CAD systémy: účel vytvoření, složení a struktury

CAD systémy jsou počítačem podporované konstrukční systémy, které se používají k provádění různých návrhových postupů s využitím počítačové techniky. Také pomocí takového softwaru, technologického a návrhové dokumentace na jednotlivé budovy, výrobky nebo struktury. Moderní systémy CAD se používají v nejrůznějších oblastech činnosti moderního člověka a prakticky pro každého existuje jedinečný typ těchto nástrojů.

Co to je?

Často zkrátil CAD je považován za standard v angličtině analog CAD termínu, ale ve skutečnosti tomu tak není. CAD systémy nelze považovat za úplný CAD analogu jako technicko-organizačního systému, neboť to vede k GOST fráze ve standardizovaném anglického jazyka ekvivalent termínu „Computer Aided Design“. Tedy v angličtině, termín CAD překládal spíše jako CAE systému, ale v řadě cizích zdrojů je uvedeno, že termín CAE je obecný pojem, který zahrnuje použití jakéhokoliv výpočetní techniky v oblasti strojírenství, také včetně CAM a CAD.

Proč je to nutné?

CAD systémy se používají především k maximalizaci efektivity a produktivity inženýrů tím, že plně automatizují návrh a další přípravu výroby. Díky jejich použití jsou tedy dosaženy následující výhody:

• doba návrhu je výrazně zkrácena;
• množství práce potřebné pro plánování a návrh je sníženo;
• celkové náklady na výrobu a návrh jsou výrazně sníženy, což přímo ovlivňuje provozní náklady;
• zvýšení technické a ekonomické úrovně a také kvality výsledků prováděné projektové práce;
• snížení nákladů potřebných pro testování a modelování v plném rozsahu.

Jako vstupní data využívají moderní CAD systémy různé technické znalosti odborníků, kteří se zabývají zdokonalením výsledků, zavedením různých požadavků na návrh, ověřením přijatého návrhu, jeho modifikací a mnoha dalšími věcmi.

Implementace počítačem podporovaného designového systému se provádí jako soubor aplikovaných nástrojů, pomocí kterých je navržen návrh, stejně jako další kreslení a trojrozměrné modelování konstrukcí nebo objemových a plochých částí.

Ve většině případů CAD systémy obsahují moduly pro modelování trojrozměrných struktur, stejně jako výkresové kresby a různé návrhové textové dokumenty.

Jsou zařazeny hlavně na několik parametrů:

• odrůda a druh předmětu, o který se jedná;
• úroveň automatizace procesu návrhu;
• složitost vytvořeného objektu;
• složitost procesu automatizace;
• počet použitých dokumentů;
• povaha použitých dokumentů;
• celkový počet úrovní, které se budou nacházet ve struktuře technické podpory.

Zamýšlený účel

V závislosti na tom, jak jsou implementovány úkoly CAD systémů, jsou rozděleny do několika skupin:

• Automatizace trojrozměrného nebo dvourozměrného geometrického návrhu, stejně jako tvorba různých technologických nebo projektových dokumentů.
• Návrh a další tvorba výkresů.
• Provádění geometrického modelování.
• Automatizace různých technických výpočtů, dynamické simulace, stejně jako analýza a simulace fyzikálních procesů s následnou verifikací a optimalizací výrobků.
• Podtřída nástrojů SAE používaných pro počítačové analýzy.
• Prostředky určené pro technologickou přípravu výrobního procesu různých produktů, které umožňují automatizaci postupu programování a dalšího řízení zařízení pomocí GAPS nebo CNC.
• Prostředky určené pro automatizaci procesů plánování různých technologických procesů, které se používají ve spojení systémů CAM a CAD.

Většina CAD systémy mohou kombinovat řešení různých problémů, které se týkají různých aspektů designu - to je komplexní a integrovaný systém pro počítačově podporované navrhování (CAD).

Společná mezinárodní klasifikace

Moderní klasifikace je rozděluje do několika kategorií:

• Systémy orientované na kresbu, které se poprvé objevily v sedmdesátých letech minulého století, ale v některých situacích mohou být stále použity;
• systémy vytvářející trojrozměrné elektronické modely objektů, které umožňují řešit různé problémy související s modelováním až po výrobní postup;
• Systémy, které podporují koncept úplného elektronického popisu objektu.

Posledním typem je technologie, která zajišťuje vývoj a navazující informační podpora elektronického modelu po celou dobu jejich životního cyklu, včetně koncepčního a konkrétními řešeními, plné marketingu, výroby, technologie přípravy, provoz a recyklaci a opravu.

V dnešní technické a vědecké literatury, jakož i různých státních norem CAD zkratka považována za „Computer-Aided Design systému,“ ale tady nejpřesněji odpovídá pojmu „projekčních prací Automation System“, ale je to složitější na pochopení, proto se vyskytuje v řádu méně . Často se stává, že při navrhování v systémech CAD vidíte nesprávnou interpretaci "systému automatického návrhu", ačkoli to je vlastně chybné. Nezapomeňte, že pojem „automatické“ nabízí zcela nezávislý provoz systému bez nutnosti jakéhokoliv lidského zásahu, zatímco CAD stále vyžaduje provedení určitých úkolů ze strany člověka samotného, ​​a kompletní automatizace se týká pouze některých postupů a operací .

Ne tak docela pravda je také pojem "Software Automated Design", protože to může být nazýváno příliš úzce zaměřené. Samozřejmě, že v této době CAD považován pouze jako aplikačního softwaru potřebného pro projektové činnosti, ale ve skutečnosti v domácí literatuře a různých státních norem CAD je viděna jako trojrozměrné pojetí, které zahrnuje nejen softwarové nástroje.

CAD ve stomatologii

Většina moderních zubních kliniky používá CAD. CAD systémy používané ve stomatologii pro výrobu vysoce kvalitních zubních náhrad za více než deset let se používá pro výrobu opěry pro implantáty, korunky a všechny druhy protéz, všechny tyto výrobky jsou výborné kvality a vysokou přesností. Podstata této technologie spočívá ve skutečnosti, že zpočátku se provádí trojrozměrné modelování vytvořeného návrhu na počítači a až později pomocí modelu projektu provádí výrobu na frézovací jednotce.

Zubní lékaři tak získají spoustu výhod díky využití technologie CAD v jejich práci. CAD systémy ve stomatologii jsou nejčastěji používány takto:

• Lékař nejprve odstraní dojem, který je poté zaslán do laboratoře;
• po dodávce je forma umístěna ve specializovaném skeneru, který vytváří model budoucího produktu;
• CAD systém vstoupí do podnikání: 3D model se změní na specializovaný soubor, který bude sloužit jako zdroj dat pro frézovací jednotku;
• pomocí výsledného souboru je frézovací jednotka vyrobena ze speciálního obrobku z oxidu zirkoničitého;
• nakonec je výsledný rám pečlivě pokryt keramickou hmotou a pečený.

Systémy CAD / CAM ve stomatologii umožňují výrobu korunek z oxidu zirkoničitého, které se liší od výrobků obsahujících kov s mnoha výhodami. Sami o sobě tyto produkty nemají téměř žádné rozdíly v barvě od přírodních zubů, protože výběr odstínu se provádí i při procesu vytváření rámu. Další speciální rám důkladně potahované keramické těleso, které je průhledné a lehkou transparentní strukturu, a také zahrnuje ve svém paletě dostatečně široká škála barev, čímž se získá výroba korunek Podobně jako u přirozených zubů.

Samotný oxid zirkoničitý charakterizován vysokou biokompatibilitu, a to i ve srovnání s drahými kovy, a představuje gippoallergenny materiál, který je potvrzen v průběhu řady vědeckých klinického výzkumu. Ale ve skutečnosti, korunky založené na rámcích oxidu zirkonia nejsou jediný druh výrobků, které se používají pro výrobu CAD / CAM systému. CNC-stroj založený na těchto technologiích umožňuje vyrábět:

• různé mosty;
• dočasné koruny;
• jednotlivé opěry.

Vedle již zmíněného oxidu zirkoničitého lze ve výrobním procesu použít celou řadu materiálů, včetně plastů, vosků, kobaltu a titanu a chrómu.

Jaké jsou výhody?

Tyto technologie poskytují takové výhody jako:

• maximální možnou přesnost výroby s malými odchylkami;
• plná automatizace výrobních procesů, která téměř zcela eliminuje možnost chyb;
• možnost použití různých materiálů;
• možnost provádět modelování a výrobní postupy na různých místech;
• mezní produktivitu všech probíhajících procesů.

CAD v strojírenství

CAD-systém (T-FLEX CAD a další) našel dostatečně širokou distribuci v oblasti strojírenství, která se liší ve třech úrovních - spodní, střední a horní. Toto rozdělení se objevilo na přelomu osmdesátých a devadesátých let minulého století.

Ve spodní úrovni CAD / CAM / CAE-systém s malou hodnotou, která je orientována zejména na 2D grafikou, která je zaměřena především na zajištění automatizaci výkresu práce. Jako technickou podporu světlé CAD používaly osobní počítače, které již v té době byly výrazně nižší než funkce plnohodnotných pracovních stanic.

Systémy nejvyšší úrovně, nebo jak se stále nazývají heavy CAD, byly navrženy tak, aby byly použity na všech typech sálových počítačů nebo pracovních stanic. Takové systémy se ukázaly být mnohem univerzálnější, ale zároveň měly spíše vysoké náklady, zaměřené hlavně na povrchové a pevné modelování. Příprava různých výkresových dokumentů v nich se často provádí pomocí předběžného vývoje speciálních geometrických trojrozměrných modelů. Poté se systém, v němž se funkce 3D modelování omezen pouze na modely těles, tedy zaujímají mezilehlou polohu mezi těžký a lehký, má vlastní, průměrná úroveň.

K dnešnímu dni, vývoj softwaru CAD již vedlo k tomu, že ve většině středních začaly objevovat modelovací nástroje a funkce, které jsou k dispozici pro použití v osobních počítačích speciálním povrchem, to také stalo přijatelné pro moderní systémy vyšší úrovně. Z tohoto důvodu se dokonce i ty principy, na kterých se rozdíly ve středních a těžkých systémech realizovaly dříve, změnily. Moderní těžký stupeň CAD systémů jsou nyní běžně nazývá CAE / CAD / CAM / PDM, tedy těch, které zahrnují současně prvky, jako jsou:

• technologický a designový design;
• inženýrská analýza;
• správa informací o projektu;
• rozšířené složení speciálních programových modulů.

Naproti tomu moderní systémy středního stupně jsou obvykle nazývány běžnými, středními nebo jednoduše sériovými systémy.

jedna úroveň systému lze vyvolat na funkčnost přibližně stejný, jako některé nové skutečnosti, které se vyskytují v určitém komplexu programově metodický, v blízké budoucnosti budou implementovány v nových verzích druhých. V CAD velkých společnostech je často přijatelné kombinovat současně několik systémů různých úrovní. Často je to způsobeno tím, že téměř všechny konstrukční postupy mohou být prováděné na CAD systémů, střední a nižší úrovně, a kromě toho těžká jsou příliš nákladné. Je to z toho důvodu, že podniky Licence programy na nejvyšší úrovni v poměrně omezeném počtu, a velkou většinu moderních zákaznických základen poskytovaných nižších a středních úrovních.

Tak často se stává, že CAD / CAE-systémů mohou mít zvláštní problémy, pokud jde o informace mezi výměnou, ale tyto problémy jsou řešeny pomocí speciálních formátech a jazycích pořízených licencí CAL-technologie, i když pro nezkreslené přenos geometrických dat prostřednictvím střední jednotné jazyky musí překonat některé obtíže.

Struktura

Stejně jako všechny ostatní složité systémy CAD obsahuje několik podsystémů, které mohou být projektovány nebo obsluhovány.

První se zabývá přímou realizací řady projektových prací. Jako příklad takového subsystému může způsobit, že trojrozměrné geometrické modelování všech druhů mechanických objektů analýzy obvodu, vytvoření projektové dokumentace nebo na PCB stopových látek.

Servisní subsystémy jsou určeny k zajištění normální pracovní kapacity projektorů a jejich kombinace je často mezi specialisty nazývaná systémové prostředí CAD. Jako typické porce subsystémy jsou často používány návrhových dat pro správu databází, různé subsystémy vývoje a následnou údržbu CASE softwaru, jakož i školení, jejichž cílem je usnadnit rozvoj uživatelům technologií, implementovaných v CAD.

Strukturování různých aspektů umožnilo objevit druhy údržby CAD, které jsou dnes přiděleny pouze sedm:

• technické, které zahrnují různé hardware;
• Matematický, který spojuje všechny možné matematické metody, algoritmy a modely;
• software, který je počítačový program CAD;
• Informace, které zahrnují databáze, řídící systémy pro tyto databáze, jakož i mnoho dalších informací používaných v procesu navrhování;
• jazykové, vyjádřené ve formě jazyků komunikace mezi počítači a projektanty, jazyky výměny dat mezi technickými CAD nástroji a programovacími jazyky;
• Metodická, která zahrnuje všechny druhy konstrukčních technologií;
• organizační, provedené ve formě popisů práce, harmonogramů zaměstnanců a další dokumentace, pomocí které se provádí regulace práce projektových podniků.

Stojí za zmínku, že celé tělo informací, které se používají v procesu navrhování, odborníci nazývali informační fond CAD. Databáze je uspořádaná sada informací, která odráží různé vlastnosti objektů a jejich vztah v určitém doména. Přístup do databáze pro studium, záznam a následné opravy údajů je vedena v databázi, a sadu databází a databází s názvem BND, to znamená, že databanku.

Klasifikace

návrhové systémy CAD / CAM jsou klasifikovány podle různých funkcí, jako je aplikace, konečném použití, měřítko (jak složité úkoly jsou vyřešeny), a na povaze základního subsystému.

U aplikací mezi nejoblíbenějšími a nejreprezentativnějšími je nutné přidělit následující skupiny CAD:

• Používá se v oblasti obecného inženýrství (kvůli kterému se obvykle nazývají strojírenství);
• používané v oblasti radiové elektroniky;
• používané ve stavebnictví a architektuře.

Kromě toho existuje také dostatečně velký počet specializovaných systémů nebo je přidělen do uvedených skupin nebo zastupuje zcela nezávislou klasifikační pobočku. Jako ilustrativní příklad můžeme citovat velké integrované obvody CAD, elektrické stroje, letadla a řadu dalších.

Rozsah rozdílné individuální hardware a metodických komplexů, včetně komplexní kontrolu pevnosti různých strojírenských výrobků podle metody konečných prvků nebo komplexní testovací obvody, stejně jako systém s jedinečnou architekturou nejen softwarové, ale i technické podpory.

Základní subsystém

Zde jsou následující typy CAD:

• Na základě podsystému geometrického modelování a počítačové grafiky. Takové CAD systémy jsou zaměřena především na různé aplikace, ve které jako hlavní konstrukční postup provádí konstrukci, že je jasné vymezení prostorových forem, jakož i vzájemné umístění objektu. Proto tato skupina zahrnuje mnoho CAD systémů z oblasti strojírenství založených na grafických jádrech. V naší době je časté používat jednotné grafické jádro.
• Na základě DBMS. Jsou zaměřena především na ty aplikace, ve kterých existuje možnost vést relativně jednoduchých matematických výpočtů, dost zpracovávat velké množství informací. Mohou být často nalézt v technických a ekonomických aplikacích, jako je koncepce podnikatelských záměrů, ale často jsou používány i při návrhu velkých předmětů, jako jsou řídicí panely automatických systémů.

Kromě toho existují také složité CAD systémy, které zahrnují subsystémy všech předchozích typů. Jako typické příklady takových komplexních systémů stojí za to přinést software, který se aktivně využívá v moderním inženýrství, nebo CAD. Ten zahrnuje DBMS a různé subsystémy pro návrh komponent, funkční a logické obvody, topologie krystalů, stejně jako testy pro analýzu trvanlivosti vyráběných výrobků. Aby bylo zajištěno běžné řízení takových složitých programů, je obvyklé používat specializované systémové prostředí.