Историю CAD систем логично разделить на несколько этапов.
На первом этапе (до конца 70-х годов) был получен ряд научно-практических результатов, доказавших принципиальную возможность автоматизированного проектирования сложных промышленных изделий. Так, теория B-сплайнов представленная Исааком Шоенбергом (I.J.Schoenberg) в 1946 г., привела к использованию в геометрическом моделировании кривых NURBS. Моделированию кривых и поверхностей любой формы были посвящены работы Пьера Безье (P.E.Bezier), выполненные на рубеже 60-70-х годов прошлого века.
Проектирование механических изделий заключается, прежде всего, в конструировании, т.е. в определении геометрических форм тел и их взаимного расположения. Поэтому история автоматизации проектирования CAD-систем связана с историей компьютерной графики. В конце 50-х – начале 60-х появляются системы с выводом информации на электронно-лучевую трубку и электронная чертежная машина (The Electronic Drafting Machine) компании ITEK.
В 70-е годы в Lockheed создается программа CADAM (Computer-Augmented Drafting and Manufacturing), а в компании Dassault начинается разработка программы трехмерного моделирования, впоследствии ставшей программой CATIA (Computer-Aided Three-Dimensional Interactive Application).
Знакомство с программой KOMPAS 3D LT
В 1979 г. разрабатывается графический формат IGES (Initial Graphic Exchange Standard).
На втором этапе (80-е годы) появились и начали использоваться графические рабочие станции компаний Intergraph, Sun Microsystems с архитектурой SPARC или автоматизированные рабочие места на компьютерах VAX от DEC под управлением ОС Unix.
К 1982 г. твердотельное моделирование начинают применять в своих продуктах компании Computervision, IBM, Prime и др., однако методы получения моделей тел сложной формы еще не развиты, отсутствует поверхностное моделирование. В том же году появляется первая версия программы CATIA с возможностями 3D моделирования и разработки программ для ЧПУ и Джоном Уокером создается компания Autodesk. В следующем году разработана техника создания 3D моделей с показом или удалением скрытых линий. На рынок вышла система Unigraphics, а компания Autodesk выпускает свой первый CAD-продукт Autocad, пока однопользовательскую версию на языке Cи с поддержкой формата IGES.
В 1988 г. создается аппаратура для прототипирования изделий с помощью лазерной стереолитографии по данным, получаемым в MCAD. Также в 1988 г. компания PTC (Parametric Technology Corp.) впервые реализует параметризацию моделей. К концу 80-х годов стоимость CAD-лицензии существенно снизилась и тем самым были созданы предпосылки для создания CAD/CAM/CAE-систем более широкого применения.
Принято делить CAD/CAM/САЕ-системы по их функциональным характеристикам на три уровня (тяжелый, средний и легкий). В 80-е годы и в начале 90-х такое деление основывалось на значительном различии характеристик используемого для САПР вычислительного оборудования. Аппаратной платформой CAD/CAM-систем тяжелого уровня были дорогие высокопроизводительные рабочие станции с ОС Unix.
Компас 3D. Базовые знания для новичка в программе для черчения (Чертеж это легко)
Такая техника позволяла выполнять сложные операции как твердотельного, так и поверхностного геометрического моделирования применительно к сборочным узлам из многих деталей. CAD-системы нижнего уровня предназначались только для автоматизации чертежных работ, выполнявшихся на низкопроизводительных рабочих станциях и персональных компьютерах (типичные CAD-системы низшего уровня AutoCAD, CAD-KEY, Personal Designer, ADEM, КОМПАС-ГРАФИК).
По мере улучшения характеристик персональных компьютеров удавалось создавать сравнительно недорогие системы с возможностями параметрического и ассоциативного 3D-моделирования. Такие системы стали относить к CAD/CAM-системам среднего уровня (AMD, Solid Edge, Solid Works, КОМПАС 3D). На сегодняшний день практически отсутствуют системы легкого уровня, а с помощью программ среднего уровня можно решать до 80% типовых машиностроительных задач. Современные тяжелые системы базируются на высокопроизводительных или суперкомпьютерных мощностях (CATIA, Unigraphics, Pro/ENGENEER, CADDS5, EUCLID, Cimatron, Ansys).
На третьем этапе (начиная с 90-х годов) бурное развитие микропроцессоров привело к возможности использования рабочих станций на персональных ЭВМ, что заметно снизило стоимость внедрения САПР на предприятиях. На этом этапе продолжается совершенствование систем и расширение их функциональности.
В 1992 году корпорация Intergraph, один из ведущих на тот момент производителей CAD-систем для машиностроения, приняла решение о разработке нового программного продукта, целиком построенного на базе платформы Wintel.
В 1993 г. в США создается компания Solidworks Corporation и уже через два года она представила свой первый пакет твёрдотельного параметрического моделирования Solidworks на базе геометрического ядра Parasolid. Система Solidworks вошла в число ведущих систем среднего уровня.
В конце 1995 года появилась система геометрического моделирования Solid Edge.
Начиная с 1997 г., рабочие станции на платформе Wintel не уступают Unix-станциям по объемам продаж.
В 1998 году к Unigraphics перешло все отделение Intergraph, занимающееся CAD-системами. В это же время Solid Edge меняет геометрическое ядро ACIS на ядро Parasolid.
В 1999 году появляется 6-я версия Solid Edge на русском языке.
Четвертый этап (начиная с конца 90-х годов) характеризуется интеграцией CAD/CAM/CAE-систем с системами управления проектными данными PDM и с другими средствами информационной поддержки изделий.
В 2001 г. происходит слияние компании Unigraphics Solution с SDRC, что привело к постепенному прекращению развития I-DEAS и использованию удачных решений двух систем I-DEAS и Unigraphics (UG) в новых версиях системы Unigraphics NX.
Еще раньше система CADDS5 была приобретена компанией PTC (Parametric Technology Corp.). Эта компания, штаб-квартира которой расположена в США, основана в 1985 г. бывшим профессором Ленинградского университета Семеном Гейзбергом.
Ряд CAD/CAM систем среднего и нижнего уровней разработан в СССР и России. Наибольшее распространение среди них получили Кредо (НИЦ АСК), Компас (компания Аскон), T-Flex CAD (Топ Системы), и некоторые другие системы.
Система Кредо считается первой отечественной CAD/CAM системой в машиностроении. Она разработана в созданном в 1987 г. Научно-исследовательском центре автоматизированных систем конструирования (НИЦ АСК).
Компания Аскон основана в 1989 г. В нее вошел коллектив разработчиков, который до этого в Коломенском конструкторском бюро машиностроения проектировал систему Каскад. Первая версия Компас для 2D проектирования на персональных компьютерах появилась в том же 1989 г. В 2000 г. САПР Компас распространена на 3D проектирование.
Выпуск первой коммерческой версии системы T-FLEX CAD 2.x (TopCAD) относится к 1992 г.
Источник: studopedia.su
Как появился компас?
Как правило, знакомство с компасом проходит в детском возрасте в школе на уроках природоведения. Даже школьники знают, что данное устройство придумано, чтобы определять положение сторон света. Но не каждый взрослый ответит на вопрос, где и когда появился первый компас, какими они были изначально, какими могут быть сейчас. В этой статье мы расскажем об истории создания компаса, кратко и доступно.
Первые упоминания подобных приспособлений датируются 4-3 веком до нашей эры. Изобретатель точно неизвестен, но на этот счет есть множество гипотез. В древности люди нуждались в таком бесперебойном навигаторе, поэтому открытие могли сделать разные люди, не знающие друг о друге. В истории все события взаимосвязаны, без компаса у нас бы не было современных систем навигации и таких чудес света, как египетские пирамиды.
Почти все изобретения совершались в тот момент, когда в них назревала необходимость. Так произошло и с компасом.
Зачем людям был нужен компас?
До создания компаса люди ориентировались по внешним признакам. В лесу можно посмотреть на расположение муравейников и на особенности роста деревьев. На равнинах, в пустынях и море ориентирами становились Солнце и другие звезды, но в плохую погоду люди оставались в неведении. Необходимость круглогодичной и круглосуточной навигации сподвигла людей на работу над специальным приспособлением. Оно бы позволило не ждать наступления ночи или разъяснения неба.
Каким был первый прототип?
Открытие было сделано в третьем веке до нашей эры. Первый компас был похож на ложку с тонким черенком и выпуклым основанием. Их делали из магнетита, полировали и устанавливали на такую же гладко отполированную пластинку, чтобы избежать погрешностей. Затем устройство вращали, и черенок указывал на юг. Баланс был выверен так точно, что поверхности касалось только основание, указывающая направления ручка парила в воздухе.
Прибор был не очень точным, но более совершенная версия появилась лишь в 9 веке. Это был магнит, который разогревали и помещали в воду. Он плавал на поверхности и прибивался к южной стороне. В этом же тысячелетии магнит сменили на тонкую намагниченную иголку, ее уже не погружали в воду, а подвешивали на ниточку. Затем ниточку заменили на шпильку.
В 12 веке стали изготавливать корпус для защиты от ветра.
Кто был изобретателем?
Учитывая, насколько это было давно, узнать имя изобретателя уже невозможно. Ученые пытаются выяснить, в какой стране произошло открытие. Согласно летописям, это Китай, Индия или Греция. Каждая страна претендует на роль изобретателя, у них есть доказательства этого факта.
Китай
В летописях Древнего Китая указывается, что первым владельцем компаса был император Хуан Ди, он жил и правил в третьем тысячелетии до нашей эры. Устройство было красивым, его сделали в виде колесницы, закрепленный на ней человечек всегда указывал на юг. Эта колесница входила в систему транспортного средства императора, человечек всегда указывал на юг вне зависимости от того, куда поворачивали колеса.
Есть еще одна версия, связанная с Китаем, тоже из летописей. В них говорится, что первым компасом была ложка. Большинство ученых считают, что именно в этих сказаниях говорится об открытии, так как именно в тот период китайцы открыли магнитные свойства ферромагнетика, который до сих пор используют в фен-шуй.
Греция
Древняя Греция славилась своими учеными. Там магнетизм начали изучать и испытывать еще в 7-6 веке до нашей эры. Первым, кто заметил, что магнетит притягивается к железу, был Фалес Милетский. В глубокой древности философы считали, что так происходит из-за того, что у этих веществ есть душа. Сократ понял, что магнетиты не только притягиваются, но и отталкиваются.
И это положило начало активных исследований. Первое устройство, слегка напоминающее компас, появилось только спустя три столетия.
Индия
Это страна стала претендентом на роль изобретателя благодаря одной горе. Она расположена возле реки Инд, жители данной местности знали, что гора притягивает железо. Намагничивание использовали в лечебных целях, позднее открыли его потенциал для морских плаваний. Компас создали для нужд судоходства. Это была банка с водой, в которую погружали фигурку в виде рыбки.
В ее голову встраивали магнит, поэтому она указывала на юг.
С 14 века до настоящего времени
С третьего века до нашей эры и до 9 века нашей эры использовали конструкцию из ложки на подставке. Позднее стали применять банку с рыбкой. На территории европейских и арабских стран компас появился в 12 столетии. С того момента началась работа над совершенствованием прибора, чтобы он стал более точным и надежным в использовании.
Хорошо поработали над модернизацией итальянцы, они избавились от неудобной емкости с водой. В 14 веке это устройство, близкое к современному — под крышкой была намагниченная стрелка и полотно, на котором обозначены стороны света. Стрелкой служила игла, она колебалась и давала погрешность. Чтобы снизить колебания, иглу начали размещать на кардановом подвесе.
Такое нововведение позволило пользоваться новым навигатором на кораблях во время шторма, оно датируется 16 веком. Затем в 17 столетии конструкция была дополнена визором и линейкой.
Это практически современный компас, с тех пор его основательно не меняли, лишь немного дорабатывали. В 1908 году был выдан патент на магнитный компас Эйнштейна-Аншютца, у него был ряд преимуществ перед предшественниками:
- небольшие размеры;
- удобство и простота применения;
- высокая точность;
- добавление вспомогательных элементов.
В те годы началось массовое производство. Но в будущем произойдет еще множество изменений.
Что было дальше
Явление магнетизма и свойства магнитных полей изучены, достигнута высокая точность. Но все равно было внесено еще множество доработок. Стала важна не только точность, но и оперативность получения результата. Путешественники были рады, когда появились такие дополнительные элементы, как линейка, визир и лупа. Для военных корпус делают водонепроницаемым и ударостойким.
Сейчас есть не только магнитные компасы, но воздушные. Первые представляют собой классическое решение, воздушный дает такие же результаты, но работает немного по-другому. Он представляет собой капсулу с водой. По аналогии с водными работают воздушные. В магнитных моделях теперь могут намагничивать не стрелку, а циферблат.
Пользоваться таким проще, так как не нужно стабилизировать поверхность и совмещать стрелку с нужной отметкой на диске.
Современные разновидности
Всем, кто пользуется компасом, нужно помнить о том, что погрешности могут зависеть не от самого прибора, а от окружающей среды. Если рядом много металла или электрические приборы, показания могут быть искажены. При бытовом использовании небольшое отклонение не критично, но все меняется, когда речь идет об авиации. Поэтому для ориентирования пилотов используют электромагнитные модели. Они стабильно работают даже при наличии рядом работающих электроприборов.
В мореходстве используют гирокомпасы. Они не улавливают магнитные поля, а всегда направлены в сторону Северного полюса. Это позволяет избежать отклонений, связанных с магнитным склонением. При этом моряки продолжают использовать магнитного предшественника гирокомпаса, чтобы свериться и получить более точные показания, сопоставить курс с магнитным склонением, обозначенным в картах.
Самое сложное решение — электрокомпас. Этот навигатор сверяется со спутником, обладает высокой точностью. Это не для любителей походов, а для профессионалов. Электроника учитывает все погрешности, но ей нужно постоянное питание. Если аккумулятор разрядится, то прибор перестанет работать.
Есть приложения для смартфона, которые определяют стороны света. Во многие ПО оно уже встроено, но сейчас чаще используется усовершенствованная версия — приложение-навигатор. Это очень удобно для поездок, и возможность такая появилась благодаря тому, что кто-то в древности обратил внимание на магнетизм.
Применение в быту и профессиональных сферах
Определять стороны света требуется не только пилотам и морякам, но и туристам, а также людям, далеким от туризма. На следовании сторонам света построена китайская практика фен-шуй. Этого направления придерживается множество людей по всему миру, считается, что древние правила приносят удачу, любовь, здоровье и даже деньги. Последователи считают, что неверное расположение мебели и предметов дома приводит к обратному действию, поэтому у каждого есть компас. Если покупать компас в Китае, то можно увидеть такой, на шкале которого отмечены не только направления, но и подсказки расположения предметов по фен-шуй.
Такие модели носят название лопань.
Очень важно определение сторон света при строительстве. Обычно стараются размещать дома так, чтобы жителей по утрам будило восходящее солнце. От расположения зависит, насколько в доме будет тепло, как много денег будет уходить на отопление.
Еще одна сфера — ландшафтный дизайн. Цветы, деревья и даже травы некоторых видов очень чувствительны к солнечному свету, они страдают от его изобилия или недостатка. Поэтому всем, у кого есть огород, сад или палисадник с цветами, тоже нужен компас.
Что такое компас? Где и когда появился первый компас?
Сегодня я расскажу вам о, наверное, самом простом навигационном приборе, неизменном спутнике отважного морехода и кабинетного картографа, средневекового конкистадора и современного географа — компасе.
Что же такое компас
В общем случае компас — это прибор для ориентирования на местности путём определения сторон света относительно наблюдателя.
По способу пеленгации компасы делятся на:
- указывающие на магнитные полюса Земли;
- определяющие стороны света по какому-нибудь небесному объекту (Солнцу, Луне);
- ориентирующиеся по сигналам радиостанций.
Конструктивно компасы также делятся на великое множество разновидностей, однако меня сейчас более всего интересует исторический аспект возникновения данного устройства.
Где и когда появился первый компас
Первые упоминания о компасе можно встретить в трудах китайского философа Хань Фэй-цзы (идеи которого, кстати, весьма сильно повлияли на мировоззрение великого Цинь Ши Хуана, объединившего воюющие китайские провинции в Поднебесную Империю), датируемых III в. до н.э. Он описывает прибор как тщательно отполированную медную пластину, на которую устанавливалась магнетитовая ложка с тонким черенком, игравшего роль стрелки. Раскрученная ложка постепенно успокаивалась и замирала, указывая черенком на юг. Конечно, трение между чашей ложки и пластиной-основанием приводили к погрешностям, да и магнетит плохо поддавался обработке — но это был ПРОРЫВ. Наконец-то моряки могли выйти в открытое море, не боясь потеряться в безбрежных просторах Посейдонова царства.
Спустя пару веков «отец истории» Геродот в своём монументальном трактате «История» пишет о гипербореях, «странствующих со стрелкой в руке». Вполне допускаю, что магнитная стрелка была известна человечеству в ещё более давние времена, однако, как правило, подобного рода вещи всегда объявлялись сакральными и хранились за семью печатями.
В XI в. китайцы додумались изготовить стрелку из искусственного магнита и посадить её на иглу, чуть позже англичане накрыли конструкцию стеклянным колпаком, а в XIV в. итальянец Флавио Джулио разметил картушку на 16 частей-румбов.
Источник: travelask.ru