CAD顶尖高手——I-DEAS 李国龙 1998年 第25期 15版 　　二十一世纪的一个重大变革是全球市场的统一，它使市场竞争更加激烈，产品更新更快。在这种背景下，CAD（计算机辅助设计）技术得到迅速普及和极大发展。海湾战争结束当年，美国评出的最具影响的十大技术中，CAD便榜上有名。在为数众多的CAD软件中， I－DEAS地位显赫，它是美国SDRC公司的拳头产品，技术领先，在机械、电子、航空、航天、邮电、兵工、纺织等各行各业都有应用，是CAD领域少有的顶尖“人物”。 　　I－DEAS的最新版本为Master Series 6.0，它可运行于Windows/NT和UNIX平台上，共有七大主模块，下面我把它们逐一介绍给大家。 #1　　一、工程设计（Engineering Design）模块 　　工程设计模块主要用于对产品进行几何设计，包括Master Modeler（建模）、Master Surfacing（曲面）、Master Assembly（装配）、Mechanism（机构）、Draft Setup（制图建模）几个子模块。^251501a^就是用I－DEAS设计出的磁盘驱动器。 　　1.实体建模（Master Modeler）子模块 　　以前，在零件未制造出时，是无法观看零件形状的，只能通过二维平面图进行想象。现在，用3DS可以生成实体模型，但用3DS生成的模型在工程实际中是“中看不中用”。用I－DEAS生成的实体建模，不仅中看，而且相当管用。事实上，I－DEAS后阶段的各个工作数据的产生都要依赖于实体建模所生成的数据。 　　2.曲面（Master Surface）子模块 　　前面由基本体素拼合成的实体，属于比较规则的物体。但在实际中存在大量形状不规则的物体表面，^251501a^中磁盘驱动器的上盖，这些称为自由曲面。随着人们生活水平的提高，对曲面产品的需求将会大大增加。用I－DEAS生成曲面仅需2步～3步操作。Master Surface生成曲面的方法有：拉伸、旋转、放样、扫掠、网格、点阵等。由于生成曲面的方法较多，因此Master Surface可以迅速建立任何复杂曲面。 　　3.装配（Master Assembly）子模块 　　Master Assembly可将零件在计算机上组装起来。它可用于计算干涉、质量特性等，并能进行装配体的仿真显示。 #1　　二、工程制图（Drafting）模块 　　I－DEAS的绘图模块是一个高效的二维机械制图工具，它可绘制任意复杂形状的零件。它既能作为高性能系统独立使用，又能与I－DEAS的实体建模模块结合起来使用，它支持GB、ANSI、BS308、DIN、ISO和JIS等制图标准。 　　1.由三维实体零件直接形成二维图（Drafting Setup）子模块 　　在I－DEAS中，当实体模型建立后，只须几步操作，我们就可以生成三视图（主视图、俯视图、侧视图）及轴测图。 　　2.详细绘图（Detail Drafting）子模块 　　Detail Drafting子模块可生成符合各种标准的工程图。Detail Drafting还提供了许多有用的工具，如动态导航技术等，这使设计人员制图变得非常方便。 #1　　三、制造（Manufacturing）模块 　　在机械行业中用到的 I－DEAS制造模块中的功能是NC Machining（数控加工）。说到I－DEAS的数控功能，就不能不提八十年代著名的“东芝事件”。当时，苏联从日本东芝公司引进了一套五座标数控系统及数控软件CAMMAX，加工出高精度、低噪声的潜艇推进器，从而使西方的反潜系统完全失效，损失惨重。东芝公司因违反“巴统”协议，擅自出口高技术，受到了严厉的制裁。在这一事件中出尽风头的CAMMAX软件就是I－DEAS数控模块的一部分。^251501b^为I－DEAS的加工仿真图。 　　I－DEAS的数控模块分三大部分：前置处理模块、后置处理编写器和后置处理模块。在前置处理模块中，I－DEAS提供了完整的机加工环境，可同时处理三维实体和曲面。NC刀具轨迹可根据仿真情况进行修正。后置处理编写器用于生成适合具体NC机床的后处理程序，该部分采用表格驱动，很容易编写出适应FANUC、SIMENS、FAGOR等数控系统的后置处理程序。后处理模块读入生成的后处理程序后，再对前置处理模块中生成的刀位文件.CL进行处理，就可生成所需的数控程序。 #1　　四、有限元仿真（Simulation） 模块 　　我们中国有句古话：“画虎画皮难画骨，知人知面不知心”。主要是讲事物内在特征很难把握。机械零件的内部变化情况是难以知晓的。Finite Element Simulation（有限元仿真）使我们有了一双慧眼，能“看到”零件内部的受力状态。利用该功能，在满足零件受力要求的基础上，便可充分优化零件的设计。著名的可口可乐公司，利用有限元仿真，分析其饮料瓶，结果使瓶体质量减轻了近20％，而其功能丝毫不受影响，仅此一项就取得了极大的经济效益。 　　I－DEAS的有限元仿真应用包括三个部分：前置处理模块（Pre－Processing）、求解模块（Solution）、后处理模块（Post－Processing）。^251501c^即为对磁盘驱动器端盖进行的有限元分析。 #1　　五、测试数据分析（Test Data Analysis） 模块 　　I－DEAS的测试数据分析模块就像一位保健医生，它在计算机上对产品性能进行测试仿真，找出造成产品各种故障的原因，帮助你对症下药，排除产品故障，改进产品设计。 #1　　六、数据管理（Data Management）模块 　　I－DEAS 的Data Management模块简称IDM，它就像I－DEAS家庭的一个大管家，将触角伸到I－DEAS的每一个任务模块。并自动跟踪你在I－DEAS中创建的数据，这些数据包括你存贮在模型文件或库中零件的数据。IDM也跟踪数据之间的关系。这个管家通过一定的机制，保证了所有数据的安全及存取方便。 #1　　七、几何数据交换（Geometry Translator）模块 　　在实际中还存在一些别的CAD系统，如UGⅡ、EUCLID等，由于它们门户有别，所以自己的数据都难以被对方所识别。但在实际工作中，往往需要接受别的CAD数据。这时几何数据交换模块就会发挥作用。I－DEAS中几何数据交换模块有好几个，如IGES、STEP、DXF等，其工作原理是先将别的CAD数据转换成中性数据（不依赖于该CAD系统），然后将中性数据通过几何数据交换模块转换成I－DEAS数据，这样就可将外来数据全部“同化”。 　　朋友，现在你已认识了I－DEAS，感觉不错吧!若您想进一步了解I－DEAS，请访问SDRC的主页，网址为：http://www.sdrc.com/。