本文就CAD在三坐标测量软件中的使用和其功能作简要阐述。
关键词：三坐标 测量 CAD 虚拟测量 逆向工程

前言

三坐标测量机作为一种高精度的通用测量设备已经有了几十年的发展历史，其在工业生产领域中的使用越来越为广泛，也越来越受到生产型企业的重视。而三坐标测量软件中对CAD功能的引入，更是将三坐标测量机的应用领域和易用性推到一个新的高度。

以下就以西安力德测量设备有限公司的三坐标测量机测量方案为例，对CAD在三坐标测量中的应用做简要介绍。

1、虚拟测量

虚拟测量就是在没有实际工件的情况下对CAD模型在软件中进行测量。

西安力德测量设备有限公司的测量软件拥有强大的CAD功能，要进行虚拟测量时，打开软件，选择脱机工作模式，然后导入所要测量的CAD模型，并将CAD模型对应到选定的坐标系中即进行测量。根据所要测量的几何元素，使用鼠标在CAD模型上点击所要采点的位置，此时CAD模型上会显示所采点的位置及其矢量方向。根据所测量的几何要素的需要，可进行多次采点。当采够所需要的点数后再在采点窗口中点确定，系统将会驱动虚拟测头进行采点，并拟和出要测的几何元素及其图形。

三坐标测量软件的CAD环境

虚拟测量可以通过对没有尺寸数据的CAD模型进行测量，确定其各种尺寸参数。但这不是虚拟测量的主要目的，虚拟测量的主要功能是为在脱机状态下进行自动测量编程做服务。

2、脱机编程

数控三坐标测量机使批量测量的效率有所提高，通过对给定工件的测量进行编程，可以实现全自动的快速测量。

在三坐标测量软件没有引入CAD功能之前，对测量程序的编制要求专业人员对应图纸进行编程，这种编程方法使用较为复杂，且对操作人员要求较高。

还有一种方法就是使用三坐标测量软件的自学习编程功能，在对工件进行实际测量的同时自动生成测量程序。当再次测量同样的工件时即可调用此程序进行自动测量。由于这种方法简单易用，适应面广，因此在业内被广泛使用。但由于这种编程离不开实际工件，所以也就带来了很多难以克服的缺点。一是由于编程离不开硬件环境，必须要将给测量机配套的气源等打开，使测量机能正常运行方能进行编程，这样编成较为繁琐。二是编程离不开工件，所以就必须等工件加工完成后才能进行编程，这样便会降低了工作效率从而影响生产。

坐标机测量软件中引入CAD功能之后，由于可在脱机状态下通过对CAD模型进行虚拟测量，从而可完成自学习编程的过程，因此解决了以上问题。无论生产是否进行，只要将设计部门设计的CAD图纸文件输入到测量软件中，就可以进行编程。等工件加工完成就可以进行程序测量，这样就大大提高的生产效率。其具体的方法是先在三坐标测量软件中打开要测量工件的CAD模型，然后打开测量程序自学习功能，建立好坐标系后就可以开始模拟对工件的测量。系统将自动生成测量程序。

在程序编制完成之后，还可以在CAD环境中调用程序进行模拟测量，对程序进行验证，找出运行过程中出现的错误测量路径和采点，并对程序进行修正，将实际测量中可能出现的问题降到最低，也最大程度的保证了测量过程中的安全性。

3、使位置公差评定更加方便

在以往的三坐标测量软件中，要对几何元素的位置公差进行评定，必须手工输入几何元素的理论位置，然后再和实际测量得到的值进行比对，这样对位置公差的评定很不方便。

当坐标测量机软件引入CAD功能之后，就可以在软件中对CAD模型进行测量，由于模型是设计出来的，所以对其进行测量所测得值既为几何元素的理论值。在有了理论值之后，在对应的坐标系下再对实际工件进行测量，即得到了所需几何元素的实际值。这样就可以对所测几何元素的位置公差进行评定。

这在使用中，既省去了手工逐个输入几何元素理论值的麻烦，而且也可以避免为了与图纸上的标注尺寸相对应而频繁变动坐标系。这大大降低了操作人员的劳动强度，也减少了出错的几率，同时也提高了测量的精度及效率。

4、CAD输出用于逆向工程

在当前的生产制造中往往会碰到这么一种情况，客户能提供给制造者的只有实物而没有任何图纸或CAD数据，特别是样件中有曲线、曲面等很难通过测量获得其准确的数据的复杂模型。在这种情况下，传统的加工方法是使用雕刻法或其他方法制作出一个一比一的模具，再用模具进行生产。这种方法无法获得工件准确的尺寸图纸，也很难对其外型进行修改。

逆向工程就是为了解决以上难题而提出的一套理论。逆向工程是指由工件产生图纸或各种相关尺寸数据的过程，是相对与传统的由图纸数据而产生工件的过程而言的。三坐标测量软件中引入CAD功能用于逆向工程，使传统的三坐标测量机用于成品检测的功能，有了更大的扩展。

在逆向工程中，首先使用三坐标测量机对样件的外型进行精确测量，然后用CAD功能对所测得的数据进行处理，最终生成一种或几种CAD格式的数据文件。如西安力德公司的三坐标测量软件生成IGS格式的数据，而且还可以使用此软件附带的功能，使数据在多种CAD格式之间进行转换。

这些数据文件可以被一般的CAD/CAM软件系统所接受，利用这些软件系统可以对数据进行修改，或直接进行数控机床加工法编程，最终指导数控机床进行加工。也可以对这些数据进行切片处理，指导激光成型机进行快速成型。

逆向工程不仅能使工件快速的进入批量生产，而且可以得到工件的CAD数据，有了这些数据，就可以再使用三坐标测量机对生产出来的工件进行检测，保证产品的质量。

结束语

三坐标测量机作为一种通用测量机，由于其具有很高的测量精度和测量效率，并且具有操作方便，可实现在线测量等众多优点，已经在现代工业中有了不可替代的地位。而CAD功能的引入，必将给三坐标测量机带来更大的使用空间。
CAD技术是产品创新设计的重要工具和核心技术，也是企业信息化工程的切入点。

作为新兴的“世界工厂”，我国企业为了提高产品的档次，增强企业在市场上的竞争实力，越来越认识到应用CAD技术的必要性。但是，面对国内外市场上众多的CAD软件产品，企业该如何作出选择？特别是有不少企业都有自己不同的特定需求，这使得选型工作愈加复杂化、细化，这就要求企业具体负责选型的人员一定要有务实、科学的态度，发展、长远的战略眼光，来正确选择软件，这关系到企业能否成功实施CAD系统、投资能否取得效益的关键问题。

一般广义上的企业CAD应用为三个步骤：一、二维图形设计绘制，一般为实现“甩图板”的初级目标；二、三维图形设计绘制，是更进一步的应用，但还未超越基本目标；三、CAE应用。针对目前CAD市场比较混乱的情况，笔者给选型的CAD用户提出几点建议：首先分析自己需要什么，然后再去买什么，千万不要去做什么“一步到位”的事，事实证明，企业要真正用好CAD，需要一个长期的过程，非一日一时之功可实现；另外，还得多做调研，向有CAD使用经验的同类企业多做咨询；最重要的一点，提供软件的厂商要有良好的发展前景和企业信誉，能提供周到的售后服务和升级、排除障碍等技术支持。

软件的技术先进性与实用性是选型核心

很多企业在选择软件时，都希望选取技术最先进、功能最齐全的CAD软件。实际上，作为产品的CAD软件，都有其独特的一些功能。对于企业来说，其人员配备、使用目的、管理流程等方面的差异，都对CAD的选型产生重大影响。所以，并不是最新的技术就能产生最好的应用，在选型时应根据企业本身的特点选择最实用的软件。

因此，企业CAD系统的选择要坚持以下几条：

1、“量力而行”：以“即时可用、随时扩展”系统集成原理，充分考虑企业未来信息需求变化和未来CAD技术发展的趋势，在系统目标上先低后高，在实施范围上先少后多，在基础管理上先易后难，在资金投入上先少后多，可以先选择一些有发展前途的较低档次的软硬件，经过一段时间的应用，再向高档次发展，千万不能搞超前消费，浪费投资。这样做可以减少企业的投资风险，逐步产生效益，使企业引进CAD技术真正做到长远规划，分步实施，步步为“赢”。

2、尽量选择“适合国情”的产品：符合中国国情的CAD软件有二大特征：①功能强大，价格合理；②采用国际标准，但符合中国企业特色应用和工程师的使用习惯。

有些软件在国外可能应用得很好，但在国内由于各方面的原因可能做不到，达不到国外的应用水平，这方面我国有过不少教训。在80年代末和90年代初，北京某企业当时就购买了7套高档三维软件（Pro/E），放置了3、4年，基本上没有产生多大效益。花大钱买“摆设”，成了CAD选型中一个不能回避的现实问题。

而目前，国产CAD的价格仅为国外产品五分之一，这是国内产品的重要竞争优势。但低价并不意味着功能上的牺牲。比如目前国内CAD平台软件的代表产品——浩辰公司研发的ICAD 2006，已经实现了与国际领导性产品AutoCAD（连这个都写错了！！）的全功能替代，这一点非常重要。因为AutoCAD在全球市场占有率非常高，在中国也早成为CAD领域的“行业标准”，因此，与AutoCAD的全功能替代是国内CAD平台产品占领市场，赢得人心首先解决了的问题。

同时，在“全替代”的基础上，国内CAD软件开发商根据中国用户的特定需求，开发具备更多中国特色的功能，又使国产的CAD平台软件具备了更多的“好用性”。比如浩辰的ICAD就开发了如图形即时备份这样的特色功能(是否根据新版本的功能进行修改？)，这种针对中国相对“糟糕”的用电环境而增加的新功能为设计师省了不少心，正体现了本土产品的“中国特色”。而ICAD“协同设计”的特点也代表着国产平台软件致力于发展自己产品特色的战略，代表着CAD平台智能化和模块化发展的方向——这种“智能化”，（上次不是已经改过了吗？为什么还出现了这种说法呢？请仔细核对，写稿的时候请一定要细心）基于本土企业多年对客户第一手应用需求的积累，而这是国外企业不可能做到的。

目前，国产CAD软件已经在很多行业打开了突破口，并获得了国家部委和众多评测机构的首肯。比如浩辰的ICAD在继通过建设部科技成果的评估以后，又在今年通过了江苏省科技厅的成果鉴定。另外，像深圳市建筑设计研究总院等上千家客户对浩辰ICAD的成功应用也为浩辰树立了很好的口碑。用国产正版CAD软件，已经成为业界的一股强大思潮。

3、要注意“统一平台和具体应用，保护投资”。CAD软件系统其实包括两个方面：平台软件和应用软件。在一个企业中，同一档次的软件品种不能搞“百花齐放”，因为每一种软件虽然都提供数据交换功能，但不同软件进行数据交换会造成很大的数据丢失（如尺寸、汉字标注等），而更重要的是不同软件的设计风格不同，操作流程各异，这造成了工程师设计效率的降低和系统维护的不便。因此，最好只选择一种。

但在目前，除了AutoCAD这样的国际大牌能吸引一批国内合作伙伴进行基于它平台的垂直应用开发外，国内CAD产业中具备提供“全面应用解决方案”能力的企业还很少，能力所限，一些企业自然进行了分工：或选择平台软件的开发，更多的则选择了做“二次开发”。

当然也有一些成立时间久，技术实力积累到一定程度的国内开发商已经能够为用户提供“平台”+“产品”的全面解决方案，比如浩辰公司就以“ICAD平台+行业应用软件”的模式，打破了国内没有企业能提供“CAD全面解决方案”的历史，是国内用户“统一平台”的新选择。

软件选型步骤 规划调研培训环环相扣，合作伙伴资质最为重要

CAD软件选型是个系统工程，在前面了解了目前国内产品的特色之后，如何系统地完成选型，也非常重要。

首先，应该根据企业具体情况进行统一规划，首先对本单位目前的产品种类、结构、特点、以及市场情况、设计情况、制造设备、设计人员的计算机应用水平和外语水平等有一个全面的总结。在此基础上，确定本单位应用CAD技术所要达到的目标和要解决的问题。

二、市场调研： 1)用户调研，对已应用CAD技术的用户进行调研。2)软件销售模式调研，在对软件市场调研时一定要注意：有些软件是分模块销售的，在了解整个产品功能的前提下，问清楚各模块的价格和具体功能，做到心中有数。

三、培训先行：这一步对加快CAD技术的应用，提高CAD系统的效益有着十分重要的作用。比如浩辰公司就针对用户的实际需求，在系统运行之前为企业提供全面的员工技术操作培训服务，而这样的培训正被越来越多的国内CAD企业所采用。

四、合作伙伴的选择：企业购买CAD软硬件，更重要的是购买服务。合作伙伴应该树立“服务至上”的原则，企业的成功才是他们的成功。这些软件供应商应具有如下条件：1)软件功能完整，符合企业要求；2)软件应通过国家CAD标准化审查，符合国家标准；3)二次开发软件已注册，取得版权，这是企业长远利益的保障；4）是从事CAD技术的研究和应用的专业技术公司，有技术依托，具备相应的咨询、开发、培训和服务能力。

许多有实力的企业，比如浩辰，不仅通过缜密的规划和发展，具备了提供长期技术和产品供应的能力，并且已经开始为用户提供“零距离”的服务，建立了一支称得上“庞大”的服务队伍，要求所有服务人员必须随时了解客户的需求，为他们提供最快速的咨询和服务。综合服务能力的提升已经成为国产CAD软件商的重要制胜法宝。

结合自身需求慎重选择 让CAD为企业插上腾飞的翅膀

在CAD厂商们描绘的蓝图里，CAD带给用户的是一幅完美的前景，实际情况却因为选型的成功与否而效果不同。

一些与软件供应商厂商联系密切可经常得到技术支持的用户，他们通过CAD应用，有些甚至可以达到降低80%生产成本的效益，而另一些企业由于选型不慎，或因为软件系统的稳定性较低造成经常死机，大大影响效率，或因为企业应用水准与软件需求存在较大差异而造成一定的资源浪费，甚至不得以去进行二次选型。

ERP行业的人有这样一句话：“上线不是成功，ERP管理才是成功”，这句话对CAD行业同样适用——“运行不是成功，长期应用才是成功”。从这一点来看，CAD软件的售后服务尤为重要，甚至有人说：软件本身无价，而软件服务才是其价值所在。也许还有其它用户遇到过上述问题，但愿准备购买CAD系统的用户通过缜密科学的选型后，不再出现同样的问题。

通过科学的选型，让CAD系统真正成为企业腾飞的助推剂，帮助企业增强核心竞争力，不断的去创造新的价值。