CAXA市場部副總經理 李海峰博士
數字化設計包括三維建模，二維出圖，以及基于三維的仿真分析，數字化制造是數字化設計的衍生和拓展。有了數字化三維模型，把三維模型經過后置處理生成NC代碼，運用數控設備進行加工，就是數字化制造。CAXA于2000年推出了三維設計系統，除了二三維CAD系統外，也提供了多款CAM軟件，包括三軸、五軸制造工程師，可以基于三維模型進行后置處理，包括加工仿真分析以及NC代碼的生成。經過二十年的沉淀，CAXA軟件逐漸成熟，目前在國內的用戶達到了3萬多家，廣泛分布在裝備制造，電子電器、國防軍工等等行業，圖1為CAXA PLM解決方案。今天重點介紹CAXA數字化設計方面的內容。
圖1 CAXA PLM解決方案
目前，三維CAD技術、二維CAD在技術上已經相成熟，用戶可以選擇的軟件也很多，但是在應用上，用戶還是感覺有障礙、不方便。究其原因，主要是二三維軟件沒有實現一體化設計，造成了設計過程不流暢，尤其是很多企業二維CAD軟件和三維CAD軟件的不一致，導致三維模型不能直接用于生成二維工程圖，必須經過中間格式的轉換，而在二維工程圖中的修改也無法與三維模型相關聯，二三維設計不同步，嚴重降低了設計效率。因此，目前CAD的應用并沒有達到非常成熟、非常固化的模式，還有很多細節亟待改善。CAXA圍繞企業應用流程來研究分析，專注于細節的完善和提高，形成了高效、靈活、協同的產品特色。
CAXA實體設計采用直接建模技術，比同類三維軟件建模速度快一倍。以軸類零件的設計過程為例，它的直接建模不同于傳統的CAD通過基準面畫草圖再拉伸的方式，而是直接從已有的設計元素庫中調用設計特征來進行設計，這種設計速度非常快，摒棄了參數化、特征建模的繁瑣過程，大大提升了設計速度。CAXA實體設計主要采用直接建模，輔以草圖建模的手段，主要適用于模型的快速構造和搭建。
CAXA實體設計在進行模型修改的時候非常靈活，這也是直接建模技術發展的新思路和新方法。CAXA實體設計的直接建模技術和特征約束的處理使得它在對模型的修改上非常容易。例如，工程師要將直角支撐板展開變成一個平的支撐板，常規做法是對草圖進行重構，再拉伸，而在CAXA實體設計中，把直角部分直接旋轉就可以展開變成平板的狀態，其它的設計元素不會受到影響，這對企業做設計修改來說，是非常方便的。
多種CAD系統的同時存在使得企業經常遇到不同CAD模型之間的協同問題。尤其是零部件制造企業，接到客戶的原始數據可能是各種各樣的數據模型，這就存在一個設計環境兼容性的問題；或者有的設計圖是用一種軟件，有的設計圖又是另外一種軟件，這就存在一個數模交換的問題…。以前遇到以上情況，一般都是借助中間文件進行轉換，但弊端也是顯而易見的，一是操作起來比較麻煩，再有就是一些特征可能在轉換的過程中丟失。為了應對多種數據模型的之間的兼容問題，CAXA實體設計做了接口轉換處理，能夠支持各種主流的CAD系統的建模模型進行直接交換，CAXA與不同CAD之間的協同設計見圖2。
二維數據的兼容方面，CAXA也做了很多工作，包括對基于AutoCAD二次開發的軟件兼容。在歷史數據轉換上，深度兼容AutoCAD和電子圖板歷史版本文檔，支持R2.5-2012版本DWG直接打開、編輯、保存，通過專用工具實現DWG和EXB文檔的雙向批量轉換，編輯和應用方式保持一致，繼承圖形、標注、塊、外部引用等原有的操作方式，“雙界面交互”模式和多項配置。可以識別DWG樣式和幅面數據，使圖層、文字、尺寸、工程符號等新生成與原有樣式保持一致；可識別的幅面數據包括圖幅、圖框、標題欄、序號、明細表，可直接轉為電子標準格式，提高編輯效率。
圖2 CAXA實體設計與不同CAD模型之間的協同
在二三維的融合上，不同于國外三維CAD軟件輸出的二維工程圖與我國國標不太一致的情況，CAXA的平臺實際上是把三維的建模和二維工程圖融合在一個系統里面，使得設計的流程比較順暢。三維修改，二維可以同步刷新；三維投影二維，符合國標規范，以裝配圖為例，可以進行圖框定義，自動生成序號，自動生成明細，自動生成各類視圖，同時在視圖處理上作了很多高效的處理方法。圖3為CAXA二三維協同設計實例。
圖3 CAXA二三維協同設計實例
除此之外，CAXA還有很多細節上的改善。比如測量工具、失效尺寸檢查、圖紙比較、輸出為PDF格式、豐富的資源庫、權威的標準等等。CAXA測量工具可以直觀的顯示測量對象在X/Y/Z三個方向的尺寸，測量的結果直觀清晰。利用失效尺寸檢查功能可以自動檢查出在工程圖中與三維文件不關聯的尺寸，用戶可以刪除或重新標注這些失效尺寸，避免多標或漏標尺寸的問題，如圖4所示。圖紙比較可以將兩個文件的圖層、線型、線型比例、線寬、顏色、幾何數據等參數的不同部分、修改部分、相同部分按不同顏色顯示出來。CAXA資源庫提供了4000多類零部件庫，幾十萬個規格；零部件庫全部按國家標準、機械行業標準、化工行業等行業標準制作。圖5為CAXA二三維一體化設計流程圖。
圖4 CAXA失效尺寸檢查
圖5 CAXA二三維一體化設計流程
回顧近年的CAD技術演變，展望未來的CAD發展，今天的數字化設計手段和方法正面臨深刻變化。直接建模技術、MBD技術等都在影響數字化設計的應用模式，今天的企業應用也從單純的關注功能向關注企業設計流程轉變。通過新的技術手段的引入，以及應用流程的優化，數字化設計的效率會得到大幅提升，切實做到先進技術為企業帶來領先的競爭力。CAXA基于多年的CAD技術積累，基于對中國企業業務流程的理解，將站在企業應用的角度，進一步整合數字化設計產品，為中國企業提供支持快速設計的CAD產品。
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