也談CAD技術的設計原理

唐忠

摘要：本文通過上網查找資料了解CAD技術運用原理。經過了解后，對CAD技術設計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技術以方便簡易操作。

關鍵詞：CAD技術，傳統制圖法，設計原理，計算機輔助設計

【中圖分類號】TP3 91. 72

【文獻標識碼】A

【文章編號】2236-1879（2018）13-0022-01

利用計算機及其圖形設備幫助設計人員進行設計工作，簡稱CAD。在工程和產品設計中，計算機可以幫助設計人員擔負計算、信息存儲和制圖等項工作。各種設計信息，不論是數字的、文字的或圖形的，都能存放在計算機的內存或外存里，并能快速地檢索;設計人員通常用草圖開始設計，將草圖變為工作圖的繁重工作可以交給計算機完成;利用計算機可以進行與圖形的編輯、放大、縮小、平移和旋轉等有關的圖形數據加工工作。

1、CAD技術的基本功能

在工程和產品設計中，計算機可以幫助設計人員擔負計算、信息存儲和制圖等項工作。CAD能夠減輕設計人員的勞動，縮短設計周期和提高設計質量。裝配件（一堆零件或者其它裝配件）的自動設計，工程文檔的輸出，設計到生產設備的直接輸出，快速原型或快速制造工業原型的機器的直接輸出。

CAD技術的基本功能包括：

①平面繪圖，能以多種方式創建直線、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，對象捕捉可幫助拾取幾何對象上的特殊點，而追蹤功能使畫斜線及沿不同方向定位點變得更加容易。

③編輯圖形，AutoCAD具有強大的編輯功能，可以移動、復制、旋轉、陣列、拉伸、延長、修剪、縮放對象等。

④標注尺寸，可以創建多種類型尺寸，標注外觀可以自行設定。

⑤書寫文字，能輕易在圖形的任何位置、沿任何方向書寫文字，可設定文字字體、傾斜角度及寬度縮放比例等屬性。

⑥圖層管理，圖形對象都位于某一圖層上，可設定圖層顏色、線型、線寬等特性。

⑦三維繪圖，可創建3D實體及表面模型，能對實體本身進行編輯。

⑧網絡功能，可將圖形在網絡上發布，或是通過網絡訪問Au-toCAD資源。

⑨數據交換，AutoCAD提供了多種圖形圖像數據交換格式及相應命令。

⑩二次開發，AutoCAD允許用戶定制菜單和工具欄，并能利用內嵌語言Autolisp、Visual Lisp、VBA、ADS、ARX等進行二次開發。

2、CAD技術來源

在早期，工程師采用手工繪圖。他們用草圖表達設計思想，手法不一。后來逐漸規范化，形成了一整套規則，具有一定的制圖標準，從而使工程制圖標準化。人們想方設法地提高勞動效率，將工程技術人員從繁瑣重復的體力勞動中解放出來，集中精力從事開創性的工作。隨著計算機的迅猛發展，工程界的迫切需要，計算機輔助繪圖應運而生。計算機輔助工程設計逐漸成為現實。

3、CAD技術設計原理

由于高性能的微型計算機和各種外部設備的支持，計算機輔助繪圖軟件的開發也得到長足的發展。設計人員通常用草圖開始設計，將草圖變為工作圖的繁重工作可以交給計算機完成;由計算機自動產生的設計結果，可以快速作出圖形顯示出來，使設計人員及時對設計作出判斷和修改;利用計算機可以進行與圖形的編輯、放大、縮小、平移和旋轉等有關的圖形數據加工工作。CAD技術能夠減輕設計人員的計算畫圖等重復性勞動，專注于設計本身，縮短設計周期和提高設計質量。

交互式圖形顯示軟件用于圖形顯示的開窗、剪輯、觀看，圖形的變換、修改，以及相應的人機交互。CAD應用軟件提供幾何造型、特征計算、繪圖等功能，以完成面向各專業領域的各種專門設計。構造應用軟件的四個要素是：算法、數據結構、用戶界面和數據管理。數據管理軟件用于存儲、檢索和處理大量數據，包括文字和圖形信息。為此，需要建立工程數據庫系統。它同一般的數據庫系統相比有如下特點：數據類型更加多樣，設計過程中實體關系復雜，庫中數值和數據結構經常發生變動，設計者的操作主要是一種實時性的交互處理。CAD的基本技術主要包括交互技術、圖形變換技術、曲面造型和實體造型技術等。在計算機輔助設計中，交互技術是必不可少的。交互式CAD系統，指用戶在使用計算機系統進行設計時，人和機器可以及時地交換信息。采用交互式系統，人們可以邊構思、邊打樣、邊修改，隨時可從圖形終端屏幕上看到每一步操作的顯示結果，非常直觀。圖形變換的主要功能是把用戶坐標系和圖形輸出設備的坐標系聯系起來;對圖形作平移、旋轉、縮放、透視變換;通過矩陣運算來實現圖形變換。CAD同時也列入計算機設計自動化的范圍。

4、結束語

近年來，隨著我國正式加入WTO，經濟全球化和信息化使我國制造企業的競爭環境、發展模式和活動空間等發生了深刻變化，這些變化對我國制造企業提出了嚴峻的挑戰。如何提高自身的核心競爭力已成為制造企業關注的焦點。在機械CAD的應用方面，經過這幾十年的發展，我國機械CAD的應用有了長足的發展，機械CAD技術已經被廣泛應用于我國企業。在機械CAD人才方面，在政府的大力支持下，高校和企業培養了一大批模具CAD軟件開發及應用人才。CAD技術的進步始終與工程實際相結合，它在我國的應用和發展必將對制造企業產生深遠的影響，對提高我國制造企業核心競爭力起到舉足輕重的作用。隨著市場競爭的日益激烈，用戶對產品的質量、成本、上市時間提出了越來越高的要求。CAD技術是加快產品更新換代，增強企業競爭能力的最有效手段。企業應看清應用CAD技術帶來的進步性，并以自身為基礎，借鑒同行各企業應用推廣的經驗，靈活應用CAD技術，加快企業的設計制造一體化發展。