CAD Sistema: crear finalidade, composición e estrutura

Os sistemas de CAD son sistemas de deseño asistidos por computadora que se utilizan para realizar diversos procedementos de deseño co uso da tecnoloxía informática. Ademais, coa axuda de tal software, créase documentación técnica e de deseño para edificios, produtos ou estruturas individuais. Os modernos sistemas de CAD empréganse nos máis diversos campos de actividade do home moderno, e prácticamente para todos hai un tipo único de tales utilidades.

¿Que é?

Moitas veces, a abreviatura CAD considérase o análogo estándar de fala inglesa do termo CAD, pero de feito non o é. Os sistemas de CAD non poden considerarse como un analóxico CAD de pleno dereito como sistema organizativo e técnico, xa que GOST trae esta frase na forma dun equivalente en lingua inglesa estandarizada do termo "deseño asistido por computadora". Así, en inglés o termo CAD traduce máis como sistema CAE, pero en varias fontes externas constátase que o termo SAE é un concepto xeneralizado, que inclúe o uso de calquera tecnoloxía informática nos traballos de enxeñaría, incluíndo tamén CAM e CAD.

Por que isto é necesario?

Os sistemas de CAD úsanse principalmente para maximizar a eficiencia e produtividade dos enxeñeiros automatizando totalmente o deseño e posterior preparación da produción. Deste xeito, debido á súa aplicación, conséguense as seguintes vantaxes:

• O tempo de deseño reduce significativamente;
• A cantidade de traballo requirida para a planificación e deseño é reducida;
• O custo principal total da fabricación e do deseño redúcese significativamente, o que afecta directamente aos custos operativos;
• Un aumento no nivel técnico e económico, así como a calidade dos resultados do traballo de deseño realizado;
• Redución de custos necesarios para a proba e modelización a gran escala.

Como datos de entrada, os modernos sistemas de CAD usan diversos coñecementos de expertos técnicos, que se dedican á perfeccionamento dos resultados, a introdución de diversos requisitos de deseño, a verificación do deseño recibido, a súa modificación e moitas outras cousas.

A implantación do sistema de deseño asistido por ordenador lévase a cabo como un conxunto de utilidades aplicadas coa axuda de que se proporciona deseño, así como o deseño posterior e o modelado tridimensional de estruturas ou partes a granel e planas.

Na maioría dos casos, os sistemas CAD inclúen módulos para modelar estruturas tridimensionais, así como o deseño de debuxos e varios documentos de texto de deseño.

Están clasificados principalmente en varios parámetros:

• A variedade e tipo do obxecto en consideración;
• Nivel de automatización do procedemento de deseño;
• Complexidade do obxecto creado;
• A complexidade do proceso de automatización;
• Número de documentos usados;
• A natureza dos documentos utilizados;
• O número total de niveis que estarán presentes na estrutura de soporte técnico.

Obxecto previsto

Dependendo de que se implementen as tarefas dos sistemas CAD, están divididas en varios grupos:

• Automatización de deseño xeométrico tridimensional ou bidimensional, así como a creación de diversos documentos tecnolóxicos ou de deseño.
• Deseño e creación adicional de debuxos.
• Realización de modelos xeométricos.
• Automatización de varios cálculos de enxeñaría, simulación dinámica, así como análise e simulación de procesos físicos con posterior verificación e optimización de produtos.
• Unha subclase de ferramentas SAE usadas para a análise por computadora.
• Medios destinados á preparación tecnolóxica do proceso de produción de diversos produtos, o que permite automatizar o proceso de programación e controlar o equipamento con GAPS ou CNC.
• Medios destinados á automatización dos procesos de planificación de diversos procesos tecnolóxicos, empregados en conxunto cos sistemas CAM e CAD.

A maioría dos sistemas CAD poden combinar a solución de varias tarefas relacionadas con diferentes aspectos do deseño: un sistema CAD complexo ou integrado.

Clasificación internacional común

A clasificación moderna distribúese en varias categorías:

• Sistemas orientados ao debuxo, que apareceron por primeira vez nos anos setenta do século pasado, pero aínda se poden usar nalgunhas situacións;
• Sistemas que crean modelos electrónicos tridimensionais de obxectos, que permiten resolver diversos problemas relacionados coa modelización ata o proceso de produción;
• Sistemas que soportan o concepto dunha descrición electrónica completa dun obxecto.

Este último tipo é unha tecnoloxía que proporciona o desenvolvemento e apoio posterior do modelo electrónico de información ao longo do seu ciclo de vida, incluíndo deseño conceptual e operativo, marketing completo, fabricación, formación tecnolóxica, operación, así como reciclaxe e reparación.

Na moderna literatura técnica e educativa, así como varios estándares estatais, a cadea CAD é interpretada como o "Sistema de deseño asistido por computadora", pero aquí o concepto "Sistema de automatización para traballos de deseño" corresponde máis exactamente, pero é máis difícil de percibir, . Moitas veces ocorre que, ao deseñar nos sistemas de CAD, pódese observar unha interpretación incorrecta do "Sistema de deseño automático", aínda que de feito isto é inherentemente erróneo. Non hai que esquecer que o concepto de "automático" proporciona un funcionamento completamente independente do sistema sen necesidade de participación humana, mentres que o CAD aínda require a execución dalgunhas tarefas da propia persoa e a automatización completa refírese só a procedementos e operacións individuais .

Non é verdade que tamén é o concepto de "Software Automated Design", porque pode ser chamado demasiado centrado. Por suposto, actualmente CAD considérase só como software de aplicación necesario para levar a cabo as actividades do proxecto, pero de feito na literatura nacional e varios estándares gobernamentais, CAD considérase un concepto máis extenso, que inclúe non só ferramentas de software.

CAD en odontoloxía

A maioría das clínicas dentais modernas usan CAD. Os sistemas de CAD en odontoloxía son utilizados para producir próteses de alta calidade, foron utilizados hai máis de dez anos para fabricar contrafuertes para implantes, coroas e próteses diversas, que son de excelente calidade e alta precisión. A esencia desta tecnoloxía reside no feito de que se realiza un modelo tridimensional inicial da estrutura creada na computadora, e só entón, utilizando o modelo do proxecto, fan a produción na unidade de moenda.

Deste xeito, os dentistas obteñen moitas vantaxes debido ao uso da tecnoloxía CAD no seu traballo. Os sistemas CAD na odontoloxía son usados con máis frecuencia como segue:

• Primeiro o médico realiza a eliminación da impresión, que é entón enviada ao laboratorio;
• Despois da entrega dos moldes colócanse nun escáner especializado, creando un modelo do produto futuro;
• O sistema CAD entra no negocio: o modelo 3D convértese nun ficheiro especializado que servirá como fonte de datos para a unidade de moenda;
• Usando o arquivo resultante, a unidade de moenda está fabricada a partir dunha peza de traballo especial feita con óxido de zirconio;
• Ao final, o cadro resultante está coidadosamente cuberto con masa cerámica e cocido.

Os sistemas CAD / CAM en odontoloxía permiten a fabricación de coroas de dióxido de circonio, que difieren dos produtos que conteñen metais con moitas vantaxes. Por si mesmos, estes produtos non teñen case diferenzas na cor dos dentes naturais, xa que a elección da sombra se realiza incluso no proceso de elaboración do cadro. A continuación, a estrutura está cuberta coidadosamente cunha masa cerámica especial, que ten unha estrutura translúcida e translúcida, e tamén inclúe unha gran variedade de cores na súa paleta, o que fai posible facer coroas similares aos dentes naturais.

Por si só , o óxido de zirconio é altamente biocompatible, mesmo cando se compara cos metais preciosos e é un material hipoalergénico, segundo confirmou unha serie de estudos clínicos científicos. Con todo, de feito, as coroas baseadas no marco do óxido de circonio non son o único tipo de produtos para os que se utilizan sistemas CAD / CAM. A máquina CNC baseada en tales tecnoloxías permite producir:

• Varias pontes;
• Coroas temporais;
• Pilares individuais.

Ademais do xa citado circonio, pódense usar diversos materiais no proceso de fabricación, incluíndo plásticos, ceras, cobalto e titanio, e cromo.

Cales son as vantaxes?

Estas tecnoloxías proporcionan vantaxes como:

• A precisión máxima posible de fabricación con pequenas desviacións;
• Automatización total dos procesos de produción, que elimina case por completo a posibilidade de erros;
• A posibilidade de utilizar unha variedade de materiais;
• A posibilidade de levar a cabo procedementos de modelización e fabricación en diferentes lugares;
• Produtividade marginal de calquera proceso en curso.

CAD en enxeñaría mecánica

O sistema CAD (T-FLEX CAD e outros) atopou unha distribución bastante ampla no campo da enxeñaría mecánica que difire en tres niveis: a parte inferior, a media e a parte superior. Esta división apareceu a principios dos anos oitenta e noventa do século pasado.

O nivel máis baixo inclúe sistemas CAD / CAM / CAE de baixo custo, que están orientados principalmente a gráficos 2D, é dicir, están destinados principalmente á automatización do traballo de debuxo. Como soporte técnico para CAD lixeiro, utilizáronse computadores persoais, que xa eran considerablemente inferiores na funcionalidade ás estacións de traballo de pleno dereito.

Os sistemas de alto nivel ou, como se chaman aínda, pesados CAD, foron deseñados para ser utilizados en todo tipo de mainframes ou estacións de traballo. Estes sistemas resultaron ser moito máis versátiles, pero á vez tiñan un custo elevado, centrándose principalmente na modelaxe de superficie e sólida. A preparación de varias documentación de debuxo nelas adoita realizarse mediante o desenvolvemento preliminar de modelos tridimensionais xeométricos especiais. Tras este sistema, no que a función de modelado 3D limitouse únicamente a modelos sólidos, é dicir, ocupando unha posición intermedia entre a pesada ea luz, obtivo o seu propio nivel medio.

Ata o momento, o desenvolvemento de CAD xa levou ao feito de que, na maioría dos sistemas de nivel medio, comezaron a aparecer ferramentas de modelado de superficie especiais e as funcións dispoñibles para o seu uso en ordenadores persoais tamén se tornaron aceptables para os modernos sistemas de alto nivel. Debido a isto, ata aqueles principios sobre os que se realizou a diferenza de sistemas medios e pesados cambiáronse máis cedo. Actualmente os sistemas CAD modernos dun nivel pesado son comunmente chamados CAE / CAD / CAM / PDM, é dicir, os que simultaneamente inclúen funcións como:

• Enxeñaría tecnolóxica e de deseño;
• Análise de enxeñaría;
• Xestión de información do proxecto;
• Composición ampliada de módulos especiais de programas.

En contraste, os sistemas modernos de nivel medio adoitan denominarse mainstream, mid-range ou simplemente serial.

Os sistemas do mesmo nivel pódense chamar aproximadamente equivalentes en termos de funcionalidade, xa que algunhas novas versións que aparecen nun software e un complexo metodolóxico determinaranse nun futuro próximo nas novas versións dos demais. En grandes empresas de CAD moitas veces se acepta combinar simultaneamente varios sistemas de diferentes niveis. Moitas veces, isto débese ao feito de que case todos os procedementos de deseño poden realizarse nos sistemas CAD dos niveis medio e inferior e, ademais, os pesados son demasiado caros. É por iso que as empresas adquiren licenzas de software de alto nivel nun número bastante limitado e a maioría das bases de clientes modernas son fornecidas a costa dos niveis máis baixos e medios.

Neste caso, moitas veces acontece que os sistemas CAD / CAE poden ter certos problemas en termos de intercambio de información entre si mesmos, pero estas interrupcións son resoltos mediante o uso de formatos e idiomas especiais adoptados nas tecnoloxías CALS, aínda que para asegurar unha transferencia indistinta de datos xeométricos a través de As linguas unificadas intermedias teñen que superar algunhas dificultades.

Estrutura

Do mesmo xeito que calquera outro sistema complexo, CAD inclúe varios subsistemas que poden proxectarse ou servir.

Os primeiros están implicados na implementación directa dunha variedade de traballos de deseño. A modo de exemplo, podemos citar subsistemas de modelización xeométrica tridimensional de todos os obxectos mecánicos posibles, análise de circuítos, creación de documentación de deseño ou seguimento de conexións de placas de circuíto impreso.

Os subsistemas de servizo están deseñados para garantir o funcionamento normal dos proyectores, ea súa combinación adoita ser entre os especialistas chamados ambiente de sistema de CAD. Os subsistemas de servizo típicos usan a miúdo bases de datos de xestión de datos de proxectos, varios subsistemas para o desenvolvemento e posterior mantemento do software CASE, así como a formación, deseñada para facilitar a adopción por parte de usuarios de tecnoloxías implementadas en CAD.

A estruturación en diversos aspectos permitiu a aparición de tipos de soporte CAD, que hoxe só se dan sete:

• Técnico, que inclúe varios hardware ;
• Matemática, que combina todo tipo de métodos matemáticos, algoritmos e modelos;
• Software, que é un programa informático CAD;
• Información, que inclúe bases de datos, sistemas de xestión para estas bases de datos, así como moitos outros datos utilizados no proceso de deseño;
• Lingüística, expresada en forma de linguaxes de comunicación entre ordenadores e deseñadores, idiomas de intercambio de datos entre ferramentas CAD técnicas e linguaxes de programación;
• Metodolóxico, que inclúe todo tipo de tecnoloxías de deseño;
• Organizacional, executada en forma de descricións de emprego, horarios de persoal e outra documentación, a través do cal realízase a regulación do funcionamento das empresas do proxecto.

Paga a pena notar que todo o que se usa no proceso de deseño, os expertos chamados Información Facility CAD. Unha base de datos é un conxunto ordenado de datos, o que reflicte as diferentes características dos obxectos e as súas relacións nunha determinada área temática. O acceso á base de datos para o estudo, escritura e posterior corrección de datos se realiza a través da base de datos e un conxunto de bases de datos e base de datos chamado o BND, é dicir, a base de datos.

clasificación

sistemas de deseño CAD / CAM son clasificados de acordo con unha variedade de recursos como aplicación, uso final, a escala (como as tarefas complexas son resoltas), ea natureza do subsistema básico.

Para aplicacións entre o representante máis popular e de CAD é proporcionar os seguintes grupos:

• utilizado no campo da enxeñaría en xeral (polo cal son chamados de construción de máquina);
• utilizado no campo da electrónica;
• utilizado na construción e arquitectura.

Ademais, hai tamén un gran número de sistemas especializados ou lle atribúe a estes grupos, ou é unha clasificación rama totalmente independente. Como exemplo ilustrativo, Major CAD circuítos integrados, maquinaria eléctrica, avións e unha serie de outros.

A escala de hardware diferentes individual e metódicas complexos, incluíndo verificación complexo a resistencia de varios produtos mecánicos de acordo co método do elemento finito, ou o circuíto de probas complexo, así como un sistema cunha arquitectura única non só software, senón tamén o soporte técnico.

subsistema básico

Existen os seguintes tipos de CAD:

• subsistema de base de xeométricos modelaxe e computación gráfica. Tales sistemas CAD son orientadas principalmente para unha variedade de aplicacións, en que, como o procedemento de deseño principal executa a construción, que é unha definición clara de formas espaciais, así como a localización mutua do obxecto. É por iso que este grupo inclúe moitos CAD de enxeñaría mecánica, con base na base de núcleos gráficos. No noso tempo, fixo moitas veces o suficiente para usar unificada núcleo gráfico.
• Baseado na base de datos. Son orientados principalmente para aquelas aplicacións que hai a posibilidade de realizar un concepto simple cálculos matemáticos, suficientes para procesar grandes cantidades de información. Poden ser atopados nas aplicacións técnicas e económicas, como o deseño de plans de negocio, pero moitas veces son usados e no deseño de obxectos de grandes dimensións, como paneis de control en sistemas automáticos.

Ademais, hai tamén CAD integrado, que inclúe un subsistema de todo tipo anteriores. Como exemplos específicos de tales sistemas complexos é software citando a pena, que é amplamente utilizado na enxeñaría moderna, ou CAD LSI. O último inclúe, na súa composición e do subsistema de alta SGBD, compoñentes lóxicos funcionais e de creación, cristais topoloxía, así como ensaios para analizar a eficacia dos produtos fabricados. Co fin de asegurar unha boa xestión de tales programas complexos, el decidiu entrar cun ambientes de sistemas especializados.