CAD的概念及其用途
CAD的概念及其用途
CAD即計算機輔助設計（Computer Aided Design,CAD），其概念和內涵正在不斷地發展中。
如今CAD在我們工業設計中已經不可缺少的工業軟件了。
1972年10月，國際信息處理聯合會（IFIP）在荷蘭召開的“關于CAD原理的工作會議”上給出如下定義：CAD是一種技術，其中人與計算機結合為一個問題求解組，緊密配合，發揮各自所長，從而使其工作優于每一方，并為應用多學科方法的綜合性協作提供了可能。CAD是工程技術人員以計算機為工具，對產品和工程進行設計、繪圖、分析和編寫技術文檔等設計活動的總稱。上圖是一個CAD系統。人們根據系統功能的要求，用有限的特征來描述設計問題，通過形式化用計算機的數據結構來表達特征，并將用數據結構描述的特征數據存放在數據庫之中。這樣，設計過程變成了對數據庫的處理。這一過程可以看作是建模過程，模型被用來表示實際的或抽象的對象，是對被處理對象進行計算、分析、模擬和研究的基礎。因此，模型是實際結構在CAD系統中的具體體現，是計算機認知產品的基礎。我們知道，產品和工程結構本身能表現出來的屬性（特征）是無限的，但可用的計算機資源、人們的認識知識是有限的，我們只能認知實際結構的部分屬性，只能處理產品和工程結構設計的某些方面。
CAD的概念及其用途
根據模型的不同，CAD系統一般分為二維CAD和三維CAD系統。二維CAD系統一般將產品和工程設計圖紙看成是“點、線、圓、弧、文本……”等幾何元素的集合，系統內表達的任何設計都變成了幾何圖形，所依賴的數學模型是幾何模型，系統記錄了這些圖素的幾何特征。二維CAD系統一般由圖形的輸入與編輯、硬件接口、數據接口和二次開發工具等幾部分組成。三維CAD系統的核心是產品的三維模型。三維模型是在計算機中將產品的實際形狀表示成為三維的模型，模型中包括了產品幾何結構的有關點、線、面、體的各種信息。計算機三維模型的描述經歷了從線框模型、表面模型到實體模型的發展，所表達的幾何體信息越來越完整和準確，能解決“設計”的范圍越廣。其中，線框模型只是用幾何體的棱線表示幾何體的外形，就如同用線架搭出的形狀一樣，模型中沒有表面、體積等信息。表面模型是利用幾何形狀的外表面構造模型，就如同在線框模型上蒙了一層外皮，使幾何形狀具有了一定的輪廓，可以產生諸如陰影、消隱等效果，但模型中缺乏幾何形狀體積的概念，如同一個幾何體的空殼。幾何模型發展到實體模型階段，封閉的幾何表面構成了一定的體積，形成了幾何形狀的體的概念，如同在幾何體的中間填充了一定的物質，使之具有了如重量、密度等特性，且可以檢查兩個幾何體的碰撞和干涉等。由于三維CAD系統的模型包含了更多的實際結構特征，使用戶在采用三維CAD造型工具進行產品結構設計時，更能反映實際產品的構造或加工制造過程。
CAD的概念及其用途
隨著CAD技術的發展和人們需求的不斷提高，人工智能等各類技術逐漸融入到CAD系統中，形成了各種基于知識的CAD系統（或智能CAD系統）。知識的應用使CAD系統的“設計”功能和設計自動化水平大大提高，對產品設計全過程的支持程度大大加強，促進了產品和工程的**開發。
單機CAD系統是安裝在一臺計算機中，進行獨立工作的CAD系統。在經濟全球化和網絡技術高速發展的今天，基于因特網/企業內部網的網絡化CAD系統得到高速發展。網絡化CAD系統可以在網絡環境中由多人、異地進行產品的定義與建模、產品的分析與設計、產品的數據管理和數據交換等，是實現協同設計的重要手段，可為企業利用全球資源進行產品的快速開發提供支持。
CAD的概念及其用途
專業化CAD應用系統是各專業根據各自的設計需要，利用通用CAD系統提供的二次開發工具或數據接口功能，將各類專業設計技術研制成CAD系統的各類設計工具和知識，從而使設計能直接按照專業設計的方法進行，大大提高了CAD系統的“設計”能力和效率。???這類CAD系統針對具體的專業進行開發，在專業設計方面不具備通用性。數控機床是按照事先編制好的加工程序，自動地對被加工零件進行加工。我們把零件的加工工藝路線、工藝參數、刀具的運動軌跡、位移量、切削參數(主軸轉數、進給量、背吃刀量等)以及輔助功能(換刀、主軸正轉、反轉、切削液開、關等)，按照數控機床規定的指令代碼及程序格式編寫成加工程序單，再把這程序單中的內容記錄在控制介質上(如穿孔紙帶、磁帶、磁盤、磁泡存儲器)，然后輸入到數控機床的數控裝置中，從而指揮機床加工零件。這種從零件圖的分析到制成控制介質的全部過程叫數控程序的編制。數控機床與普通機床加工零件的區別在于控機床是按照程序自動加工零件，而普通機床要由人來操作，我們只要改變控制機床動作的程序就可以達到加工不同零件的目的。
因此，數控機床特別適用于加工小批量且形狀復雜要求精度高的零件由于數控機床要按照程序來加工零件，編程人員編制好程序以后，輸入到數控裝置中來指揮機床工作。程序的輸入是通過控制介質來的。
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