CAD sistemi: namen ustvarjanja, sestave in strukture

CAD sistemi so računalniško podprti sistemi za načrtovanje, ki se uporabljajo za izvajanje različnih postopkov oblikovanja z uporabo računalniške tehnologije. Tudi s pomočjo takšne programske opreme, tehnološkega in projektna dokumentacija na posameznih stavbah, izdelkih ali strukturah. Sodobni CAD sistemi se uporabljajo na najrazličnejših področjih delovanja sodobnega človeka, praktično za vsakogar pa obstaja edinstven tip takih pripomočkov.

Kaj je to?

Kratica CAD je pogosto standardni angleški jezik izraza CAD, vendar v resnici to ni povsem res. CAD ni mogoče šteti za popolnega CAD analogno kot tehnično-organizacijski sistem, saj to vodi k GOST stavka v standardizirani angleški jezikovni ekvivalent izraza "računalniško podprto načrtovanje". Tako je v angleškem jeziku, je izraz CAD prevedla več kot sistem CAE, vendar v številnih tujih virov je pokazala, da je izraz CAE splošen izraz, ki vključuje uporabo katerekoli računalniške tehnologije v tehniki, tudi vključno CAM in CAD.

Zakaj je to potrebno?

CAD sistemi se uporabljajo predvsem za povečanje učinkovitosti in produktivnosti inženirjev s popolnim avtomatiziranjem zasnove in nadaljnje priprave proizvodnje. Tako se zaradi njihove uporabe dosežejo naslednje prednosti:

• čas oblikovanja je znatno skrajšan;
• količina dela, potrebna za načrtovanje in načrtovanje, se zmanjša;
• se skupni strošek proizvodnje in oblikovanja bistveno zmanjša, kar neposredno vpliva na operativne stroške;
• povečanje tehnične in gospodarske ravni ter kakovost rezultatov izvedenega oblikovalskega dela;
• zmanjšanje stroškov, potrebnih za preskušanje in celovito modeliranje.

Sodobni CAD-sistemi kot vhodni podatki uporabljajo različna tehnična znanja strokovnjakov, ki se ukvarjajo z izboljšanjem rezultatov, uvedbo različnih oblikovalskih zahtev, preverjanjem prejetega modela, njeno spremembo in številnimi drugimi stvarmi.

Izvajanje avtomatiziranega sistema modelov se uporablja kot nabor orodij, s katerimi je opremljen modela ter nadaljnje risanje in tridimenzionalno modeliranje konstrukcij ali voluminozno in ravnih delih.

V večini primerov CAD-sistemi vključujejo modele za modeliranje tridimenzionalnih struktur ter risbe risb in različnih oblikovalskih besedilnih dokumentov.

Razvrstijo se predvsem na več parametrov:

• raznolikost in vrsta obravnavanega predmeta;
• stopnja avtomatizacije postopka načrtovanja;
• kompleksnost ustvarjenega predmeta;
• zapletenost procesa avtomatizacije;
• število uporabljenih dokumentov;
• narava uporabljenih dokumentov;
• skupno število ravni, ki bodo prisotne v strukturi tehnične podpore.

Namenski namen

Glede na to, katere naloge CAD-sistemov se izvajajo, so razdeljene v več skupin:

• Avtomatizacija tridimenzionalnega ali dvodimenzionalnega geometrijskega oblikovanja, pa tudi izdelava različnih tehnoloških ali projektnih dokumentov.
• Oblikovanje in nadaljnje oblikovanje risb.
• Vodenje geometrijskega modeliranja.
• Avtomatizacija različnih inženirskih izračunov, dinamične simulacije ter analize in simulacije fizičnih procesov z naknadnim preverjanjem in optimizacijo izdelkov.
• Podrazred orodij SAE, ki se uporabljajo za računalniško analizo.
• Sredstva, namenjena tehnološki pripravi proizvodnega procesa različnih izdelkov, ki omogočajo avtomatizacijo postopka programiranja in nadaljnje upravljanje opreme z GAPS ali CNC.
• Sredstva, namenjena avtomatizaciji procesov načrtovanja različnih tehnoloških procesov, ki se uporabljajo pri povezovanju sistemov CAM in CAD.

Večina sistemov CAD lahko združuje rešitev različnih nalog, ki se nanašajo na različne vidike oblikovanja - zapleten ali integriran sistem CAD.

Skupna mednarodna klasifikacija

Sodobna klasifikacija jih razdeli v več kategorij:

• Sistemi, usmerjeni v risanje, ki so se prvič pojavili v sedemdesetih letih prejšnjega stoletja, vendar jih je še vedno mogoče uporabiti v nekaterih situacijah;
• sistemi, ki ustvarjajo tridimenzionalne elektronske modele predmetov, kar omogoča reševanje različnih težav, povezanih z modeliranjem do proizvodnega postopka;
• Sistemi, ki podpirajo koncept popolnega elektronskega opisa predmeta.

Zadnja vrsta je tehnologija, ki zagotavlja razvoj in spremljanje informacijske podpore elektronskega modela v celotnem življenjskem ciklu, vključno s konceptualno in podrobnega načrta, polno trženje, proizvodnjo, usposabljanje tehnologije, delovanje in recikliranje in popravila.

V današnjem strokovne in znanstvene literature, kot tudi različnih državnih standardov CAD kratica obravnava kot "računalniško podprto oblikovanje sistema," vendar je tu najbolj natančno ustreza konceptu "oblikovanje dela Automation System", ki pa je bolj težko razumeti, zato je bilo ugotovljeno v sklepu manj . Pogosto se zgodi, da z nadaljevanjem design v CAD sistemov, boste opazili napačno razlago "računalniško podprto oblikovanje sistema", čeprav je v resnici samo po sebi narobe. Ne pozabite, da je pojem "avtomatsko" omogoča povsem samostojno delovanje sistema brez potrebe po kakršni koli posredovanja človeka, medtem ko je CAD še vedno zahteva izvajanje določenih nalog s strani človeka samega, in popolna avtomatizacija velja le za nekatere postopke in operacije .

Ni povsem res, tudi pojem "programsko avtomatizirano oblikovanje", ker ga lahko imenujemo preozko osredotočeni. Seveda, v tem času CAD šteje zgolj kot programske opreme, ki je potrebna za projektne dejavnosti, v resnici pa v domači literaturi in različnih državnih standardov CAD je videti kot tridimenzionalni koncept, ki ne vključuje le programskih orodij.

CAD v zobozdravstvu

Večina sodobnih zobozdravstvenih klinik uporablja CAD. CAD-sistemi, ki se uporabljajo v zobozdravstvu za proizvodnjo visoko kakovostnih zobne proteze, za več kot deset let, se uporabljajo za izdelavo nastavke za vsadke, kron in vseh vrst protez, vsi ti izdelki so odlične kakovosti in visoko natančnostjo. Bistvo te tehnologije je v tem, da se najprej opravi tridimenzionalno modeliranje za ustvarjanje modelov na računalniku, in šele nato, z modelom oblikovanja, ki se izdeluje na mlinske enoti.

Zobozdravniki tako dobijo veliko prednosti zaradi uporabe CAD tehnologije pri svojem delu. CAD sistemi v zobozdravstvu se najpogosteje uporabljajo na naslednji način:

• Najprej zdravnik izvede odstranitev vtisa, ki se nato pošlje v laboratorij;
• po dobavi je plesen postavljen v specializiran skener, ki ustvarja model prihodnjega izdelka;
• CAD sistem vstopa v posel: 3D-model postane specializirana datoteka, ki bo služila kot vir podatkov za rezkalno enoto;
• rezkalna enota je izdelana iz posebnega obdelovanca iz cirkonijevega oksida;
• na koncu je nastali okvir skrbno prekrit s keramično maso in pečen.

CAD CAM sistem / v zobnih kron omogočilo izdelavo cirkonijevega dioksida, ki se razlikujejo od mase kovinskih izdelkov prednosti. Sami, ti izdelki imajo komaj kaj razlike v barvi naravnih zob kot izbirna barva je še vedno v procesu proizvodnje okvirja. Nadaljnji posebni okvir temeljito obložena keramično telo, ki ima prosojen in svetlobno transparentno strukturo, in tudi v svoji paleti dovolj široka paleta barv, pri čemer dobimo proizvajamo kron podobne naravnim zob.

Sama cirkonijev oksid je zelo biokompatibilen, celo v primerjavi s plemenitimi kovinami in je hipoalergen material, kar je potrjeno v več znanstvenih kliničnih študijah. Dejansko krone, ki temeljijo na okvirju cirkonijevega oksida, niso edina vrsta izdelkov, za katere se uporabljajo CAD / CAM sistemi. CNC-stroj, ki temelji na takšnih tehnologijah, omogoča izdelavo:

• različne mostove;
• začasne krone;
• individualni abatments.

Poleg že omenjenega cirkonijevega dioksida se v proizvodnem procesu lahko uporabljajo številni materiali, vključno s plastiko, voskom, kobaltom in titanom ter kromom.

Kakšne so prednosti?

Te tehnologije zagotavljajo prednosti, kot so:

• največja možna natančnost proizvodnje z manjšimi odstopanji;
• popolna avtomatizacija proizvodnih procesov, ki skoraj popolnoma odpravljajo možnost napak;
• možnost uporabe različnih materialov;
• možnost izvajanja modeliranja in proizvodnih postopkov na različnih mestih;
• mejna produktivnost vseh tekočih procesov.

CAD v strojništvu

CAD-sistem (T-FLEX CAD in drugi) je na področju strojništva na voljo dovolj široke distribucije, ki se razlikuje na treh nivojih - spodnji, povprečni in zgornji. Ta delitev se je pojavila na prelomu osemdesetih in devetdesetih let prejšnjega stoletja.

Nižja raven vključuje CAD / CAM / CAE-sisteme z nizkimi stroški, ki so usmerjeni predvsem v 2D grafiko, torej so namenjeni predvsem avtomatizaciji risarskih del. Kot a tehnična podpora lahki CAD uporablja osebne računalnike, ki so bili takrat znatno slabši od funkcionalnosti polnopravnih delovnih postaj.

Sistemi najvišje ravni ali, kot se še vedno imenujejo težki CAD, so bili zasnovani za uporabo na vseh vrstah glavnih računalnikov ali delovnih postaj. Takšni sistemi so se izkazali za bolj vsestranske, hkrati pa so imeli precej visoke stroške, s poudarkom na površinskem in trdnem modeliranju. Priprava razne risarske dokumentacije v njih se pogosto izvaja s predhodnim razvojem posebnih geometrijskih tridimenzionalnih modelov. Po tem sistemu, v katerem je bila funkcija 3D modeliranja omejena samo na trdne modele, to je, da zaseda vmesni položaj med težo in svetlobo, prejela svojo lastno povprečno raven.

Do danes je razvoj programske opreme CAD že privedla do dejstva, da v večini srednje tonski začela pojavljati posebna površinskih modeliranje orodja in funkcije, ki so na voljo za uporabo v osebnih računalnikih, je postala sprejemljiva za sodobne sisteme višji ravni tudi. Zaradi tega so se spremenila tudi tista načela, na katerih je bila razlika med srednjimi in težkimi sistemi že prej. Moderni CAD-sistemi težke ravni se zdaj imenujejo CAE / CAD / CAM / PDM, to so tisti, ki hkrati vključujejo funkcije, kot so:

• tehnološko in oblikovalsko zasnovo;
• inženirska analiza;
• upravljanje projektnih informacij;
• razširjena sestava posebnih programskih modulov.

V nasprotju s tem so sodobni sistemi srednjega razreda običajno imenovani mainstream, mid-range ali preprosto serijski.

ena raven sistema lahko imenujemo funkcionalnost približno enaka, saj se bodo nekatere novosti, ki se pojavijo v določenem programu, metodične kompleksa, v bližnji prihodnosti izvajala v nove različice drugih. V CAD velikih podjetjih se pogosto sprejema, da istočasno kombinirajo več sistemov različnih ravni. Pogosto je to posledica dejstva, da se skoraj vsi postopki za oblikovanje lahko opravi na CAD-sistemov, na sredini in nižjih ravneh, in poleg tega, težke so predrage. Zato podjetja kupujejo najvišje licence za programsko opremo v precej omejenem številu, večina sodobnih baz kupcev pa je zagotovljena na račun nižje in srednje ravni.

Tako se pogosto zgodi, da je / CAE-sistemi imajo lahko CAD posebnih težav v smislu informacij med izmenjavo, vendar takšne težave rešujemo z uporabo posebnih oblikah in jezikih, sprejetih licenc CAL-tehnologijo, čeprav za neizkrivljeno prenos geometrijskih podatkov preko Vmesni združeni jeziki morajo premagati nekatere težave.

Struktura

Tako kot drugi kompleksni sistemi, CAD vključuje več podsistemov, ki jih je mogoče projektirati ali servirati.

Prvi se ukvarjajo z neposrednim izvajanjem različnih oblikovalskih del. Kot primer lahko podamo podsisteme trodimenzionalnega geometrijskega modeliranja vseh možnih mehanskih predmetov, analizo vezja, izdelavo projektne dokumentacije ali sledove povezav tiskanih vezij.

Servisni podsistemi so namenjeni zagotavljanju normalne delovne zmogljivosti projektorjev, njihova kombinacija pa je pogosto med strokovnjaki, imenovanimi sistemsko okolje CAD. Kot tipični podsistemi, ki služijo se pogosto uporabljajo podatke za upravljanje baz podatkov oblikovanje, različnih podsistemov za razvoj in poznejše vzdrževanje CASE programske opreme, kot tudi usposabljanje, da bi olajšali razvoj uporabnikov tehnologije, ki se izvajajo v CAD.

Strukturiranje na različnih vidikih je omogočilo, da se pojavijo vrste CAD vzdrževanja, ki so danes dodeljene samo sedem:

• tehnično, ki vključuje različne strojna oprema;
• Matematični, ki združuje vse možne matematične metode, algoritme in modele;
• programska oprema, ki je računalniški program CAD;
• Informacije, ki vključujejo zbirke podatkov, sisteme za upravljanje teh podatkovnih baz, pa tudi številne druge informacije, uporabljene v procesu načrtovanja;
• jezikovni, izraženi v obliki jezikov komunikacije med računalniki in oblikovalci, jeziki izmenjave podatkov med tehničnimi CAD orodji in programskimi jeziki;
• Metodološko, ki vključuje vse vrste oblikovalskih tehnologij;
• organiziran, izveden v obliki opisov delovnih mest, urnikov zaposlenih in druge dokumentacije, s pomočjo katere se izvaja regulacija dela projektnih podjetij.

Treba je omeniti, da je celotno telo informacij, ki se uporabljajo v procesu oblikovanja, strokovnjaki imenovani informacijski sklad CAD. Baza podatkov je urejena zbirka podatkov, ki odraža različne značilnosti predmetov in njihov odnos v določenem domeno. Dostop do baze podatkov za študije, snemanje in poznejših popravkov podatkov poteka prek zbirke podatkov, in niz podatkovnih baz in baze podatkov imenuje BND, ki je banko podatkov.

Razvrstitev

CAD / CAM sistemi oblikovanja so razvrščeni glede na vrsto značilnosti, kot so uporaba, namen, področje uporabe (kako kompleksne so rešene naloge), kot tudi narava osnovnega podsistema.

Na prijavah med najbolj priljubljenimi in reprezentativnimi je treba dodeliti naslednje skupine CAD:

• Uporablja se na področju splošnega inženiringa (zaradi česar se ponavadi imenujejo strojništvo);
• uporabljajo na področju radijske elektronike;
• uporablja v gradbeništvu in arhitekturi.

Poleg tega obstaja tudi dovolj veliko število specializiranih sistemov ali razporejenih v navedenih skupinah ali predstavljajo popolnoma neodvisno klasifikacijsko vejo. Kot ponazoritveni primer lahko navedemo CAD velika integrirana vezja, električne stroje, letala in številne druge.

Obseg različnih posameznega strojne in metodičnih kompleksov, vključno kompleksne preverjanje trdnosti različnih mehanskih izdelkov po metodi končnih elementov ali kompleksne testne vezje, kot tudi sistem z edinstveno arhitekturo, ne samo programsko opremo, ampak tudi tehnično podporo.

Osnovni podsistem

Tu so naslednje sorte CAD:

• Na podlagi podsistema geometrijskega modeliranja in računalniške grafike. Takšni CAD sistemi so večinoma usmerjeni v različne aplikacije, pri čemer je zasnova glavni načrtovalni postopek, to je jasna opredelitev prostorskih oblik, pa tudi medsebojna lokacija objektov. Zato ta skupina vključuje veliko CAD sistemov iz inženirske industrije, ki temelji na grafičnih jedrih. V našem času je pogosto pogosto uporabljati enotna grafična jedra.
• Na podlagi DBMS. V glavnem se osredotočajo na tiste primere, v katerih obstaja možnost, sorazmerno preprosti matematični izračuni, da obdelajo precej količino informacij. Pogosto jih najdemo v tehničnih in ekonomskih aplikacijah, kot so načrtovanje poslovnih načrtov, vendar se pogosto uporabljajo pri načrtovanju velikih predmetov, kot so nadzorne plošče v avtomatskih sistemih.

Poleg tega obstajajo tudi kompleksni CAD sistemi, ki vključujejo podsisteme vseh prejšnjih vrst. Kot tipični primeri takšnih kompleksnih sistemov je vredno prinesti programsko opremo, ki se aktivno uporablja v sodobnem inženirstvu ali CAD. Slednji vključujejo DBMS in različne podsisteme za načrtovanje komponent, funkcionalnih in logičnih vezij, topografijo kristalov ter preskuse za analizo roka uporabnosti izdelanih izdelkov. Da bi zagotovili normalno upravljanje takih zapletenih programov, je običajno uporabljati specializirana sistemska okolja.