邓家禔：中国要有自已的三维CAD_Mechanical_航空_航天_汽车

邓家禔：中国要有自已的三维CAD

中国不是没有自己的三维CAD，早在十几年前就有了。金银花，一个现在看起来非常陌生的名字。从网上关于他们的报道也已经很少了。

目前国产三维CAD软件有：中望3D,华天软件SINOVATION以及数码大方实体设计。

中望3D 2022正式发布，CAD/CAM功能效率和质量双提升

梅敬成三维CAD软件发展历程：过去，现在和未来（ACIS,Parasolid,OCC, 中望OV,华天CRUX IV ）

软件名称：金银花三维机械设计师

美国Spatial公司是世界上第一个用于三维应用的、商用的、面向对象的几何建模工具集，采用ACIS为几何核心的金银花三维机械设计师，更好地为用户提供了三维建模技术。全参数化及基于特征造型的技术，提供了如拉伸、旋转、扫描、蒙皮、切除、抽壳、拔模斜度、圆角、倒角、特征阵列和镜像等功能，复杂造型的零件，均能轻松建立。灵活多样的特征操作，全动态捕捉方式，更方便用户设计和修改零件造型。

金银花(Lonicera)系统是由广州红地技术有限公司开发的基于STEP标准的CAD/CAM系统。该系统是国家科委863/CIMS主题在"九五"期间科技攻关的最新研究成果。

该软件主要应用于机械产品设计和制造中，它可以实现设计/制造一体化和自动化。该软件起点高，以制造业最高国际标准ISO10303(STEP)为系统设计的依据。该软件采用面向对象的技术，使用先进的实体建模、参数化特征造型、二维和三维一体化、SDAI标准数据存取接口的技术;具备机械产品设计、工艺规划设计和数控加工程序自动生成等功能;同时还具有多种标准数据接口，如STEP、DXF等;支持产品数据管理(PDM)。目前金银花系统的系列产品包括:机械设计平台MDA、数控编程系统NCP、产品数据管理PDS、工艺设计工具MPP。

机械设计平台MDA(MechanicalDesignAssistant)是金银花系列软件之一，是二维和三维一体化设计系统。目前，MDA1.7版已投放市场，MDA99版也已发布。"金银花"MDA在国内率先实现商品化，并向国外三维CAD软件发出了强有力的挑战。

下面是一个系列报道中的一篇，系列报道的名字叫：“往事如烟：中国工业软件悲壮之路”，听起来多少有点凄凉。在此特意收藏了这篇报道作为参考资料，让我们可以了解国产三维CAD的发展历史，不断总结经验教训，走出一条更可行、更坚实的发展之路。

邓家禔：中国要有自已的三维CAD

　　广州红地技术有限公司董事长、总经理；北京航空航天大学教授邓家禔："中国要有强大的制造业，就要有自已的计算机辅助设计与制造技术，要有自已的CAD。这是中国知识分子的共识"。1990年，我在美国西雅图出席一次国际会议时，一位长期旅居美国的北京人，也是美国 CAD技术的知名专家，北京人，充满爱国之情对我说："产品模型数据技术刚刚开始发展，为中国提供了一次最新技术起点上发展自已 CAD技术的好机会，一定要从一开始就要抓住"。是啊，没有自已的CAD，我们不仅要花巨额外汇进口，而且还要花更多的外汇来购买与此相关联的其他硬件和软件。这是中国民族工业和民族经济的大事，也是中华民族兴衰的大事。

　　在国家各种计划指导与支持下，北航制造工程系历经了20年与几代人的努力，积累了学术上丰富的成就，经历了许多次反复与失败，终于在国家863计划支持下，于1998年3月开发出了自已的三维 CAD系统原型，又在充满经济活力的广州经济技术开发区的领导与支持下， 1998年8月，"金银花"CAD系统商品软件走进了市场，这是我们20年来的梦想第一次实现。

　　863计划指明了一个正确的方向--科研成果产品化，北航为这一目标的实现创造了一个有利于产品化的良好的研究和开发的环境。北航校长为"金银花"项目开辟了校内"科技特区"，鼓励并倡导产品化研究和开发。而广州经济开发区则提供了科研成果商品化的优越条件环境。广州开发区不仅将北航的国家 863/CIMS工程实验室科研人员请到广州，而且投入巨资，助其研究和开发，为 "金银花" ......

李健，博士，广州红地技术有限公司总经理，1995 ? 2001年就读北航机械学院。

广州红地技术有限公司是经国家科技部支持，由北京航空航天大学、广州经济技术开发区（广州高新技术产业开发区）和广州市科技局共同组建并引入风险投资的高科技软件企业，公司成立于1995年10月，注册资本1800万元。红地公司以制造业信息化为核心业务，从研发、管理、营销、服务各方面不断创新，致力于为制造企业提供优质全面的信息化解决方案，目前拥有包含红地系列软件CAD/CAM/PDM+ERP等具有独立自主版权的软件产品，可以为企业提供从设计、制造到管理的一体化解决方案。

红地公司拥有雄厚的技术实力和人才资源，被国家科技部批准为"国家863/CIMS设计自动化工程实验室（广州）"，是国家人事部设立的"广州高新技术产业开发区博士后科研工作站"，广州市经委设立的"先进设计和制造技术中心"，以及广州市制造业信息化推进工程的技术研发基地之一，公司分别被广东省和广州市认定为软件企业和高新技术企业。

红地公司经过几年的发展，已经形成了技术引导市场、市场牵引技术的良性发展格局，公司主导产品三维设计系统"金银花/MDA"、数控加工仿真系统"金银花/V-CNC"、产品数据管理系统"红地/PDM"以及集成质量管理系统"红地/IQS"，已广泛应用于航空、航天、机械、家电、汽车、教育等行业，并深受用户欢迎。其中"金银花/MDA" 先后荣获1997年中国软件行业协会优胜奖，1999年中国航空工业总公司科学技术进步二等奖，2000年国家863/CIMS重大目标产品项目公开评测二等奖，中国软件协会2000年度推荐优秀软件产品称号。在开发研制自主版权软件产品的同时，红地公司还利用自身优势积极开展系统集成服务，通过软硬件产品的代理业务，与IBM、CISCO、Intel、朗讯、HP、Thetis等国际著名企业建立了广泛、良好的合作关系。

附注：

邓家禔个人简介：

邓教授是原国家863 CIMS工程专家组副组长、北航现代制造系统研究所（720所）所长、北航国家863 CIMS工程实验室主任。

邓教授从零起步开创了“北航现代制造系统研究所/720所”，并成为国家863 CIMS项目重点工程实验室之一。当年的CIMS（计算机集成制造系统），可以说是极其超前的想法，并开创了中国甩图板的大运动，培养了一大批信息化的人才。至今活跃在智能制造和工业软件的战线上，依然能见到这些人。

中国对CAD软件的起步，是从航空行业的制造工艺开始。这是非常具有中国特色的，而北航720所，则功不可没。邓教授从80年代末期，就带领学生接触和研究全新的设计和制造技术，跟国外几乎同步，尤其是对建模技术和图形格式STEP，非常重视。

邓教授对产业最大的贡献，就是主导开发了国内最早的PC机版的国产三维CAD/CAM系统：金银花。名字很好，这真是国际领域几乎同步盛开的“三维之花”。而当时国外顶级CAD/CAM软件，往往上百万元一套。金银花的亲民价格，在业内上千家企业得到了大量应用。这可以看成是中国自主开发核心工业软件的里程碑级的产品。

邓教授的话，至今听起来依然令人感慨， "中国要有强大的制造业，就要有自已的三维CAD软件。这是中国知识分子的共识"。后来金银花南下广州，种种原因，未能盛开。而同时代的许多软件，都经历了同样的命运。大学院所孵化的工业软件产业化的路子，在中国基本证明行不通。中国制造还没有足够肥沃的土壤，承载工业软件之花。时运未转到，英雄泪满襟。几十家CAD软件几乎全军覆没，留下少数几家公司挺到现在，并终于迎来了工业软件的春天。昔日奠基者，现在也是可以放心了。满天桃李，接旗续行 #工业软件风云录#

来源：山涧果子

三坐标检测之测针加长杆2021

测针加长杆通过延长测针到测头的距离，增加了检测深度。但使用测针加长杆会因刚性降低而降低测头精度。电子测头不会出现这种情况，因为其触发力极低使之对这种误差的敏感性较低。与选择测针组件一样，选择加长杆材料对测量也同样重要。尤其在使用长加长杆时，您要特别注意材料的热膨胀特性。测针加长杆材料分类：（1）钢采用非磁性不锈钢制造的测针杆广泛用于测球/端部直径为2mm或2mm以上、最长为30mm的测针。在此范围内，钢测针杆具备了最佳的刚性与重量比，测球、测杆及螺纹公差优异，从而保证测针具备最佳的刚性。（2）碳化钨对于需要大刚度的小直径杆或超长杆，使用碳化钨杆是最好的选择，小直径杆是测球直径为1mm或更小的测针所需要的，而超长杆的长度可达50 mm。除此之外，由于杆与本体之间的接头可能发生偏转，因此重量可能成为问题或者刚度降低。（3）陶瓷对于测球直径大于3mm、长度超过30 mm的测针杆，陶瓷测针杆所具有的刚性优于钢测针杆，但重量远比碳化钨轻。采用陶瓷杆的测头因发生碰撞时测针杆会破碎，因此测针对测头有额外的碰撞保护作用。（4）碳纤维（Renishaw GF）碳纤维的材料有许多级别。在任何情况下，RenishawGF在拉伸和扭曲的情况下都能提供最佳的刚度特性（这对于星形结构的测针很重要），而且重量极低。碳纤维是一种惰性材料，这种特性与特殊树脂基体相结合，在大多数极恶劣的机床环境下具有优异的防护作用。对于长度大于50 mm的测针杆来说，Renishaw GF是刚性最高同时质量又很轻的理想材料。它是高精度应变片式测头的最佳测针杆材料，具有优异的减振性能和可忽略不计的热膨胀系数。热稳定加长杆的特殊特性连接部件的材质为具有正热膨胀系数的钛，而加长杆管体的材质为具有负热膨胀系数的碳纤维。这两种部件设计用于彼此匹配，因此在加热时碳纤维缩小的量与钛膨胀的量相同。结果是这些加长杆几乎不膨胀，即使温度变化达到15-40℃时也是如此。附注：特殊测球材料接触扫描应用中需要让硬质测球在各种表面材料上滑动以收集测量数据。在没有任何润滑的情况下，测针测球的形状会因粘上表面材料或因磨损而改变。这就会造成测量数据的误差。变化的程度取决于测球和表面材料的特性及接触力、扫描距离以及接触点在测球上的分布情况。目前尚未发现单一测球材料可避免这种在一般常见加工表面所产生的现象。而红宝石对于多数应用场合都是最佳测球材料，但有两种情况下建议采用其他材料制成的测球。第一种情况是对铝材进行高强度扫描的应用场合。因为这些材料之间有吸引力，会发生一种称为“粘附磨损”的现象使被测件表面的铝积聚在测球上。对于这种应用场合有一种更好的材料，就是氮化硅。第二种应用是在铸铁上进行高强度扫描的应用场合，如用红宝石可能成为问题，因两种材料之间的相互作用会导致对红宝石测球表面的磨损。对这种应用场合，建议采用氧化错测球。氮化硅具有与红宝石类似的特性。这是一种非常坚硬耐磨的陶瓷材料，可加工成精度很高的球体。也可抛光到极为光滑的表面光洁度。氮化硅与铝之间没有吸附性，因此不存在红宝石应用在类似场合所发生的粘附磨损现象。但氮化硅在钢材表面扫描时却具有很显著的磨耗特性，因此其应用最好限制在铝质工件上。氧化锆是一种特别坚硬的陶瓷材料，其硬度和磨损特性均接近红宝石。但其表面特性使这种材料成为在铸铁工件上进行高强度扫描的理想材料。附注：1.测针选型（1）尽可能使用短而稳定的测针。使用长测针时务必确保其有足够的稳定性/刚性。当测头校验结果较差时，需要考虑使用的测针刚性是否合适。（2）确保使用的测针长度和重量没有超出测头传感器的使用限制要求。当使用的测针较细时需要考虑使用低测力吸盘或触测力更低的测头，以降低测针测量时的变形对测量精度的影响。（3）检查使用的测针有没有缺陷，特别是螺纹连接处，确保测针的安装是可靠的。如果测量数据重复性差，存在波动，检查测头、测针部件是否连接牢靠。经常检查测针连接是否紧固。（4）检查测针是否磨损如果测量精度要求高，需要更换磨损的测针。（5）当测量机在环境温度不好的情况下使用时，确认使用的测针部件热稳定性是否好。（6）尽可能避免过多的螺纹连接，能使用一根测针时避免使用测针组合的方式。（7）扫描测量铝件时尽量使用氮化硅球头的测针，扫描测量铸铁件是尽量使用氧化错球头的测针。（8）满足测量要求的前提下尽量选择球头半径较大的测针，使表面粗糙度对测量精度的影响降至最低。（9）测针角度的调整应尽可能的与被测特征匹配，特别是固定式模拟测头使用立方体和关节时。（10）确保使用的测力及运动速度加速度等参数适合所选测针组合。当使用较细的测针时应根据需要减小这些参数，降低测针测量时的变形对测量精度的影响。（11）合理选择测杆长度和直径，避免干涉。2.小测针的使用测球直径小于等于1mm的测针，因为测杆太细，刚性较差，使用时更应该注意：（1）测针本身长度要尽量短，以保证刚性。建议使用加长杆来来减小测针的接触力。（2）尽量降低速度，包括扫描速度，接触速度和运行速度。（3）对于接触式测头：a.TP20等测头必须使用低测力吸盘。b.最好使用TP200测头，使用低测力吸盘，并使用加长杆。（4）对于模拟扫描测头，适当的降低测力和速度，直径小于2mm的测针建议尽量不用来扫描，如使用扫描会增加小测针的损耗。使用时要在标准测力的基础上减小测力，降低速度。备注：使用小测针时，测力和速度的设置数值与工件的表面粗糙度、曲率、材质和加工偏差均有关系。所以具体数值在编程时需要进行相应的测试，尽量使用低速和低测力的情况下，达到精度、损耗和效率的最佳平衡点。例如，可以从扫描速度1mm/s开始进行测试。来源：山涧果子