Министерство образования ставропольского края Государственное образовательное учреждение Высшего профессионального образования...

Информация о документе:

Дата добавления: 05/09/2015 в 14:57
Количество просмотров: 14
Добавил(а): Вячеслав Хачанян
Название файла: ministerstvo_obrazovaniya_stavropolskogo_kraya_gos.doc
Размер файла: 426 кб
Рейтинг: 0, всего 0 оценок

Министерство образования ставропольского края Государственное образовательное учреждение Высшего профессионального образования...

Министерство образования ставропольского края

Государственное образовательное учреждение

Высшего профессионального образования

«НЕВИННОМЫССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

ГУМАНИТАРНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ»


ФИНАНСОВО-ЭКОНОМИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ


Кафедра Высшей математики, информационных систем и технологий






Компьютерные технологии проектирования


КУРС ЛЕКЦИЙ


направлений 05100014.62

14040007.62

26080003.62

15070005.62

19070009.62

27080001.62









2012


Невинномысск

СОДЕРЖАНИЕ


ВВЕДЕНИЕ

Предмет технической графики на ПЭВМ как часть компьютерной графики возник в связи с интенсивным в последние десятилетия развитием вычислительной техники и все более широким использованием ее в промышленном производстве товаров. В настоящее время он стал естественным продолжением курса традиционной технической графики.

Современная организация производства, новая техника, ускоренный технический прогресс требуют глубоких и разносторонних знаний, высокой производственной квалификации рабочих.

Каждый рабочий должен творчески относиться к любой порученной работе. Творческий подход к созданию и чтению технической документации должен сопровождаться анализом технологичности формы изделия, изысканием оптимальной заготовки и наилучшего варианта последовательности всех действий, необходимых для превращения заготовки в готовую деталь. В более полной мере этого можно достичь, основываясь на знаниях, приобретенных при создании конструкторской и технологической документации в режиме диалога с ПЭВМ.

Выпуск чертежей и другой технической документации значительно ускорился, благодаря применению большого количества условностей и упрощений, установленных государственными стандартами, однако разработка и оформление конструкторской документации традиционными способами, даже с применением средств механизации чертежно-графических работ - процесс достаточно трудоемкий, иногда связанный с выполнением рутинной, нетворческой работы, поддающейся в значительной мере автоматизации.

Современный уровень программных и технических средств электронной вычислительной техники позволил перейти от традиционных, ручных методов конструирования и проектирования к новым информационным технологиям с использованием ЭВМ, создавать системы автоматизации разработки и выполнения конструкторской документации, удовлетворяющие стандартам ЕСКД как по качеству исполнения документов, так и по соблюдению требований стандартов.

В диалоге с ЭВМ могут быть созданы чертежи и схемы как с использованием графических элементов таких, как точка, отрезок, окружность и т.п., так и отдельных фрагментов ранее созданных чертежей, графических изображений стандартных крепежных деталей, типовых и унифицированных конструкций, их частей и т.п. При этом, также могут быть сформированы библиотеки групповых чертежей деталей, изображения которых заданы параметрически. Изменяя значение геометрического параметра, можно изменить геометрическую форму и размеры модели детали, обеспечивая многовариантность ее изображения.

Другая форма автоматизации деятельности конструктора заключается в создании трехмерных геометрических моделей проектируемых изделий. Используя такие модели, конструктор проводит прочностные и кинематические расчеты, прорабатывает вопросы компоновки и сборки изделий, технологические аспекты изготовления деталей и т.д.

Наиболее рациональное и эффективное использование ЭВМ для создания, хранения и обработки информации возможно в режиме ее диалога с человеком (т.н. пользователем), когда геометрическое изображение используется многократно или в различных вариациях, а формирование текстовых документов происходит автоматически. Например, с помощью вычислительной техники значительно облегчается оформление конструкторских документов, насыщенных изображениями стандартных, типовых, унифицированных частей (электрических и других принципиальных, функциональных схем; печатных плат, модулей, приборов, электронных блоков, стоек, шкафов, пультов и т.д.); модернизация существующих конструкций (частичное изменение, а не создание принципиально нового); разработка текстовых документов (спецификаций, перечней элементов и др.). На ЭВМ могут быть решены различные геометрические задачи: определение габаритных размеров конструкций, их площадей и об`емов, условий взаимного расположения и др.

Для реализации вышеперечисленных возможностей необходимы технические, программные, информационные средства, обеспечивающие ввод, вывод графической информации, ее хранение в ЭВМ; средства моделирования геометрических объектов и их редактирования и т.д.

Будущие высоквалифицированные рабочие должны их знать как средства постоянно развивающиеся, необходимые для использования с современном промышленном производстве.

Учебное пособие поможет учащимся ПТУ решать задачи получения различных графических изображений и текстов при разработке ими конструкторской и технологической документации автоматизированными методами.


1. ИСТОРИЯ ВОЗНИКНОВЕНИЯ И РАЗВИТИЯ СРЕДСТВ АВТОМАТИЗАЦИИ ЧЕРТЕЖНО-ГРАФИЧЕСКИХ РАБОТ

1.1.Чертеж и его история

С незапамятных времен люди пытались передать информацию об окружающем мире с помощью графических изображений. Ещё когда они жили в пещерах, охотились на мамонтов с каменными топорами и добывали огонь трением (то есть задолго до того, как научились писать), люди начали рисовать. Эти ранние формы графики представляли собой своеобразный учебник жизни.

Многие тысячелетия прошли с тех пор. Появились письменность и книгопечатание, человек овладел энергией атомного ядра и вышел в космическое пространство.

Всё или почти всё, что создано человеком и окружает нас, - дома, в которых мы живём, электролампочки, освещающие наши комнаты и улицы, одежда, которую мы носим, и даже ложки, которыми мы едим, - создавалось по заранее разработанным чертежам.

Производственный чертёж, зародившийся в глубокой древности, за многие сотни лет своего существования претерпел и продолжает претерпевать глубокие качественные изменения. От получертежей полурисунков, передававших геометрические формы предметов лишь весьма приблизительно, люди постепенно перешли к составлению чертежей, отражающих форму изображённых на них объектов с большой точностью.

При разработке различных видов изделий большая часть времени и труда уходит на выполнение графических работ. Ручное выполнение чертежей - процесс медленный и трудоемкий. Ускоряют графические операции различные чертёжные инструменты, приспособления и приборы: линейка, треугольник, рейсшина, транспортир, эллипсограф, кульман и другие. Ускоряют процесс черчения и применением трафаретов - тонких прозрачных пластин с отверстиями различной конфигурации, например: окружностей и дуг, эллипсов, шестиугольников для вычерчивания гаек, параллелограммов и прямоугольников для разметки надписей, условных знаков для электрических схем и так далее.

Однако производительность труда конструкторов-чертёжников за последние 100 лет в области чертёжно-графических работ увеличилась всего лишь в полтора раза, хотя в металлообрабатывающей промышленности за то же время она повысилась почти в 15 раз. Большой объём создания новых видов техники и технологической оснастки требует значительного увеличения производительности труда при выполнении чертежно-графических работ. В последнее время разработаны методы, приспособления и целые комплексы, включающие в себя вычислительные машины, позволяющие механизировать и автоматизировать выполнение чертежей.

1.2 Машинная графика

Еще десятилетие назад машинная графика и родственная ей машинная (вычислительная) геометрия считались частью системного программирования для ЭВМ. Сейчас это уже вполне самостоятельные, со своими проблемами и спецификой области деятельности. Это - и новые эффективные средства для проектировщиков, конструкторов и исследователей; это - программные системы и машинные языки. Машинная графика и геометрия представлены сейчас целым рядом направлений и разнообразными применениями. Некоторые из них отталкиваются от задачи автоматизации вычерчивания технической документации, другие - от проблем оперативного взаимодействия человека и машины, от задач численной обработки, расшифровки и передачи изображений и т.д. Свои подходы к машинной графике у геодезистов и картографов, у специалистов по космической связи и конструкторов электронной аппаратуры и космичеких летательных аппаратов, у полиграфистов и астрономов, у кинематографистов и разработчиков "Компьютерных игр".

1.3 Вычислительная техника в графических работах

Первоначально электронные вычислительные машины (ЭВМ) создавались для вычислений. Постепенно сфера применения вычислительных, математических методов расширилась и оказалось, что ЭВМ неплохо справляются с задачами несколько иного характера - с обработкой текстов, с хранением и поиском информации, с управлением станками, цехами и целыми производствами. Особенно интересно, когда техника привлекается к творческой деятельности: к проектированию новых машин и механизмов, зданий и архитектурных сооружений, к работе над кинофильмами и музыкальными произведениями.

1.4 Классификация средств механизации и автоматизации чертежно-графических работ.

Все средства для выполнения графической документации разделены на пять классов в зависимости от того, как преобразуется и передается информация к пишущему устройству от источника информации, которым является, например, человек, чертежный прибор или машина (рис.1.1), а каждый класс на отдельные виды.


При выполнении чертежа вручную источником информации является человек, пишущим устройством - карандаш, ручка, мел и т.п. Информация от человека передается непосредственно пишущему устройству без помощи каких-либо приспособлений или механизмов. Этот класс используется при составлении эскизов.

К чертежным приборам относятся те чертёжные средства, которые осуществляют направление движения пишущего устройства. В этом случае прибор является внешней памятью, несущей информацию о линии. К этому классу относятся следующие виды чертежных средств: трафареты, специальные треугольники, лекала, штриховальные приборы, механизированные рейсшины, чертёжные приборы пантографной и координатной систем, вспомогательные приборы.

Преобразующие чертежные приборы по определённому закону изменяют поступающую в них информацию. Например, на основе ортогональных проекций механически строится аксонометрическое изображение. В этот класс входят следующие виды приборов: перспектографы, аксонографы, аффинографы, геометрические математические приборы.

Автоматические чертежные машины являются более совершенным классом чертёжно-графических средств. Выполняя чертежи, они обладают высокой производительностью и возможностью выполнять логические операции. К чертежным машинам, автоматизирующим процесс выполнения чертежей, относятся электронно-механические и электронно-лучевые.

Вычислительные машины позволяют создавать геометрические модели деталей, сборок и т.п. Графическое отображение геометрических моделей является основой для выпуска технической (конструкторской и технологической) документации.

1.4.1 Чертежные приборы.

В конце девятнадцатого и начале двадцатого столетия инженеры и техники начали проявлять повышенный интерес к инструментам и приборам, ускоряющим процесс черчения. Уже в то время были созданы и использовались готовальни, рейсшины, пантографные чертёжные приборы и т.д. Эти приборы и методика выполнения чертежей до 50-х годов нашего столетия совершенствовались и изменялись сравнительно мало. Чертёжные приборы представляют собой механические системы и обладают большой надежностью в работе. Но они лишь частично механизируют ручной труд при черчении, поэтому чертёжная работа остаётся пока очень трудоёмкой и малопроизводительной.

1.4.2 Преобразующие чертежные приборы.

Иногда по ортогональным проекциям трудно представить себе форму изображаемого объекта. Тогда, используя ортогональные проекции, переходят к аксонометрическим, которые обеспечивают большую наглядность. Информация в преобразующий чертёжный прибор поступает не от проектировщика, а от внешней памяти, которой является чертеж или модель. Проектировщик управляет считывающим устройством (которым чаще всего бывает обводной штифт), а прибор строит преобразованные линии. Конструкция таких приборов обеспечивает выполнение некоторых логических операций по геометрическому преобразованию линий.

Прототипом механической части современной чертежной машины - графопостроителя - можно считать координатограф - стол, снабженный направляющими с чертежным инструментом и зубчатыми рейками или винтовыми передачами с рукоятками и циферблатами, с помощью которых можно точно установить инструмент в заданной точке.


Все приборы для преобразования проекций можно разбить на три вида: для вычерчивания центральных проекций -перспектографы; для вычерчивания аксонометрических проекций - аксонографы; для вычерчивания параллельных проекций - аффинографы, пантографы.

1.4.3 Автоматические чертежные машины.

Автоматические чертежные машины представляют собой более совершенный класс чертежно-графических средств, обладающих высокой производительностью и способностью выполнять логические операции.

От ранее описанных чертежных средств эти машины отличаются тем, что вся информация о выполнении задания поступает не от проектировщика непосредственно, а от внешнего запоминающего устройства, и процесс считывания и преобразования информации происходит без участия проектировщика. Разработка алгоритмов, программ для работы этих машин и кодирование содержания программ осуществляются программистами. В конструкциях автоматических чертежных машин применяется электронная техника, поэтому они сложны и дороги, но обладают большой производительностью, так как помогают проектировщику выбрать оптимальные варианты конструкций и освобождают его от утомительного выполнения чертежей вручную. Однако это не избавляет от необходимости значительных затрат времени на разработку алгоритмов и программ для ЭВМ.

1.4.4 Вычислительные машины.

Примерно четыре десятилетия назад аббревиатура "ЭВМ" была известна лишь узкому кругу специалистов. Однако за короткое время успели появиться на свет несколько поколений электронных машин, на каждое из которых уходило примерно десять лет. Сегодня ЭВМ стали обычным каждодневным явлением даже в школах и детских садах.

Каждое новое поколение электронных вычислительных машин качественно отличалось от предыдущего своими физико-технологическими принципами.

ЭВМ первого поколения- это ламповые гиганты, вобравшие в себя все премудрости электроники сороковых и начала пятидесятых годов двадцатого века. Быстродействие машин первого поколения составляло десятки тысяч арифметических действий в секунду, оперативная память - 1000...10000 бит. Набор средств ввода-вывода информации был очень беден.

В машинах второго поколения основную роль играют полупроводники. Повысились надежность и быстродействие. Значительно уменьшились и габариты. Переход на полупроводники дал возможность программирования на так называемых алгоритмических языках. ЭВМ вторго поколения имели более совершенную систему ввода- вывода информации, появились бысродействующие читающие устройства, алфавитно-цифровые печатающие устройства и графопостроители. Все это дало возможность менять форму выдачи результатов: печатать в виде таблиц и готовых графиков.

Элементной базой машин третьего поколения стали интегральные схемы: несколько транзисторов и диодов размещались на одном кристалле полупроводника площадью всего в несколько квадратных миллиметров. Значительное уменьшение габаритов дало возможность увеличить быстродействие ЭВМ до десяти и более миллионов операций в секунду а емкость оперативной памяти до ста миллионов бит.

Основным отличием машин третьего поколения явилось то, что они научились не только считать, но и работать с буквенно-цифровой информацией, то есть перерабатывать не только числа, но и слова.

Изменился состав периферийных устройств ввода-вывода информации. Появились устройства знако-цифрового и графического отображения данных на электронно-лучевых трубках, устройства связи пользователей ЭВМ по телефонно-телеграфным линиям, графопостроители.

Чтобы получить изображение с помощью графопостроителя информацию о чертеже представляли в виде математических соотношений между размерами детали, позволяющими определить координаты всех опорных точек, ограничивающих элементарные участки изображения. Информацию о чертеже вводили в ЭВМ с помощью расчетной и графической программ, составленных на одном из алгоритмических языков программирования (например, ФОРТРАН) с использованием подпрограмм какого-либо графического языка (например, ГРАФОР). Расчетная и графическая программы обрабатывались на ЭВМ и на выходе получали команды управления чертежным автоматом, записанные на перфокарты (перфоленту) или магнитную ленту, либо передаваемые на чертежный автомат (графопостроитель) по каналу связи с ЭВМ.

На первый взгляд элементная база машин четвертого поколения осталась прежней - интегральные схемы, но значительно повысилась степень интеграции электронных схем, появились большие интегральные схемы.

Современные ЭВМ по своему быстродействию делятся на несколько классов.

Супер-ЭВМ - самые большие, сложные и дорогие машины, способные выполнять до десяти миллионов операций в секунду - предназначены для решения сверхсложных научно-технических задач ядерной физики и энергетики, аэродинамики и космической баллистики, планирования и управления экономикой и производством.

Габариты мини-ЭВМ вместе с устройствами ввода-вывода и внешней памяти не больше размеров обычного письменного стола. Быстродействие порядка сотен тысяч операций в секунду. Это машины массового применения, широко распространенные в науке и технике.

Широкое применение в технологическом оснащении производства различных видов изделий нашли микро-ЭВМ, главным преимуществом которых являются: малые габариты, небольшая протребляемая мощность и более низкая материалоемкость и стоимость.

В начале 80-х годов появляются первые сообщения о персональных ЭВМ. Начать работу с этим компьютером может практически любой человек, даже не имеющий никакой компьютерной подготовки, так как структура математического обеспечения такова, что обращаться с ним также просто как с телевизором и пишущей машинкой.

В настоящее время на рынке ПЭВМ преобладают три вида компьютеров: IBMPCAT; ПЭВМ, совместимые с вычислительными машинами фирмы IBM; машины фирмы AppleComputerсемейства MacII.

Персональные компьютеры способны на экране дисплея, работающего в растровом режиме, давать не только буквенно-цифровую информацию, но и графические изображения. В качестве дополнительного оборудования к ним могут быть предложены джойстик, "мышь", световое перо для ввода информации и графопостроитель, принтер или плоттер для получения чертежей и других видов изображений.

Эти компьютеры очень удобны для организации учебного процесса по черчению и начертательной геометрии не только в вузах и техникумах, но и в профессионально-технических училищах и даже в школах.

Контрольные вопросы

  1. Через сколько поколений прошло развитие ЭВМ? Чем каждое новое поколение ЭВМ отличается от предыдущего?

  2. На какой элементной базе были созданы ЭВМ первого поколения?

  3. Сравнить быстродействие ЭВМ первого и второго поколения.

  4. Как называются электронные устройства, составляющие основу элементной базы ЭВМ третьего поколения?

  5. Чем отличаются автоматические чертежные машины от чертежных и преобразующих приборов?

  6. На основе каких приборов были созданы первые графопостроители?

  7. Назовите преобразующие чертежные приборы.

  8. На какие виды делятся преобразующие приборы?

  9. На какие группы, классы и виды подразделяются средства для выполнения чертежно-графических работ?

  10. Какие графические элементы можно изображать с помощью трафаретов?

  11. Для проведения какого типа линий предназначены лекала?


2. АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ РАЗРАБОТКА КОНСТРУКТОРСКОЙ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ДОКУМЕНТАЦИИ.

2.1. Организация производства и системы автоматизированного проектирования

Современные изделия будь то предметы домашнего обихода или автомобили, орудия труда или самолеты привлекают на первую очередь, своим внешним видом, легкостью, простотой и надежностью в использовании. Человек, решивший производить товары, должен быть уверен, что их купят. Поэтому он стремится выпускать изделия быстрее конкурентов, проще их и дешевле. Возникает вопрос: "Как ему следует организовать проектирование новых изделий и их производство, чтобы выпускаемая продукция была конкурентоспособной?"

2.1.1 Компьютерное интегрированное производство



Схема традиционной организации производства представлена на рис.2.1. Как видно из рисунка, традиционный процесс проектирования и производства сводится по существу к функционированию отдельных, изолированных друг от друга подразделений. При такой организации передача информации занимает много времени. На рис.2.2 показаны те же подразделения, но оснащенные вычислительной техникой, однако без прямых связей между собой. Высокая производительность при такой организации может быть достигнута лишь в отдельных подразделениях и никак не повлияет на общую эффективность производства конечного продукта.

Ускорение выпуска изделий, необходимость сокращения материальных затрат на их изготовление предъявляют жест требования к качеству и гибкости производства. Как показывает мировой опыт, осуществить эти требования возможно, е широко использовать вычислительную технику на всех этапах производства: конструкторского проектирования, где создаваемая геометрическая модель будущего изделия; технологического проектирования, где эта модель дополняется технологическими данными; проектирования организации и управления производством с формированием данных о его материальных информационных потоках; в процессе изготовления нового изделия и при оценке его качества путем сравнения получен характеристик с требуемыми.

Для изготовления того или иного изделия необходимо наличие конструкторской и технологической документации. Чертеж деталей, сборочные чертежи, спецификации, перечень материалов, технологические операционные карты, инструкция управляющая ЧПУ информация, схемы наладки станков, схемы контроля, технологические карты сборки, расчетная документа и т.д. - все это документы, необходимые для производства изделия. Между ними существуют информационные связи определяемые изготавливаемым изделием. Поэтому автоматизированное производство изделий представляет собой объединение всех его этапов на основе единой информационной базы и единого механизма управления. На рис.2.3. представлен при идеального КИП - компьютерного интегрированного производства, построенного на основе взаимодействия отдельных подразделений: САПР - систем автоматизированного проектирования, АСТПП - автоматизированных систем технологической подготовки производства, АСУП - автоматизированных систем управления предприятием, АСПП - автоматизированных систем производственного планирования, когда они объединены в единую интегрированную систему.

Итак, рассмотрев проблему в целом, мы определили, что, одним из основных звеньев современного (компьютерного интегрированного) производства являются САПР - системы автоматизированного проектирования.

2.1.2 Что такое САПР ?

Известно, что аббревиатуру САПР, являющуюся смысловым эквивалентом английского CAD(сокращенное английского ComputerAidedDesign) впервые использовал основоположник этого научного направления Айвен Сазерленд в своих лекциях прочитанных в Массачусетском технологическом институте в начале 60-х годов.

САПР означает проектирование с помощью ЭВМ. Человеку в этом процессе отводится активная роль. САПР как система включает в себя технические средства, системное программное обеспечение, прикладное программное обеспечение проектировщика.

К техническим средствам САПР относятся ЭВМ с внешними устройствами. Производительность ЭВМ, ее архитектура, связаны с другими ЭВМ, количество и номенклатура внешних устройств определяют техническую производительность САПР.

Системное программное обеспечение управляет организацией вычислительного процесса на ЭВМ и обменом данными между различными устройствами и должно в первую очередь удовлетворять требованиям организации режима диалоговой обработкой информации.

Эффективность САПР в значительной мере определяется возможностями прикладного программного обеспечения, под которой обычно понимают набор программ, реализующих решение на ЭВМ конкретных задач проектирования.

Анализ использования систем автоматизированного проектирования показывает, что в них преобладают задачи создания объемных и плоских геометрических моделей, изготовления рабочей конструкторской документации, выполнения инженер расчетов и оформления документов технологической подготовки производства.

Удобство САПР в значительной мере определяется видом связи с проектировщиком. Наиболее эффективный вид связи - графический диалог, который обеспечивает большую наглядность при передаче информации и позволяет оптимально разграничение функции между человеком и ЭВМ при одновременном улучшении качества принимаемых человеком решений.

Гибкость САПР с точки зрения расширения возможностей ее использования может быть увеличена, если программ обеспечение является универсальным и открытым.

Существуют так называемые локальные САПР, ориентированные на решение конкретных задач, например, только изготовление конструкторской документации. Они часто используются в производственной практике на начальной ста внедрения САПР и могут быть реализованы в виде системы автоматизации разработки и выполнения конструкторской документации со структурой и принципами построения, аналогичными интегрированной САПР.

В интегрированной системе объединяются подсистемы конструирования, геометрического моделирования, разработки технологии изготовления проектируемых изделий. Современный конструктор по предварительно выполненным проектным расчетам создает геометрическую модель будущего изделия, содержащую функциональную и вспомогательную информацию о геометрии. Информацию о геометрических характеристиках он использует как для получения графического изображения, так и расчета различных характеристик объекта и технологических параметров его изготовления. Таким образом геометрическое моделирование является фундаментом автоматизированного конструирования и технологической подготовки производства. Разработка технологии изготовления проектируемых изделий превращает эту информацию в готовое изделие.

2.1.3 Составляющие эффективности САПР.


Более быстрое выполнение чертежей. Конструктор, использующий САПР, может выполнять чертежи в среднем в три раза быстрее, чем работая за кульманом. Это ускоряет процесс проектирования в целом, позволяет в более сжатые сроки выпуск продукцию и быстрее реагировать на рыночную коньюктуру.

Повышение точности выполнения чертежей. Точность чертежа, выполненного вручную, определяется остротой зрения конструктора и толщиной грифеля карандаша. На чертеже, построенном с помощью САПР, место любой точки определено очень точно (обычно с точностью 0.01 - 0.0001 мм), а для более детального просмотра его элементов имеется возможность значительного (в 100 и более раз) увеличения любой части данного чертежа. Так как и рабочие и сборочные чертежи являются точными, имеет в частности, возможность анализа собираемости узлов из отдельных деталей, а также проверка работоспособности кинематических пар по чертежу.

Повышение качества выполнения чертежей. Качество изображения на обычном чертеже полностью зависит от мастерства конструктора, тогда как графопостроитель САПР рисует высококачественные линии и тексты независимо от индивидуальных способностей человека, использующего эту систему. Кроме того большинство обычных чертежей имеют следы ластика, придает им неряшливый вид. Редактор САПР позволяет быстро стереть любое число линий без каких-либо последствий конечного вида чертежа.

Возможность многократного использования чертежа. Построение изображения всего чертежа или его части можно сохранить для дальнейшей работы. Обычно это полезно, когда в состав чертежа входит ряд компонентов, имеющих одинаковую фор Записанный в память ЭВМ чертеж может быть использован повторно для проектирования, например, кондукторов и хомутов анализа траектории движения инструмента и проектирования прессовальных станков. Раньше для решения каждой такой зад требовался отдельный чертеж. Память компьютера является также идеальным средством хранения библиотек символов стандартных компонентов и геометрических форм.

Специальные чертежные средства. Помимо отмеченной выше возможности значительного увеличения изображения, СА обеспечивают еще много специальных чертежных средств, таких как перенос, поворот, копирование, масштабирования изображений и т.п., которые обычно недоступны при ручном черчении. Эти возможности САПР рассмотрены в следующих глав

Ускорение расчетов и анализа при проектировании. В настоящее время существует большое разнообразие программного обеспечения, которое позволяет выполнять на компьютерах часть проектных расчетов заранее. За рубежом такие приклад прграммные продукты получили название CAE(ComputerAidedManufacturing) системы.

Высокий уровень проектирования. Мощные средства CAEмоделирования (такие, как метод конечных элементов) освобождение конструктора от использования традиционных формул и позволяют проектировать нестандартные геометрические формы. формы можно быстро модифицировать и оптимизировать, что позволяет снизить общие затраты в такой степени, которая б раньше недостижима, поскольку требовала слишком много времени.

Сокращение затрат на усовершенствование. Средства иммитации и анализа, имеющиеся в САПР, позволяют резко сократить затраты времени и средств на тестирование и усовершенствование прототипов, которые являются дорогостоящими этап процесса проектирования.

Интеграция проектирования с другими видами деятельности. Интегрированная вычислительная сеть с высококачественными средствами коммуникаций обеспечивает САПР более тесное взаимодействие с инженерными подразделениями по сравнению старой организацией проектирования.

Таким образом мы видим, что достоинства САПР связаны с возможностями более быстрого, точного, качественного эффективного проектирования и конструирования новых изделий.

2.2 Технические средства САПР

САПР с целом, как уже ранее отмечалось, состоит из компонентов технических средств и программного обеспечен Управление САПР в конечном счете осуществляет центральная ЭВМ (сервер), которая является главным элементом компьютерной сети и частью ее технического обеспечения. На рис.2.4 показана типичная САПР. Составными част технического обеспечения любой САПР являются сервер, несколько персональных электронно-вычислительных машин (ПЭВМ периферийные устройства.

2.2.1 Центральная ЭВМ.

Работа центрального процессора (см. рис.2.4) обычно поддерживается менее мощными процессорами каждой ПЭВМ. В составе сервера обычно имеются три основных элемента:

- устройство управления, которое переводит каждую компьютерную инструкцию в корректную последовательно интерпретирует инструкции и передает соответствующие сигналы, которые активизируют другие части компьютера;


  • арифметико-логическое устройство (процессор), которое обрабатывает элементарные операции сложения и вычитания являющиеся основой всех математических операций, выполняемых компьютером;

  • оперативное запоминающее устройство, в которое помещаются программы и данные по мере их использования. постоянного хранения информации и повышения объема памяти используется память периферийных устройств, таких, дисководы и магнитофоны.

2.2.2 Персональные ЭВМ.

Обычно в состав ПЭВМ входят: системный блок; дисплей, на экран которого выводится информация в виде графических изображений и текстов; клавиатура; устройства управлением курсором. Системный блок ПЭВМ конструктивно включает в себя материнскую плату, определяющую тип и производительность ПЭВМ в целом, на которой установлены процессор и сопроцессор устройства оперативной памяти; устройство для хранения больших объемов программного обеспечения и текущих дан (жесткий диск или винчестер), устройства для считывания информации с гибких дисков (дисководы), устройство, обеспечивающее работу дисплея (видеокарта) и др.

В ранних разработках САПР упор делался на центральный (главный) компьютер в сети, который предоставлял огромную память и обеспечивал возможности графических команд. Периферийные ПЭВМ тогда фактически были просто "молчаливы (неинтеллектуальными) терминалами с небольшими (если они имелись) средствами процессирования. С появлением растровых ЭЛТ и благодаря непрерывному развитию графических средств начали использоваться "интеллектуальные" ПЭВМ со своими собственными локальными процессорами.

Процессор представляет собой компьютер внутри каждой ПЭВМ, который помогает процессору сервера повысить скоро формирования графических изображений, используя при этом его память. Такие сложные средства, как трехмерное моделирование, существенно нуждаются в большой памяти сервера. Эти средства становятся все более популярными.

2.2.3 Дисплеи.

Графическая и текстовая информация САПР может быть отображена на экране устройства, называемого дисплеем, кото является электронно-лучевой трубкой (ЭЛТ).

ЭЛТ - это вакуумированная стеклянная трубка, в которой имеется элекронная пушка, испускающая пучок электронов в экране люминофорным покрытием, в результате чего на экране появляется светящийся след. Поскольку люминофор в обычных труб сохраняет свечение лишь в течение нескольких милисекунд, изображение необходимо все время возобновлять (30,50,60 ра секунду). Это называется регенерацией. При выводе сложных изображений частота регенерации может снижаться; если снижение существенно, то возникает неприятное мигание экрана.

За последние 30 лет было разработано несколько типов ЭЛТ. Наиболее известные из них следующие:

  • запоминающая трубка с непосредственным воспроизведением информации (ЗЭЛТ);

  • ЭЛТ с векторной регенерацией (возобновлением) изображения;

  • ЭЛТ с растровой регенерацией изображения.

Как ЗЭЛТ, так и дисплеи с векторной регенерацией работают по принципу создания на экране образов из отрезков прямых между двумя фиксированными точками (векторов). Кривые линии строятся из коротких отрезков прямых.

В начале своего развития большинство САПР были оборудованы дисплеями с ЗЭЛТ. Основной принцип работы ЗЭЛТ состоит в том, что графическая информация посылается только на экран и постоянно высвечивается.

Кроме стандартной электронно-лучевой пушки и системы отклонения для локализации пучка на экране ЗЭЛТ содержит та лавинные пушки, располагаемые между главной электронной пушкой и экраном.

Лавинные пушки непрерывно бомбардируют экран электронами, которые не обладают достаточной интенсивностью, что создать какой бы то ни было графический образ. Когда главный пучек электронов ударяется в экран, лавинные электр притягиваются к области, где должен появиться образ, и в результате дают "свечение" изображения, которое сохраняется до пор, пока главный пучок не переместится в другое место. На рис.2.5. показана упрощенная схема функционирования ЗЭЛТ.

Графические дисплеи с ЗЭЛТ привлекательны высоким качеством изображения линий. Однако удаление любого элемента чертеже возможно лишь путем управления лавинными пушками, что автоматически ведет к стиранию всего изображения. Та образом, невозможность удаления или редактирования части чертежа является существенным недостатком работы с изображен в системе ЗЭЛТ.

Другое неудобство ЗЭЛТ заключается в том, что изображение на экране недостаточно яркое для эффективной работы с ним дневном свете. Поэтому дисплеи с ЗЭЛТ должны устанавливаться в затемненном помещении или снабжаться козырьком.

Работа с цветными изображениями тоже не всегда возможна на ЗЭЛТ. Это ограничение может оказаться существенным особе при проектировании размещений предметов в пространстве. На ЗЭЛТ также весьма трудно обеспечить синтез (объединен подвижных изображений, который представляет собой мощное средство моделирования траектории движения инструмент динамического анализа механизмов. Наконец, так как ЗЭЛТ является векторной ЭЛТ, на ее экране нельзя эффективно вычерчивает заштрихованные (закрашенные) области чертежа.

Эти ограничения привели к решительному отказу от использования ЗЭЛТ в современных САПР. Дисплей с векторной регенерацией (возобновлением) изображения разработан с целью устранения большинства недостатков ЗЭ при сохранении концепции изображения вектора, представляющего собой отрезок прямой линии между двумя точками. В отличии от ЗЭЛТ векторные ЭЛТ все время (с интервалом, равным долям секунды) под управлением центрального процессора обновляет изображение на экране. Иначе говоря, системы с регенерацией векторов имеют более простое устройство ЭЛТ: в ней нет лавин пушки и пучка электронов, непрерывно сканирующего (облучающего) экран. На рис.2.6 показана базовая ЭЛТ, которую мо использовать в системах как с векторной, так и с растровой регенерацией.

Регенерация позволяет устранить основной недостаток ЗЭЛТ, так как она предусматривает возможность быстрого удаления любого элемента изображения, причем исправленный чертеж сразу же высвечивается на следующем цикле регенерации экрана.

Дисплеи с векторной регенерацией изображения воспроизводят яркий и четкий образ, обладают высоким качеством лини большой скоростью черчения.

Основными недостатками ЭЛТ с векторной регенерацией являются их сравнительно высокая цена и мерцание изображения выводе на экран сложных чертежей, если время регенерации становится больше времени мигания глаз.

Растровая ЭЛТ (растровый дисплей), как и при векторной регенерации, непрерывно обновляет изображение на экране, но ме растра значительно отличается от векторного способом построения графического изображения на экране.

В известной мере катодная лучевая трубка в растровом дисплее представляет собой сильно усложненный вариант кинеск домашнего телевизора. В отличие от изображения, построенного векторным способом, когда графический элемент полнос определяется несколькими точками, растровое изображение состоит из тысяч светящихся точек, называемых пиксела Управление ими осуществлется электронным лучем, который последовательно пробегает весь экран. Луч всегда начинает двигат от верхнего левого угла экрана и независимо от того, какое изображение нужно нарисовать, добегает до правого ко горизонтальной строки пикселов, спускается на одну строку ниже, возвращается к ее левому краю и движется уже по этой но строке. Как только луч достигает правого нижнего угла экрана, изображение полностью построено. Затем эта процедура сн повторяется с левого верхнего угла, тем самым всякий раз регенерируя изображение. Каждый цикл регенерации длится около секунды.

Качество изображения зависит от разрешающей способности (разрешения) экрана, т.е. от числа пикселов, которое составляе 320х 240 пикселов (экраны с низкой разрешающей способностью) до более чем 1024х1024 пикселов (экраны с высо разрешением). Последовательность построения растрового изображения не зависит от порядка, в котором оно строил пользователем. Качество растрового изображения в общем случае хуже качества векторного изображения, потому что диапа пикселов не является непрерывным, а это проявляется в "ступенчатом" эффекте, который возникает при изображении как прям так и кривых линий. На рис. 2.7 сравнивается результирующий эффект получения изображения, выполненного векторны растровым методами.

Последовательность светящихся точек (пикселов) и их яркость должны быть вычислены в каждой регенерируемой строке; та образом, растровая система предъявляет высокие требования к емкости памяти. По этой причине работа растровых диспл контролируется достаточно мощной интеллектуальной ПЭВМ. Растровая графика сама по себе является довольно груб инструментарием, что создает проблемы при трехмерном моделировании и синтезе подвижных изображений.

В растровых дисплеях, также как и в векторных не возникает трудностей с удалением отдельных элементов изображения. Н отличие от векторного растровый дисплей свободен от мерцания, и по этому на нем легко получить закрашенные обла изображения. Растровое изображение (цветное или монохромное) отличается яркостью и чистотой. Благодаря дешевизн многофункциональности растровые дисплеи получили широкое распространение. На растровом принципе формирова изображений работают плазменные экраны и экраны на жидких кристаллах. Те и другие компактны (имеют небольшую толщи Контрастность экранов на жидких кристалах ограничена, но они удобны для портативных ПЭВМ, где удается вмонтировать экр откидную крышку, прикрывающую клавиатуру.

Системы с растровыми дисплеями совместимы с большинством принтеров, предназначенных для изготовления твердых ко чертежей на бумаге, так как их принципы функционирования схожи.

У векторных экранов высвечивание точек и векторов выполняется в системе координат устройства, которую в каком-то смы можно сравнить с условным растром. Но количество точек (здесь они называются адресуемыми точками) по горизонтал вертикали может быть выбрано достаточно большим, например 1024х1024 или 4096х 4096 точек. Тем не менее добиться точ установки луча в эти точки и стыковки соседних векторов удается не всегда, линии изображения при его увеличении начин "разъезжаться".

Отличительной чертой цветного растрового дисплея является то, что цветная ЭЛТ имеет три электроннные пушки, тогда к монохромной ЭЛТ - только одна. Каждая из трех пушек соответствует оттенку (красному, синему и зеленому). Экран цветной Э состоит из тысяч люминофорных пятен, сгруппированных по три (каждому из них соответствует основной цвет). При попада луча от соответствующей электронной пушки на каждое такое пятно оно будет светиться соответствующим ему оттенком и самым создавать цветной пиксел. Три луча разделяются крошечными отверстиями в металлической пластинке, называе теневой маской, которая располагается с обратной стороны экрана.

При комбинировании двух из трех основных световых пятен можно создать три вторичных оттенка, а при одновремен сочетании всех трех - белый цвет. Другие комбинации могут быть получены изменением интенсивности лучей. Таким образо помощью программного управления интенсивностью можно получить тысячи различных цветовых оттенков.

2.2.4 Периферийные устройства ЭВМ.

К периферийным устройствам принято относить оборудование, необходимое для осуществления ввода и вывода обрабатывае на ПЭВМ информации. К таким устройствам относятся устройства хранения (накопители на магнитных дисках - диске накопители на оптических лазерных дисках, накопители на магнитной ленте - кассеты магнитофонов - стриммеров), устройс непосредственного ввода (сканеры, кодировочные планшеты - сколки, автоматизированные измерительные машины фотограмметрические установки) и вывода (принтеры, графопостроители - плоттеры и станки с числовым программн управлением)

2.2.5.Дискеты, оптические диски и кассеты

Обычно на небольшом гибком диске (дискете) хранят текущие данные, необходимые для работы отдельного пользоват Используемые в настоящее время дискеты размером 3.5 и 5.25 дюйма позволяют хранить информацию порядка 1.44 Мб и 1.2 соответственно. Обмен информацией между ПЭВМ и дискетами осуществляется с помощью дисководов, смонтированны системном блоке. Запись и считывание информации объемом до нескольких Гб производится с помощью специального устройс устанавливаемого вместо одного из дисководов в системный блок, в который при необходимости помещается оптический диск.

Кассеты с магнитной лентой позволяют хранить информацию до нескольких Гб и обмениваться ей с винчестером ПЭВМ помощью специальных устройств - стриммеров, которые могут быть встроены в системный блок.

2.2.6 Сканеры и кодировочные планшеты

Ввод (считывание) графической информации так же, как и ее воспроизведение на экране дисплея, может быть осуществлен растровом и векторном (траекторном) режиме. Процесс ввода может быть автоматическим и полуавтоматическим, ко необходимо вручную устанавливать световое перо, визир или аналогичное устройство на выбранные точки или обводить нуж линии.

Растровое чтение изображения - сканирование - обычно осуществляется в автоматическом режиме, траекторное, полуавтоматическом.

При работе сканирующего устройства барабанного типа вдоль поверхности закрепленного и вращающегося вместе с бараба листа бумаги с графическим изображением или текстом движутся лампочка и фотоэлемент с оптической системой. Фотоэлем "просматривает" все изображение по спирали. Сила тока в фотоэлементе зависит от яркости отраженного от изображения св лампочки. Этот ток усиливается, преобразуется и в виде сигналов вводится в ПЭВМ. Аналогично работают сканеры планшетн типа с возвратно - поступательным движением считывающей головки. Существуют приспособления, позволяющие использов компактные сканеры для считывания информации со страницы книги или фотоснимка вручную, хотя они не обеспечивают высо точности и качества.

Планшетные кодировочные полуавтоматические устройства представляют собой планшеты различных размеров, кото снабжены визиром с увеличительным стеклом или щупом в виде карандаша, с помощью которых осуществляется считыва (рис.2.11).

При необходимости ввода информации о геометрии натурных, трехмерных объектов, пространственных моделей и маке используют измерительные машины, имеющие специальный щуп, который может перемещаться в направлении трех координа иногда имеет и дополнительные степени свободы (поворот вокруг осей и т.п.). Щуп может быть также бесконтактн пневматическим, использующим принцип лазера.

Автоматизированные фотограмметрические установки используют для ввода информации при художественном проектирован Оператор, просматривая стереопары снимков объекта в специальном измерительном стереоскопе, в ручном полуавтоматическом режиме определяет пространственные координаты каждой точки стереомодели, фокусируя на перекрестье.

2.2.7 Принтеры, плоттеры и станки с ЧПУ

Принтером называется печатающее устройство, предназначенное для изготовления твердых копий - распечаток алфавит цифровых команд на бумаге. Современные принтеры обеспечивают также получение бумажных копий графических изображени чертежей, созданных с помощью ПЭВМ.

Матричный принтер представляет собой электромеханическое устройство, схема работы которого показана на рис.2.12. На ли бумаги создается изображение в виде комбинаций из тысяч мелких точек, образующихся в результате пробивания тонк иголочками, закрепленных в печатающей головке, красящей ленты. При этом текстовые символы и элементы полного графическ изображения создаются постепенно по мере того, как печатающая головка движется горизонтально взад и вперед вд

вращающегося на цилиндрическом обрезиненном валу листа бумаги. Твердая копия создается из точек аналогично тому, получается изображение на растровом экране и имеет почти такой же внешний вид.

Так же, но с получением более высокого качества работают устройства безударного действия, например, струйные, оснащен миниатюрными форсунками, разбрызгивающими краску в нужных местах, и электростатические, в которых специальная бум движется вблизи печатающей головки в виде тонкой полоски, содержащей тысячи мельчайших электродов, формирующ изображение, и затем пропускается через раствор закрепителя. Эти устройства позволяют получать копии с плавным изменен цветов или "рисовать" закрашенные области.

Отличное качество изображений может быть получено при использовании лазерного принтера, работающего по принц обычного ксерокса, когда луч лазера, управляемый ПЭВМ, облучает барабанчик из селена. Как известно, селен обладает свойст пребразовывать свет в электрический заряд. Поэтому при облучении участков барабанчика лазером они статически электризую На эти участки осаждается металлический порошок, который затем переходит на протягиваемый смежным барабанчиком л бумаги, где закрепляется термическим способом.

Плоттеры (графопостроители) так же как принтеры автоматически на бумаге, кальке, пленке или другом матери изготавливают точную твердую копию созданного на ПЭВМ чертежа, но в отличие от принтеров являются устройств векторными: строят изображение из отдельных последовательных штрихов, дуг, точек и других геометрических элемен Плоттеры обычно имеют несколько перьев со специальной быстросохнущей на воздухе тушью или шариковых стержней с пас рисующих линии различной толщины и цвета. Вместо перьев могут быть использованы также фломастеры, гравировальные иг специальные резцы и др. В процессе работы сменные пишущие узлы выбираются автоматически. Конструктивно плоттеры деля планшетные - с плоским горизонтальным столом, на котором закрепляется бумага или другой материал, а рабочий инструм автоматически перемещается по нему (рис.2.13), и рулонные - где бумага непрерывно наматывается и разматывается вращающемся барабане или валиках в соответствии с перемещением пишущего узла (рис.2.14). Формат рулонных плоттеров превышает АО, тогда как планшетные плоттеры могут быть со столами длиной в несколько метров, которые позвол вычерчивать в натуральную величину, например, изображения кузовов автомобилей или деталей самолетов.

Точность построенных изображений на плоттерах порядка 0,01мм, при визуально гладких линиях и хорошей их стыко Скорость черчения современных плоттеров свыше 1 м/с.

Средства быстрого прототипирования (стерео-литографические машины, устройства, реализующие ЛОМ-технологию и т позволяют прямо на столе конструктора по геометрическим моделям получать из пластмассы опытные образцы проектируем изделий.

Станки с ЧПУ различного назначения позволяют по геометрическим моделям, созданным в среде прикладных программ систем на ПЭВМ, получить готовые объемные детали любой сложности. Прикладные программные системы также использую при изготовлении деталей для задания различных перемещений по многим координатам рабочих органов станка, определени управления траекторией инструмента, разработки технологических режимов обработки. Для изготовления точных отверсти плавных переходов поверхностей станки с ЧПУ оснащены линейно-круговыми интерполяторами - специальными схемами в бл управления, которые позволяют на станке независимо от источника информации (ПЭВМ, дискеты, магнитная или перфорирован бумажная лента) воспроизводить не только отрезки прямых, но и окружности и их дуги.

Контрольные вопросы

  1. Назовите устройства ввода информации в ПЭВМ.

  2. Назовите устройства вывода информации из ПЭВМ.

  3. Назовите устройства хранения информации.

  4. 2.3 Программные средства САПР

  5. Для чего предназначен сервер?

  6. Какие составляющие входят в ПЭВМ?

  7. 2. Какие разновидности дисплеев применяются в ПЭВМ?

  8. Что такое интегрированное производство?

  9. Перечислить достоинства САПР.

  10. Перечислить составные части технического обеспечения САПР.



2.3.1 Структура программного обеспечения

Языком называется набор кодов, с помощью которых осуществляется связь программного обеспечения с техническими средств ЭВМ. Самый примитивный язык - машинный код. С помощью машинного кода можно напрямую общаться с ЭВМ в фо двоичных или шестнацатиричных сигналов. Более удобным является язык ассемблера, который позволяет программировать в к состоящем из символов аббревиатуры команд.

ПЭВМ быстро реагируют на выполнение команд, написанных в машинном коде, однако писать такие программы даже на яз ассемблера утомительно, особенно когда речь идет о сложных приложениях. Поэтому системное и прикладное программ обеспечение пишут, используя языки высокого уровня. К таким языкам относятся Бейсик, Фортран, Паскаль и Си. Транслят (интерпретаторы и компиляторы) преображуют пограмму, написанную на язаке высокого уровня в двоичные сигналы, понят ПЭВМ.

Обычно программное обеспечение САПР разделяют на два класса: системное программное обеспечение и прикладное программ обеспечение.

2.3.2 Системное программное обеспечение

Системное программное обеспечение представляет собой операционную систему, которая является важнейшей час программного обеспечения. Она нужна для управления и организации компьютерных операций, выполняемых САПР. Операционная система состоит из ядра и утилит.Ядро операционной системы выполняет следующие функции:

  • организует пространства памяти на гибких (например, дискетах) и жестких дисках (винчестерах) в структурные един (файлы) для хранения и восстановления информации. Так как используются диски, ядро операционной системы системы в э случае называется дисковой операционной системой (ДОС);

  • осуществляет поиск уже ствующих файлов;

  • управляет одновременным выполнением различных программ и обеспечивает связь между ними;

  • управляет "диалогом" между программами и переферийными устройствами.

Утилиты операционной системы - программы, которыми комплектуется ядро операционной системы для выполнения осо задач.

Самыми распространенными операционными системами у нас являются MSDOSи WINDOWS. Они широко используются ПЭВМ.

2.3.3 Прикладное программное обеспечение

Прикладное программное обеспечение обычно представляет собой пакет прикладных программ, написанный на языке высок уровня и располагаемый на жестком диске ПЭВМ. Эти пакеты в идеальном случае могут быть совместимы с ПЭВМ различ производительности. Каждый пакет предназначен для решения специфических задач, хотя в большинстве случаев целесообразно объединение в одну систему.

Типичное программное обеспечение для проектировщика состоит из следующих частей:

  • плоскографические пакеты, предназначенные для автоматизации процесса черчения при проектировании (они бывают различ степени сложности и могут быть использованы на компьютерах различной производительности);

  • объемнографические пакеты, предназначенные для геометрического трехмерного моделирования (с их помощью могут б решены также метрические и позиционные задачи, построены плоскографические модели);

  • пакеты, обеспечивающие анализ методом конечных элементов (они позволяют проектировщику оценить прочностные, тепло и прочие характеристики проектируемцых изделий).

  • разнообразные программы для несложных расчетов: распределения напряжений, нахождения центров тяжести и момен инерции, вычисления допустимых нагрузок.

Контрольные вопросы

1. Что такое язык программирования?


2.Для чкго предназначены трансляторыДля чего предназначены трансляторы?

  1. Что такое операционная система?

  2. Что такое прикладная программа?


Рис.2.4 Типичная САПР

Рис.2.5 Схема функционирования ЗЭЛТ

Рис.2.6 Схема гибридной ЭЛТ




Рис.2.7 Векторный и растровый методы отображения


Рис.2.9 Схема работы светового пера:;

  1. электронный луч;

  2. зона на экране дисплея;

  3. световое перо;

  4. кнопка в корпусе пера;

  5. световод;

  6. светочувствительный элемент

Рис.2.10 Перемещение курсора световым пером







Рис.2.12 Принцип работы матричного принтера


Рис.2.13 Планшетный плоттер


Рис.2.14 Рулонный плоттер




3. ОБЗОР ОТЕЧЕСТВЕННЫХ И ЗАРУБЕЖНЫХ САD/CAM СИСТЕМ

Основными тенденциями в современном машиностроении являются увеличение рабочих параметров машин и конструкций, снижение их материало- и энергоемкости. При этом существенное значение имеют сроки разработок, их качество и стоимость. Чтобы соответствовать требованиям сегодняшнего дня, процесс автоматизации проектирования необходимо рассматривать в комплексе, как систему взаимосвязанных конструкторских, расчетных и технологических программных инструментов на всех стадиях проекта.

Все современные CAD/CAM/CAEсистемы в зависимости от решаемых ими задач можно разделить на две группы: специализированные и универсальные.

Специализированные программные комплексы могут использоваться как автономно, так и включаться в состав универсальных систем. По функциональному признаку они классифицируются на:

- программы для графического (CAD) ядра системы (DesignBase, положенной в основу функционирования
универсальной системы Helixи ряда специализированных систем, производимых и используемых в Японии, Parasolid

Unigraphics, Solid Works, ACIS - ADEM, AutoCAD, Solid Edge);

  • системы для функционального моделирования (CAE0, реализующие метод конечных элементов, которые, в свою очередь, также делятся на системы общего применения (NASTRAN, ANSYS, COSMOS/M и др.) и проблемно-ориентированные системы (ADAMS, MARS и др.);

  • системы для подготовки управляющих программ для технологического оборудования (CAM) (SmarrCAM, Euclid, и др.).

Универсальные системы предназначены для комплексной автоматизации процессов проектирования, анализа и производства продукции машиностроения. В зависимости от функциональных возможностей различают системы низкого уровня (AutoCAD, TopCAD,Caddy), среднего уровня (Cimatron, Pro/JUNIOR) и полномасштабные (CATIA, UNIGRAPHICS, Pro/ENGINEER).

Следует отметить, что время не связанных друг с другом программ и систем, автоматизирующих отдельные звенья технологической цепи производства, как это было на заре компьютерной эры, прошло. Теперь пользователь-профессионал требует от разработчиков прикладных программных продуктов законченные решения, обеспечивающие сквозную технологию в рамках единой интегрированной системы автоматизированного проектирования. Такой подход позволяет моделировать изделие на компьютере и выдавать в производство готовые оптимальные решения путем перебора большого числа вариантов на этапе проектирования и таким образом в несколько раз сокращать время выпуска готового изделия.

3.1 Универсальные системы

Чтобы составить представление об имеющихся в настоящее время прикладных программных продуктах, рассмотрим структуру и возможности некоторых современных зарубежных и отечественных интегрированных САD/CAMсистем. Начнем с систем низкого уровня.

AutodeskMechanicalDesktop(AMD) продукт американской компании Autodesk- объединяет новые версии нескольких программных продуктов:

  • AutoCAD R13 - базовый графический пакет, включающий твердотельное моделирование;

  • AutoCAD Designer 2.0 - параметрическое моделирование трехмерных твердотельных объектов;

  • AutoSurf 3.0 - моделирование однородных и неоднородных трехмерных поверхностей;

  • Assembler - средство создания сборочных единиц;

  • AutoCAD IGES - транслятор обмена файлами графических данных с другими системами САПР.

Идеология работы в AMDбазируется на использовании параметрических объектов. Основу такого объекта составляет набросок, выполненный средствами AutoCAD, - вид изделия, наиболее полно отражающий будущую конструкцию. В дальнейшем AMDоткорректирует этот набросок-эскиз: линии почти вертикальные или почти горизонтальные станут таковыми, почти соосные окружности станут соосными и т.д. Конструктору остается лишь внести дополнительные логические связи между отдельными элементами эскиза или изменить те, которые система внесла сама, а также проставить необходимые размеры или зависимости. Они могут быть заданы в виде конкретных значений, формул; значения одних параметров могут быть выражены через другие; параметры могут быть глобальными - в этом случае они доступны для всех разрабатываемых деталей. Изменение любого размера приводит к модификации всей конструкции, а не только отдельного элемента, как было в AutoCADе более ранних версий.

После того, как эскиз нарисован, приступают к разработке твердотельной модели. "Тело" образуется либо "выдавливанием" эскиза в третье измерение, либо вращением, либо его перемещением вдоль заданной кривой. В дальнейшем базовый элемент конструкции можно с помощью логических (булевых) операций объединить с другими деталями или, наоборот, удалить отдельные части. Набросок строится в определенной плоскости, что помогает достраивать модель, изменять внешний вид любой детали. Некоторые конструктивно-технологические элементы (фаски, скругления, отверстия под болты - сквозные и глухие, гладкие, зенкованные, под головку впотай, резьбовые) могут быть внесены непосредственно в твердотельную модель. Каждый выбранный элемент отображается в окне диалога, где наглядно показывается, какие изменения произойдут после его внесения в конструкцию. Построив твердотельную модель, конструктор может определить ее массу, площадь поверхности, инерционные характеристики.

AMDпредлагает простой механизм получения отдельных видов, разрезов, сечений готовой твердотельной модели. Любое изменение размера в модели отразится в чертеже, и наоборот. Использование глобальных параметров при образмеривании модели позволяет создавать варианты однотипных сборочных узлов.

AMDобеспечивает также взаимодействие твердых тел с поверхностями и формирование сборочной конструкции на основе отдельных деталей. Операция сборки похожа на ту, которая применяется на практике: на экране монитора, как на столе, выкладывается необходимое количество деталей, которые необходимо включить в сборочный узел изделия. Каждая деталь при этом характеризуется пространственными степенями свободы. Первая является базовой, к ней подсоединяются все остальные. После того как все детали установлены на свои места, конструктор получает сборочный чертеж всего узла в разных проекциях с необходимыми разрезами и сечениями. Дополнительно можно создать спецификацию на этот сборочный чертеж с автоматическим включением всех деталей сборки. При генерировании рабочих чертежей происходит автоматическое удаление штриховых и невидимых линий.

Рабочие чертежи могут быть получены в строгом соответствии с международными промышленными стандартами и ЕСКД.

CAM часть в AMDотсутствует.

Требования AMDк аппаратной части следующие:

  • для обучения - IBM PC 486/66, RAM 16 Мбайт;

  • для создания моделей и чертежей деталей небольших сборочных единиц - Pentium 60 и выше, RAM 32 Мбайт;

  • для использования в производственных целях (сложные сборочные единицы) - Pentium 75 и выше, RAM 64 Мбайт. Операционная система MS-DOS 5.0 и выше, Windows NT, Windows 95 или Windows 3.1.

Отечественными представителями простых универсальных систем типа AutoCADявляются параметрическая система автоматизированного проектирования и черчения T-FLEXCADфирмы "Топ Системы" и ADEM- продукт создаваемый и распространяемый фирмой "OmegaTechologiesltd".

Ключевое достоинство T-FLEXCAD- параметризация. Чертеж с момента его создания становится параметрическим. Далее можно легко изменять его параметры. При этом сохранятся все отношения, которые были заданы между элементами чертежа, и вся конструкция останется целостной. Параметрами чертежа могут назначаться переменные. С помощью математических формул переменные можно связывать между собой. Все это делает возможности по модификации чертежа безграничными.

Прежде чем нарисовать реальные окончательные линии, необходимо создать геометрическую основу чертежа в тонких линиях. Окончательное изображение потом обводится по этим линиям. Все элементы оформления полученного технического чертежа также могут быть связаны с его параметрами, что приводит к их автоматическому изменению при необходимости модификации чертежа. В среде системы можно получать сложные сборочные параметрические чертежи, в которых его отдельные части взаимосвязаны. При этом обеспечивается удаление невидимых линий в случае, если отдельные части чертежа перекрывают друг друга. Меняя параметры сборочного чертежа можно за короткое время получить готовые чертежи нового проектируемого изделия. Одновременно с измененным сборочным чертежом пользователь получает измененную спецификацию и чертежи его составных частей (деталей), а также другие сопутствующие документы. Созданные в системе на основе двумерных чертежей трехмерные поверхностные и твердотельные модели можно легко модифицировать. Система позволяет передавать данные о геометрии в последующую обработку. Для систем подготовки данных для станков с ЧПУ программа может выдавать информацию в специализированных форматах.

В комплект системы включены параметрические библиотеки стандартных элементов чертежей - болты, гайки, подшипники, элементы электрических схем и т.д. Пользователю предоставлена возможность самостоятельного создания своих библиотек.

Требования T-FLEXCADк аппаратной части:

- IBMPC486, RAM8 Мбайт.

Работает под MSDOS, прорабатывается вариант работы под Windows.

CAD/CAMADEM- полностью интегрированная, универсальная система, предназначенная для организации и поддержки сквозного проектирования. Система обеспечивает подготовку конструкторской документации, создание твердотельных геометрических (объемных) моделей изделия и формирование управляющих программ на станки с ЧПУ. В системе ADEMвозможны две стратегии проектирования: от двумерного (плоского) эскиза и от трехмерной твердотельной модели.

Многофункциональность системы совместно с интуитивно понятным интерфейсом делают возможным применение ADEMкак в отделах САПР, так и непосредственно на производстве. Наличие учебной версии системы ADEMforEducation, практически почти не отличающейся от самой последней модели для профессионалов, и простого ее описания на русском языке позволяет ее использование в учебном процессе различных учебных заведений.

Плоско-графический редактор ADEMпозволяет использовать комплексные объекты, особенность которых заключается в ассоциативности (взаимосвязи) контура, скруглений и штриховки, что повышает эффективность редактирования графики, так как сохраняются все условия сопряжения, а штриховка автоматически отслеживает произошедшие изменения. Нанесение размеров представляет собой образец "разумной" автоматизации, когда найдена "золотая середина" между полностью автоматическим, жестко ограниченным режимом, и полностью "ручным", очень трудоемким и утомительным. В системе реализованы два вида параметризации: "параметризация без программирования" и "параметризация без параметризации". С помощью первого вида параметризации пользователь параметризует свой чертеж, используя уже проставленные размеры. Создав один раз параметрический чертеж, всегда можно получить множество чертежей изделий одного класса. Новый метод "параметризация без параметризации" не требует от пользователя каких-либо действий по созданию модели. Система сама распознает смысл чертежа и перестраивает его в соответствии с новыми значениями размеров. То же самое можно произвести над чертежом, импортированным из любой другой системы.

В объемно-графическом редакторе реализовано твердотельное моделирование, имеется возможность использовать все виды аффинных преобразований с моделями. Пользователю предоставлены широкие возможности изменения топологии модели, выполнения над ними всех видов логических (булевых) операций, построения сложных сечений, расчета геометрических характеристик моделей. В редакторе также есть возможность изменять точку зрения на модель, использовать различные цвета и методы закраски, в частности нанесение на поверхность модели текстуры, и многое другое. Ассоциативность контуров, объемно-графических объектов и наличие булевых операций дает пользователю возможность изменять объекты, входящие в объемно-графическую модель, что делает процесс внесения серьезных изменений простым и эффективным.

ADEM NC(CAMчасть системы) готовит управляющие программы для 2х, 2.5х, 3х координатной обработки на фрезерных, сверлильно-расточных, токарных, электроэрозионных станков, листопробивных прессов с ЧПУ.

Внутреннее строение ADEMNCобеспечивает создание оптимальной управляющей программы без необходимости программирования под каждую конкретную стойку станков с ЧПУ. Система автоматически выполняет подбор в необработанных зонах после замены инструмента. Ассоциативность геометрии модели и технологии ее обработки позволяет автоматически получить новую управляющую программу после внесения любых изменений в геометрию модели.

Требования ADЕM к аппаратной части следующие:

  • для обучения - IBM PC 286, RAM 0.5 Мбайт;

  • для использования в производственных целях - IBM PC 386 и выше, RAM 4 Мбайт. Операционная система MS-DOS 3.3 и выше, Windows NT, Windows 95 или Windows 3.1.

CADdy - разработка немецкой фирмы Ziegler- сквозная, универсальная объектно-ориентированная система. В ней есть плоская и объемная графика, текстовые и графические базы данных, обеспечивается стандартизация и унификация проектных решений на основе параметризации, выполняются типовые инженерные расчеты, предлагаются компьютерные архивы с контролем и управлением чертежного документооборота. Имеющиеся в составе системы средства позволяют решать одними и теми же модулями разнородные задачи. Например, модули геометрического трехмерного моделирования используются для решения задач компоновки электронных блоков и автоматических линий, агрегатного станка и расстановки мебели. Система предлагает пользователю самому создавать необходимые ему программные модули.

Круг использования этой системы очень широк: от информационного обеспечения процессов управления городским хозяйством и его эксплуатации, до сквозных технологий параметрического проектирования изделий и технологических процессов их изготовления.

CADdyработает как в среде MSDOSтак и в среде WINDOWS. Использование тех или иных инструментальных средств зависит от количества задействованных модулей и необходимого объема информационной поддержки.

Аналогом CADdyу нас является "Спрут", позволяющий так же каждому пользователю, не владеющему языками программирования, создавать собственную сквозную систему автоматизированного проектирования, в которой могут быть объединены разные информационные среды. Например, создать систему по изготовлению какого-либо узла машиностроения, которая содержала бы все знания о нем - конструкторские, технологические, экономические, когда одновременно с чертежами изделия конструктор может выдать маршрутно-технологические карты с указанием цехов, необходимых операций, размеров заготовок, оборудования, инструмента, профессий рабочих, их разрядов, норм времени и добавить к этому еще экономические расчеты.

В качестве представителя САD/CAMсистем среднего уровня рассмотрим Cimatronit. Он представляет собой полный набор средств для конструирования, анализа, черчения и производства на станках с ЧПУ и удовлетворяет всем современным требованиям, предъявляемым к системам такого класса предприятиями различных машино- и приборо cтроительных отраслей.

Модульная структура программного обеспечения позволяет выбрать требуемую пользователю конфигурацию:

  • двумерное проектирование и изготовление чертежей;

  • трехмерное проектирование и изготовление чертежей;

  • трехмерное проектирование и разработка управляющих программ;

  • трехмерное проектирование, изготовление чертежей и разработка управляющих программ;

  • твердотельное параметрическое моделирование деталей и их сборка;

  • параметрическое эскизное проектирование. Любая базовая конфигурация может быть расширена.

Основными характеристиками конструкторской части системы являются дружественный интерфейс, стабильность действий пользователя, интеллектуальная обработка ошибок, гибкое управление графической средой, настройка на требуемый режим работы, развитые средства моделирования, автоматическое получение проекций на базе трехмерной модели, эффективная структура базы данных.

При необходимости дополнительные функции могут быть разработаны пользователем на языках Си и ФОРТРАН с использованием обширной библиотеки подпрограмм. Возможность использования параметрических объектов и механизм создания макросов позволяют повысить уровень автоматизации проектирования.

Сimatronне просто поддерживает автоматизированное конструирование, а принципиально расширяет возможности пользователя. Система имеет мощный набор функций построения сложных моделей, включая разнообразные средства создания аналитически не описываемых поверхностей. Средства поверхностного проектирования - это кинематические, линейчатые поверхности, поверхности вращения, поверхности Безье, Грегори, NURBSи пр. Неограниченное количество систем координат, более 500 уровней видимости, многооконный режим работы, возможность в любой момент узнать характеристики любого геометрического элемента дают проектировщику полный контроль над графическим представлением информации.

С помощью Сimatronбыстро и просто создавать чертежи. Автоматически проецируются виды на основе трехмерной модели, вычисляются действительные размеры независимо от масштаба чертежей. При этом автоматически поддерживается связь чертежей с трехмерной моделью. Соответствующие средства позволяют настраивать систему на используемые стандарты черчения.

Сimatronиспользуется не только для проектирования отдельных деталей, но и предоставляет удобные способы разработки сложных сборочных проектов. Проектирование выполняется "сверху - вниз" - от концепции к отдельным сборочным единицам и деталям, и "снизу - вверх" , когда вначале проектируются детали, затем они группируются в сборочные единицы. Возможно сочетание обоих методов. Создаваемое системой "дерево" изделий сопровождает проект на всех этапах конструирования, черчения, разработки управляющих программ.

Возможность связывания записей базы данных и геометрических объектов обеспечивает быстрый доступ к инженерным данным о любых компонентах проекта, что создает предпосылки для успешной интеграции Сimatronс другими сферами производства.

Неотъемлемой частью проектирования сложных деталей являются инженерные расчеты. Для решения этих проблем в Сimatronиспользуется система генерации сетки конечных элементов. Система позволяет задать характеристики испытываемой модели (структуру, материал и пр.) и тип нагрузки. Для особо сложных расчетов может быть использована полностью совместимая система для передачи данных в специализированные расчетные комплексы (NASTRAN, ANSYSи др.). Результаты расчета отображаются различными способами (цветомодуляцией, таблицами).

Сimatronможет быть связана с любой другой CAD/CAMсистемой с помощью стандартных интерфейсов данных, таких как IGES, VDA, DXF.

Cистема проектирует управляющие программы для фрезерных (включая пяти координатные станки), сверлильных, токарных, электроэррозионных станков, листопробивных прессов. Она генерирует траекторию движения инструмента для обработки множества поверхностей с автоматическим контролем зарезаний, имеет средства создания библиотеки инструментов. Графический режим моделирования позволяет отладить управляющую программу до выхода на станок. Ввод данных возможен с дигитайзера или координатно-измерительной машины, вывод - на стереолитографические машины.

Требования Сimatronк аппаратной части:

- IBMPC386/486 или различные рабочие станции (SiliconGraphics, HP/Apollo, Sunи др.), RAM16 Мбайт, HDD400 Мбайт.

Операционная система MSDOS, WindowsNT, UNIX(на рабочих станциях). Сimatronнезависим от аппаратного обеспечения и может использоваться на смешанных компьютерных сетях.

У нас в стране АО "Аскон" предприняло попытку создания аналогичной СAD/CAMсистемы "КОМПАС 5.0 для Windows". Цель проекта - создание массовой полномасштабной интегрированной системы для моделирования сложных изделий с мощными средствами черчения и разработки приложений, а также многочисленными готовыми прикладными САПР и библиотеками. В настоящее время разработчики предоставили пользователям возможность работы с ее чертежно-конструкторским редактором "КОМПАС-ГРАФИК". Предстоит написание интерактивной параметризации и полнофункциональной системы объемного моделирования.

Представление о возможностях полномасштабных CAD/CAM/CAEсистем можно получить, рассмотрев один из самых распространенных программных продуктов - Pro/ENGINEER.

Система Pro/ENGENEERпредставляет собой модульную структуру, ядро которой - базовый модуль Pro/ENGINEER, к которому подключается множество различных модулей, охватывающих весь спектр конструкторско-технологических разработок.

Pro/ENGINEERспроектирован таким образом, что он используется конструктором с самого начала работы над изделием - с момента определения объектов и характеристик конструкции. Каскадное меню обеспечивает логический выбор и установку большинства предвыборных опций. В любой момент доступна полная помощь по выполняемой функции и короткая подсказка в строке подсказок. Это делает систему Pro/ENGINEERпростой в использовании даже для неподготовленных конструкторов. Опытные пользователи при помощи "макроклавиш" ( для выполнения часто используемых последовательностей команд) заданных ими пользовательских меню значительно увеличивают производительность работы с системой. Возможность системы выполнять эскизную геометрию непосредственно на твердотельной модели позволяет легко и просто помещать объекты ("фичеры") в конструкцию модели.

Система основана на единой структуре данных, с возможностью делать изменения непосредственно в системе. Таким образом, изменения, внесенные в какой-то момент разработки, автоматически переносятся на все реализованные этапы конструкторско-технологического процесса, обеспечивая преемственность инженерных разработок.

Моделирование в Pro/ENGINEERосновано на "фичерах", таких как фаски, ребра, скругления, оболочки и др., что позволяет создавать геометрию любой сложности. Наряду с информацией о их местоположении и связях с другими объектами "фичеры" содержат негеометрическую информацию, например, процесс изготовления и связанные с ним расходы. Для размещения "фичеров" нет необходимости в координационной системе, так как они напрямую связываются с существующей геометрией. Вследствие этого все изменения осуществляются просто и быстро и отвечают оригинальному конструкторскому замыслу.

В Pro/ENGINEERсборка компонентов (как деталей, так и подузлов) осуществляется с помощью таких операций как "приклеить", "вставить", "ориентировать". Можно быстро создавать сборки любой сложности. Причем компоненты "помнят", как они собраны, и при изменении либо геометрии, либо месторасположения детали соответствующим образом меняются остальные характеристики. Деталь можно проектировать непосредственно в сборке, определяя ее геометрию индивидуально или относительно геометрии существующих деталей, и при модификации параметров последних автоматически обновляются геометрия и местоположение проектируемой детали.

Твердотельное моделирование в Pro/ENGINEERосновано на безгранной технологии двойной точности, что обеспечивает высокую точность представления геометрии, характеристик массы и проверки всевозможных зазоров и пересечений.

Полная ассоциативность системы предоставляет мощные возможности по внесению любых изменений, обеспечивая параллельность разработки конструкторского и технологического процессов. Инструмент для работы с параметрической базой данных позволяет успешно управлять этими синхронными процессами и проводить любые контрольные работы.

Требования Pro/ENGINEERк аппаратной части: функционирование на всех платформах, работающих под управлением UNIXили WindowsNT.

Интерфейс пользователя не зависит от операционной системы, поэтому пользователи могут выбирать наиболее экономичную конфигурацию для своих нужд и сочетать различные конфигурации платформ. Система гарантирует легкость обмена информацией между платформами с любой архитектурой.

Все рассмотренные системы постоянно развиваются, дополняясь все новыми модулями и возможностями. С течением времени программные продукты приобретают способность одинаково эффективно решать в своей "весовой" категории предъявляемые пользователем задачи. В этом случае пользователь при выборе той или иной системы руководствуется в первую очередь ее ценой. В то же время развитие программных сред имеет тенденцию перехода в более "тяжелую" категорию, но никогда наоборот. К сожалению, такое усовершенствование в большинстве случаев приводит к необходимости использования все более и более мощного аппаратного обеспечения.

Здесь уместно отметить, что, каким бы высоким ни был уровень системы, она сама по себе не функционирует. ЭВМ и установленный на ней программный продукт представляют собой хотя и высокопрофессиональный, но всего лишь инструмент, такой как, например, карандаш, линейка или счеты. Работа на ЭВМ происходит в форме диалога. Диалог с ЭВМ ведет человек (пользователь) с помощью указателя (курсора), который управляется мышью или клавишами клавиатуры. Таким образом уровень эффективности использования ЭВМ зависит от степени подготовленности специалиста.

3.2 Основные требования к прикладному программному продукту учебного назначения

Прежде чем перечислить основные требования к программному продукту, предназначенного для поддержания учебного процесса сформулируем требования к специалисту. Чтобы эффективно работать на ЭВМ в среде современных CAD/CAMсистем, специалист должен:

  • хорошо мысленно представлять проектируемые объекты в пространстве;

  • знать правила, условности и упрощения, регламентируемые стандартами при создании технической документации;

  • понимать принципы функционирования прикладных программ, их классификацию и возможности использования;

  • иметь устойчивые навыки работы с системой.

При создании прикладных программных продуктов разработчики учитывают ряд особенностей их использования как на производстве, так и в учебных заведениях. Использование прикладных систем в процессе обучения связано с относительно небольшим количеством часов занятий и машинного времени, наличием ограничений в использовании мощных инструментальных средств, задачами рационального использования машинного времени. Перечислим основные требования к программному продукту, который предполагается использовать для поддержания учебного процесса как традиционных (например, черчение), так и новых (например, геометрическое моделирование на ПЭВМ), но необходимых на современном этапе технического прогресса дисциплин.

Общие требования:

  • работа в интерактивном режиме (в режиме диалога);

  • высокое быстродействие (иначе работа за компьютером в режиме диалога будет утомительна);

  • простота и быстрота в освоении и использовании (простой и понятный диалог);

- компактность продукта и создаваемых в его среде файлов (для возможности использования
невысокопроизводительных компьютеров);

  • соблюдение правил и условностей ГОСТов ЕСКД;

  • наличие возможностей профессиональных систем, используемых на современном производстве (для обеспечения принципа востребованности знаний и навыков);

  • простота просмотра, ввода и вывода графической информации;

- высококачественный вывод созданной графической информации на простой матричный принтер.

Создание и модификания (редактирование) изображений:


- возможность получения твердотельных объемных и плоских геометрических моделей из простых и сложных

элементов;

  • поддержка технологии получения плоских моделей по эскизам, объемных – твердотельным моделированием;

  • возможность их масштабирования, поворота, переноса, копирования и зеркального отображения;


  • обеспечение творческого процесса реконструирования ранее созданных объемных и плоских геометрических моделей (возможность выполнения топологических преобразований);

  • возможность получения полутоновых, текстурованных и цветных реалистических изображений твердотельных моделей (для решения дизайнерских задач);

- возможность выполнения логических (булевых) операций (операций сложения, вычитания, объединения,

пересечения и группирования) с моделями;

- возможность создания параметризованных моделей (без необходимости прямого программирования);

- наличие (или возможность простого создания) библиотек типовых (желательно параметризованных)
конструктивных элементов.

Наличие текстового редактора:

- возможность оформления текстовой части конструкторской документации (предпочтительно в автоматизированном

режиме);

- нанесение текстов, размерных чисел и их отклонений, знаков чистоты обработки поверхности и взаимного

расположения конструктивных элементов (предпочтительно в автоматизированном режиме).

Дополнительные сервисные возможности:

  • возможность выполнения вспомогательных построений;

  • автоматизированная простановка размеров;

  • определение геометрических характеристик линий и контуров;

- приближение и отдаление изображения, откат, поворот на заданный угол, использование различных типов

курсоров.

Возможность вывода графической информации для составления управляющих программ на станки с ЧПУ и в растровые файлы.

Контрольные вопросы

  1. Перечислить требования к современному специалисту, использующего CAD системы.

  2. Перечислить требования к прикладным программам учебного назначения.