CAD的发展及应用领域.pdf

概述 CAD 即计算机辅助设计(CAD-ComputerAided Design) 利用计算机及其图形设备帮助设计 人员进行设计工作。简称cad。 在工程和产品设计中，计算机可以帮助设计人员担负计算、 信息存储和制图等项工作。3o- e,z/x6x w7p. ~ l 人类在表达思想、传递信息时，最初采用图形，后来逐渐演化发展为具有抽象意义的文字。 这是人类在信息交流上的一次伟大革命。在信息交流中，图形表达方式比文字表达方式具有 更多的优点。一幅图纸能容纳下许多信息，表达内容直观，一目了然，在不同的民族与地区 具有表达思想的相通性，而往往可以反映用语言、文字也难以表达的信息。 工程图是工程师的语言。绘图是工程设计乃至整个工程建设中的一个重要环节。然而，图纸 的绘制是一项极其繁琐的工作，不但要求正确、精确，而且随着环境、需求等外部条件的变 化，设计方案也会随之变化。一项工程图的绘制通常是在历经数遍修改完善后才完成的。 在早期，工程师采用手工绘图。他们用草图表达设计思想，手法不一。后来逐渐规范化，形 成了一整套规则，具有一定的制图标准，从而使工程制图标准化。但由于项目的多样性、多 变性，使得手工绘图周期长、效率低、重复劳动多，从而阻碍了建设的发展。于是，人们想 方设法地提高劳动效率，将工程技术人员从繁琐重复的体力劳动中解放出来，集中精力从事 开创性的工作。例如，工程师们为了减少工程制图中的许多繁琐重复的劳动，编制了大量的 标准图集，提供给不同的工程以备套用。 工程师们梦想着何时能甩开图板，实现自动化画图，将自己的设计思想用一种简洁、美观标 准的方式表达出来，便于修改，易于重复利用，提高劳动效率。,D1`2 I8q# v4 {4 R- I 随着计算机的迅猛发展，工程界的迫切需要，计算机辅助绘图(ComputerAidedDraw—ing)应 运而生。早期的计算机辅助设计系统是在大型机、超级小型机上开发的，一般需要几十万甚 至上百万美元，往往只有在规模很大的汽车、航空、化工、石油，电力、轮船等行业部门中 应用，工程建设设计领域各单位则难以望其项背。进入80年代，微型计算机的迅速发展， 使计算机辅助工程设计逐渐成为现实。计算机绘图是通过编制计算机辅助绘图软件，将图形 显示在屏幕上，用户可以用光标对图形直接进行编辑和修改。由微机配上图形输入和输出设 备(如键盘、鼠标、绘图仪)以及计算机绘图软件，就组成一套计算机辅助绘图系统。% G/A+ u4 @+ v6E0 O-F 由于高性能的微型计算机和各种外部设备的支持，计算机辅助绘图软件的开发也得到长足的 发展。-j! |( x6 }: z%x 在设计中通常要用计算机对不同方案进行大量的计算、分析和比较，以决定最优方案；各种 设计信息，不论是数字的、文字的或图形的，都能存放在计算机的内存或外存里，并能快速 地检索；设计人员通常用草图开始设计，将草图变为工作图的繁重工作可以交给计算机完成； 由计算机自动产生的设计结果，可以快速作出图形显示出来，使设计人员及时对设计作出判 断和修改；利用计算机可以进行与图形的编辑、放大、缩小、平移和旋转等有关的图形数据 加工工作。cad 能够减轻设计人员的计算画图等重复性劳动，专注于设计本身，缩短设计周 期和提高设计质量。 5y h0 S; F4 v8g- | 系统组成 通常以具有图形功能的交互计算机系统为基础，主要设备有：计算机主机，图形显示终端， 图形输入板，绘图仪，扫描仪，打印机，磁带机，以及各类软件。2 h+ \_/ x `;i* z [3 ?. A 工程工作站一般指具有超级小型机功能和三维图形处理能力的一种单用户交互式计算机系 统。它有较强的计算能力，用规范的图形软件，有高分辨率的显示终端，可以联在资源共享 的局域网上工作，已形成最流行的cad 系统。 \8u Y7Q#M/ e( ]#D* \0v8 ]+p 个人计算机 （pc）系统价格低廉，操作方便，使用灵活。80年代以后，pc机性能不断翻新， 硬件和软件发展迅猛，加之图形卡、高分辨率图形显示器的应用，以及pc机网络技术的发 展，由pc机构成的cad 系统已大量涌现，而且呈上升趋势。g G7i) @. N(z 计算机所设计的二次曲面——球面 图形输入输出设备 除了计算机主机和一般的外围设备外，计算机辅助设计主要使用图形输 入输出设备。交互图形系统对cad 尤为重要。图形输入设备的一般作用是把平面上点的坐 标送入计算机。常见的输入设备有键盘、光笔、触摸屏、操纵杆、跟踪球、鼠标器、图形输 入板和数字化仪。- H3W:T:S9 X. r 图形输出设备分为软拷贝和硬拷贝两大类。软拷贝设备指各种图形显示设备，是人机交