CAD системи: целта на създаването, състава и структурата

CAD системите са компютърно проектирани системи за проектиране, които се използват за изпълнение на разнообразни дизайнерски процедури с използване на компютърни технологии. Също с помощта на такъв софтуер, технологичен и проектна документация върху отделни сгради, продукти или структури. Съвременните CAD системи се използват в най-разнообразните сфери на дейност на съвременния човек, и практически за всеки има уникален тип такива комунални услуги.

Какво е това?

Често абревиатурата CAD се смята за стандартният аналогов език на английски език на термина CAD, но всъщност не е съвсем вярно. CAD системи не могат да бъдат считани за пълен CAD аналог като техническо-организационната система, тъй като това води до ГОСТ фраза в стандартизиран по английски език еквивалент на термина "системи за автоматизирано проектиране". По този начин, на английски език, терминът CAD преведени повече като система CAE, но в редица чуждестранни източници посочиха, че терминът CAE е общ термин, който включва използването на който и да е компютърни технологии в машиностроенето, в това число и CAM и CAD.

Защо това е необходимо?

CAD системите се използват главно за постигане на максимална ефективност и производителност на инженерите чрез пълна автоматизация на проектирането и по-нататъшната подготовка на производството. По този начин, поради тяхното приложение, се постигат следните предимства:

• времето за проектиране е значително съкратено;
• количеството труд, необходимо за планиране и проектиране, е намалено;
• общите производствени разходи за производство и дизайн значително намаляват, което пряко влияе върху оперативните разходи;
• увеличаване на техническото и икономическо ниво, както и качеството на резултатите от извършената проектна работа;
• намаляване на разходите, необходими за тестване и пълно моделиране.

Като входни данни, съвременните CAD системи използват различни технически познания на експерти, които се занимават с усъвършенстване на резултатите, въвеждане на различни конструктивни изисквания, проверка на получения дизайн, неговата модификация и много други неща.

Внедряване на автоматизирана система за проектиране се прилага под формата на набор от инструменти, с които се осигурява проектиране, и по-нататъшно рисуване и триизмерно моделиране на структури или обемисти и плоски детайли.

В повечето случаи CAD системите включват модули за моделиране на триизмерни структури, както и чертожни чертежи и различни текстове на проектни текстове.

Те се класифицират основно по няколко параметъра:

• сорта и вида на разглеждания обект;
• ниво на автоматизация на процеса на проектиране;
• сложността на създадения обект;
• сложността на процеса на автоматизация;
• брой използвани документи;
• естеството на използваните документи;
• общия брой нива, които ще се съдържат в структурата за техническа поддръжка.

Предвидена цел

В зависимост от изпълнението на задачите на CAD-системите, те се разделят на няколко групи:

• Автоматизация на тримерния или двуизмерен геометричен дизайн, както и създаване на различни технологични или проектни документи.
• Проектиране и по-нататъшно създаване на чертежи.
• Провеждане на геометрично моделиране.
• Автоматизация на различни инженерни изчисления, динамична симулация, както и анализ и симулация на физически процеси с последваща проверка и оптимизация на продуктите.
• Подклас от SAE инструменти, използвани за компютърни анализи.
• Средства, предназначени за технологична подготовка на производствения процес на различни продукти, което позволява да се осигури автоматизация на процедурата по програмиране и допълнително управление на оборудването с GAPS или CNC.
• Средства, предназначени за автоматизация на процесите на планиране на различни технологични процеси, използвани в съвместната система на CAM и CAD.

Повечето CAD системи могат да комбинират решаването на различни задачи, свързани с различни аспекти на дизайна - сложна или интегрирана CAD система.

Обща международна класификация

Съвременната класификация ги разпределя в няколко категории:

• Системи, ориентирани към ориентиране, които се появяват за пръв път през седемдесетте години на миналия век, но все още могат да се използват в някои ситуации;
• системи, които създават триизмерни електронни модели обекти, което дава възможност да се решат различни проблеми, свързани с моделирането до производствената процедура;
• Системи, които поддържат идеята за пълно електронно описание на обект.

Последният тип е технология, която гарантира развитието и последваща информация подкрепа електронен модел през целия му жизнен цикъл, включително и идеен и работен проект, пълен маркетинг, производство, обучение технология, експлоатация, и рециклиране и ремонт.

В днешната техническа и научна литература, както и на различни държавни стандарти CAD акроним се третира като "компютърен дизайн система", но най-точно, съответства тук, за да понятието "Design System работа автоматизация", но това е по-трудно да се разбере, че поради това е установено по реда на по-малко , Често се случва, когато проектирате в CAD системи, да видите неправилна интерпретация на "Автоматичната система за проектиране", въпреки че всъщност това по своята същност е погрешно. Не забравяйте, че понятието "автоматичен" осигурява напълно независимо функциониране на системата, без да е необходимо човешко участие, докато CAD все още изисква извършването на определени задачи от самия човек, а пълната автоматизация се отнася само до отделни процедури и операции ,

Не съвсем вярно е и понятието "софтуерно автоматизирано проектиране", защото може да се нарече твърде тясно фокусирано. Разбира се, по това време CAD разглежда единствено като софтуер заявление, необходим за дейността по проекта, но в действителност на вътрешния литература и различни CAD държавни стандарти се разглежда като триизмерна концепция, която включва не само софтуерни инструменти.

CAD в стоматологията

По-голямата част от съвременните стоматологични клиники използват CAD. CAD-системи, използвани в стоматологията за производство на висококачествени протези в продължение на повече от десет години се използват за извършване на опорите за импланти, корони и всички видове протези, всички тези продукти са с отлично качество и висока точност. Същността на тази технология се състои в това, че първоначално извършва триизмерно моделиране, за да се създаде дизайн на компютъра, и едва след това, като се използва моделът на дизайн, който се произвежда на устройството фрезоване.

По този начин зъболекарите получават много предимства благодарение на използването на CAD технологията в тяхната работа. CAD системите в стоматологията се използват най-често, както следва:

• Първо лекарят извършва отстраняването на впечатлението, което се изпраща в лабораторията;
• след доставката мухълът се поставя в специализиран скенер, който създава модел на бъдещия продукт;
• CAD системата влиза в бизнеса: тримерният модел се превръща в специализиран файл, който ще служи като източник на данни за фрезова единица;
• като се използва полученият файл, фрезовият блок се произвежда от специален детайл, изработен от циркониев оксид;
• в крайна сметка получената рамка е внимателно покрита с керамична маса и изпечена.

Системите CAD / CAM в стоматологията позволяват производството на коронки от циркониев диоксид, които се различават от продуктите, съдържащи метал, с много предимства. Сами по себе си, тези продукти нямат почти никакви разлики в цвета от естествените зъби, тъй като изборът на сянка се извършва дори в процеса на създаване на рамката. Освен специална рамка напълно покрити керамично тяло с полупрозрачен и лека прозрачна структура, а също така включва в палитра достатъчно широка гама от цветове, при което се получават производство корони подобни на естествените зъби.

Само по себе си циркониев оксид е силно биосъвместим, дори в сравнение с благородни метали, и е хипоалергенен материал, което се потвърждава в хода на редица научни клинични проучвания. Всъщност, короните на основата на циркониевия оксид не са единственият тип продукти, за които се използват CAD / CAM системи. CNC машина, базирана на такива технологии, позволява да се произвеждат:

• различни мостове;
• временни корони;
• индивидуални опори.

В допълнение към вече споменатия циркониев диоксид, в производствения процес може да се използва голямо разнообразие от материали, включително пластмаси, восъци, кобалт и титан и хром.

Какви са предимствата?

Тези технологии осигуряват такива предимства като:

• максималната възможна точност на производството с малки отклонения;
• пълна автоматизация на производствените процеси, която почти напълно премахва възможността за грешки;
• възможността за използване на разнообразни материали;
• възможността за извършване на моделиране и производствени процедури на различни места;
• пределната производителност на всички текущи процеси.

CAD в машиностроенето

CAD-системата (T-FLEX CAD и други) е намерила достатъчно широко разпространение в областта на машиностроенето, което се различава на три нива - долната, средната и горната. Това разделение се появява в началото на осемдесетте и деветдесетте години на миналия век.

По-ниското ниво включва CAD / CAM / CAE-системи с ниска цена, които са ориентирани предимно към 2D-графика, т.е. те са насочени предимно към автоматизация на теглещи работи. Като а техническа поддръжка светлината CAD използва персонални компютри, които вече по това време са значително по-ниски от функционалността на пълноправни работни станции.

Системите от първо ниво или, както те все още се наричат, тежки CAD, са предназначени за използване на всички видове мейнфрейм или работни станции. Подобни системи се оказаха много по-гъвкави, но в същото време те бяха доста по-скъпи, като се фокусираха основно върху повърхностни и солидни модели. Подготовката на различни чертожни документи в тях често се извършва чрез предварително разработване на специални геометрични триизмерни модели. След като тази система, в която функцията 3D моделиране беше ограничена единствено до твърди модели, т.е. заемайки междинна позиция между тежката и светлината, получиха своето собствено, средно ниво.

Към днешна дата, развитието на CAD софтуер вече е довело до факта, че в повечето от среден клас, започват да се появяват инструменти и функции, които са достъпни за използване в персонални компютри специална повърхност моделиране, тя е и приемливо за съвременни системи за по-високо ниво. Поради това, дори и тези принципи, на които е реализирана разликата между средни и тежки системи, се променят по-рано. Съвременните CAD системи на тежко ниво сега се наричат ​​CAE / CAD / CAM / PDM, т.е. тези, които едновременно включват такива функции като:

• технологичен и дизайнерски дизайн;
• инженерни анализи;
• управление на информацията за проекта;
• разширен състав на специални програмни модули.

За разлика от това, модерните системи от среден клас обикновено се наричат ​​основна, средна или просто серийна.

Системите от едно и също ниво могат да се нарекат приблизително еквивалентни по отношение на функционалността, тъй като в близко бъдеще ще се реализират някои нови постижения в даден програмно-методологичен комплекс в нови версии на други. В CAD големи компании доста често се приема да се комбинират едновременно няколко системи на различни нива. Често това се дължи на факта, че почти всички процедури за проектиране могат да се извършват на CAD системи от средните и долните нива, а освен това тежките са твърде скъпи. Поради тази причина предприятията закупуват лицензи за най-високо ниво на софтуер в доста ограничен брой и повечето от съвременните потребителски бази се предоставят за сметка на ниско и средно ниво.

По този начин много често се случва, че CAD / CAE системи могат да имат особени проблеми от гледна точка на информация между борсата, но тези проблеми се решават с използването на специални формати и езици взети ЛКД-технология, въпреки че без нарушаване на предаване на данни чрез геометрични междинните унифицирани езици трябва да преодолеят някои трудности.

структура

Както всяка друга сложна система, CAD включва няколко подсистеми, които могат да бъдат проектирани или обслужвани.

Първите се занимават с директно изпълнение на различни дизайнерски дейности. Като пример можем да цитираме подсистеми на тримерно геометрично моделиране на всички възможни механични обекти, анализ на веригата, създаване на проектна документация или проследяване на връзките на печатни платки.

Сервизните подсистеми са предназначени да осигурят нормалната работоспособност на проектори и тяхната комбинация често е сред специалистите, наречени системна среда на CAD. Като типични обслужващи подсистеми често се използват данни за управление на база данни, дизайн, различни подсистеми на развитието и последващата поддръжка на CASE софтуер, както и обучение, предназначени да улеснят развитието на технологични потребители, приложени в CAD.

Структурирането на различни аспекти е позволило да се появят видове поддръжка CAD, които днес са разпределени само седем:

• технически, който включва различни железария;
• Математически, който обединява всички възможни математически методи, алгоритми и модели;
• софтуер, който е компютърна програма CAD;
• Информация, която включва бази данни, системи за управление на тези бази данни, както и много други данни, използвани в процеса на проектиране;
• езикови, изразени под формата на езици на комуникация между компютрите и дизайнерите, езици за обмен на данни между технически CAD инструменти и езици за програмиране;
• Методологически, който включва всички видове дизайн технологии;
• организационни, изпълнени под формата на длъжностни характеристики, графици на персонала и друга документация, чрез която се осъществява регулирането на работата на проектните предприятия.

Струва си да се отбележи, че цялото тяло на информация, която се използва в процеса на проектиране, експерти, наречен информационен фонд CAD. Базата данни е подреден набор от информация, която отразява различните характеристики на обектите и тяхната връзка в даден момент домейн. Достъпът до базата данни за изучаване, записване и последваща корекция на данните се осъществява чрез СУБД и набор от СУБД и база данни обикновено се нарича BDD, т.е. банка за данни.

класификация

Проектните системи CAD / CAM се класифицират според редица характеристики, като приложение, цел, обхват (колко сложни са задачите), както и естеството на основната подсистема.

При приложенията сред най-популярните и представителни е необходимо да се разпределят следните групи CAD:

• Използва се в областта на общо инженерство (поради което те обикновено се наричат ​​машиностроене);
• използвани в областта на радиоелектрониката;
• използвани в строителството и архитектурата.

Освен това има достатъчно голям брой специализирани системи или разпределени в изброените групи или представляват напълно независим класификационен клон. Като илюстративен пример, ние можем да цитираме CAD големи мащабни интегрални схеми, електрически машини, самолети и много други.

Мащабът на друг индивид хардуер и методически комплекси, включително комплекс проверка силата на различни механични продукти в съответствие с метода на крайните елементи или комплекс тест вериги, както и на система с уникална архитектура не само софтуер, но също така и техническа поддръжка.

Основната подсистема

Ето следните разновидности на CAD:

• Въз основа на подсистемата на геометричното моделиране и компютърната графика. Такива системи CAD са ориентирани предимно към различни приложения, в които дизайнът е основната конструктивна процедура, т.е. ясното определение на пространствените форми, както и взаимното разположение на обектите. Ето защо тази група включва много CAD системи от инженерната индустрия, базирани на графични ядра. В наше време често често се използват унифицирани графични ядра.
• Въз основа на СУБД. Те се съсредоточават основно върху онези приложения, в които има възможност, провеждането на сравнително прости математически изчисления, за обработка на доста голямо количество информация. Те често се намират в технически и икономически приложения, като например проектирането на бизнес планове, но често се използват при проектирането на големи обекти като контролни панели в автоматични системи.

Освен това съществуват и сложни CAD системи, които включват подсистеми от всички предишни типове. Като типични примери за такива сложни системи е целесъобразно да се донесе софтуер, който се използва активно в модерното инженерство или CAD. Последните включват СУБД и различни подсистеми за проектиране на компоненти, функционални и логически схеми, кристална топология, както и тестове за анализ на срока на годност на произвежданите продукти. За да се осигури нормалното управление на такива сложни програми, обичайно е да се използват специализирани системни среди.