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CAD 시스템 : 생성 목적, 구성 및 구조

CAD 시스템은 시스템입니다컴퓨터 기술을 사용하여 다양한 설계 절차를 수행하는 데 사용되는 컴퓨터 지원 설계. 또한 이러한 소프트웨어의 도움으로 개별 건물, 제품 또는 구조물에 대한 기술 및 설계 문서가 작성됩니다. 현대 CAD 시스템은 현대 인간 활동의 다양한 영역에서 사용되며 거의 각각 고유 한 유형의 유틸리티가 있습니다.

이게 뭐야?

약어 CAD는 종종 다음과 같이 간주됩니다.CAD라는 용어에 해당하는 표준 영어이지만 실제로는 완전히 사실이 아닙니다. CAD 시스템은 조직 및 기술 시스템으로서 CAD 시스템의 본격적인 아날로그로 간주 될 수 없습니다. GOST는이 문구를 "컴퓨터 지원 설계"라는 용어에 상응하는 표준화 된 영어 형식으로 제공하기 때문입니다. 따라서 CAD라는 용어는 CAE 시스템으로 영어로 더 번역되지만 많은 외국 출처에 따르면 CAE라는 용어는 CAM 및 CAD를 포함한 엔지니어링 작업에서 컴퓨터 기술의 사용을 포함하는 일반화 된 개념임을 나타냅니다.

왜 이것이 필요한가?

CAD 시스템은 주로전체 설계 자동화 및 추가 생산 준비를 통해 엔지니어의 효율성과 생산성을 극대화합니다. 따라서 사용으로 인해 다음과 같은 이점이 있습니다.

설계 시간이 크게 단축됩니다.
계획 및 설계에 필요한 노동량이 감소합니다.
제조 및 설계의 총 비용이 크게 감소하여 운영 비용에 직접적인 영향을 미칩니다.
수행 된 설계 작업 결과의 품질뿐만 아니라 기술 및 경제적 수준의 증가;
테스트 및 전체 규모 모델링에 필요한 비용을 줄입니다.

입력으로서의 최신 CAD 시스템결과 수정, 다양한 설계 요구 사항 도입, 결과 설계 확인, 수정 및 기타 많은 작업에 종사하는 전문가의 다양한 기술 지식을 사용합니다.

자동화 구현설계는 구조 또는 체적 및 평면 부품의 추가 도면 및 3 차원 모델링뿐만 아니라 설계가 제공되는 응용 유틸리티의 복잡한 형태로 수행됩니다.

대부분의 경우 CAD 시스템에는 3 차원 구조를 모델링하는 모듈과 도면 설계 및 다양한 설계 텍스트 문서가 포함됩니다.

주로 여러 매개 변수에 따라 분류됩니다.

해당 객체의 유형 및 유형
설계 절차의 자동화 수준;
생성되는 객체의 복잡성;
자동화 프로세스의 복잡성;
사용 된 문서 수
사용 된 문서의 성격;
기술 지원 구조에 나타날 총 수준 수입니다.

특수 목적

구현중인 CAD 시스템의 작업에 따라 다음과 같은 여러 그룹으로 나뉩니다.

3 차원 또는 2 차원 기하학적 설계를 자동화하고 다양한 기술 또는 설계 문서를 작성합니다.
도면을 설계하고 추가로 생성합니다.
기하학적 모델링.
제품의 후속 검증 및 최적화를 통해 다양한 엔지니어링 계산, 동적 모델링, 물리적 프로세스의 분석 및 시뮬레이션을 자동화합니다.
컴퓨터 분석에 사용되는 CAE 도구의 하위 클래스입니다.
기술을위한 자금프로그래밍 절차를 자동화하고 GAPS 또는 CNC로 장비를 추가 제어 할 수 있도록 다양한 제품의 생산 프로세스를 준비합니다.
CAM과 CAD 시스템의 교차점에서 사용되는 다양한 기술 프로세스에 대한 계획 프로세스를 자동화하도록 설계된 도구입니다.

대부분의 자동화 시스템설계는 설계의 다양한 측면과 관련된 다양한 문제의 솔루션을 결합 할 수 있습니다. 이것은 통합 또는 통합 CAD (Computer-Aided Design) 시스템입니다.

일반적으로 인정되는 국제 분류

현대 분류는이를 여러 범주로 나눕니다.

지난 세기 70 년대에 처음 등장했지만 일부 상황에서는 여전히 사용될 수있는 드로잉 지향 시스템;
객체의 3 차원 전자 모델을 생성하는 시스템으로 인해 생산 절차까지 모델링과 관련된 다양한 문제를 해결할 수 있습니다.
물체의 완전한 전자 설명 개념을 지원하는 시스템.

후자의 유형은 기술이고개념 및 세부 설계, 본격적인 마케팅, 생산, 기술 준비, 운영, 폐기 및 수리를 포함하여 전체 수명주기에 걸쳐 정보 전자 모델의 개발 및 후속 지원을 제공합니다.

현대 기술 및 교육 문헌에서다양한 주 표준뿐만 아니라 약어 CAD는 "Computer-aided design system"으로 해석되지만 동시에 "설계 작업을위한 자동화 시스템"의 개념이 여기에 가장 가깝지만 인식하기가 더 어렵습니다. , 그것은 덜 일반적입니다. CAD 시스템에서 설계하는 동안 "자동 설계 시스템"에 대한 잘못된 해석을 발견 할 수 있지만 실제로는 본질적으로 오류가 있습니다. "자동"이라는 개념은 사람이 참여할 필요없이 완전히 독립적 인 시스템 운영을 제공하는 반면, CAD는 여전히 개인이 일부 작업을 실행해야하며 완전 자동화는 개별 절차 및 작업. ...

이 개념도 완전히 정확하지는 않습니다.너무 좁게 초점이 맞춰져있을 수 있기 때문에 "컴퓨터 지원 설계 도구"로 사용됩니다. 물론 현재로서는 CAD가 디자인 활동을 수행하는 데 필요한 응용 소프트웨어로만 간주되고 있지만 실제로는 국내 문헌 및 다양한 국가 표준에서 CAD는 소프트웨어 도구뿐만 아니라 더 방대한 개념으로 간주됩니다.

치과의 CAD

현대의 대다수치과에서는 CAD를 사용합니다. 치과 분야의 CAD 시스템은 고품질 치과 보철물 생산에 사용되며, 10 년 이상 임플란트, 크라운 및 모든 종류의 보철물을위한 지대주 제조에 사용되어 왔으며 모두 우수한 품질과 높은 정밀도를 자랑합니다. . 이 기술의 본질은 처음에는 생성 된 구조의 3 차원 모델링이 컴퓨터에서 수행되고 나서야 설계 모델을 사용하여 밀링 장치에서 제조가 수행된다는 사실에 있습니다.

따라서 치과 의사는 업무에서 CAD 기술을 사용하여 많은 이점을 얻습니다. 치과의 CAD 시스템은 다음과 같은 방식으로 가장 자주 사용됩니다.

먼저 의사가 인상을받은 다음 실험실로 보냅니다.
배송 후 인상은 미래 제품의 모델을 생성하는 특수 스캐너에 배치됩니다.
CAD 시스템이 작동합니다. 3D 모델이 밀링 장치의 데이터 소스 역할을하는 특수 파일로 바뀝니다.
결과 파일을 사용하여 산화 지르코늄으로 만든 특수 공작물에서 밀링 장치에 프레임이 생성됩니다.
결국 결과 프레임은 세라믹 덩어리로 조심스럽게 덮여 구워집니다.

치과의 CAD / CAM 시스템은금속 함유 제품과는 많은 장점이 다른 이산화 지르코늄으로 크라운을 만듭니다. 그 자체로 이러한 제품은 프레임 생산 중에 음영 선택이 수행되기 때문에 실제로 자연 치아와 색상이 다르지 않습니다. 또한 프레임은 반투명하고 반투명 한 구조를 가진 특수 세라믹 덩어리로 조심스럽게 덮여 있으며 팔레트에 상당히 다양한 색상을 포함하여 자연 치아와 유사한 크라운을 만들 수 있습니다.

그 자체로 산화 지르코늄은귀금속과 비교하여도 생체 적합성이며, 많은 과학적 임상 연구 과정에서 확인 된 저자 극성 물질입니다. 그러나 실제로 산화 지르코늄 프레임 워크를 기반으로하는 크라운은 CAD / CAM 시스템이 사용되는 제조에 사용되는 유일한 제품 유형과는 거리가 멀습니다. 이러한 기술을 기반으로 한 CNC 기계를 사용하면 다음을 수행 할 수 있습니다.

다양한 다리;
임시 크라운;
맞춤형 어 버트먼트.

이미 언급 한 이산화 지르코늄 외에도 플라스틱, 왁스, 코발트 및 티타늄, 크롬을 포함한 다양한 재료를 제조 공정에 사용할 수 있습니다.

이점은 무엇입니까?

이러한 기술은 다음과 같은 이점을 제공합니다.

사소한 편차로 가능한 최고의 제조 정확도;
오류 가능성을 거의 완전히 제거하는 생산 프로세스의 완전 자동화;
다양한 재료를 사용하는 능력;
다른 장소에서 제품을 모델링하고 제조하는 절차를 수행하는 능력;
진행중인 프로세스의 생산성을 제한합니다.

기계 공학의 CAD

CAD 시스템 (T-FLEX CAD 외) 발견기계 공학 분야에서 상당히 널리 퍼져 있으며 하위, 중간 및 상위의 세 가지 수준이 다릅니다. 이 분열은 지난 세기의 80 년대와 90 년대에 나타났습니다.

하위 수준에는 다음이 포함됩니다.주로 2D 그래픽에 초점을 맞춘 저비용의 CAD / CAM / CAE 시스템 즉, 주로 드로잉 작업의 자동화를 제공하는 것을 목표로합니다. 가벼운 CAD 시스템에 대한 기술 지원으로 개인용 컴퓨터가 사용되었는데, 당시에는 이미 본격적인 워크 스테이션에 비해 기능이 상당히 열등했습니다.

최상위 시스템 또는 여전히 허용됨무거운 CAD 시스템이라고 불리는이 시스템은 모든 종류의 메인 프레임 또는 워크 스테이션에서 사용되도록 설계되었습니다. 이러한 시스템은 훨씬 더 다재다능한 것으로 밝혀졌지만 동시에 표면 및 솔리드 모델링에 주로 초점을 맞춘 다소 높은 비용이 들었습니다. 다양한 도면 문서의 설계는 종종 특수 기하학적 3 차원 모델의 예비 개발을 통해 수행됩니다. 그 후 3D 모델링 기능이 솔리드 모델에만 국한된 시스템, 즉 무거운 모델과 가벼운 모델 사이의 중간 위치를 차지하는 시스템은 자체 평균 수준을 받았습니다.

현재까지 CAD의 발전은 이미대부분의 중간 수준 시스템에서 표면 모델링을위한 특수 도구가 나타나기 시작했고 개인용 컴퓨터에서 사용할 수있는 기능이 현대 상위 수준 시스템에서도 수용 가능해졌습니다. 이로 인해 이전에 중형 시스템과 중형 시스템을 구분하던 원칙도 변경되었습니다. 무거운 수준의 최신 CAD 시스템은 이제 CAE / CAD / CAM / PDM이라고합니다. 즉, 다음과 같은 기능을 동시에 포함하는 시스템입니다.

기술 및 설계 공학;
공학 분석;
프로젝트 정보 관리;
확장 된 특수 소프트웨어 모듈 세트.

대조적으로 현대의 중급 시스템은 일반적으로 주류, 중급 또는 단순히 직렬이라고합니다.

같은 수준의 시스템은 다음과 같이 호출 할 수 있습니다.특정 소프트웨어 및 방법 론적 콤플렉스에 나타나는 일부 새로운 성과는 가까운 장래에 다른 버전의 새 버전에서도 구현 될 것이므로 기능적 기능은 거의 동일합니다. 대기업의 CAD에서는 여러 수준의 여러 시스템을 동시에 결합하는 것이 일반적입니다. 이는 거의 모든 설계 절차가 중간 수준 및 하위 수준의 CAD 시스템에서 수행 될 수 있으며, 또한 무거운 것은 너무 비싸기 때문입니다. 이러한 이유로 기업은 최상위 프로그램에 대한 라이선스를 제한된 수로 구입하고 대부분의 최신 클라이언트 기반은 하위 및 중간 계층을 희생하여 제공됩니다.

또한 종종 발생합니다.CAD / CAE 시스템은 서로 정보를 교환하는 데 특정 문제가있을 수 있지만 이러한 문제는 CALS 기술에서 채택 된 특수 형식 및 언어를 사용하여 해결되지만 왜곡되지 않은 전송을 보장하기 위해 몇 가지 어려움을 극복해야합니다. 중간 통합 언어를 통해 기하학적 데이터.

구조

다른 복잡한 시스템과 마찬가지로 CAD에는 설계 또는 유지 관리가 가능한 여러 하위 시스템이 포함되어 있습니다.

첫 번째는 직접 구현에 관여합니다.다양한 디자인 작업. 예를 들어, 모든 종류의 기계 객체의 3 차원 기하학적 모델링, 회로 분석, 설계 문서 생성 또는 PCB 연결 추적을위한 하위 시스템을들 수 있습니다.

서빙 서브 시스템은설계자의 정상적인 성능을 보장하기 위해 이들의 조합은 전문가들 사이에서 꽤 자주 CAD 시스템 환경을 호출하는 것이 일반적입니다. 일반적인 서비스 하위 시스템, 설계 데이터 관리 기반, CASE 소프트웨어의 개발 및 후속 유지 관리를위한 다양한 하위 시스템이 자주 사용되며 사용자가 CAD로 구현 된 기술을보다 쉽게 습득 할 수 있도록 설계된 교육용 하위 시스템이 자주 사용됩니다.

다양한 측면의 구조화를 통해 CAD 소프트웨어 유형이 출현 할 수 있었으며, 현재는 다음과 같은 7 가지만 있습니다.

다양한 하드웨어를 포함하는 기술;
모든 종류의 수학적 방법, 알고리즘 및 모델을 결합한 수학적;
CAD 컴퓨터 프로그램 인 소프트웨어;
데이터베이스, 이러한 기반에 대한 관리 시스템 및 설계 프로세스에 사용되는 기타 많은 정보를 포함하는 정보 제공
언어, 컴퓨터와 설계자 간의 통신 언어, CAD 하드웨어와 프로그래밍 언어 간의 데이터 교환을위한 언어로 표현됩니다.
모든 종류의 디자인 기술을 포함하는 체계적;
조직, 작업 설명, 직원 테이블 및 기타 문서의 형태로 실행되며 디자인 기업의 작업이 규제됩니다.

전체 정보 세트는설계 과정에서 사용되는 CAD 정보 펀드는 전문가에 의해 호출됩니다. 데이터베이스는 개체의 다양한 특성과 특정 주제 영역에서의 관계를 반영하는 정렬 된 정보 모음입니다. 연구, 기록 및 후속 데이터 수정을 위해 데이터베이스에 액세스하는 것은 DBMS를 통해 수행되며 DBMS 및 DB 집합은 일반적으로 BnD, 즉 데이터 뱅크라고합니다.

기본 서브 시스템

다음과 같은 유형의 CAD가 있습니다.

기하학적 하위 시스템을 기반으로모델링 및 컴퓨터 그래픽. 이러한 CAD 시스템은 주로 디자인이 주요 디자인 절차, 즉 공간 형태의 명확한 정의와 객체의 상호 위치 역할을하는 다양한 응용 프로그램에 중점을 둡니다. 그렇기 때문에이 그룹에는 그래픽 코어를 기반으로하는 기계 공학 분야의 많은 CAD 시스템이 포함됩니다. 요즘에는 통합 그래픽 코어를 사용하는 것이 일반적입니다.
DBMS를 기반으로합니다.주로 비교적 간단한 수학적 계산을 수행하여 충분히 많은 양의 정보를 처리 할 수있는 응용 프로그램에 의해 안내됩니다. 그들은 종종 사업 계획의 설계와 같은 기술 및 경제 응용 프로그램에서 발견되지만 자동 시스템의 제어 패널과 같은 대형 물체의 설계 프로세스에서 종종 사용됩니다.

또한 복잡한 CAD 시스템도 있습니다.여기에는 모든 이전 유형의 하위 시스템이 포함됩니다. 이러한 복잡한 시스템의 전형적인 예로서 현대 기계 공학 또는 CAD LSI에서 활발하게 사용되는 소프트웨어를 언급 할 가치가 있습니다. 후자는 구성 요소, 기능 및 논리 회로, 크리스탈 토폴로지를 설계하기위한 DBMS 및 다양한 하위 시스템과 제조 된 제품의 적합성을 분석하기위한 테스트를 포함합니다. 이러한 복잡한 프로그램의 정상적인 관리를 보장하기 위해 특수 시스템 환경을 사용하는 것이 일반적입니다.