Süsteemi CAD: luues selleks, koostise ja struktuuri

CAD-süsteemid on arvuti abil projekteerimissüsteemid, mida kasutatakse mitmesuguste projekteerimisprotseduuride läbiviimiseks arvutitehnoloogia abil. Sellise tarkvara abiga luuakse ka üksikute ehitiste, toodete või struktuuride tehnoloogiline ja projekteerimisdokumentatsioon . Kaasaegseid CAD-süsteeme kasutatakse kaasaegse inimese kõige mitmekülgsemates tegevusvaldkondades ning praktiliselt kõigile on olemas sellised kommunikatsioonid.

Mis see on?

Sageli peetakse lühendit CAD tavaliseks ingliskeelseks analoogiks mõistega CAD, kuid tegelikult pole see päris nii tore. CAD-süsteeme ei saa pidada täieõiguslikuks CAD-analoogiks kui organisatsioonilist ja tehnilist süsteemi, kuna GOST toob selle lause ingliskeelse samaväärsena mõistega "arvutipõhine disain". Seega tõlgendatakse inglise keeles terminit CAD pigem CAE-süsteemina, kuid paljudes välismaistes allikates on öeldud, et termin SAE on üldine mõiste, mis hõlmab mis tahes arvutitehnoloogia kasutamist inseneritöös, sealhulgas ka CAM-i ja CAD-i.

Miks see on vajalik?

CAD-süsteeme kasutatakse peamiselt inseneride efektiivsuse ja tootlikkuse suurendamiseks, projekteerimise ja tootmise edasise ettevalmistamise täielikuks automatiseerimiseks. Seega on nende rakenduse tõttu järgmised eelised:

• Disainiaeg on oluliselt lühem;
• Planeerimiseks ja projekteerimiseks vajalik tööjõud on väiksem;
• Tootmise ja disaini kogukulu on oluliselt vähendatud, mis mõjutab otseselt tegevuskulusid;
• Tehnilise ja majandusliku taseme tõus ning läbiviidud disainitöö tulemuste kvaliteet;
• Katsetamise ja täismahulise modelleerimisega seotud kulude vähendamine.

Sisendandmetena kasutavad kaasaegsed CAD-süsteemid mitmesuguste tehniliste ekspertide teadmisi, mis on seotud tulemuste täpsustamisega, erinevate disainilahenduste nõuete kehtestamisega, vastuvõetud disaini kontrollimisega, selle muutmisega ja paljude muude asjadega.

Arvutipõhise projekteerimise süsteemi rakendamine toimub rakenduslike kommunikatsioonikomplektidega, mille abil saab disaini pakkuda, samuti konstruktsioonide edasiseks joonistamiseks ja kolmemõõtmeliseks modelleerimiseks või lahtiseks ja lamedaks osaks.

Enamikul juhtudel sisaldavad CAD-süsteemid mooduleid kolmemõõtmeliste struktuuride modelleerimiseks, jooniste ja erinevate disainteksti dokumentide kujundust.

Need on klassifitseeritud peamiselt mitmest parameetrist:

• Vaadeldava objekti sordi ja liigi;
• Disainiprotseduuri automatiseerimise tase;
• Loodud objekti keerukus;
• Automatiseerimisprotsessi keerukus;
• Kasutatavate dokumentide arv;
• Kasutatud dokumentide olemus;
• Tehnilise tugistruktuuri juures olevate tasemete koguarv.

Eesmärk

Sõltuvalt CAD-süsteemide ülesannete täitmisest jagatakse need mitmeks rühmaks:

• Kolmemõõtmelise või kahemõõtmelise geomeetrilise disaini automatiseerimine, samuti erinevate tehnoloogiliste või projekteerimisdokumentide loomine.
• Jooniste kujundamine ja edasine loomine.
• Geomeetrilise modelleerimise läbiviimine.
• Erinevate tehniliste arvutuste automatiseerimine, dünaamiline simulatsioon, samuti füüsikaliste protsesside analüüs ja simulatsioon koos järgnevate toodete kontrollimise ja optimeerimisega.
• Arvutianalüüsiks kasutatavate SAE-töövahendite alamklass.
• Mitme toote tootmisprotsessi tehnoloogiliseks ettevalmistamiseks ette nähtud vahendid, mis võimaldavad automatiseerida programmitööprotseduuri ja täiendavaid juhtimisseadmeid GAPSi või CNC abil.
• Vahendid, mis on ette nähtud mitmesuguste tehnoloogiliste protsesside kavandamisprotsesside automatiseerimiseks, mida kasutatakse CAMi ja CAD süsteemide ühendamisel.

Enamik CAD-süsteeme võib kombineerida erinevate ülesannete lahendust, mis on seotud disaini erinevate aspektidega - kompleksse või integreeritud CAD-süsteemiga.

Ühine rahvusvaheline klassifikatsioon

Modernne klassifikatsioon jagab need mitmesse kategooriasse:

• Joonistamissüsteemid, mis esimest korda ilmusid eelmise sajandi 70. aastatel, kuid mida võib siiski kasutada mõnes olukorras;
• Süsteemid, mis loovad objektide kolmemõõtmelisi elektroonilisi mudeleid, mis võimaldavad lahendada tootmisprotsessi modelleerimisega seotud mitmesuguseid probleeme;
• Süsteemid, mis toetavad objekti täielikku elektroonilist kirjeldust.

Viimati nimetatud tüüp on tehnoloogia, mis tagab infotehnoloogilise mudeli arendamise ja sellele järgneva toetuse kogu selle olelustsükli jooksul, sealhulgas kontseptuaalne ja operatiivne disain, täieõiguslik turundus, tootmine, tehnoloogiline koolitus, toimimine, samuti ringlussevõtt ja parandamine.

Tänapäevases tehnilises ja hariduskirjanduses ning mitmesugustes riigi standardites tõlgendatakse lühendit CAD kui "Arvutipõhist projekteerimissüsteemi", kuid siin on mõiste "projekteerimistööde automatiseerimissüsteem" kõige täpsem, kuid seda on raskem tajuda, . Sageli juhtub, et CAD-süsteemide projekteerimisel võib märkida automaatse disainisüsteemi väär tõlgendust, kuigi tegelikult on see olemuslikult ekslik. Ärge unustage, et mõiste "automaatne" tagab süsteemi täiesti iseseisva toimimise, ilma et oleks vaja inimesi osaleda, samas kui CAD nõuab mõne ülesande täitmist ise, ja täielik automatiseerimine viitab ainult üksikutele protseduuridele ja toimingutele .

Pole tõsi, on ka mõiste "tarkvara automatiseeritud disain", sest seda võib nimetada liiga kitsalt keskendunud. Loomulikult peetakse CAD-d ainult projektitegevuste läbiviimiseks vajalikuks rakendusteks, kuid tegelikkuses riigisiseses kirjanduses ja mitmesugustes valitsuse standardites vaadeldakse CAD-d kui laiemat kontseptsiooni, mis hõlmab lisaks tarkvaratooteid.

CAD hambaravi

Enamik kaasaegseid hambakliinikke kasutab CAD-i. Hambaarstide CAD-süsteeme kasutatakse kõrgekvaliteediliste proteeside tootmiseks, neid on kasutatud enam kui kümme aastat implantaatide, kroonide ja erinevate proteeside abutmentide valmistamiseks, mis kõik on suurepärase kvaliteedi ja suure täpsusega. Selle tehnoloogia olemus seisneb selles, et esialgu teostatakse arvutis loodud struktuuri kolmemõõtmeline modelleerimine ja ainult siis, kasutades projekti mudelit, toodavad nad tootmist jahvatusseadmes.

Seega saavad hambaarstid oma töös CAD-tehnoloogia kasutamise eest palju eeliseid. Hambaravi CAD süsteeme kasutatakse sagedamini järgmiselt:

• Esmalt teeb arst muljet väljavõtte, mis seejärel saadetakse laborisse;
• Pärast kaadrite edastamist paigutatakse spetsiaalsesse skännerisse, luues tulevase toote mudeli;
• Ettevõteesse siseneb CAD-süsteem: 3D-mudel muutub spetsialiseeritud failiks, mis toimib jahvatusseadme andmeallikana;
• Saadud faili kasutades valmistatakse jahvatusseadmest tsirkooniumoksiidist valmistatud spetsiaalne toorik;
• Lõppkokkuvõttes on saadud kate hoolikalt kaetud keraamilise massiga ja küpsetatud.

CAD / CAM-süsteemid hambaarstist võimaldavad valmistada tsirkooniumdioksiidist valmistatud krooni, mis erinevad metalli sisaldavatest toodetest, millel on palju eeliseid. Neil toodetel ei ole naturaalsete hammastest peaaegu mingeid värvide erinevusi, sest varju valik toimub ka raami valmistamise käigus. Seejärel on kaader hoolikalt kaetud spetsiaalse keraamika massiga, millel on läbipaistev ja läbipaistev struktuur, samuti on selle paletiga mitmekülgne värv, mis võimaldab teha kroonid looduslike hambadena sarnaseks.

Tsirkooniumoksiid on iseenesest väga bioloogiliselt kokkusobiv isegi väärismetallidega võrreldes ja see on allergiavastane aine, mida kinnitab mitmed teaduslikud kliinilised uuringud. Tegelikult ei ole tsirkooniumoksiidi baasil põhinevad kroonid ainukesed tooted, mille jaoks kasutatakse CAD / CAM-süsteeme. Selliste tehnoloogiate põhjal põhinev CNC-masin võimaldab toota:

• Mitmesugused sillad;
• Ajutised kroonid;
• Üksikud abutments.

Lisaks juba mainitud tsirkooniumile võib tootmisprotsessis kasutada erinevaid materjale, sealhulgas plastikke, vahasid, koobaltit ja titaani ning kroomi.

Millised on eelised?

Need tehnoloogiad pakuvad selliseid eeliseid nagu:

• Tööstuse maksimaalne võimalik täpsus väiksemate kõrvalekallete korral;
• Tootmisprotsesside täielik automatiseerimine, mis peaaegu täielikult kõrvaldab vigu;
• Võimalus kasutada mitmesuguseid materjale;
• Võimaluse teostada modelleerimist ja tootmisprotseduure erinevates kohtades;
• Kõigi käimasolevate protsesside marginaalne tootlikkus.

CAD masinaehituses

CAD-süsteem (T-FLEX CAD jt) leidis masinakäsitluse valdkonnas piisavalt laiali, mis erineb kolmel tasandil - põhi, keskmine ja ülemine. See jagunemine ilmnes eelmise sajandi kaheksakümnendate ja üheksakümnendate aastate jooksul.

Madalamal tasemel on odavate CAD / CAM / CAE süsteemidega süsteemid, mis on peamiselt suunatud 2D-graafile, st nad on peamiselt suunatud joonistustööde automatiseerimisele. Kerge CAD-i tehnilise toe saamiseks kasutati personaalarvuteid, mis juba sel ajal olid täieõigusliku tööjaama funktsioonide jaoks oluliselt halvemad.

Kõrgema taseme süsteemid või, nagu neid ikka veel nimetatakse, raske CAD, mõeldud kasutamiseks igasuguste suurarvutite või tööjaamade jaoks. Sellised süsteemid osutusid palju mitmekülgsemaks, kuid samal ajal olid need üsna suured kulud, keskendudes peamiselt pinnale ja kindlale modelleerimisele. Neis mitmesuguseid joonistusdokumentide valmistamist tehakse tihti spetsiaalsete geomeetriliste kolmemõõtmeliste mudelite esialgse väljatöötamise abil. Pärast seda süsteemi, kus 3D-modelleerimisfunktsioon oli piiratud ainult tahkete mudelitega, see tähendab, et raskus- ja valguse vahepealse positsiooni hõivamiseks oli oma keskmine tase.

Praeguseks on CAD-i arendamine juba viinud tõsiasjale, et enamikes keskmise tasandi süsteemides hakkasid ilmnema spetsiaalsed pinna modelleerimise tööriistad ning personaalarvutitele kättesaadavad funktsioonid on muutunud vastuvõetavaks tänapäevaste tipptasemel süsteemide jaoks. Selle tagajärjel muutusid ka need põhimõtted, millele keskmise ja raskusega süsteemide erinevus täideti. Tänapäeva CAD-süsteeme, mis on rasked, on sageli nn CAE / CAD / CAM / PDM, st need, mis sisaldavad samaaegselt selliseid funktsioone nagu:

• Tehnoloogiline ja projekteerimistehnika;
• Inseneri analüüs;
• Projektiteabe haldamine;
• Spetsiaalsete programmimoodulite laiendatud koosseis.

Seevastu tänapäeva keskmise astme süsteemid on tavaliselt mainstream, keskel või lihtsalt seeriaviisilised.

Sama taseme süsteeme võib nimetada ligikaudu samaväärseks funktsionaalsuse poolest, kuna mõned uued saavutused, mis ilmuvad teatavas tarkvaras ja metoodikavas, viiakse lähitulevikus ellu teiste uute versioonidega. CAD-s on suurtes ettevõtetes tihtipeale lubatud kombineerida samaaegselt mitut eri tasandi süsteemi. Sageli on see tingitud asjaolust, et peaaegu kõiki projekteerimisprotseduure on võimalik teostada keskmise ja madalama taseme CAD-süsteemide puhul ning lisaks on rasked ka liiga kallid. Seepärast ostavad ettevõtted tipptasemel tarkvara litsentse üsna piiratud arvul ja enamik kaasaegseid kliendibaase pakutakse madalama ja keskmise taseme arvelt.

Sellisel juhul juhtub tihti, et CAD / CAE-süsteemidel võivad olla teatavad probleemid omavahel teabe vahetamise seisukohast, kuid sellised häired on lahendatud CALS-tehnoloogiate abil vastu võetud erivormide ja -keelte abil, ehkki selleks, et tagada geomeetriliste andmete moonutamatu ülekandmine Vahepealsed ühendatud keeled peavad ületama mõned raskused.

Struktuur

Nagu iga teine kompleksne süsteem, sisaldab CAD ka mitmeid alamsüsteeme, mida saab projekteerida või teenindada.

Esimesed tegelevad mitmesuguste disainitööde otsese rakendamisega. Näiteks võime tsiteerida kõigi võimalike mehaaniliste objektide kolmemõõtmelise geomeetrilise modelleerimise allsüsteeme, vooluringide analüüsi, projekteerimisdokumentide loomist või trükkplaatide jälgimisühendusi.

Alamsüsteemide teenindamine on mõeldud projektorite tavapärase töövõime tagamiseks ning nende kombinatsioon on sageli spetsialistide hulgas, mida nimetatakse CAD-i süsteemi keskkonda. Tüüpilised teenindussüsteemi alamsüsteemid kasutavad tihti projektiandmete haldamise andmebaase, erinevaid CASE arendamise ja sellele järgneva hoolduse allsüsteeme, samuti koolitusi, mis on kavandatud CAD-i poolt kasutatavate tehnoloogiate kasutuselevõtu hõlbustamiseks.

Mitmesuguste aspektide struktureerimine võimaldas tuua CAD-toe tüüpe, millest täna antakse ainult seitse:

• Tehniline, mis hõlmab mitmesuguseid riistvara ;
• Matemaatiline, mis ühendab igasuguseid matemaatilisi meetodeid, algoritme ja mudeleid;
• Tarkvara, mis on arvutiprogramm CAD;
• Teave, mis hõlmab nende andmebaaside andmebaase, juhtimissüsteeme ja palju muud teavet, mida kasutatakse projekteerimisprotsessis;
• Keeleline, väljendatuna arvutite ja disainerite vahelise kommunikatsiooni keelte kujul, tehniliste CAD-tööriistade ja programmeerimiskeelte vahelise andmevahetuse keeli;
• Metoodiline, mis hõlmab igasuguseid disaintehnoloogiaid;
• Organisatsiooniline, täidetakse ametikohtade kirjelduste, töötajate ajakavade ja muude dokumentide kujul, mille kaudu viiakse läbi projektiettevõtete tegevuse reguleerimine.

Väärib märkimist, et kõik andmed, mida kasutatakse projekteerimise käigus, spetsialistide nimetatakse Teave Facility CAD. Andmebaas on korrastatud andmete kogum, mis kajastab erinevate omadustega objektide ja nende suhe teatud ainevaldkonnas. Juurdepääs andmebaasile uuring, salvestamise ja hilisema andmete korrigeerimise kaudu toimub andmebaasi, ja komplekt andmebaaside ja andmebaasi nimega BND, et on andmeid pank.

klassifikatsioon

CAD / CAM projekteerimise süsteemid liigitatakse vastavalt erinevaid funktsioone, nagu rakendus, lõppkasutuse, skaala (kuidas keerukaid ülesandeid lahendada) ja milline on põhi allsüsteem.

Rakenduste jaoks kõige populaarsem ja esindaja CAD on pakkuda järgmistesse rühmadesse:

• kasutatud valdkonnas üldiselt inseneri (mille nad on kutsutud masinaehitus);
• kasutatud elektroonika valdkonnas;
• kasutatakse ehituses ja arhitektuuri.

Lisaks on ka üsna mitmeid spetsialiseerunud süsteemid või kõnealustele rühmadele või on iseseisev haru klassifikatsioon. Illustreeriva näitena on suured CAD integraallülitused, elektrimasinate, õhusõidukite ja mitmed teised.

Skaala erinevate üksikute riistvara ja metoodiline komplekse, sealhulgas keeruliste kontrolli tugevust eri mehaanilised tooted vastavalt lõplike elementide meetod või keeruline test lülitused samuti süsteemi unikaalse arhitektuuri mitte ainult tarkvara, vaid ka tehnilist tuge.

Basic allsüsteemi

On olemas järgmist tüüpi CAD:

• Tuginedes allsüsteemi geomeetriline modelleerimine ja arvutigraafika. Selline CAD süsteemid on peamiselt suunatud erinevaid rakendusi, kus peamise disaini protseduuri teostab ehitus, mis on selge määratlus ruumiliste vormide, samuti vastastikuse objekti asukohta. See on põhjus, miks selle grupi sisaldab palju CAD masinaehituse, põhineb alusel graafika südamikud. Meie ajal tehtud piisavalt tihti kasutada ühtse graafika tuum.
• Tuginedes andmebaasi. Need on peamiselt suunatud neile, rakendused, kus on võimalus viia läbi suhteliselt lihtne matemaatilisi arvutusi, piisavalt töödelda suure hulga informatsiooni. Nad on sageli võimalik leida tehnilist ja majanduslikku rakendused, nagu disain äriplaanid, kuid sageli neid kasutatakse ja disaini suurte objektide nagu juhtpaneelid automaatsüsteemides.

Lisaks on olemas ka integreeritud CAD, mis sisaldab alamsüsteem kõigi varasemate liiki. Nagu konkreetsed näited selliste keeruliste süsteemide tasub tsiteerida tarkvara, mida kasutatakse laialdaselt kaasaegse inseneri või CAD LSI. Viimane hõlmab oma koostiselt ja kõrge DBMS allsüsteemi funktsionaalsed loogika osad ja disain, kristallid topoloogia, samuti testid analüüsimiseks kehtivuse valmistatud tooteid. Selleks, et tagada nõuetekohane haldamine selliste keeruliste programmide, otsustas ta kasutada spetsiaalseid keskkondadega.