures +· UG/Scenario PE&#

31、183; UF/FEA計算機(jī)輔助制造（CAM ）· Base Machining· Face Milling· Fixed Contour Milling· Variable Contour Milling· Flow Cut· Cavity Milling· Z-level Milling· Sequential Milling· Thread Milling· NURBS Machining· Facet_Based Machining· Turning· Wi

32、re EDM· Shop Documentation· High Speed Machining· Tool Libraried(UG/Genius)· CAM Visualize· Speeds and Feeds table· Post Builder圖 1-6 Unigraphics 產(chǎn)品線1全集成（ 1）數(shù)據(jù)和系統(tǒng)的集成。這是一個以數(shù)據(jù)庫為核心的能將CAX 、 PDM （ Product DataManagement，產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理） 、RE（Reverse Engineering ，逆向工程）、RP（ Rapid Protot

33、ype ，快速成型）、 ERP、 PM （ Project Management，項目管理）、 FM （ Finance Management，財務(wù)管理）等的數(shù)據(jù)信息和系統(tǒng)集成在一起的環(huán)境。這樣才能做到D2B （ Design to Business ，為商務(wù)而設(shè)計） 。（ 2）功能集成。即 CAID/CAD/CAE/CAM/PDM等重要集成。（ 3）過程集成。即總體方案設(shè)計、概念設(shè)計、詳細(xì)設(shè)計、工藝計劃工裝夾模具設(shè)計與制造、零部件制造與裝配質(zhì)量檢測等全過程要能集成在一起。（ 4）信息集成。 UGS 的 iMAN 就是集成管理產(chǎn)品的全生命周期的信息。（ 5）企業(yè)集成。不僅在企業(yè)內(nèi)部各職能部門之

34、間的信息集成，而且企業(yè)與配套供應(yīng)商、銷售商、客戶之間的信息也能集成。UGS 的 iMAN 就提供了與 ERP、SCM 等的集成接口。2全相關(guān)全相關(guān)指的是： 在產(chǎn)品內(nèi)部不僅保持尺寸大小的相關(guān)性，即幾何相關(guān)， 更要具有過程相關(guān)。 不管是工業(yè)設(shè)計 （ CAID 還是工程分析（ CAE ）、工業(yè)夾具設(shè)計與制造和數(shù)控編程（數(shù)據(jù)的改變都會引起其他過程做出相關(guān)的變化。而且還具有結(jié)構(gòu)形狀的相關(guān)，）、概念設(shè)計和結(jié)構(gòu)設(shè)計（ CAD ），CAM ），這中間任一階段的結(jié)構(gòu)UGS 提供的單一數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的主模型技術(shù)、超變量幾何方法、基于產(chǎn)品和特征的直接建模和產(chǎn)品總體相關(guān)設(shè)計技術(shù)UG/W AVE（含關(guān)聯(lián)設(shè)計、 種子技術(shù)和幾何

35、元素的連接相關(guān)）和工程分析的UG/Scenario 都給工程技術(shù)人員提供了實現(xiàn)全相關(guān)的最佳工具和手段。此外UGS 提供的動態(tài)虛擬大裝配技術(shù)，使得技術(shù)人員在設(shè)計階段就可對產(chǎn)品從裝配的匹配關(guān)系、機(jī)構(gòu)運動的傳遞、定位的方式和位置、運動系統(tǒng)的基本動作進(jìn)行預(yù)分析，而不需要專門的運動等分析軟件。3前瞻性這是指在設(shè)計階段利用虛擬、數(shù)字、可視的技術(shù)，就可對產(chǎn)品進(jìn)行工程分析、設(shè)計優(yōu)化和仿真模擬。為此， UGS 公司不僅與世界上一流的工程分析的專業(yè)公司結(jié)成了長期合作的戰(zhàn)略聯(lián)盟關(guān)系，在 UG 中含有與這些分析軟件系統(tǒng)有著直接連接的高精度接口，而且還將這些分析系統(tǒng)（如 MSC/NASTRAN ， MDI/ADAMS

36、， Ansys 和 Mold flow 等）的基本、常用的部分植入到 UG 的分析應(yīng)用模塊中， 且保持與 CAD 的全相關(guān)。 因為它們都采用了同一圖形內(nèi)核 Parasolid。這就大大方便了工程設(shè)計人員的設(shè)計，提高了設(shè)計的質(zhì)量和一次成功率。4數(shù)字樣機(jī)對于制造業(yè)的產(chǎn)品創(chuàng)新開發(fā)來說，超巨模型的數(shù)字樣機(jī)的創(chuàng)建、分析和仿真工具是十分重要的。 UGS 公司收購的EAI 公司的 Vis 系列虛擬可視化產(chǎn)品在國際上處于領(lǐng)先地位。Vis 系列產(chǎn)品可以與眾多的CAD/CAM軟件，如 UG 、Pro/E、ideas、CATIA 和 AutoCAD等進(jìn)行無縫連接；可以集成讀取多種PDM系統(tǒng)下的數(shù)據(jù)；可以運行于多種操

37、作系統(tǒng)下，多種硬件平臺上；它提供了基于Internet 的虛擬企業(yè)平臺。又將超巨模型的裝配、可視、幾何物理性能的分析、動靜態(tài)的幾何分析、人機(jī)工程和制造過程的仿真，虛擬現(xiàn)實等都集成在一個 EAI/VIS的單一環(huán)境中。 EAI-Vis 系列產(chǎn)品為企業(yè)進(jìn)行產(chǎn)品創(chuàng)新開發(fā)提供了一個完整、集成的、超越常規(guī) CAD/CAM 軟件之上的虛擬可視化仿真環(huán)境，是數(shù)字化產(chǎn)品創(chuàng)新開發(fā)的一種優(yōu)秀工具。5快速反應(yīng)機(jī)制除了前面所述的以外， 還包括兩個方面： 逆向工程 （RP）技術(shù)與快速成型 （RP）技術(shù)。前者是采用三坐標(biāo)測量儀或激光測量儀對現(xiàn)存的、成功的產(chǎn)品（零件）進(jìn)行空間的掃描測量，獲得該產(chǎn)品的空間坐標(biāo)點的數(shù)據(jù)，再對這些

38、超大量的數(shù)據(jù)點（點云數(shù)據(jù)）在CAD 軟件中進(jìn)行濾波、提取特征線、補(bǔ)孔、光順生成網(wǎng)絡(luò)面、UG/QuickShape NURBS 曲面，從而反求出測量對象的數(shù)字模型。后者是將數(shù)字模型以STL 格式輸出到快速成型機(jī)上由快速成型機(jī)生成塑料的或紙質(zhì)的該物理實體。用于評估、分析和作為模芯等。將 RE、 RP 與 CAD/CAM軟件集成起來，組成一個快速反應(yīng)的建模系統(tǒng)，可以大大加快產(chǎn)品的開發(fā)質(zhì)量和速度。例如柴油機(jī)上氣道的設(shè)計就采用這種方法（如圖1-7 所示）。先用三坐標(biāo)激光測量儀掃描現(xiàn)有的初始?xì)獾?，將測得的數(shù)據(jù)輸入到Quick Shape 中處理得到初步的數(shù)字模型，再到 UG 環(huán)境下以 STL 格式輸出到快

39、速成型機(jī)上得到塑料的氣道。以此氣道進(jìn)行誤差分析、吹氣測試和作為模具的模芯，澆鑄缸蓋。這一集成的氣道開發(fā)過程大大提高了開發(fā)氣道的周期和質(zhì)量，使原來要六個星期的設(shè)計縮短為一個星期，且做到了一次成功。測量數(shù)據(jù)與 RP 模型之間的誤差分析氣象點云集快速成型的模型氣道模具圖 1-7柴油機(jī)上氣道的快速設(shè)計6知識工程（KBE ）隨著當(dāng)今 CAX 設(shè)計系統(tǒng)發(fā)展的新趨勢，產(chǎn)生了以知識驅(qū)動為基礎(chǔ)的工程設(shè)計新思路，簡稱知識工程 KBE （Knowledge Based Engineering ）。它將人工智能（包括知識庫、知識規(guī)則和邏輯推理等）與 CAX 系統(tǒng)有機(jī)地結(jié)合起來，使其應(yīng)用對象從幾何造型、分析和制造，延伸

40、擴(kuò)展到工程設(shè)計領(lǐng)域，形成了工程設(shè)計與CAX 系統(tǒng)的無縫連接。如何把知識、 技能、經(jīng)驗、 原理和規(guī)范等結(jié)合到CAX 系統(tǒng)中， 使得設(shè)計人員只要輸入工況或工程參數(shù)或應(yīng)用要求，系統(tǒng)就能依據(jù)相關(guān)知識、自動推理結(jié)構(gòu)造出符合該特定要求下的數(shù)字化幾何模型，這就是KBE 技術(shù)要解決的問題，也是CAX 技術(shù)發(fā)展的新階段。UGS 主要通過采用KDA 技術(shù)成功應(yīng)用了KBE 的基本原理， 實現(xiàn)了用知識驅(qū)動幾何建模，并成功開發(fā)出基于知識（KBE ）的工程應(yīng)用模塊：齒輪工程（Gear Engineering WizardV1.1 ）。它含有齒輪設(shè)計、軸的設(shè)計、軸承設(shè)計、鍵的設(shè)計和殼體的建模，設(shè)計人員只要輸入程序參數(shù)或工況

41、條件即可。這里的“設(shè)計”包含幾何建模及工程分析兩部分。此外還開發(fā)有塑料模設(shè)計導(dǎo)引 （ Mold wizard V3.0 ），沖壓模工程導(dǎo)引 （ Die Engineering Wizard V2.0 ），多工位級進(jìn)模（ Progressive Die Wizard ）等。UG 的協(xié)同制造工程協(xié)同制造工程CME （ Collaborative Manufacturing Engineering）是結(jié)合企業(yè)、工廠的生產(chǎn)制造和計劃管理提出的新概念，它包括裝配工程、質(zhì)量檢控、工廠生產(chǎn)計劃、過程優(yōu)化、加工工藝計劃、刀具及工裝夾模具的開發(fā)和數(shù)控加工這七個方面。CME 的關(guān)鍵要點是“P3R”，即：（ 1）要

42、生產(chǎn)什么樣的產(chǎn)品（ Product）？（ 2）怎樣安排這個制造過程（ Process）？（ 3）在哪兒生產(chǎn)，即工廠、車間的加工單元、生產(chǎn)線的配置（Plant） ?（ 4）需要什么資源（ Resources） ?CME 要求的是P3R 保持相關(guān)性。而不是目前所表現(xiàn)的獨立、分散的狀態(tài)。為了實現(xiàn)CME ， UGS 公司又提出了另一個新概念：虛擬工廠Efactory 。虛擬工廠的目標(biāo)也就是P3R（如圖 1-8 所示）。圖 1-8 P3R 關(guān)聯(lián)圖UGS 公司推出的Efactory 系列產(chǎn)品是一個能夠付之實用的工具。通過Efactory ，將原來孤立的 3P 和 R 集成在一起，實現(xiàn)協(xié)同制造。例如在“資源

43、設(shè)計Resources Design”方面， UGS 公司的方案將加工操作與資源需求緊密地連接在一起，在UGS iMAN的分類管理的技術(shù)下，建立集成的資源數(shù)據(jù)管理，如集成的刀具庫等；并利用Factory CAD模塊將工廠布置集成在CME 中，利用UGS 強(qiáng)大的建模能力，進(jìn)行工裝夾模具和刀具的設(shè)計。又如對于“工藝加工” （ Process applications），UGS 公司提供了許多基于知識、基于過程的過程導(dǎo)引專業(yè)應(yīng)用模塊，如：“ Mold Wizard ”、“ Weld Wizard ” 。再如在“工廠設(shè)計與布局”（ Plant Design）中， UGS 提供的 Factory CAD

44、 是一個基于AutoCAD的智能化的工廠布局工具。它包含了工廠中如運送裝置、貨物、工件架和起重機(jī)等常用設(shè)備、工具的2D/3D 庫。這是一個智能化的巨型庫，它除了進(jìn)行工廠布置設(shè)計外，還可以進(jìn)行產(chǎn)品裝配仿真，工作過程的干涉檢測。所有Factory CAD 的數(shù)據(jù)文件都在CME中進(jìn)行管理，其構(gòu)造的工廠中的設(shè)備、生產(chǎn)線等對象，都與e-Factory 的資源管理系統(tǒng)集合在一起，并支持SDX 格式。綜上可見， 制造業(yè)信息化工程的關(guān)鍵技術(shù)在UG 中得到了完整的體現(xiàn)和應(yīng)用。UG 為制造業(yè)信息化提供了一個面向產(chǎn)品全生命周期的開放式協(xié)同并行集成環(huán)境，即CPC（ Collaborative Product Comm

45、erce產(chǎn)品協(xié)同商務(wù)）環(huán)境（如圖1-9 所示）。在這個環(huán)境中，每個人都能融入到整個企業(yè)中，為了同一目標(biāo)，高速、優(yōu)質(zhì)、低耗地推出新的產(chǎn)品，協(xié)同而并行地工作。異地設(shè)計制造的協(xié)同、并行工具項目財務(wù)資源銷售供應(yīng)鏈質(zhì)量管理產(chǎn)品創(chuàng)新開發(fā)的技術(shù)和手段現(xiàn)代化的管理模式產(chǎn)品工程管理圖 1-9制造業(yè)的信息化環(huán)境1.5UG 軟件主要功能模塊簡介UG/WAVEUG/WA VE技術(shù)提供了一個參數(shù)化產(chǎn)品設(shè)計的平臺，為了維持設(shè)計的完整性和意圖，此技術(shù)把概念設(shè)計與詳細(xì)設(shè)計的變化自始至終地貫穿到整個產(chǎn)品的設(shè)計過程。在此平臺上，具有創(chuàng)新的 WAVE 工程技術(shù)，使其高級產(chǎn)品設(shè)計的定義、控制和評估成為可能。這一被稱為“控制結(jié)構(gòu)”的可

46、重復(fù)利用的設(shè)計模板被用來表達(dá)產(chǎn)品設(shè)計的概念，這是通過定義幾何形體框架和關(guān)鍵設(shè)計變量來實現(xiàn)的。CAE 的需求也被考慮到模型中，PDM則被用來管理這些變動和版本。通過參數(shù)化的編輯控制結(jié)構(gòu)，不同的設(shè)計概念可以被迅速地分析和評估。在控制結(jié)構(gòu)中的關(guān)鍵幾何模型可被相關(guān)聯(lián)地復(fù)制到經(jīng)過詳細(xì)設(shè)計的產(chǎn)品裝配中，這樣在今后的產(chǎn)品開發(fā)過程中就允許高級概念設(shè)計上的變化與整個產(chǎn)品設(shè)計的改變相關(guān)聯(lián)。利用 WAVE 技術(shù)，用戶可以識別驅(qū)動其產(chǎn)品設(shè)計最重要的變量，然后在一個相關(guān)的控制結(jié)構(gòu)中捕捉它們，例如，用戶在重新設(shè)計一種轎車的過程中，為了保持車身的外形尺寸不變而獲得更多的頭部和腿部空間來對其進(jìn)行更改時，用WAVE 技術(shù)，用戶

47、可以容易而迅速地獲得這種更改帶來的影響。利用傳統(tǒng)的工具，這種分析過程將花費數(shù)個星期，甚至數(shù)個月。利用 WAVE 技術(shù)，產(chǎn)品設(shè)計可以根據(jù)需求按自頂向下的流程進(jìn)行，而這種需求是基于功能、空間、配置和其他方面的整體考慮。這些工程數(shù)據(jù)可以在設(shè)計總體布局方案中捕捉到，這個總體布局方案可驅(qū)動關(guān)鍵部件的位置和外形，同時定義主要子系統(tǒng)之間的界面。WAVE 技術(shù)還可以很容易地適用于其他方面， 包括詳細(xì)設(shè)計和制造計劃。 例如， WAVE 技術(shù)的幾何連接器（包括在 UG 裝配模塊中）使用戶得以直接地把相關(guān)部件的設(shè)計聯(lián)系起來。其可被用來把移動電話殼中孔洞的設(shè)計和鍵的外形和位置結(jié)合起來，而這些關(guān)系是相互關(guān)聯(lián)的。這樣就可

48、以確保設(shè)計的意圖和整體性得以維護(hù)。當(dāng)設(shè)計和生產(chǎn)過程的計劃改變時， WAVE 還能夠把過程中的模型自動更新?；谶@些效能，用戶可以對新的市場機(jī)遇迅速作出反應(yīng)，改進(jìn)已有的產(chǎn)品，建立新的產(chǎn)品線，而這只需要花費傳統(tǒng)開發(fā)成本的一小部分。在 UG/W AVE 的工程軟件包中，包括UG/ 入口（ Gateway ）、 UG/ 實體建模（ SolidModeling ）、 UG/ 特征建模（ Features Modeling ）、 UG/ 自由曲面建模（ Freeform Modeling ）、 UG/ 工 程 制 圖 （ UG/Drafting ）、 UG/ 裝 配 建 模 （ Assembly Mode

49、ling ）、 UG/ 虛 擬 現(xiàn) 實（ UG/Reality ）、 UG/ 逼真著色（ UG/Photo ）、 UG/ 幾何公差（ UG/Geometric Tolerance）等模塊。1 UG/ 入口（ UG/Gateway ）UG/Gateway 是連接所有 UG 模塊的基礎(chǔ)。 它支持關(guān)鍵操作， 包括打開已存在的 UG 部件文件、創(chuàng)建新的部件文件、繪制工程圖和屏幕布局以及讀入輸出各種不同格式的文件，以及參數(shù)實體（ Parasolid）轉(zhuǎn)換文件和計算機(jī)圖形的圖源文件（CGM ）。同時提供的還有層控制、視圖定義、屏幕布局和顯示控制功能。包括消隱/ 再現(xiàn)對象和在線幫助功能。UG/Gateway

50、 還提供一個與各種高分辨率繪圖機(jī)接口的許可證，并提供先進(jìn)的電子表格應(yīng)用。通過 UG/Gateway 的導(dǎo)航、動畫、實體和表面模型的顯隱與著色，提供了高級的可視化功能，建造和管理零件族，操縱零件間的表達(dá)式，以便通過分析相關(guān)聯(lián)的方案方便地擴(kuò)充模型設(shè)計。標(biāo)準(zhǔn)表格查詢功能提供了一種簡單的方法來實現(xiàn)基于知識的工程技術(shù)。UG/Gateway 還包括 UG/Web Render（將在后面介紹） 。2 UG/ 實體建模（ UG/Solid Modeling）該模塊將基于約束的特征建模和顯式幾何模型方法無縫的結(jié)合起來，提供了當(dāng)今CAD/CAM軟件界最強(qiáng)有力的“復(fù)合建?！惫ぞ?，使用戶可以充分利用集成于先進(jìn)的、基于

51、特征環(huán)境中的傳統(tǒng)的實體、面、線框造型的優(yōu)勢。UG/Solid Modeling可使用戶能夠很方便地建立二維和三維線框模型、掃描和旋轉(zhuǎn)實體以及進(jìn)行布爾運算及參數(shù)化編輯。它還提供用于快速、有效的概念設(shè)計的變量草圖工具和更通用的建模和編輯任務(wù)的工具。該模塊易于理解的基于圖標(biāo)（ icon）的圖形環(huán)境與其他建模模塊的操作相同。3 UG/ 特征建模（ UG/Feature Modeling）該模塊提高了表達(dá)式設(shè)計的層次，設(shè)計信息可以用工程特征的術(shù)語來定義。它提供了支持建立和編輯下列各種標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計特征：孔、槽、型腔、凸臺、墊、柱體、塊體、錐體、球體、管狀體、桿、倒圓和倒角等。同時還可以挖空實體建立薄壁件。特征還可以被參數(shù)化定義并對其尺寸大小和位置做尺寸驅(qū)動編輯。用戶自定義的特征存儲在公共目錄下，也可以被添加到設(shè)計模型中。特征還能夠相對于其他的特征或物體定位，也能夠被引用以建立相關(guān)特征組。特征組排列可以是個別的定位，也可以是在簡單圖案和陣列中定位。4 UG/ 自由曲面建模（UG/Free form Modeling）該模塊支持復(fù)雜的自由曲面的形狀，如機(jī)翼、進(jìn)氣道和其他工業(yè)產(chǎn)品的造型設(shè)計。它可將實體建模和表面建模的技術(shù)合