也談CAD技術(shù)的設(shè)計(jì)原理

唐忠

摘要：本文通過(guò)上網(wǎng)查找資料了解CAD技術(shù)運(yùn)用原理。經(jīng)過(guò)了解后，對(duì)CAD技術(shù)設(shè)計(jì)原理有了更深入的了解。希望本文可以幫助大家更加全面客觀的了解CAD技術(shù)以方便簡(jiǎn)易操作。

關(guān)鍵詞：CAD技術(shù)，傳統(tǒng)制圖法，設(shè)計(jì)原理，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)

【中圖分類(lèi)號(hào)】TP3 91. 72

【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A

【文章編號(hào)】2236-1879（2018）13-0022-01

利用計(jì)算機(jī)及其圖形設(shè)備幫助設(shè)計(jì)人員進(jìn)行設(shè)計(jì)工作，簡(jiǎn)稱CAD。在工程和產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，計(jì)算機(jī)可以幫助設(shè)計(jì)人員擔(dān)負(fù)計(jì)算、信息存儲(chǔ)和制圖等項(xiàng)工作。各種設(shè)計(jì)信息，不論是數(shù)字的、文字的或圖形的，都能存放在計(jì)算機(jī)的內(nèi)存或外存里，并能快速地檢索;設(shè)計(jì)人員通常用草圖開(kāi)始設(shè)計(jì)，將草圖變?yōu)楣ぷ鲌D的繁重工作可以交給計(jì)算機(jī)完成;利用計(jì)算機(jī)可以進(jìn)行與圖形的編輯、放大、縮小、平移和旋轉(zhuǎn)等有關(guān)的圖形數(shù)據(jù)加工工作。

1、CAD技術(shù)的基本功能

在工程和產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，計(jì)算機(jī)可以幫助設(shè)計(jì)人員擔(dān)負(fù)計(jì)算、信息存儲(chǔ)和制圖等項(xiàng)工作。CAD能夠減輕設(shè)計(jì)人員的勞動(dòng)，縮短設(shè)計(jì)周期和提高設(shè)計(jì)質(zhì)量。裝配件（一堆零件或者其它裝配件）的自動(dòng)設(shè)計(jì)，工程文檔的輸出，設(shè)計(jì)到生產(chǎn)設(shè)備的直接輸出，快速原型或快速制造工業(yè)原型的機(jī)器的直接輸出。

CAD技術(shù)的基本功能包括：

①平面繪圖，能以多種方式創(chuàng)建直線、圓、橢圓、多邊形、樣條曲線等基本圖形

②繪圖輔助工具，AutoCAD提供了正交、對(duì)象捕捉、極軸追蹤、捕捉追蹤等繪圖輔助工具。正交功能使用戶可以很方便地繪制水平、豎直直線，對(duì)象捕捉可幫助拾取幾何對(duì)象上的特殊點(diǎn)，而追蹤功能使畫(huà)斜線及沿不同方向定位點(diǎn)變得更加容易。

③編輯圖形，AutoCAD具有強(qiáng)大的編輯功能，可以移動(dòng)、復(fù)制、旋轉(zhuǎn)、陣列、拉伸、延長(zhǎng)、修剪、縮放對(duì)象等。

④標(biāo)注尺寸，可以創(chuàng)建多種類(lèi)型尺寸，標(biāo)注外觀可以自行設(shè)定。

⑤書(shū)寫(xiě)文字，能輕易在圖形的任何位置、沿任何方向書(shū)寫(xiě)文字，可設(shè)定文字字體、傾斜角度及寬度縮放比例等屬性。

⑥圖層管理，圖形對(duì)象都位于某一圖層上，可設(shè)定圖層顏色、線型、線寬等特性。

⑦三維繪圖，可創(chuàng)建3D實(shí)體及表面模型，能對(duì)實(shí)體本身進(jìn)行編輯。

⑧網(wǎng)絡(luò)功能，可將圖形在網(wǎng)絡(luò)上發(fā)布，或是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)Au-toCAD資源。

⑨數(shù)據(jù)交換，AutoCAD提供了多種圖形圖像數(shù)據(jù)交換格式及相應(yīng)命令。

⑩二次開(kāi)發(fā)，AutoCAD允許用戶定制菜單和工具欄，并能利用內(nèi)嵌語(yǔ)言Autolisp、Visual Lisp、VBA、ADS、ARX等進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)。

2、CAD技術(shù)來(lái)源

在早期，工程師采用手工繪圖。他們用草圖表達(dá)設(shè)計(jì)思想，手法不一。后來(lái)逐漸規(guī)范化，形成了一整套規(guī)則，具有一定的制圖標(biāo)準(zhǔn)，從而使工程制圖標(biāo)準(zhǔn)化。人們想方設(shè)法地提高勞動(dòng)效率，將工程技術(shù)人員從繁瑣重復(fù)的體力勞動(dòng)中解放出來(lái)，集中精力從事開(kāi)創(chuàng)性的工作。隨著計(jì)算機(jī)的迅猛發(fā)展，工程界的迫切需要，計(jì)算機(jī)輔助繪圖應(yīng)運(yùn)而生。計(jì)算機(jī)輔助工程設(shè)計(jì)逐漸成為現(xiàn)實(shí)。

3、CAD技術(shù)設(shè)計(jì)原理

由于高性能的微型計(jì)算機(jī)和各種外部設(shè)備的支持，計(jì)算機(jī)輔助繪圖軟件的開(kāi)發(fā)也得到長(zhǎng)足的發(fā)展。設(shè)計(jì)人員通常用草圖開(kāi)始設(shè)計(jì)，將草圖變?yōu)楣ぷ鲌D的繁重工作可以交給計(jì)算機(jī)完成;由計(jì)算機(jī)自動(dòng)產(chǎn)生的設(shè)計(jì)結(jié)果，可以快速作出圖形顯示出來(lái)，使設(shè)計(jì)人員及時(shí)對(duì)設(shè)計(jì)作出判斷和修改;利用計(jì)算機(jī)可以進(jìn)行與圖形的編輯、放大、縮小、平移和旋轉(zhuǎn)等有關(guān)的圖形數(shù)據(jù)加工工作。CAD技術(shù)能夠減輕設(shè)計(jì)人員的計(jì)算畫(huà)圖等重復(fù)性勞動(dòng)，專(zhuān)注于設(shè)計(jì)本身，縮短設(shè)計(jì)周期和提高設(shè)計(jì)質(zhì)量。

交互式圖形顯示軟件用于圖形顯示的開(kāi)窗、剪輯、觀看，圖形的變換、修改，以及相應(yīng)的人機(jī)交互。CAD應(yīng)用軟件提供幾何造型、特征計(jì)算、繪圖等功能，以完成面向各專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域的各種專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)。構(gòu)造應(yīng)用軟件的四個(gè)要素是：算法、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、用戶界面和數(shù)據(jù)管理。數(shù)據(jù)管理軟件用于存儲(chǔ)、檢索和處理大量數(shù)據(jù)，包括文字和圖形信息。為此，需要建立工程數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。它同一般的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)相比有如下特點(diǎn)：數(shù)據(jù)類(lèi)型更加多樣，設(shè)計(jì)過(guò)程中實(shí)體關(guān)系復(fù)雜，庫(kù)中數(shù)值和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)經(jīng)常發(fā)生變動(dòng)，設(shè)計(jì)者的操作主要是一種實(shí)時(shí)性的交互處理。CAD的基本技術(shù)主要包括交互技術(shù)、圖形變換技術(shù)、曲面造型和實(shí)體造型技術(shù)等。在計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)中，交互技術(shù)是必不可少的。交互式CAD系統(tǒng)，指用戶在使用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，人和機(jī)器可以及時(shí)地交換信息。采用交互式系統(tǒng)，人們可以邊構(gòu)思、邊打樣、邊修改，隨時(shí)可從圖形終端屏幕上看到每一步操作的顯示結(jié)果，非常直觀。圖形變換的主要功能是把用戶坐標(biāo)系和圖形輸出設(shè)備的坐標(biāo)系聯(lián)系起來(lái);對(duì)圖形作平移、旋轉(zhuǎn)、縮放、透視變換;通過(guò)矩陣運(yùn)算來(lái)實(shí)現(xiàn)圖形變換。CAD同時(shí)也列入計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)自動(dòng)化的范圍。

4、結(jié)束語(yǔ)

近年來(lái)，隨著我國(guó)正式加入WTO，經(jīng)濟(jì)全球化和信息化使我國(guó)制造企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境、發(fā)展模式和活動(dòng)空間等發(fā)生了深刻變化，這些變化對(duì)我國(guó)制造企業(yè)提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。如何提高自身的核心競(jìng)爭(zhēng)力已成為制造企業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)。在機(jī)械CAD的應(yīng)用方面，經(jīng)過(guò)這幾十年的發(fā)展，我國(guó)機(jī)械CAD的應(yīng)用有了長(zhǎng)足的發(fā)展，機(jī)械CAD技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于我國(guó)企業(yè)。在機(jī)械CAD人才方面，在政府的大力支持下，高校和企業(yè)培養(yǎng)了一大批模具CAD軟件開(kāi)發(fā)及應(yīng)用人才。CAD技術(shù)的進(jìn)步始終與工程實(shí)際相結(jié)合，它在我國(guó)的應(yīng)用和發(fā)展必將對(duì)制造企業(yè)產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響，對(duì)提高我國(guó)制造企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力起到舉足輕重的作用。隨著市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的日益激烈，用戶對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量、成本、上市時(shí)間提出了越來(lái)越高的要求。CAD技術(shù)是加快產(chǎn)品更新?lián)Q代，增強(qiáng)企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)能力的最有效手段。企業(yè)應(yīng)看清應(yīng)用CAD技術(shù)帶來(lái)的進(jìn)步性，并以自身為基礎(chǔ)，借鑒同行各企業(yè)應(yīng)用推廣的經(jīng)驗(yàn)，靈活應(yīng)用CAD技術(shù)，加快企業(yè)的設(shè)計(jì)制造一體化發(fā)展。