Sisteme CAD: scopul creării, compoziției și structurii

Sistemele CAD sunt sisteme de proiectare asistate de calculator care sunt utilizate pentru a efectua o varietate de proceduri de proiectare cu ajutorul tehnologiei informatice. De asemenea, cu ajutorul unor astfel de programe, tehnologice și documentația de proiectare pe clădiri, produse sau structuri individuale. Sistemele CAD moderne sunt folosite în cele mai diverse domenii de activitate ale omului modern, iar practic pentru toată lumea există un tip unic de astfel de utilități.

Ce este?

CAD abreviat De multe ori este considerat a fi un standard analogic în limba engleză a termenului CAD, dar în realitate nu este așa. Sistemele CAD nu poate fi considerat ca un analog complet CAD ca sistem tehnico-organizatoric, deoarece acest lucru duce la fraza GOST într-o formă standardizată echivalent în limba engleză a termenului „proiectare asistată de calculator“. Astfel, în limba engleză, CAD termenul tradus mai mult ca un sistem CAE, dar într-un număr de surse externe au indicat faptul că termenul CAE este un termen generic care include utilizarea oricărei tehnologii de calculator în inginerie, de asemenea, inclusiv CAM și CAD.

De ce este necesar?

Sistemele CAD sunt utilizate în principal pentru a maximiza eficiența și productivitatea inginerilor prin automatizarea completă a designului și a pregătirii ulterioare a producției. Astfel, datorită aplicării acestora, se obțin următoarele avantaje:

• timpul de design este scurtat semnificativ;
• volumul forței de muncă necesare pentru planificare și proiectare este redus;
• costul inițial total al producției și design-ului este redus semnificativ, ceea ce afectează în mod direct costurile de exploatare;
• o creștere a nivelului tehnic și economic, precum și calitatea rezultatelor lucrărilor de proiectare efectuate;
• reducerea costurilor necesare pentru testare și modelare pe scară largă.

Ca date de intrare, sistemele CAD moderne folosesc diferite cunoștințe tehnice ale experților care se ocupă de rafinarea rezultatelor, introducerea diferitelor cerințe de proiectare, verificarea designului primit, modificarea acestuia și multe alte lucruri.

Implementarea unui sistem de proiectare automatizat este aplicat ca un set de instrumente cu care este prevăzută proiectarea și desen în continuare și modelare tridimensională a structurilor sau a pieselor voluminoase și plate.

În majoritatea cazurilor, sistemele CAD includ module pentru modelarea structurilor tridimensionale, precum și desene desen și diverse documente text de design.

Acestea sunt clasificate în principal pe mai mulți parametri:

• varietatea și tipul obiectului examinat;
• nivelul de automatizare a procedurii de proiectare;
• complexitatea obiectului creat;
• complexitatea procesului de automatizare;
• numărul de documente utilizate;
• natura documentelor utilizate;
• numărul total de niveluri care vor fi prezente în structura de suport tehnic.

Scopul dorit

În funcție de sarcinile sistemelor CAD, ele sunt împărțite în mai multe grupuri:

• Automatizarea designului geometric tridimensional sau bidimensional, precum și crearea unei diverse documentații tehnologice sau de proiectare.
• Proiectarea și crearea ulterioară a desenelor.
• Realizarea modelării geometrice.
• Automatizarea diferitelor calcule inginerești, simulare dinamică, precum și analiza și simularea proceselor fizice cu verificarea și optimizarea ulterioară a produselor.
• O subclasă de instrumente SAE folosite pentru analiza computerelor.
• Mijloacele destinate pregătirii tehnologice a procesului de producție a diferitelor produse, care permit automatizarea procedurii de programare și gestionarea ulterioară a echipamentelor cu GAPS sau CNC.
• Mijloace destinate pentru automatizarea proceselor de planificare a diferitelor procese tehnologice utilizate la îmbinarea sistemelor CAM și CAD.

Cele mai multe sisteme CAD pot combina soluția de diverse sarcini care se referă la diferite aspecte ale designului - un sistem CAD complex sau integrat.

Clasificare internațională comună

Clasificarea modernă le distribuie în mai multe categorii:

• Sisteme orientate spre desen, care au apărut pentru prima dată în anii șaptezeci ai secolului trecut, dar pot fi totuși folosite în anumite situații;
• sisteme care creează modele electronice tridimensionale de obiecte, ceea ce face posibilă rezolvarea diferitelor probleme legate de modelarea până la procedura de producție;
• Sisteme care susțin conceptul de descriere electronică completă a unui obiect.

Ultimul tip este o tehnologie care asigură dezvoltarea și monitorizarea informațiilor de suport electronic, modelul de-a lungul ciclului său de viață, inclusiv proiectarea conceptuală și detaliată, marketing completă, de producție, tehnologia de formare, exploatarea și reciclarea și repararea.

În literatura tehnică și științifică de astăzi, precum și diferite standarde de stat acronim CAD este tratat ca un „sistem de proiectare asistată de calculator“, dar corespunde cel mai cu acuratețe aici pentru conceptul de „System Design de automatizare de lucru“, dar este mult mai greu de înțeles, prin urmare, se constată în ordinea mai puțin . Se întâmplă adesea că, prin urmărirea de proiectare în sistemele CAD, veți observa o interpretare eronată a „sistem de proiectare asistată de calculator“, deși, de fapt, este în mod inerent greșit. Nu uita că noțiunea de „automat“ asigură o funcționare complet independentă a sistemului, fără a fi nevoie de intervenție umană, în timp ce CAD necesită în continuare executarea anumitor sarcini de către omul însuși, și automatizarea completă se aplică numai anumitor proceduri și operațiuni .

Nu este chiar adevărat și noțiunea de "Software Automated Design", deoarece poate fi numită prea concentrată. Desigur, în acest moment CAD considerat doar ca un software de aplicație necesară pentru activitatea de proiect, dar, de fapt, în literatura de specialitate internă și diferite standarde de stat CAD este văzută ca un concept tridimensional, care include nu numai instrumente software.

CAD în stomatologie

Majoritatea clinicilor stomatologice moderne folosesc CAD. CAD-sisteme utilizate în stomatologie pentru fabricarea protezelor dentare de înaltă calitate pentru mai mult de zece ani sunt folosite pentru a face contraforturi pentru implanturi, coroane si tot felul de proteze, toate aceste produse sunt de o calitate excelentă și de înaltă precizie. Esența acestei tehnologii constă în faptul că, inițial efectuat modelarea tridimensională pentru a crea modele pe calculator, și numai apoi, folosind modelul de proiectare, fiind fabricat pe unitatea de frezare.

Astfel, stomatologii obțin multe avantaje datorită utilizării tehnologiei CAD în munca lor. Sistemele CAD în stomatologie sunt utilizate cel mai adesea după cum urmează:

• Mai întâi, medicul efectuează eliminarea impresiei, care este apoi trimisă la laborator;
• după livrare, matrița este plasată într-un scaner specializat care creează un model al viitorului produs;
• sistemul CAD intră în afacere: modelul 3D se transformă într-un fișier specializat care va servi drept sursă de date pentru unitatea de frezat;
• folosind fișierul rezultat, unitatea de frezat este fabricată dintr-o piesă specială din oxid de zirconiu;
• în final, cadrul rezultat este acoperit cu atenție cu masa ceramică și coaptă.

CAD / CAM-sistem în coroane dentare permit fabricarea de zirconiu, care diferă de masa produselor metalice avantaje. Prin ele însele, aceste produse au greu orice diferențe în culoarea dinților naturali ca selectarea culorii este încă în procesul de producție cadru. În plus cadru special acoperit complet corpul ceramic având o translucid și o structură transparentă de lumină, și include, de asemenea, în paleta suficient gamă largă de culori, obținându-se astfel fabricarea coroanelor similare dinților naturali.

De la sine oxid de zirconiu caracterizat printr-o biocompatibilitate ridicată, chiar și în comparație cu metalul prețios și reprezintă materialul gippoallergenny, care este confirmată în cursul unui număr de cercetări științifice clinice. Dar, de fapt, coroane bazate pe cadre de oxid de zirconiu nu sunt singurul tip de produse, care sunt utilizate pentru fabricarea de CAD / CAM-sistem. CNC-mașină bazată pe astfel de tehnologii permite să producă:

• diverse poduri;
• coroane temporare;
• piedici individuale.

In afara de zirconiu menționat deja în procesul de fabricație pot fi utilizate o varietate de materiale, inclusiv materiale plastice, ceruri, cobalt, titan, crom.

Care sunt avantajele?

Aceste tehnologii oferă avantaje precum:

• acuratețea maximă posibilă a fabricației cu abateri minore;
• automatizarea completă a proceselor de producție, care elimină aproape complet posibilitatea erorilor;
• posibilitatea de a folosi o varietate de materiale;
• posibilitatea de a efectua proceduri de modelare și de fabricație în locuri diferite;
• productivitatea marginală a oricăror procese în desfășurare.

CAD în inginerie mecanică

CAD-system (T-FLEX CAD etc.) a găsit destul de răspândită în domeniul industriei ingineriei, care diferă în trei niveluri - cel inferior, mijlociu și superior. Această diviziune a apărut la începutul anilor optzeci și nouăzeci ai secolului trecut.

Nivelul inferior include sistemele CAD / CAM / CAE cu costuri reduse, orientate în principal către grafica 2D, adică sunt destinate în principal automatizării lucrărilor de desen. Ca a suport tehnic lumina CAD a folosit computerele personale, care deja erau la acel moment semnificativ inferioare funcționalității stațiilor de lucru cu drepturi depline.

Sistemele de vârf sau, așa cum se mai numesc CAD grele, au fost concepute pentru a fi utilizate pe toate tipurile de mainframe sau stații de lucru. Astfel de sisteme s-au dovedit a fi mult mai versatile, dar, în același timp, au avut costuri destul de ridicate, concentrându-se în principal pe modelarea suprafețelor și solide. Pregătirea diferitelor documente de desen în ele este adesea realizată prin dezvoltarea preliminară a modelelor geometrice tridimensionale speciale. După aceea, sistemul în care funcția de 3D-modelare a fost limitat la numai modele solide, adică, ocupând o poziție intermediară între greu și ușor, a primit propria lor, nivelul mediu.

Până în prezent, dezvoltarea de software CAD a condus deja la faptul că, în cea mai mare gama medie au început să apară instrumente și caracteristici care sunt disponibile pentru a fi utilizate în computere personale de modelare de suprafață specială, ea a devenit, de asemenea, acceptabil pentru sisteme moderne de nivel superior. Din acest motiv, chiar și acele principii pe care sa realizat diferența dintre sistemele medii și cele grele au fost schimbate mai devreme. Sistemele CAD moderne de nivel ridicat sunt acum denumite CAE / CAD / CAM / PDM, adică acelea care includ simultan caracteristici precum:

• proiectare tehnologică și de proiectare;
• analiza ingineriei;
• gestionarea informațiilor despre proiecte;
• componenta extinsă a modulelor speciale de program.

În schimb, sistemele moderne moderne sunt de obicei denumite mainstream, mid-range sau simply serial.

Sistemele de același nivel pot fi numite aproximativ echivalente în termeni de funcționalitate, deoarece unele noi realizări care apar într-un anumit complex program-metodologic vor fi implementate în viitorul apropiat în noi versiuni ale altora. În companiile mari din CAD se acceptă destul de des combinarea simultană a mai multor sisteme de diferite nivele. Adesea, acest lucru se datorează faptului că aproape toate procedurile de proiectare pot fi efectuate pe sistemele CAD de nivel mediu și inferior și, în plus, cele grele sunt prea scumpe. Din acest motiv, întreprinderile cumpără licențe de software de nivel înalt într-un număr destul de limitat, iar majoritatea bazelor de clienți moderne sunt furnizate în detrimentul nivelurilor inferioare și mijlocii.

Astfel, destul de des se întâmplă ca CAD / CAE sisteme pot avea probleme deosebite în ceea ce privește informarea între schimbul, dar aceste probleme sunt rezolvate prin utilizarea unor formate speciale și limbi luate CALS-tehnologie, cu toate că pentru transmiterea nedistorsionată a datelor geometrice prin limbajele unificate intermediare trebuie să depășească unele dificultăți.

structură

Ca orice alt sistem complex, CAD include mai multe subsisteme care pot fi proiectate sau deservite.

Primele sunt implicate în implementarea directă a unei varietăți de lucrări de proiectare. De exemplu, putem menționa subsistemele de modelare geometrică tridimensională a tuturor obiectelor mecanice posibile, analiza circuitului, crearea documentației de proiectare sau conexiunile trasate ale plăcilor cu circuite imprimate.

Subsistemele de servire sunt destinate să asigure capacitatea normală de lucru a proiectoarelor, iar combinația acestora este adesea printre specialiștii numiți mediul de sistem al CAD. subsisteme tipice de servire sunt adesea folosite date de gestionare a bazei de date de proiectare, diferite subsisteme ale dezvoltarea și întreținerea ulterioară a software-ului CASE, precum și de formare concepute pentru a facilita dezvoltarea de utilizatori de tehnologie, puse în aplicare în CAD.

Structurarea pe diverse aspecte a permis să apară tipuri de întreținere CAD, care astăzi sunt alocate doar șapte:

• tehnic, care include diverse hardware-;
• Matematică, care unește toate metodele, algoritmii și modelele matematice posibile;
• software, care este un program de calculator CAD;
• Informație care include baze de date, sisteme de management pentru aceste baze de date, precum și multe alte informații utilizate în procesul de proiectare;
• lingvistice, exprimate sub forma limbajelor de comunicare între computere și designeri, limbi de schimb de date între instrumentele CAD tehnice și limbile de programare;
• Metodologic, care include toate tipurile de tehnologii de proiectare;
• organizatorice, executate sub forma fișelor de post, a programelor de personal și a altor documente, prin care se realizează reglementarea activității întreprinderilor de proiect.

Este demn de remarcat faptul că întregul corp de informații care este utilizat în procesul de proiectare, experții numit CAD fond de informații. Baza de date este un set ordonat de informații, care reflectă diferitele caracteristici ale obiectelor și relația lor într-un anumit domeniu domeniu. Accesul la baza de date pentru studiu, înregistrarea și corectarea ulterioară a datelor se realizează prin intermediul bazei de date, precum și un set de baze de date și baze de date numit BND, care este, banca de date.

clasificare

Sistemele de proiectare CAD / CAM sunt clasificate în funcție de o serie de caracteristici, cum ar fi aplicarea, scopul, domeniul de aplicare (cât de complex sunt sarcinile rezolvate), precum și natura subsistemului de bază.

Pe aplicațiile celor mai populare și reprezentative este necesar să alocăm următoarele grupuri de CAD:

• Folosit în domeniul ingineriei generale (datorită căruia se numește de obicei construcția de mașini);
• utilizate în domeniul radiocomunicațiilor;
• utilizate în construcții și arhitectură.

În plus, există, de asemenea, un număr suficient de mare de sisteme specializate sau alocate în grupurile enumerate sau reprezintă o ramură de clasificare complet independentă. Ca exemplu ilustrativ, putem cita circuite integrate CAD, scară largă, mașini electrice, aeronave și altele.

Scară de hardware diferite individuale și complecșii metodice, inclusiv verificare complex rezistența diferitelor produse mecanice conform metodei elementului finit sau circuitele de testare complexe precum și un sistem cu o arhitectură unică, nu numai software, ci și suport tehnic.

Subsistemul de bază

Iată câteva varietăți de CAD:

• Bazat pe subsistemul de modelare geometrică și grafică pe calculator. Astfel de sisteme CAD sunt orientate în principal către diverse aplicații, în care designul este principala procedură de proiectare, adică o definiție clară a formelor spațiale, precum și localizarea reciprocă a obiectelor. De aceea, acest grup include multe sisteme CAD din industria de inginerie pe baza de nuclee grafice. În zilele noastre, este adesea obișnuită utilizarea unor nuclee grafice unificate.
• Bazat pe SGBD. Ele se concentrează în principal pe acele aplicații în care există o oportunitate, efectuând calcule matematice relativ simple, pentru a procesa o cantitate destul de mare de informații. Ele se regăsesc deseori în aplicații tehnice și economice, cum ar fi proiectarea planurilor de afaceri, dar ele sunt adesea folosite în proiectarea obiectelor mari, cum ar fi panourile de comandă în sistemele automate.

În plus, există și sisteme complexe CAD, care includ subsisteme de toate tipurile anterioare. Ca exemple tipice ale unor astfel de sisteme complexe, merită să aducem un software care este utilizat în mod activ în ingineria modernă sau CAD. Acesta din urmă include în componența sa și subsistemul de înaltă SGBD, componente logice funcționale și design, topologie cristale, precum și teste pentru analiza validității produselor fabricate. Pentru a asigura gestionarea normală a unor astfel de programe complexe, este obișnuit să se utilizeze medii de sistem specializate.