摘要：机械计算机辅助设计CAD开发技术是推动机械工业发展的科技手段，是计算机软件应用创造商业价值的充分体现，是一个国家工业发达程度的一个标志。该文详细论述了CAD软件设计开发的技术方法和应用理念。用通俗易懂的方式阐述CAD技术特性，最大限度的在机械设计中发挥CAD技术的应用功能，制造出高精端的产品服务于社会。
关键词：
中图分类号：TP391.72文献标识码：A文章编号：1009-3044(2012)20-4981-02
1 CAD软件概述
CAD技术是英文Computer Aided Design的简称，是利用计算机及其图形设备帮助设计人员进行设计工作，主要应用于高精度机械设计中。机械设计过程中通常用计算机对不同方案进行大量的计算、分析和比较，来决定最优良的方案。各种设计信息，包括数字信息、文字信息、以及图形信息，都可以储存到计算机的内存里或者硬盘里，在使用CAD软件的时候可以自动提取并且应用。机械设计人员通常从设计草图开始，用该软件把草图变为工作图的繁琐工作都可以直接交给计算机辅助设计软件CAD来完成。计算机自动产生的设计结果，可以最快速生出图形，使机械设计人员及时对该设计迅速作出判断并且对不正确的方案进行及时的修改。利用计算机可以进行与图形的编辑、放大、缩小、平移和旋转等有关的图形数据加工工作。
使用CAD计算机辅助设计系统进行设计时，人和机器可以及时地交换信息。人们可以在构思和打样的同时对产品进行修改完善，随时可从图形终端屏幕上看到每一步操作的显示结果准确并且直观。图形变换的主要功能是把用户坐标系和图形输出设备的坐标系联系起来，通过矩阵运算来实现图形变换。CAD是实现计算机在进行机械设备自身设计和研制过程中的自动化或半自动化。研究内容包括功能设计自动化和组装设计自动化。机械计算机辅助设计CAD软件技术分析涉及计算机硬件描述语言、系统级模拟、自动逻辑综合、逻辑模拟、微程序设计自动化、自动逻辑划分、自动布局布线和工程数据库系统。集成电路有时也会被列入计算机设计自动化使用的范围。随着计算机性能的提高，CAD三维技术不断的被开发和应用，我国的CAD三维技术在高精机械设计领域正向着集成、技能、和标准化方向发展。
2 CAD软件开发设计流程和要求
CAD应用软件开发环境配置，首先要选择一个编译环境并且需要安装GLUT工具包，然后创建一个最简单的opengl程序in clude//Windows的头文件库。目前专业CAD系统的开发一切需从底层做起。一种CAD开发方式是从零开始难度最大，这种开发方式需要具备强大的开发实力、技术后盾和资金的支持。我国目前的开发中较常用的是其他方式，专业CAD软件开发方法“CAD软件二次开发平台的体系结构”。开发通常采用CAD软件也就是管理层，CAD软件是整个开发的基础是二次开发应用程序的宿主，借用这个开发平台进行主控设计程序的加载得到我们需要的运行程序代码。编写开发层时软件设计者采用某种计算机高级语言例如C/C等在特定的开发环境中进行应用程序的开发。编程开发环境仅提供了一般性的语言支持在二次开发过程中还需要提供相应的API支持。开发者的设计理念通过知识层展现。CAD软件开发商通过以上环节的引入就为用户提供了二次开发的工具和方法。
二次开发应用系统还需要融入开发者的设计思想。基于通用平台的CAD专业软件开发方法CAD软件二次开发技术OLE技术在Windows平台下应用程序并不是处于独立状态客户在使用过程中为了方便需要使它们互相联系。自动化相互操纵的技术它允许在一个应用程序内部操作另一个应用程序提供的对象。被操纵的一端称为自动化服务器而操纵自动化服务器的一端称为自动化客户或自动化控制器。一个自动化服务器由一个应用程序提供被另一个应用程序使用的服务。自动化控制器是指使用自动化服务器提供服务的控制应用程序它通过OLE接口工作这个接口向控制应用程序开放可用的服务。因此CAD自动化的实质就是使对象在应用程序之间可以方便地共享。自动化的最大优势是它的语言无关性。可以使用各种语言或脚本语言来驱动自动化服务器而不必去刻意考虑用于编写它的语言从而实现应用程序间的互操作功能。
CAD软件开发流程主要任务就是把系统设计方案进行具体实施并且根据系统设计说明书进行编写程序代码以某种语言实现各功能模块。CAD软件开发流程与文档资料要求软件系统测试主要任务是对软件进行检验寻找功能和结构方面的缺陷。系统测试时保证软件质量的关键。为了保证系统的可靠性必须对系统进行尽可能全面的测试。软件系统测试包括测试和纠错两方面的内容。为保证测试质量要设计非法输入的测试例题保证系统的容错性。程序修改后要进行回归测试以防止由于修改程序所导致新的错误，在进行深入测试时要集中测试容易出错的部分。
软件开发流程软件编制完成交付使用后就进入了软件的维护阶段。软件的维护工作是在CAD软件的使用过程中对软件进行改错并且加以完善和扩充。软件维护阶段可以分为改正性维护和适应性维护以及完善性维护等几个方面来进行。软件测试往往不可能找出系统中所有潜在的错误和系统漏洞。软件在正常运营状态下，加大使用功率和数据叠加状态下产生的数据值异常的反应才能显现出来，这就是软件开发之后的试运营阶段的重要性。常规状态下试运营阶段通常是免费服务的，因为试运行期间是错误高发期。试运营期间对于高尖端的使用操作必须加以备份来防止软件漏洞造成不必要的损失。试运营期间仍可能发现错误诊断和改正这类错误称为改正性错误。计算机硬件和CAD软件的不断升级和更新需要对系统进行修改这类维护为改正性维护。当软件正式投入使用后用户有时提出增加新的功能修改已有功能或其它改进要求为满足上述要求而进行的维护称为完善性维护。
为减少维护工作量提高维护质量应在系统开发过程中我们要遵循软件工程方法保证文档齐全格式规范。CAD软件开发流程与文档资料要求文档编制按照《计算机软件产品开发文件编制指南》GB8567-88规定整个软件生存周期共应提交两种标准文档。在CAD软件开发的每一个阶段都需要编制详细的开发文档。各种文档编写工作与软件生存周期各阶段的关系中有些文档的编写工作要在若干个阶段中延续进行。软件文档格式均应参照国家标准规范书写CAD软件开发流程与文档资料要求OpenGL标准进行。OpenGLOpen Graphics Library是个专业的图形程序接口是一个功能强大调用方便的底层图形库。OpenGL是个与硬件无关的软件接口它定义了一个跨编程语言、跨平台的编程接口的规格它可以在不同的平台之间进行移植。
3 CAD软件开发方法
CAD软件开发要求系统设计方法主要有两种，一种是结构化系统设计另一种是面向对象系统设计方法。结构化方法进行软件系统开发时设计过程可分为概要设计、详细设计。结构化开发设计理念是从上到下的进行分解。把系统从上到下逐级分解为模块和子模块。模块划分时应尽可能地降低模块之间的耦合程度提高模块之间的内聚度。耦合性小说明模块之间的独立性好相互之间的依赖程度低而内聚度高指的是模块内部尽量降低模块之间的依赖关系这样便于系统的修改和维护。
通用平台专业软件开发方法是建立可动态交替更新组件的规范平台。客户和组件之间能够交互操作应该遵循的标准。CAD技术宗旨是在Windows系统的统一管理下协调不同的应用程序，并且准许这些应用程序之间进行相互沟通和互相控制。它通过在两个程序间安排交互使用来达到一个程序控制另一个程序的目的。其过程为首先一个应用程序决定引发ActiveX Automation操作，这个应用程序自动成为Client。然后被它调用的应用程序称为Server。接着Server收到发送请求之后决定展现哪些对象给Client的过程。基于通用平台的CAD专业软件开发方法SldWorksSolidWorks应用程序Enviroment环境下Frame用户窗口AtributeDef属性定义是Modeler管理模型。SWPropertySheet应用程序属性ModelDoc模型文件、PartDoc零件模型文件、AssemblyDoc装配模型文件、DrawDoc工程图文件、Feature特征Sketch、草图绘制等进行推出的应用非常广泛的可视化编程语言。
机械计算机辅助设计CAD软件提供了功能强大的集成开发环境。设计人员可以方便有效地管理数据、编写运行程序、编译代码、进行C程序跟踪，减少了程序员的工作量提高了程序代码的工作效率。CAD拥有一套称MFCMicrosoft Foundation Class微软基本类的程序类库。这个数据库是Windows应用程序设计通用的工业标准。数据库是使用C/C创建的Visual C能提供的强大使用功能。它的功能性很全、使用却很简捷用户只需掌握几个关键词就可以开始建立实用的应用程序。用户不需编写大量代码去描述界面元素的外观和位置只要把预先建立的对象拖放到屏幕上即可。初学者也可以编写出漂亮CAD应用程序来。
CAD软件开发方法宏录制工具是一种可以被多种应用程序共享的并且针对应用程序内部可编写程序通用的可视化应用程序编程语言Visual Basic For ApplicationVBA。VBA是一种自动化语言它可以使常用的程序自动化可以创建自定义的解决方案。是应用程序开发语言Visual Basic的子集。VBA寄生在VB应用程序的之中。VBA最常见的用途即是宏录制。能够利用宏录制命令录制相关操作并可以调用计算机接口提供的所有数字信息、运行方法和功能属性。同时在计算机里也可以储存鼠标、菜单和键盘操作。VBA是一个运行在Windows下的可视化编程环境可以创建Windows应用程序。它具有高性能的32位本地优化代码编译器其应用程序可以直接运行能够最终生成可单独执行的DLL与EXE文件。另一方面使用方便迅速地建立强大的数据库应用程序。
4结束语
机械计算机CAD技术开发和应用水平已成为衡量一个国家科技现代化，机械制造等级的标准。有效的在机械设计中应用CAD技术是发展高尖端制造业的基础，是推动社会发展的手段。
参考文献：
[1]詹国宁.基于通用CAD的系列产品专用CAD系统研究与开发[D].华中科技大学,2005.
[2]李汶龙.基于三维CAD的计算机辅助工装设计与管理系统研究与开发[D].西北工业大学,2005.
[3]李爱军,徐茂峰,刘芳,赵素渊.AutoCAD图形的网上发布[J].机械设计与研究,2004(5).
[4]林萍.智能CAD专家系统开发平台的研究与实现[J].计算机工程与设计,2006(12).
[5]孟永胜.装备制造业产品制造数据集成管理研究与应用[D].大连理工大学,2006.