cad[编辑]

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一、发展历程

CAD(Computer Aided Design，计算机辅助设计）诞生于二十世纪60年代，是美国麻省理工学院提出的交互式图形学的研究计划，由于当时硬件设施昂贵，只有美国通用汽车公司和美国波音航空公司使用自行开发的交互式绘图系统。
二十世纪70年代，小型计算机费用下降，美国工业界才开始广泛使用交互式绘图系统。
二十世纪80年代，由于PC机的应用，CAD（计算机辅助设计）得以迅速发展，出现了专门从事CAD系统开发的公司。当时VersaCAD是专业的CAD制作公司，所开发的CAD软件功能强大，但由于其价格昂贵，故得不到普遍应用。而当时的Autodesk（美国电脑软件公司）公司是一个仅有员工数人的小公司，其开发的CAD系统虽然功能有限，但因其可免费拷贝，故在社会得以广泛应用。同时，由于该系统的开放性，该CAD软件升级迅速。
设计者很早就开始使用计算机进行计算。有人认为（伊凡.萨瑟兰郡）Ivan Sutherland在1963年在麻省理工学院开发的Sketchpad（画板）是一个转折点。SKETCHPAD的突出特性是它允许设计者用图形方式和计算机交互：设计可以用一枝光笔在阴极射线管屏幕上绘制到计算机里。实际上，这就是图形化用户界面的原型，而这种界面是现代CAD不可或缺的特性。
CAD最早的应用是在汽车制造、航空航天以及电子工业的大公司中。随着计算机变得更便宜，应用范围也逐渐变广。
CAD的实现技术从那个时候起经过了许多演变。这个领域刚开始的时候主要被用于产生和手绘的图纸相仿的图纸。计算机技术的发展使得计算机在设计活动中得到更有技巧的应用。如今，CAD已经不仅仅用于绘图和显示，它开始进入设计者的专业知识中更“智能”的部分。
随着电脑科技的日益发展，性能的提升和更便宜的价格，许多公司已采用立体的绘图设计。以往，碍于电脑性能的限制，绘图软件只能停留在平面设计，欠缺真实感，而立体绘图则冲破了这一限制，令设计蓝图更实体化，3D图纸绘制也能够表达出2D图纸无法绘制的曲面，能够更充分表达设计师的意图。

二、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。

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。

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。
外围设备

工程制图

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。图形输出设备分为软拷贝和硬拷贝两大类。软拷计算机辅助设计CAD贝设备指各种图形显示设备，是人机交互必不可少的；硬拷贝设备常用作图形显示的附属设备，它把屏幕上的图像复印出来，以便保存。常用的图形显示有三种：有向束显示、存储管显示和光栅扫描显示。有向束显示应用最早，为了使图像清晰，电子束必须不断重画图形，故又称刷新显示，它易于擦除和修改图形，适于作交互图形的手段。存储管显示保存图像而不必刷新，故能显示大量数据，且价格较低。光栅扫描系统能提供彩色图像，图像信息可存放在所谓帧缓冲存储器里，图像的分辨率较高。

软件

除计算机本身的软件如操作系统、编译程序外，CAD主要使用交互式图形显示软件、CAD应用软件和数据管理软件3类软件。至2014年来国内快速崛起的浩辰CAD、中望CAD等，和AutoCAD，他们都有很高度兼容，也是用户的选择之一。
交互式图形显示软件用于图形显示的开窗、剪辑、观看，图形的变换、修改，以及相应的人机交互。CAD应用软件提供几何造型、特征计算、绘图等功能 ， 以完成面向机械、广告、建筑、电气各专业领域的各种专门设计。构造应用软件的四个要素是：算法 、数据结构、用户界面和数据管理。数据管理软件用于存储 、检索和处理大量数据，包括文字和图形信息。为此，需要建立工程数据库系统。它同一般的数据库系统相比有如下特点：数据类型更加多样，设计过程中实体关系复杂，库中数值和数据结构经常发生变动，设计者的操作主要是一种实时性的交互处理。

辅助模型

常用的CAD软件，也就是所谓的三维制图软件，较二维的图纸和二维的绘图软件（比如浩辰CAD）而言，三维CAD软件能够更加直观、准确地反映实体和特征。
对于专业企业，因为绘制目标不同，还常存在有多种CAD系统并行的局面，那么就需要配置统一的、具备跨平台能力的零部件数据资源库，将标准件库和外购件库内的模型数据以中间格式（比如通用的有IGS、STEP等）导出到三维构型系统当中去，如主流的Autodesk Inventor，SolidWorks,CATIA,中望3D,Pro/E,AutoCAD,UG NX,SolidEdge,Onespace等。国外，这种网络服务被称为“零部件图书馆”或“数据资源仓库”。航天航空领域使用较多的为Pro/E，飞机和汽车等复杂产品制造领域则使用Catia居多，而在中小企业使用Solidworks较多。在欧美和日本的PLM用户中，基于互联网的PLM零部件数据资源平台LinkAble PARTcommunity（简称PCOM）的知名度一点都不亚于今天我们所熟知的BLOG和SNS这样的网络平台。

三、基本技术

主要包括交互技术、图形变换技术、曲面造型和实体造型技术等。
在计算机辅助设计中，交互技术是必不可少的。交互式CAD系统， 指用户在使用计算机系统进行设计时，人和机器可以及时地交换信息。采用交互式系统，人们可以边构思 、边打样、边修改，随时可从图形终端屏幕上看到每一步操作的显示结果，非常直观。
图形变换的主要功能是把用户坐标系和图形输出设备的坐标系联系起来；对图形作平移、旋转、缩放、透视变换 ；通过矩阵运算来实现图形变换。
计算机设计自动化计算机自身的CAD，旨在实现计算机自身设计和研制过程的自动化或半自动化。研究内容包括功能设计自动化和组装设计自动化，涉及计算机硬件描述语言、系统级模拟、自动逻辑综合、逻辑模拟、微程序设计自动化、自动逻辑划分、自动布局布线，以及相应的交互图形系统和工程数据库系统。集成电路CAD有时也列入计算机设计自动化的范围。

四、绘图技法

作图原则

为了提高作图速度，用户最好遵循如下的作图原则：
1．作图步骤：设置图幅→设置单位及精度→建立若干图层→设置对象样式→开始绘图。
2．绘图始终使用1：1比例。为改变图样的大小，可在打印时于图纸空间内设置不同的打印比例。
3．当处理较小区域的图案时 ,可以减小图案的比例因子值 ;相反地 ,当处理较大区域的图案填充时 ,则可以增加图案的比例因子值 。[1]
4．为不同类型的图元对象设置不同的图层、颜色及线宽，而图元对象的颜色、线型及线宽都应由图层控制（BYLAYER）。
5．需精确绘图时，可使用栅格捕捉功能，并将栅格捕捉间距设为适当的数值。
6．不要将图框和图形绘在同一幅图中，应在布局（LAYOUT）中将图框按块插入，然后打印出图。
7．对于有名对象，如视图、图层、图块、线型、文字样式、打印样式等，命名时不仅要简明，而且要遵循一定的规律，以便于查找和使用。
8．将一些常用设置，如图层、标注样式、文字样式、栅格捕捉等内容设置在一图形模板文件中（即另存为*.DWF文件），以后绘制新图时，可在创建新图形向导中单击"使用模板"来打开它，并开始绘图。

选用命令

用户驾驭CAD，是通过向它发出一系列的命令实现的。CAD接到命令后，会立即执行该命令并完成其相应的功能。在具体操作过程中，尽管计算机辅助设计CAD中有多种途径能够达到同样的目的，但如果命令选用得当，则会明显减少操作步骤，提高绘图效率。下面仅列举了几个较典型的案例。

1．生成直线或线段

（1）在CAD中，使用LINE、XLINE、RAY、PLINE、MLINE命令均可生成直线或线段，但唯有LINE命令使用的频率最高，也最为灵活。

（2）为保证物体三视图之间"长对正、宽相等、高平齐"的对应关系，应选用XLINE和RAY命令绘出若干条辅助线，然后再用TRIM剪截掉多余的部分。

（3）欲快速生成一条封闭的填充边界，或想构造一个面域，则应选用PLINE命令。用PLINE生成的线段可用PEDIT命令进行编辑。
（4）当一次生成多条彼此平行的线段，且各条线段可能使用不同的颜色和线型时，可选择MLINE命令。

2．注释文本

（1）在使用文本注释时，如果注释中的文字具有同样的格式，注释又很短，则选用TEXT（DTEXT）命令。
（2）当需要书写大段文字，且段落中的文字可能具有不同格式，如字体、字高、颜色、专用符号、分子式等，则应使用MTEXT命令。

3．复制图形

（1）在同一图形文件中，若将图形进行复制，则应选用COPY命令，可以选择模式选项进行单个或多个复制，也可选择位移选项指定位置。
（2）在同一图形文件中，将某图形随意复制多次，则应选用COPY命令的MULTIPLE（重复）选项；或者，使用COPYCLIP（普通复制）或COPYBASE（指定基点后复制）命令将需要的图形复制到剪贴板，然后再使用PASTECLIP（普通粘贴）或PASTEBLOCK（以块的形式粘帖）命令粘帖到多处指定的位置。
（3）在同一图形文件中，如果复制后的图形按一定规律排列，如形成若干行若干列，或者沿某圆周（圆弧）均匀分布，则应选用ARRAY命令。
（4）在同一图形文件中，欲生成多条彼此平行、间隔相等或不等的线条，或者生成一系列同心椭圆（弧）、圆（弧）等，则应选用OFFSET命令。
（5）在同一图形文件中，如果需要复制的数量相当大，为了减少文件的大小，或便于日后统一修改，则应把指定的图形用BLOCK命令定义为块，再选用INSERT或MINSERT命令将块插入即可。
（6）在多个图形文档之间复制图形，可采用两种办法。其一，使用命令操作。先在打开的源文件中使用COPYCLIP（Ctrl+C）或COPYBASE（Ctrl+C+Shift 带基点的复制）命令将图形复制到剪贴板中，然后在打开的目的文件中用PASTECLIP、PASTEBLOCK或PASTEORIG三者之一将图形复制到指定位置。这与在快捷菜单中选择相应的选项是等效的。其二，用鼠标直接拖拽被选图形。注意：在同一图形文件中拖拽只能是移动图形，而在两个图形文档之间拖拽才是复制图形。拖拽时，鼠标指针一定要指在选定图形的图线上而不是指在图线的夹点上。同时还要注意的是，用左键拖拽与用右键拖拽是有区别的。用左键是直接进行拖拽，而用右键拖拽时会弹出一快捷菜单，依据菜单提供的选项选择不同方式进行复制。
（7）在多个图形文档之间复制图形特性，应选用MATCHPROP命令（需与PAINTPROP命令匹配），类似于Word中的格式刷。

五、软件介绍

建筑CAD

建筑CAD使用参数化的建筑智能构件来进行建筑设计，建筑构件智能关联、变更传播更新，建筑二维施工图和三维模型全程同步生成，在满足建筑施工图绘制需求的同时，提供了完备的建筑三维设计功能。参数化、智能化、可视化、协同化和信息模型化是CAD建筑软件的发展方向，软件符合国内建筑师设计习惯。

机械CAD

机械CAD专业软件涵盖了机械设计的全部领域，集齐绘图、设计管理和数据集成等功能模块与一体，实现了直接对图纸、序号、明细表、尺寸标注、符号标注等对象的双击编辑，CAD提供最新符合国家标准的符号标注和标准件库。标准化、智能化的机械绘图设计，能很大程度上提高设计人员的绘图效率，使图纸完全符合和企业、行业及国家标准，软件兼容多数的机械软件。

婚纱CAD

婚纱礼服CAD是用于婚纱礼服行业的CAD制版软件。与传统手工制版（套版）相比，具有高效、精准的特点。可以促使婚纱礼服成衣品质提升和版型风格的确立。突破婚纱礼服CAD，内核母型数据库：一字、单肩、挂脖、V领、卡肩等库型。调用母型进行联动修改或分割裁片并完成自动放码。

六、应用领域

CAD有着广泛的应用领域，在全球500强企业中有90%的企业均使用，它来做辅助设计，在世界上其已成为衡量一个国家科技现代化和工业化现代化的重要标志之一。
它广泛应用于：
机械、建筑（如施工图）、电子、冶金、化工等设计制图
城市规划设计
室内设计也室内装潢设计
航空、航海图
服装设计与裁剪
印刷排版

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