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CAD概述CAD概述2011年07月20日星期三上午10：00CAD即计算机辅助设计(CAD-Computer Aided Design)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。CAD还包含：电气CAD、外贸结算CAD、加拿大元、冠状动脉性心脏病、计算机辅助诊断、服装CAD等含义。发展历程人类在表达思想、传递信息时，最初采用图形，后来逐渐演化发展为具有抽象意义的文字。这是人类在信息交流上的一次伟大革命。在信息交流中，图形表达方式比文字表达方式具有更多的优点。一幅图纸能容纳下许多信息，表达内容直观，一目了然，在不同的民族与地区具有表达思想的相通性，而往往可以反映用语言、文字也难以表达的信息。cad2012工程图是工程师的语言。绘图是工程设计乃至整个工程建设中的一个重要环节。然而，图纸的绘制是一项极其繁琐的工作，不但要求正确、精确，而且随着环境、需求等外部条件的变化，设计方案也会随之变化。一项工程图的绘制通常是在历经数遍修改完善后才完成的。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。但由于项目的多样性、多变性，使得手工绘图周期长、效率低、重复劳动多，从而阻碍了建设的发展。于是，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。例如，工程师们为了减少工程制图中的许多繁琐重复的劳动，编制了大量的标准图集，提供给不同的工程以备套用。工程师们梦想着何时能甩开图板，实现自动化画图，将自己的设计思想用一种简洁、美观标准的方式表达出来，便于修改，易于重复利用，提高劳动效率。cad2012(2)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(Computer Aided Drafting)应运而生。早期的计算机辅助设计系统是在大型机、超级小型机上开发的，一般需要几十万甚至上百万美元，往往只有在规模很大的汽车、航空、化工、石油，电力、轮船等行业部门中应用，工程建设设计领域各单位则难以望其项背。进入80年代，微型计算机的迅速发展，使计算机辅助工程设计逐渐成为现实。计算机绘图是通过编制计算机辅助绘图软件，将图形显示在屏幕上，用户可以用光标对图形直接进行编辑和修改。由微机配上图形输入和输出设备(如键盘、鼠标、绘图仪)以及计算机绘图软件，就组成一套计算机辅助绘图系统。由于高性能的微型计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。工程制图在设计中通常要用计算机对不同方案进行大量的计算、分析和比较，以决定最优方案；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；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。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。计算机所设计的二次曲面-球面图形输入输出设备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、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。cad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。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。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cad系统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。定义计算机辅助设计指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。在设计中通常要用计算机对不同方案进行大量的计算、分析和比较，以决定最优方案；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；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能够减轻设计人员的劳动，缩短设计周期和提高设计质量。功能系统功能(1)设计组件重用(Reuse of design components)(2)简易的设计修改和版本控制功能(Ease of design modification and versioning)(3)设计的标准组件的自动产生(Automatic generation of standard components of the design)(4)设计是否满足要求和实际规则的检验(Validation/verification of designs against specifications and design rules)(5)无需建立物理原型的设计模拟(Simulation of designs without building aphysical prototype)(6)装配件(一堆零件或者其它装配件)的自动设计(7)工程文档的输出，例如制造图纸，材料明细表(Bill of Materials)(8)设计到生产设备的直接输出(9)到快速原型或快速制造工业原型的机器的直接输出基本功能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对象。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AutoCAD的操作界面绘图辅助工具。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。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。标注尺寸可以创建多种类型尺寸，标注外观可以自行设定。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、倾斜角度及宽度缩放比例等属性。图层管理功能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。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。网络功能可将图形在网络上发布，或是通过网络访问AutoCAD资源。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。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等进行二次开发还可以加载运行脚本，实现系统本身所没有的功能，比如三维自动旋转。用途简介AutoCAD之所以成为一个功能齐全、应用广泛的通用图形软件包。首先它是一个可视化的绘图软件，许多命令和操作可以通过菜单选项和工具按钮等多种方式实现。而且Auto-CAD具有丰富的绘图和绘图辅助功能，如实体绘制、关键点编辑、对象捕捉、标注、鸟瞰显示控制等，它的工具栏、菜单设计、对话框、图形打开预览、信息交换、文本编辑、图像处理和图形的输出预览为用户的绘图带来很大方便。其次它不仅在二维绘图处理更加成熟，三维功能也更加完善，可方便地进行建模和渲染。另外，AutoCAD不但具有强大的绘图功能，更重要的是它的开放式体系结构，赢得广大用户的青睐。采用高级用户界面AutoCAD系统是一种交互式软件包，用户通过界面来与图形软件包进行对话。用户可以通过多种多样途径与AutoCAD软件包实现对话，即除了采用键盘输入、屏幕菜单、鼠标、数字化仪器四种基本输入控制以外，还采取了高级用户界面(AdvancedUserInterface)，即采取类似视窗的界面。AutoCAD视窗上部第二行是菜单栏(MenuBar)，用户可以通过移动光标选择菜单栏中的菜单项，便出现下拉菜单。下拉菜单中的菜单项将是某类命令或子菜单项。选择子菜单项可以进一步选择其子命令。除菜单外，还可以将一些功能控制栏显示于AutoCAD视窗内，这些功能栏就是工具栏。工具栏为某类命令的集合，其控制操作类似菜单项的操作。发展历程CAD的发展CAD(Computer Aided Drafting)诞生于60年代，是美国麻省理工大学提出了交互式图形学的研究计划，由于当时硬件设施的昂贵，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。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。80年代，由于PC机的应用，CAD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，故不能普遍应用。而当时的Autodesk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。因此，该CAD软件升级迅速。基本命令CAD快捷键F1：获取帮助F2：实现作图窗和文本窗口的切换F3：控制是否实现对象自动捕捉F4：数字化仪控制F5：等轴测平面切换F6：控制状态行上坐标的显示方式F7：栅格显示模式控制F8：正交模式控制F9：栅格捕捉模式控制F10：极轴模式控制F11：对象追踪式控制Ctrl+B：栅格捕捉模式控制(F9)刚刚看了一下dra：半径标注ddi：直径标注dal：对齐标注dan：角度标注Ctrl+C：将选择的对象复制到剪切板上Ctrl+F：控制是否实现对象自动捕捉(f3)Ctrl+G：栅格显示模式控制(F7)Ctrl+J：重复执行上一步命令Ctrl+K：Ctrl+N：新建图形文件Ctrl+M：打开选项对话框AA：测量区域和周长(area)AL：对齐(align)AR：阵列(array)AP：加载*lsp程系AV：打开视图对话框(dsviewer)SE：打开对相自动捕捉对话框ST：打开字体设置对话框(style)SO：绘制二围面(2d solid)SP：拼音的校核(spell)SC：缩放比例(scale)SN：栅格捕捉模式设置(snap)DT：文本的设置(dtext)DI：测量两点间的距离OI：插入外部对相Ctrl+1：打开特性对话框Ctrl+2：打开图象资源管理器Ctrl+6：打开图象数据原子Ctrl+O：打开图象文件Ctrl+P：打开打印对说框Ctrl+S：保存文件Ctrl+U：极轴模式控制(F10)Ctrl+v：粘贴剪贴板上的内容Ctrl+W：对象追踪式控制(F11)Ctrl+X：剪切所选择的内容Ctrl+Y：重做Ctrl+Z：取消前一步的操作A：绘圆弧B：定义块C：画圆D：尺寸资源管理器E：删除F：倒圆角G：对相组合H：填充I：插入S：拉伸T：文本输入W：定义块并保存到硬盘中L：直线X：炸开V：设置当前坐标U：恢复上一次操作O：偏移Z：缩放显示降级适配(开关)【O】适应透视图格点【Shift】+【Ctrl】+【A】排列【Alt】+【A】角度捕捉(开关)【A】动画模式(开关)【N】改变到后视图【K】背景锁定(开关)【Alt】+【Ctrl】+【B】前一时间单位【.】下一时间单位【,】改变到上(Top)视图【T】改变到底(Bottom)视图【B】改变到相机(Camera)视图【C】改变到前(Front)视图【F】改变到等大的用户(User)视图【U】改变到右(Right)视图【R】改变到透视(Perspective)图【P】循环改变选择方式【Ctrl】+【F】默认灯光(开关)【Ctrl】+【L】删除物体【DEL】当前视图暂时失效【D】是否显示几何体内框(开关)【Ctrl】+【E】显示第一个工具条【Alt】+【1】专家模式?全屏(开关)【Ctrl】+【X】暂存(Hold)场景【Alt】+【Ctrl】+【H】取回(Fetch)场景【Alt】+【Ctrl】+【F】冻结所选物体【6】跳到最后一帧【END】跳到第一帧【HOME】显示/隐藏相机(Cameras)【Shift】+【C】显示/隐藏几何体(Geometry)【Shift】+【O】显示/隐藏网格(Grids)【G】显示/隐藏帮助(Helpers)物体【Shift】+【H】显示/隐藏光源(Lights)【Shift】+【L】显示/隐藏粒子系统(Particle Systems)【Shift】+【P】显示/隐藏空间扭曲(Space Warps)物体【Shift】+【W】锁定用户界面(开关)【Alt】+【0】匹配到相机(Camera)视图【Ctrl】+【C】材质(Material)【M】最大化当前视图(开关)【W】脚本编辑器【F11】新的场景【Ctrl】+【N】法线(Normal)对齐【Alt】+【N】向下轻推网格小键盘【-】向上轻推网格小键盘【+】NURBS表面显示方式【Alt】+【L】或【Ctrl】+【4】NURBS调整方格1【Ctrl】+【1】NURBS调整方格2【Ctrl】+【2】NURBS调整方格3【Ctrl】+【3】偏移捕捉【Alt】+【Ctrl】+【空格】打开一个MAX文件【Ctrl】+【O】平移视图【Ctrl】+【P】交互式平移视图【I】放置高光(Highlight)【Ctrl】+【H】播放/停止动画【/】快速(Quick)渲染【Shift】+【Q】回到上一场景*作【Ctrl】+【A】回到上一视图*作【Shift】+【A】撤消场景*作【Ctrl】+【Z】撤消视图*作【Shift】+【Z】用前一次的参数进行渲染【Shift】+【E】或【F9】渲染配置【Shift】+【R】或【F10】在xy/yz/zx锁定中循环改变【F8】约束到X轴【F5】约束到Y轴【F6】约束到Z轴【F7】旋转(Rotate)视图模式【Ctrl】+【R】或【V】保存(Save)文件【Ctrl】+【S】透明显示所选物体(开关)【Alt】+【X】选择父物体【PageUp】选择子物体【PageDown】根据名称选择物体【H】选择锁定(开关)【空格】减淡所选物体的面(开关)【F2】显示所有视图网格(Grids)(开关)【Shift】+【G】显示/隐藏命令面板【3】显示/隐藏浮动工具条【4】显示最后一次渲染的图画【Ctrl】+【I】显示/隐藏主要工具栏【Alt】+【6】显示/隐藏安全框【Shift】+【F】*显示/隐藏所选物体的支架【J】显示/隐藏工具条【Y】/【2】百分比(Percent)捕捉(开关)【Shift】+【Ctrl】+【P】打开/关闭捕捉(Snap)【S】循环通过捕捉点【Alt】+【空格】声音(开关)【/】间隔放置物体【Shift】+【I】改变到光线视图【Shift】+【4】循环改变子物体层级【Ins】子物体选择(开关)【Ctrl】+【B】帖图材质(Texture)修正【Ctrl】+【T】加大动态坐标【+】减小动态坐标【-】激活动态坐标(开关)【X】精确输入转变量【F12】全部解冻【7】根据名字显示隐藏的物体【5】刷新背景图像(Background)【Alt】+【Shift】+【Ctrl】+【B】显示几何体外框(开关)【F4】视图背景(Background)【Alt】+【B】用方框(Box)快显几何体(开关)【Shift】+【B】打开虚拟现实数字键盘【1】虚拟视图向下移动数字键盘【2】虚拟视图向左移动数字键盘【4】虚拟视图向右移动数字键盘【6】虚拟视图向中移动数字键盘【8】虚拟视图放大数字键盘【7】虚拟视图缩小数字键盘【9】实色显示场景中的几何体(开关)【F3】全部视图显示所有物体【Shift】+【Ctrl】+【Z】*视窗缩放到选择物体范围(Extents)【E】缩放范围【Alt】+【Ctrl】+【Z】视窗放大两倍【Shift】+数字键盘【+】放大镜工具【Z】视窗缩小两倍【Shift】+数字键盘【-】根据框选进行放大【Ctrl】+【w】视窗交互式放大【】视窗交互式缩小【】轨迹视图加入(Add)关键帧【A】前一时间单位【】下一时间单位【】编辑(Edit)关键帧模式【E】编辑区域模式【F3】编辑时间模式【F2】展开对象(Object)切换【O】展开轨迹(Track)切换【T】函数(Function)曲线模式【F5】或【F】锁定所选物体【空格】向上移动高亮显示【】向下移动高亮显示【】向左轻移关键帧【】向右轻移关键帧【】位置区域模式【F4】回到上一场景*作【Ctrl】+【A】撤消场景*作【Ctrl】+【Z】用前一次的配置进行渲染【F9】渲染配置【F10】向下收拢【Ctrl】+【】向上收拢【Ctrl】+【】材质编辑器用前一次的配置进行渲染【F9】渲染配置【F10】撤消场景*作【Ctrl】+【Z】示意(Schematic)视图下一时间单位【】前一时间单位【】回到上一场景*作【Ctrl】+【A】撤消场景*作【Ctrl】+【Z】Active Shade绘制(Draw)区域【D】渲染(Render)【R】锁定工具栏(泊坞窗)【空格】加入过滤器(Filter)项目【Ctrl】+【F】加入输入(Input)项目【Ctrl】+【I】加入图层(Layer)项目【Ctrl】+【L】加入输出(Output)项目【Ctrl】+【O】加入(Add)新的项目【Ctrl】+【A】加入场景(Scene)事件【Ctrl】+【s】编辑(Edit)当前事件【Ctrl】+【E】执行(Run)序列【Ctrl】+【R】新(New)的序列【Ctrl】+【N】撤消场景*作【Ctrl】+【Z】提高绘图效率的途径和技法一、遵循一定的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.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)。4.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。5.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。6.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。7.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。二、选用合适的命令用户能够驾驭AutoCAD，是通过向它发出一系列的命令实现的。AutoCAD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，尽管可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AutoCAD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PEDI