计算机辅助设计的应用及发展历程

计算机辅助设计，简称CAD（Computer Aided Design），是一种通过计算机的应用而进行高效率、高精度产品设计的方法。随着计算机技术的不断发展和应用领域的扩大，电子计算机越来越成为人们进行创造性活动的有力助手。CAD首次用于产品设计至今已有20多年的历史，但只是近10年来才取得了相当快的进展和普及。随着计算机功能、性能的不断提高以及价格的降低，CAD的软件开发已取得了很大的进展。现在CAD已应用于世界许多国家的建筑、机械、成型、电子、汽车、造船、飞机、机床等各种产业。最初的应用是从自动制图开始的，现在已发展到解析、模拟、三维曲面设计、轮廓设计、曲面数控数据生成等高度复杂的工作。

CAD的主要功能是设计计算和制图。设计计算主要是指用计算机来进行机械设计等基于工程和科学规律的计算，以及在设计产品的内部结构时，为使某些性能参数或目标达到最优而应用优化技术所进行的计算。这些计算通常很复杂，要求的精确度也很高，在以往用人工进行的设计中，往往需要花大量的时间，计算完后还需要进行反复检查、验算。而利用计算机，可用很少的人力和时间就可完成这些计算，并且计算精确度较高，不易出错。(www.xing528.com)

计算机制图是通过计算机的人机对话图形处理系统来实现制图。在这种系统中带有图形处理程序，操作人员只需把所需图形的形状（如圆、矩形等）和尺寸（如圆的半径、矩形的长和宽等）以及图形位置的命令输入计算机，计算机就可自动在指定的位置上绘出该图形。通用件、标准件的图纸以及一些常用图形的形状、尺寸及规格等可预先存储在计算机内，以便随时调用。人机对话图形处理系统使设计人员能够在计算机屏幕上随意放大或缩小图形，可以使图形向上、下、左、右任一方向移动以及转动，可以任意删除，也可以对预先存储在计算机内的不同标准图形随意进行组合，还可以将绘制好的三视图在计算机上自动转换成立体图，等等。因此，极大地提高了制图速度，把设计人员从日常繁重的制图劳动中解放出来。制图方式的这种改变，对新产品开发周期的缩短起了很大的作用。由CAD产生的图形形状数据，还可直接用来生成数控数据以及用来编制控制机器人的程序。