Introducción al diseño asistido por ordenador
El diseño asistido por ordenador es el uso de ordenadores y equipos gráficos para ayudar a los diseñadores a realizar trabajos de diseño, denominado CAD. En ingeniería y diseño de productos, las computadoras pueden ayudar a los diseñadores a realizar cálculos, almacenamiento de información y dibujos. CAD puede reducir el trabajo de los diseñadores, acortar el ciclo de diseño y mejorar la calidad del diseño. En diseño, las computadoras generalmente se utilizan para realizar una gran cantidad de cálculos, análisis y comparaciones de diferentes soluciones para determinar la solución óptima. Diversa información de diseño, ya sea numérica, textual o gráfica, puede almacenarse en la memoria de la computadora o puede ser externa; guardar y recuperar rápidamente; los diseñadores generalmente comienzan con bocetos, y el trabajo pesado de convertir los bocetos en dibujos de trabajo se puede dejar en manos de las computadoras para editar, ampliar, reducir, traducir y rotar el trabajo de procesamiento de datos gráficos.
Diseño asistido por computadora - Descripción general La tecnología informática electrónica es un símbolo importante del desarrollo de la ciencia y la tecnología modernas. Es de gran importancia aplicar la tecnología informática electrónica al servicio del diseño mecánico en la industria mecánica. Con el desarrollo de la economía y la sociedad, las características de las computadoras, como la velocidad de computación rápida, la alta precisión de los cálculos, la gran capacidad de almacenamiento y la función de juicio lógico, se combinan con la tecnología de visualización gráfica y equipos de dibujo automático bajo la interacción humano-computadora, computadora. ¿El diseño asistido surgió?
Diseño asistido por computadora - definición
Folleto de diseño asistido por computadora El diseño asistido por computadora se refiere al uso de computadoras y equipos gráficos para ayudar a los diseñadores a realizar el trabajo de diseño, conocido como CAD. . En ingeniería y diseño de productos, las computadoras pueden ayudar a los diseñadores a realizar cálculos, almacenamiento de información y dibujos. En diseño, las computadoras generalmente se utilizan para realizar una gran cantidad de cálculos, análisis y comparaciones de diferentes soluciones para determinar la solución óptima. Diversa información de diseño, ya sea numérica, textual o gráfica, puede almacenarse en la memoria de la computadora o puede ser externa; almacenado en la computadora y puede recuperarse rápidamente; los diseñadores generalmente comienzan el diseño con un boceto, y el trabajo pesado de convertir el boceto en un dibujo funcional se puede dejar en manos de la computadora y los resultados del diseño generados automáticamente por la computadora se pueden mostrar rápidamente; gráficamente, permitiendo a los diseñadores emitir juicios y modificaciones oportunas en los diseños; utilizar computadoras para realizar el procesamiento de datos gráficos relacionados con la edición, amplificación, reducción, traducción y rotación de gráficos; CAD puede reducir el trabajo de los diseñadores, acortar el ciclo de diseño y mejorar la calidad del diseño.
Diseño asistido por computadora: descripción general del desarrollo
Álbum de trabajo CAD En la década de 1950, nació en los Estados Unidos el primer sistema de dibujo por computadora del mundo y comenzaron los sistemas pasivos con funciones simples de salida de dibujos. Aparece la tecnología de diseño asistido por ordenador.
A principios de la década de 1960, apareció la tecnología CAD de parches de superficie y, a medio plazo, se lanzó el equipo de dibujo por ordenador comercializado.
En la década de 1970, comenzó a tomar forma un sistema CAD completo. Más tarde, aparecieron pantallas de escaneo rasterizado que podían producir gráficos realistas y se introdujeron varias formas de dispositivos de entrada de gráficos, como cursores manuales y paneles de entrada de gráficos. Promoviendo el desarrollo de la tecnología CAD.
En la década de 1980, con la aparición de potentes microprocesadores y dispositivos de almacenamiento hechos de circuitos integrados de muy gran escala, aparecieron las estaciones de trabajo de ingeniería y la tecnología CAD se hizo popular gradualmente en las pequeñas y medianas empresas.
Desde mediados de la década de 1980, la tecnología CAD se ha desarrollado hacia la estandarización, la integración y la inteligencia. Se han lanzado uno tras otro algunos software de interfaz gráfica estándar y funciones gráficas, lo que ha desempeñado un papel importante en la promoción de la tecnología CAD, el trasplante de software y el intercambio de datos en la estructura del sistema de una sola función en el pasado a una integral; han surgido funciones y funciones asistidas por computadora. Un sistema de fabricación integrado por computadora que integra el diseño y la fabricación auxiliar la aplicación de tecnología de solidificación, tecnología de red, multiprocesador y tecnología de procesamiento paralelo en CAD ha mejorado enormemente el rendimiento del sistema CAD; la introducción de la inteligencia artificial y la tecnología de sistemas expertos en CAD. La aparición de la tecnología CAD inteligente ha mejorado enormemente las capacidades de resolución de problemas del sistema CAD y ha hecho que el proceso de diseño sea más automatizado. Actualmente, CAD se ha utilizado ampliamente en diversos campos, como la electrónica y la electricidad, la investigación científica, el diseño mecánico, el desarrollo de software, la robótica, la industria textil, la industria editorial, la automatización de fábricas, la construcción civil, la geología, el arte informático y otros campos.
Diseño asistido por computadora: composición del sistema
Los dibujos de diseño asistido por computadora generalmente se basan en sistemas informáticos interactivos con funciones gráficas. El equipo principal es: computadora host, terminal de visualización de gráficos, gráficos. placas de entrada, trazadores, escáneres, impresoras, unidades de cinta y varios tipos de software.
Estación de trabajo de ingeniería
Generalmente se refiere a un sistema informático interactivo de un solo usuario con funciones de súper minicomputadora y capacidades de procesamiento de gráficos tridimensionales. Tiene una gran potencia informática, utiliza software de gráficos estándar, tiene un terminal de visualización de alta resolución y puede funcionar en una red de área local con recursos compartidos, y se ha convertido en el sistema CAD más popular.
Computadora personal (pc)
El sistema es económico, fácil de operar y flexible de usar. Después de la década de 1980, el rendimiento de las PC se renovó continuamente, el hardware y el software se desarrollaron rápidamente, junto con la aplicación de tarjetas gráficas, pantallas gráficas de alta resolución y el desarrollo de la tecnología de redes de PC, los sistemas CAD compuestos por PC surgieron en grandes cantidades. y están en aumento.
Dispositivos gráficos de entrada y salida
Además de los hosts informáticos y los dispositivos periféricos generales, el diseño asistido por ordenador utiliza principalmente dispositivos gráficos de entrada y salida. Los sistemas de gráficos interactivos son particularmente importantes para CAD. La función general de un dispositivo de entrada de gráficos es enviar las coordenadas de puntos en el plano a la computadora. Los dispositivos de entrada comunes incluyen teclados, lápices ópticos, pantallas táctiles, joysticks, trackballs, ratones, tabletas gráficas y digitalizadores. Los dispositivos de salida de gráficos se dividen en dos categorías: copia impresa y copia impresa. Los dispositivos de copia impresa se refieren a varios dispositivos de visualización gráfica, que son indispensables para la interacción persona-computadora; los dispositivos de copia impresa se utilizan a menudo como dispositivos accesorios para pantallas gráficas, que copian las imágenes en la pantalla para su almacenamiento. Hay tres pantallas gráficas de uso común: pantalla de haz dirigido, pantalla de tubo de almacenamiento y pantalla de escaneo rasterizado. La visualización de haz dirigido fue la primera aplicación para que la imagen sea clara, el haz de electrones debe redibujar constantemente los gráficos, por lo que también se denomina visualización de actualización. Es fácil de borrar y modificar gráficos y es adecuada para gráficos interactivos. La pantalla del tubo de almacenamiento guarda la imagen sin actualizarla, por lo que puede mostrar una gran cantidad de datos y el precio es bajo. Los sistemas de escaneo de trama pueden proporcionar imágenes en color, la información de la imagen se puede almacenar en la llamada memoria buffer de cuadros y la resolución de la imagen es mayor.
?Software CAD
Además del software propio del ordenador, como el sistema operativo y el compilador, CAD utiliza principalmente software de visualización de gráficos interactivos, software de aplicación CAD y Software de gestión de datos software de categoría 3.
El software de visualización gráfica interactiva se utiliza para abrir ventanas, editar y visualizar pantallas gráficas, transformar y modificar gráficos y la correspondiente interacción persona-computadora. El software de aplicación CAD proporciona modelado geométrico, cálculo de características, dibujo y otras funciones para completar varios diseños especializados para diversos campos profesionales. Los cuatro elementos que estructuran el software de aplicación son: algoritmos, estructuras de datos, interfaz de usuario y gestión de datos. El software de gestión de datos se utiliza para almacenar, recuperar y procesar grandes cantidades de datos, incluido texto e información gráfica. Para ello, es necesario establecer un sistema de base de datos de ingeniería. En comparación con los sistemas de bases de datos generales, tiene las siguientes características: los tipos de datos son más diversos, las relaciones entre entidades son complejas durante el proceso de diseño, los valores y las estructuras de datos en la base de datos cambian con frecuencia y la operación del diseñador es principalmente interactiva en tiempo real. proceso.
Diseño asistido por computadora: tecnología básica
El álbum de trabajo CAD incluye principalmente tecnología interactiva, tecnología de transformación de gráficos, modelado de superficies y tecnología de modelado de sólidos, etc.
En el diseño asistido por ordenador, la tecnología interactiva es fundamental. El sistema CAD interactivo significa que cuando los usuarios utilizan sistemas informáticos para diseñar, las personas y las máquinas pueden intercambiar información de manera oportuna. Utilizando un sistema interactivo, las personas pueden concebir, probar y modificar al mismo tiempo, y pueden ver los resultados de cada paso de la operación en la pantalla del terminal gráfico en cualquier momento, lo cual es muy intuitivo.
La función principal de la transformación de gráficos es conectar el sistema de coordenadas del usuario y el sistema de coordenadas del dispositivo de salida de gráficos; realizar traducción, rotación, escala y transformación de perspectiva en gráficos y realizar la transformación de gráficos a través de operaciones matriciales; .
Automatización del diseño por ordenador El CAD propio del ordenador tiene como objetivo realizar la automatización o semiautomatización del proceso de diseño y desarrollo del propio ordenador.
El contenido de la investigación incluye automatización del diseño funcional y automatización del diseño de ensamblaje, que involucra lenguaje de descripción de hardware de computadora, simulación a nivel de sistema, síntesis lógica automática, simulación lógica, automatización de microprogramación, división lógica automática, diseño y enrutamiento automáticos, y los correspondientes sistemas de gráficos interactivos y sistemas de bases de datos de ingeniería. . El CAD de circuitos integrados a veces se incluye en el alcance de la automatización del diseño por computadora.
Diseño asistido por computadora: funciones principales Las funciones de los sistemas CAD modernos incluyen:
(1) Reutilización de componentes de diseño (Reutilización de componentes de diseño)
( 2) Función simple de modificación de diseño y control de versiones (Facilidad de modificación y versionado de diseño)
(3) Generación automática de componentes estándar del diseño (Generación automática de componentes estándar del diseño)
(4) Verificación de si el diseño cumple con los requisitos y reglas reales (Validación/verificación de diseños contra especificaciones y reglas de diseño)
(5) Simulación de diseño sin construir un prototipo físico (Simulación de diseños sin construir un prototipo físico)
(6) Diseño automático de conjuntos (un conjunto de piezas u otros conjuntos)
(7) Salida de documentos de ingeniería, como planos de fabricación, lista de materiales (Bill of Materials)
(8) Salida directa del diseño al equipo de producción
(9) A prototipo rápido O salida directa de la máquina para la fabricación rápida de prototipos industriales
Diseño asistido por computadora - comúnmente Software usado AutoCAD: utilizado para dibujos bidimensionales, dibujos detallados, documentación de diseño y diseño tridimensional básico.
Pro/E: Principalmente un software de diseño y dibujo 3D.
Solidworks: También es un software de dibujo 3D, utilizado principalmente para diseño de apariencia, etc.
MastCAM: Puede realizar dibujos en 3D. Aún mejor, puede realizar simulaciones de procesamiento y generar programas de procesamiento CNC.
UG: software de diseño de dibujos 3D, que se puede comparar con pro/E.
Diseño asistido por computadora - función de dibujo Funciones del sistema CAD
Dibujos de diseño asistido por computadora Las funciones de los sistemas CAD modernos incluyen:
(1) Reutilización de componentes de diseño (Reutilización de componentes de diseño)
(2) Facilidad de modificación y versionado del diseño
(3) Generación automática de componentes estándar de diseño)
(4) Validación/verificación de diseños contra especificaciones y reglas de diseño (Validación/verificación de diseños contra especificaciones y reglas de diseño)
(5) No se requiere establecimiento Simulación de diseños sin construir un prototipo físico
(6) Diseño automático de ensamblaje (un conjunto de piezas u otros ensamblajes)
(7) Ingeniería Salida de documentos, como planos de fabricación, lista de materiales (Bill of Materials)
(8) Salida directa del diseño al equipo de producción
(9) A la industria de creación rápida de prototipos o fabricación rápida Salida directa de máquinas prototipo
Introducción al software CAD
AutoCAD es un software de diseño CAD bidimensional y tridimensional de renombre internacional. Es un diseño automático asistido por computadora producido por primera vez por la empresa estadounidense Autodesk en 1982. Software de diseño para dibujo, detalle y diseño en 2D. documentación y diseño 3D básico. Se ha convertido en una herramienta de dibujo muy popular a nivel internacional. El formato de archivo .dwg se ha convertido en el formato estándar de facto para dibujos bidimensionales.
AutoCAD tiene una buena interfaz de usuario y su entorno de diseño de múltiples documentos permite que los profesionales no informáticos aprendan a utilizarlo muy rápidamente. AutoCAD tiene una amplia adaptabilidad y buena compatibilidad, puede ejecutarse en varios sistemas de PC y estaciones de trabajo y admite más de 40 tipos de dispositivos de visualización de gráficos con resoluciones que van desde 320?200 a 2048?1024, así como digitalizadores y ratones. 30 tipos de trazadores e impresoras, lo que crea las condiciones para la popularidad de AutoCAD.
Haochen CAD es un conocido software de diseño CAD nacional desarrollado por Suzhou Haochen Software Co., Ltd. La última versión es Haochen CAD 2012.
Haochen CAD es perfectamente compatible con AutoCAD y básicamente es consistente con él en términos de interfaz, funciones, hábitos operativos, métodos de comando, formatos de archivo e interfaces de desarrollo secundarias. Ha desarrollado una gran cantidad de herramientas. basado en las necesidades de los usuarios domésticos, con mayor Además, Haochen CAD también puede proporcionar soluciones integrales para la industria de topografía y diseño y la industria manufacturera.
En 2010, Haochen recibió apoyo financiero del Ministerio de Industria y Tecnología de la Información para desarrollar un software de diseño arquitectónico colaborativo tridimensional. En 2012, Haochen lanzará software profesional y sistemas de gestión y diseño colaborativo que integran arquitectura y estructura. , fontanería, calefacción, electricidad, sol, conservación de energía, etc. Un conjunto completo de soluciones.
Zhongwang CAD es otro software de diseño CAD nacional. Fue desarrollado por Guangzhou Zhongwang Longteng Software Co., Ltd. y lanzó la primera versión en 2001. La última versión es Zhongwang CAD 2011.
ZWCAD es compatible con el ampliamente utilizado AutoCAD y es básicamente igual en términos de interfaz, funciones, hábitos operativos, métodos de comando y formatos de archivo, pero tiene un mayor costo, rendimiento y servicios localizados más considerados. Popular entre los usuarios, se utiliza ampliamente en campos de investigación, diseño y fabricación, como comunicaciones, construcción, carbón, conservación de agua y energía hidroeléctrica, electrónica, maquinaria y moldes.
En 2010, ZW Company gastó decenas de millones de dólares para adquirir la famosa empresa estadounidense de software de diseño CAD/CAM 3D: VX, y lanzó la versión ZW 3D2010 en agosto de 2010. A partir de entonces, ZW Company comenzó a involucrarse el campo del software de diseño CAD tridimensional.
MicroStation es un software de diseño CAD bidimensional y tridimensional de renombre internacional como AutoCAD. La primera versión fue desarrollada por los hermanos Bentley en 1986. Su formato dedicado es DGN y es compatible con DWG/DXF de AutoCAD y otros formatos.
MicroStation es la plataforma básica para las soluciones de Bentley Engineering Software Systems en los campos de construcción, ingeniería civil, transporte, plantas de proceso, fabricación discreta, departamentos gubernamentales, servicios públicos y redes de telecomunicaciones.
MicroStation tiene una gran compatibilidad y escalabilidad y puede lograr muchos efectos especiales a través de una serie de software de terceros. Por ejemplo, al utilizar complementos de terceros como TurnTool, puede usar MicroStation directamente para publicar vitrinas 3D en línea.
Datos de modelos CAD
Los dibujos de diseño asistidos por computadora y el software de diseño CAD proporcionarán algunos modelos, pero es necesario descargar más modelos de Internet. Algunos foros y plataformas nacionales también proporcionarán. Modelos relevantes. Descarga de modelos, pero es necesario mejorar la precisión y riqueza del contenido.
Sin embargo, si la empresa tiene varios sistemas CAD ejecutándose en paralelo, entonces necesita configurar una biblioteca de recursos de datos de piezas unificada con capacidades multiplataforma e integrar los datos del modelo en la biblioteca de piezas estándar y la comprada. Biblioteca de piezas Exporte a sistemas de configuración 3D en formato de datos originales CAD, como Autodesk Inventor, SolidWorks, CATIA, SolidEdge, Pro/E, AutoCAD, UG NX, Onespace, etc., para ayudar a los diseñadores a completar el trabajo de diseño más rápido y mejorar la eficiencia. . PARTcommunity, una plataforma de recursos de datos de piezas PLM basada en Internet, parece utilizar el poder de la nube para construir un modelo tridimensional grande y rico. En países extranjeros, este servicio de red se denomina "biblioteca de piezas" o "almacén de recursos de datos". . Entre los usuarios de PLM en Europa, América y Japón, PARTcommunity (PCOM para abreviar) es tan conocida como las plataformas de red como BLOG y SNS que conocemos hoy en día.
A principios de 2010, PARTcommunity 2.0 (conocido como PCOM 2.0) se lanzó oficialmente en Alemania, y su sitio PCOM 2.0 en chino simplificado se instaló oficialmente en Beijing (linkable.partcommunity). Beijing Lingrui Hongxiang Technology Co., Ltd. y German Card Dinas Co., Ltd. son desarrollados conjuntamente por ***, que proporciona modelos de productos de cientos de fabricantes nacionales y extranjeros para que los usuarios registrados los descarguen y utilicen de forma gratuita, lo que puede Satisfacer las diferentes necesidades de los usuarios, como Haochen CAD, ZWCAD, Tianhe CAD, CAXA, etc. Para algunos sistemas de modelado nacionales importados y redesarrollados, como Thinkdesign (Think3), VX, etc., PARTsolutions también proporciona interfaces de datos en formato original.
Diseño asistido por computadora: CAD que diseña y automatiza la propia computadora, con el objetivo de automatizar o semiautomatizar el proceso de diseño y desarrollo de la propia computadora. El contenido de la investigación incluye automatización del diseño funcional y automatización del diseño de ensamblaje, que involucra lenguaje de descripción de hardware de computadora, simulación a nivel de sistema, síntesis lógica automática, simulación lógica, automatización de microprogramación, división lógica automática, diseño y enrutamiento automáticos, y los correspondientes sistemas de gráficos interactivos y sistemas de bases de datos de ingeniería. . El CAD de circuitos integrados a veces se incluye en el alcance de la automatización del diseño por computadora. ;