Технология автоматизированного проектирования в системе autocad

15.1. Термины и определения

Учитывая, что «родоначальником» современных САПР-КД была разработанная фирмой AutoDesk (США) система AutoCAD, бо­лее детально технологию работы с системой САПР-КД рассмот­рим на примере AutoCAD.

Прежде всего приведем основные термины и определения, которые необходимо знать при работе со всеми системами конст­рукторского проектирования.

DXF (Data eXchange Format) — специальный символьный фор­мат обмена информацией, разработанный для системы AutoCAD.

DWG — закрытый двоичный формат (собственность фирмы AutoDesk).

Кривая NURBS — кривая, состоящая из гладко состыкованных сплайнов.

Абсолютная система координат — декартова система коорди­нат, начало которой находится в левом нижнем углу диалогового окна, а оси параллельны его сторонам.

Базовая точка — точка, от которой отсчитываются расстоя­ния, углы и перемещения при операциях копирования, поворота или деформации объекта.

Базовый объект — объект, который используется для построе­ния или редактирования другого объекта.

Кривая Безье — кривая, состоящая из гладко состыкованных полиномов четвертого порядка. Крайние точки этой кривой зада­ются пользователем, а средние — вычисляются исходя из условия непрерывности производной кривой и лежат на векторе этой кри­вой.

Вес точки — коэффициент, определяющий влияние опорной точки кривой NURBS на конфигурацию этой кривой. Чем больше вес точки, тем ближе к ней расположена кривая.

Вид — составная часть чертежа (не только какая-либо проек­ция, но и любое изолированное изображение).

Внешняя переменная — переменная, заданная для параметри­ческого черчения (параметрического фрагмента чертежа). В зави­симости от значений внешних переменных пересчитываются свя­занные с ними параметры нового чертежа.

Грань — гладкая, не обязательно плоская часть поверхности детали.

Дерево построения — окно, в котором отражается последова­тельность построения трехмерной модели.

Контур — совокупность последовательно соединенных графи­ческих объектов (отрезков, дуг и др.).

Линия очерка — граница проекции детали на плоскость экрана.

Локальная система координат — система координат с произ­вольными начальной точкой и углом поворота осей (иногда ее называют пользовательской системой координат).

Макроэлемент — объект, входящий в состав графического ре­дактора (размер, обозначение и значение допуска формы, шеро­ховатость поверхности и др.).

Привязка — механизм, позволяющий точно задать положение курсора, выбрав при этом условия его позиционирования.

Сетка — периодически расположенные на экране точки с за­данным шагом (обеспечивает удобство построения чертежа).

Слой — уровень, на котором размещается часть объектов чер­тежа. Работа со слоями при автоматизированном проектировании чертежа аналогична наложению друг на друга калек при проекти­ровании чертежей на кульмане.

Тело детали — область, ограниченная гранями детали.

Фрагмент — часть чертежа без рамки, макроэлементов и тех­нических требований.

Чертеж изделия — выполняется на листе и оформляется в со­ответствии с ЕСКД.

Эскиз — плоская фигура, на основе которой образуется объем­ный элемент.

15.2. Общие сведения о системе

Система AutoCAD, разработанная для широкого круга пользо­вателей, предназначена для автоматизации разработки конструк­торской документации. Причина большой популярности системы AutoCAD — ее открытость, т.е. возможность разработки на ее базе собственных прикладных пакетов программ, в которых использу­ется инженерная графика. Система AutoCAD представляет собой своего рода графическое ядро, в котором реализованы многие функции, специфические для инженерной графики. Набор этих функций может быть эффективно использован для различных при­ложений и также легко может быть модифицирован и расширен.

Последняя (на момент подготовки рукописи) версия системы AutoCAD - AutoCAD 2000.

Рассмотрим следующие характеристики элементов системы AutoCAD:

• виды применяемых координат;

• виды применяемых размерностей линейных и угловых размеров;

• графические возможности;

• встроенный язык программирования;

• файловую систему.

Виды применяемых координат. Координаты в AutoCAD хранят­ся во внутреннем формате как числа с плавающей точкой двой­ной точности (двенадцать значащих чисел и мантисса). Поэтому диапазон координат весьма велик. Координаты вводятся и ото­бражаются в удобном для пользователя виде. Вид координат в про­цессе конструирования пользователь может задавать и изменять. AutoCAD может работать в архитектурных, дробных, десятичных, инженерных и научных системах представления линейных разме­ров.

Кроме того, можно выбрать следующие виды представления угловых величин: градусы/минуты/секунды, грады, десятичные градусы, радианы, топографические единицы.

Виды применяемых размерностей линейных и угловых величин. В системе AutoCAD точность отображения линейных и угловых размеров определяется как и в числовых форматах данных, чис­лом знаков после запятой (но не более восьми знаков).

При выводе чертежа на печать или вставке готовых блоков в теку­щее изображение имеет значение размерность линейных величин. В системе AutoCAD имеется возможность выбрать из списка виды применяемых размерностей: безразмерные, дюйм, микродюйм, фут, миля, ангстрем, нанометр, микрон, миллиметр, сантиметр, дециметр, метр, километр, декаметр, гектометр, гигаметр, ярд, световой год, парсек.

Графические возможности. Графическая система AutoCAD по­зволяет конструктору изделий:

• создавать иерархические модели объектов (обеспечивать воз­можность сегментации), причем с неограниченным числом уров­ней иерархии. Сегменты могут иметь различные масштабы, углы поворота, зеркальные отображения.

• за счет развитой системы атрибутов дополнять графические модели объекта неграфической информацией. Например, графи­ческое изображение резистора на сборочном чертеже можно до­полнить неграфической информацией: сведениями о его номина­ле, типе, ГОСТе, предприятии-поставщике и т.д. Причем негра­фическая информация может выводиться на чертеже в виде тек­ста, а может быть и невидимой;

• работать как с плоской (двухмерной), так и с объемной (трех­мерной) графикой. Причем при двухмерном проектировании можно применять как декартову, так и полярную системы коор­динат.

При трехмерном проектировании можно получать плоские про­екции, сечения и виды в направлении взгляда, что широко при­меняется в архитектурных чертежах;

• применять широкий спектр цветовогооформления чертежей, т. е. семь основных цветов и еще до 256 различных цветовых оттен­ков;

• изменять и создавать новые меню для работы с системой;

• использовать наличие универсального примитива — полили­нии (ломаной линии). При этом сегменты полилинии могут быть отрезками и дугами и иметь разные начальную и конечную шири­ну, а углы ломаной линии могут быть скруглены с заданным ра­диусом закругления;

• использовать множества разнообразных шрифтов, в том чис­ле и русских. В системе имеется также возможность создания но­вых шрифтов в дополнение к существующим. При этом любой шрифт можно выводить модифицированным (с разным соотно­шением высоты, ширины и угла наклона). В стандартных шрифтах имеются специальные знаки, используемые в машиностроитель­ных и архитектурных чертежах (диаметра, параллельности, соос­ности, допусков и т.д.).

Встроенный язык программирования. AutoCAD имеет встроен­ный язык программирования Лисп, применяемый для програм­мирования функций по управлению и созданию изображений, не предусмотренных в системе, в том числе функций управления для демонстрации (презентации) разработчиком своего проекта. Этот язык обеспечивает возможность запоминания, быстрого вывода на экран изображений, а также программирования их последова­тельности и времени показа.

Использование Лисп обеспечивает расширение возможностей имеющихся режимов привязки объектов, например позволяет повысить точность координат, введенных с большими погрешно­стями.

Повышение точности режимов привязки позволяет избегать возможной нестыковки элементов изображения при любом уве­личении их на экране и получать точную модель объекта при простом (т.е. неточном) вводе координат графическим курсором (с использованием мыши).

Файловая система. AutoCAD обычно записывается нажестком диске (винчестере) в папке (директории) c:\Programfnes\AutoCAD 2000 или c:\ACAD и представляется большим числом файлов (более 1000). Файлы с одним типом информации, имеющие одинаковое рас­ширение имени, сгруппированы в папки. Приведем несколько таких расширений:

acad.exe — загрузочная головная программа;

.dwg — файл чертежа;

.dwt — файл шаблона;

.shx — файл шрифта;

.mnu — символьный файл меню;

.mnx — двоичный файл меню.

В первую очередь представляют интерес следующие папки:

c:\Programfiles\AutoCAD2000\Template — набор шаблонов чер­тежей;

c:\Programfiles\AutoCAL2000\Fonts— набор шрифтов;

c:\Programfiles\AutoCAD2000\Sample — примеры чертежей;

c:\Programfiles\AutoCAD2000\Tutorial— уроки обучения;

c:\Programfiles\AutoCAD 2000\Support — файлы меню, систем­ных шрифтов и сохранения рабочих настроек.

В системном разделе (каталоге) (c:\program files\AutoCAD 2000) хранятся только системные (не пользовательские) файлы, и AutoCAD автоматически загружает все необходимые программ­ные компоненты из этого раздела.

Пользователи работают обычно в своих пользовательских раз­делах (каталогах). AutoCAD записывает чертеж в файл с указан­ным пользователем именем в раздел пользователя и добавляет к нему расширение.dwg, которое определяет, что в этом файле находит­ся чертеж в формате.

Если пользователь разработал свое меню, отличное от стан­дартного, то оно также будет храниться в разделе пользователя в файле с расширением.mnu, а после трансляции создаст файл с расширением.mnx.

Основные понятия, применяемые при работе в системе AutoCAD

Рассмотрим основные понятия, применяемые в AutoCAD: чер­теж, шаблон, или прототип чертежа, графический примитив, блок, объект.

Чертеж — это графическая модель проектируемого объекта. Как правило, объектом проектирования является чертеж из­делия в обычном понимании.

Шаблон, или прототип чертежа, — это файл, содержащий про­образ (заготовку) нового чертежа, причем прототип чертежа мо­жет содержать графическую модель аналога проектируемого изде­лия.

Прототип может не содержать видимого изображения. В таком «пустом» прототипе могут быть определены только некоторые параметры чертежа, например шаг перемещения курсора, размер поля, выводимого на экран, признак включения дискретной сет­ки, имя файла меню, границы самого чертежа, типы линий, сти­ли шрифтов, способы проставления размеров, режимы работы (единицы измерения, привязки ввода координат и т.д.).

В качестве прототипа можно использовать пустой бланк черте­жа с основными надписями (штампами). При создании нового чертежа на основе прототипа, он автоматически копируется в но-

вый чертеж. Если же прототип не указан, используется по умолча­нию «пустой» системный прототип ACAD.dwt.

AutoCAD поставляется с большим числом прототипов, содер­жащих различные форматы бланков чертежей, соответствующих требованиям международных стандартов, но, к сожалению, не всегда отвечающих российским требованиям. Чтобы включить в систему прототипы бланков чертежей, отвечающих требованиям отечественной ЕСКД, необходимо настроить системный прото­тип ACAD.dwt.

Графический примитив — это элементарная частица чертежа, которую нельзя разбить на меньшие составляющие. В растровой графике элементарной частицей изображения является точка (пик­сел), а в векторной — линия, прямоугольник, окружность, дуга. круг, кольцо, сфера, конус, и т. п. Графическим примитивом так­же могут служить объекты, вставленные из других файлов.

Команды создания графических примитивов сгруппированы в пункте меню Draw — чертить (рисовать). Для простого графичес­кого примитива характерны следующие свойства: имя слоя, цвет и тип линии, толщина линии. Сложные графические примитивы (такие, как текст, размер, штриховка) имеют большое количе­ство дополнительных свойств.

Блок (Block) — это группа графических примитивов, объединен­ных в единое целое, например для дальнейшей вставки. Каждый блок имеет имя. Любой ранее созданный файл чертежа можно так же, как блок, вставлять в текущий чертеж. При этом автоматически создается новый блок с именем, соответствующим имени файла,

При вставке блока (команда Insert) делается ссылка на него. как на графическую подпрограмму, а его базовая точка совмеща­ется с точкой вставки блока. Блок можно определить в текущем файле с помощью команды Block.

Объект — это графические примитивы и блоки.

Дата добавления: 2015-07-20