CHƯƠNG 2 HỆ THỐNG CAD KỸ THUẬT 2.1. Một số khái niệm và định nghĩa  CAD được định nghĩa là “ Sử dụng hệ thống máy tính cùng với phần mềm thích hợp để trợ giúp việc thiết lập, sửa đổi, phân tích hoặc tối ưu hoá một đồ án thiết kế".  CAD (Computer aided drawing /design): Thiết kế (vẽ) với sự trợ giúp của máy tính.  Lịch sử phát triển:  Sự phát triển của CAD gắn liền với sự ra đời của máy tính vào năm 1950. Lúc đầu CAD chỉ có một chức năng tính toán, về sau nó mới thực hiện đồ hoạ.  Trước đó việc chọn phương án thiết kế chỉ hoàn toàn dựa vào kinh nghiệm chủ quan của người thiết kế, khối lượng tính toán lớn nên không tính hết được các phương án khác nhau khi thực hiện bằng tay.  Khi thiết kế thực hiện trên CAD là một thiết kế tổng thể cả hệ thống kĩ thuật, việc thiết kế dựa trên nguyên tắc phân chia bài toán thành nhiều lớp bài toán nhỏ hơn sau đó kết quả phải qua một bước tổng hợp lại.  Từ những năm 1980 Cad đã thực hiện hoàn chỉnh việc thiết kế kể cả việc tính toán lựa chọn phương án, lấy dữ liệu từ các cơ sở dữ liệu mô phỏng tĩnh và động của đối tượng, tối ưu hoá thiết kế…  Hiện nay quá trình thiết kế được liên hệ trực tiếp với quá trình gia công (công nghệ CAD- CAM) hình thành một đường dây gia công tự động hoàn chỉnh khép kín có tính linh hoạt cao, đây là thành tựu cao nhất hiện nay.  Vị trí của Cad trong dây chuyền sản xuất tích hợp được mô tả như sau:  Hệ thống CAD nói tới ở đây bao gồm bản thân hệ thống và con người sử dụng hệ thống đó, để đạt được hiệu quả tối đa cần đáp ứng được một số yêu cầu sau đây với từng đối tượng nói tới ở trên.  Yêu cầu của hệ thống CAD  Yêu cầu với người sử dụng:  Nắm được phương pháp mô tả quá trình thiết kế bằng công cụ toán học, cụ thể đó là các kiến thức về toán, cơ học, sức bền, nguyên lí chi tiết máy, đây là yêu cầu cực kì quan trọng vì nếu không bài toán thực tế không thể mô tả được trên máy tính, ở đây đối tượng thiết kế được mô tả thông qua mô hình toán học của nó để tiện khảo sát, mô phỏng, tối ưu…  Phải biết xây dựng thuật toán thiết kế, biết sử dụng các phương pháp tính gần đúng, phương pháp lặp, phương pháp khai triển…  Phải nắm được các nguyên lí hoạt động, cấu hình cơ bản của hệ thống máy tính, phải nắm được hệ thống các chương trình phần mềm ứng dụng trong lĩnh vực hoạt động của mình (dos, window, autocad…) đây là yêu cầu cơ bản không thể không có vì công cụ chính của người thiết kế là máy tính và các phần mềm trợ giúp.  cần phải dễ hiểu và dễ sử dụng, do đối tượng sử dụng CAD là những nhà kĩ thuật không chuyên về lập trình cũng như các thủ thuật lập trình mà một loại ngôn ngữ bậc cao nào đó thường phải mất khá nhiều thời gian tìm hiểu mới mới có thể sử dụng thành thạo, yêu cầu này được đặt ra với cả phần cứng và phần mềm.  Các hệ thống phần cứng phần mềm nói tới ở trên phải có tính vạn năng, có khả năng giải được nhiều loại bài toán khác nhau, hay phải hoàn chỉnh được các công đoạn khác nhau của một loại bài toán.  Yêu cầu với hệ thống CAD  Hệ thống phải được cập nhật với tiến bộ về công nghệ máy tính đảm bảo vận hành được trong khoảng thời gian nhất định không bị lạc hậu.  Phải cạnh tranh được với quá trình thiết kế bằng tay cả về tốc độ thực hiện và chất lượng của bản thiết kế.  Mô hình hoá bằng máy tính, và sử dụng các máy tính tương tự nghiên cứu các hệ thống cơ học, biến đổi các phần tử cơ học thành các phần tử điện tương đương.  Tính toán tự động hoá và thiết kế tự động hoá chỉ ở mức độ tính toán thiết kế yêu cầu số liệu đầu vào, máy tính xử lí và cho số liệu đầu ra.  Mức độ tự động hoá của qúa trình thiết kế:  Thử bằng máy tính thử mô phỏng trên máy tính các yêu cầu làm việc, dùng máy tính thực hiện các yêu cầu về thử nghiệm độ bền và động lực học.  Tự động hoá thiết kế kết cấu máy hoặc hệ thống, thiết kế theo kiểu hội thoại giữa người và máy tính, từng bước được người thiết kế đưa dữ liệu vào máy tính xử lí đưa ra số liệu làm đầu vào cho bước sau.  Tối ưu hoá quá trình thiết kế: từ các thông số của bài toán chọn ra bộ thông số tối ưu.  Tự động hoá qúa trình thiết kế, từng phần trong thiết kế tổng thể được tự động.  Quá trình thiết kế tự động: trong đó người thiết kế không phải tham gia vào quá trình tính toán và hình thành số liệu, tự động hoá hoàn toàn.  Đảm bảo về kĩ thuật như hệ thống máy móc thiết bị phần cứng , máy tính màn hình, chuột, máy in  Đảm bảo về ngôn ngữ máy tính và ngôn ngữ tự nhiên. Đảm bảo này giúp cho con người và máy tính có thể giao diện được với nhau.  Đảm bảo về các hàm toán học, phải có sẵn một số hàm toán học đã được định nghĩa sẵn trong đó.  Các đảm bảo của hệ thống CAD: [...]... dung của cơ sở dữ liệu có thể sẵn sàng hiển thị lên màn hình CRT hoặc vẽ ra trên giấy 2.3.3 Cơ sở dữ liệu  Nội  dung cơ sở dữ liệu Bao gồm các mụ hình, chương trình ứng dụng, cỏc bản thiết kế, các bản vẽ, các bản lắp cùng các thông tin thuộc dạng ký tự như liệt kê vật liệu và các văn bản Ngoài ra nó còn chứa nhiều thông tin của gói phần mềm đồ hoạ như các lệnh hệ thống, các Menu chức năng và các chương... được sử dụng trong hệ CAD 2.2.2 Cấu hình của một hệ thống CAD điển hình  Một hoặc một số trạm thiết kế với một đầu cuối đồ hoạ và các thiết bị vào của người thiết kế  Một hoặc một số máy vẽ và các thiết bị ra khác  Một máy tính  Các bộ lưu trữ ngoài (bộ nhớ ngoài) 2.2.3 Cấu hình của một hệ thống CAD điển hình  Trạm thiết kế hay cũn gọi là trạm cụng tỏc của hệ CAD là một hệ thống giao diện với... rằng nền tảng của một hệ CAD hiện đại là đồ hoạ máy tính tương tác (ICG) cho phép người thiết kế có ngay những ứng xử của hệ thống về dữ liệu đầu vào để có được những tác động thích hợp vì giữa người thiết kế và hệ thống có một mối liên lạc trực tiếp theo cách người sử dụng vào lệnh cho hệ thống và đáp ứng lại những câu hỏi mà hệ thống đưa ra  Ngày nay các phần cứng trong công nghệ thông tin rất phong... hành  Tạo thuận lợi cho việc truyền thông giữa người thiết kế và hệ thống 2.2.4 Thiết bị đầu cuối đồ hoạ  Giới thiệu mở đầu Từ trước đến nay đã có nhiều cách tiếp cận kỹ thuật khác nhau được áp dụng để nghiên cứu cải tiến các thiết bị đầu cuối đồ hoạ, và trong tương lai công nghệ vẫn không ngừng phát triển vì các nhà sản xuất các hệ thống CAD luôn luôn cố gắng nâng cao chất lượng và hạ giá thành sản... thiết bị ra khỏc) và chuyển đổi các mô hinh ứng dụng thành những hinh ảnh hai chiều hoặc ba chiều  Cơ  sở dữ liệu ứng dụng Đây là môdun thứ ba trong cấu hình của hệ phần mềm đồ hoạ, trong đó chứa những định nghĩa về toán học, về số và về logic của các mô hình ứng dụng như các mạch điện, các chi tiết máy, các bộ phận ôtô v.v Nó cũn chứa những thông tin dưới dạng ký tự như bảng liệt kê vật liệu, thuộc... của hệ thống máy tính, xử lí dữ liệu của bài toán  Tìm kiếm xử lí thông tin đưa kết quả tính toán được ra điều khiển máy công tác  Đối tượng thiết kế phải tuân thủ các tiêu chuẩn của nghành hoặc của nhà nước 2.2 Phần cứng của CAD 2.2.1 Giới thiệu chung  Các bộ phận phần cứng dùng cho một hệ CAD rất đa dạng về kích thước, cấu hình và về mức độ hiện đại, tuỳ theo nhiệm vụ của từng đơn vị mà chọn hệ CAD. .. đối với người thiết kế khi làm việc với một hệ CAD Bao gồm một trạm thiết kế của PC, thiết bi đầu cuối đồ họa (màn hình CRT), thiết bị vào(bàn phím, chuột)  Chức năng của một trạm thiết kế đồ hoạ :  Giao diện với máy tính  Tạo ra các bản vẽ ổn định cho người thiết kế  Cung cấp các bản mô tả dưới dạng số của các bản vẽ trên  Chuyển các lệnh máy tính thành các chức năng vận hành  Tạo thuận lợi cho... cho người sử dụng vận hành hệ thống đồ hoạ máy tính (hệ ICG) Bộ chương trình này thường được sản xuất trọn gói nên còn có tên gọi gói phần mềm đồ hoạ, bao gồm những chương trình để tạo ra hình ảnh trên màn hình CRT, để điều khiển các hình ảnh đó và để thực hiện các kiểu tương tác khác nhau giữa ICG AutoCAD là ví dụ điển hình về một bộ chương trình như vậy Còn hệ ICG là một hệ thống đồ hoạ tương tác, ngoài...   Đảm bảo về chương trình máy tính, phải có sẵn các chương trình máy tính đựơc lập sẵn để thực hiện các tính toán thiết kế Đảm bảo về thông tin Đảm bảo về quản lí vận hành và bảo mật các phương thức thiết kế  Các yêu cầu với đối tượng thiết kế:  Đối tượng thiết kế phải có khả năng mô hình hoá chuyển mô hình thực sang hệ thống mô hình toán học  Có khả năng tổng hợp... thuộc về những miền bài toán cụ thể Những miền bài toán trong thiết kế kỹ thuật bao gồm kiến trúc, xây dựng, cơ khí, điện, công nghệp hoá chất Những miền bài toán không thuộc về thiết kế thì có thể là các bộ trình mô phỏng bay, là hiển thị dữ liệu dưới dạng đồ hoạ, là phân tích toán học và thậm chí là mỹ nghệ Trong mỗi trường hợp, chương trình ứng dụng được xây dựng nên để xử lý hình ảnh và các quy . của Cad trong dây chuyền sản xuất tích hợp được mô tả như sau:  Hệ thống CAD nói tới ở đây bao gồm bản thân hệ thống và con người sử dụng hệ thống. CHƯƠNG 2 HỆ THỐNG CAD KỸ THUẬT 2.1. Một số khái niệm và định nghĩa  CAD được định nghĩa là “ Sử dụng hệ thống máy tính cùng với phần