也谈CAD技术的设计原理

唐忠

摘要：本文通过上网查找资料了解CAD技术运用原理。经过了解后，对CAD技术设计原理有了更深入的了解。希望本文可以帮助大家更加全面客观的了解CAD技术以方便简易操作。

关键词：CAD技术，传统制图法，设计原理，计算机辅助设计

【中图分类号】TP3 91. 72

【文献标识码】A

【文章编号】2236-1879（2018）13-0022-01

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。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;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。

1、CAD技术的基本功能

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。CAD能够减轻设计人员的劳动，缩短设计周期和提高设计质量。装配件（一堆零件或者其它装配件）的自动设计，工程文档的输出，设计到生产设备的直接输出，快速原型或快速制造工业原型的机器的直接输出。

CAD技术的基本功能包括：

①平面绘图，能以多种方式创建直线、圆、椭圆、多边形、样条曲线等基本图形

②绘图辅助工具，AutoCAD提供了正交、对象捕捉、极轴追踪、捕捉追踪等绘图辅助工具。正交功能使用户可以很方便地绘制水平、竖直直线，对象捕捉可帮助拾取几何对象上的特殊点，而追踪功能使画斜线及沿不同方向定位点变得更加容易。

③编辑图形，AutoCAD具有强大的编辑功能，可以移动、复制、旋转、阵列、拉伸、延长、修剪、缩放对象等。

④标注尺寸，可以创建多种类型尺寸，标注外观可以自行设定。

⑤书写文字，能轻易在图形的任何位置、沿任何方向书写文字，可设定文字字体、倾斜角度及宽度缩放比例等属性。

⑥图层管理，图形对象都位于某一图层上，可设定图层颜色、线型、线宽等特性。

⑦三维绘图，可创建3D实体及表面模型，能对实体本身进行编辑。

⑧网络功能，可将图形在网络上发布，或是通过网络访问Au-toCAD资源。

⑨数据交换，AutoCAD提供了多种图形图像数据交换格式及相应命令。

⑩二次开发，AutoCAD允许用户定制菜单和工具栏，并能利用内嵌语言Autolisp、Visual Lisp、VBA、ADS、ARX等进行二次开发。

2、CAD技术来源

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。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。随着计算机的迅猛发展，工程界的迫切需要，计算机辅助绘图应运而生。计算机辅助工程设计逐渐成为现实。

3、CAD技术设计原理

由于高性能的微型計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。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技术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。

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。CAD的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。CAD同时也列入计算机设计自动化的范围。

4、结束语

近年来，随着我国正式加入WTO，经济全球化和信息化使我国制造企业的竞争环境、发展模式和活动空间等发生了深刻变化，这些变化对我国制造企业提出了严峻的挑战。如何提高自身的核心竞争力已成为制造企业关注的焦点。在机械CAD的应用方面，经过这几十年的发展，我国机械CAD的应用有了长足的发展，机械CAD技术已经被广泛应用于我国企业。在机械CAD人才方面，在政府的大力支持下，高校和企业培养了一大批模具CAD软件开发及应用人才。CAD技术的进步始终与工程实际相结合，它在我国的应用和发展必将对制造企业产生深远的影响，对提高我国制造企业核心竞争力起到举足轻重的作用。随着市场竞争的日益激烈，用户对产品的质量、成本、上市时间提出了越来越高的要求。CAD技术是加快产品更新换代，增强企业竞争能力的最有效手段。企业应看清应用CAD技术带来的进步性，并以自身为基础，借鉴同行各企业应用推广的经验，灵活应用CAD技术，加快企业的设计制造一体化发展。