uCoz · 2009-09-17 · 2.1 Растрова графіка 2.1.1 Принципи формування кольорових зображень 2.1.2 Формати та редактори

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

Івано-Франківський національнийй технічний університет нафти і газу

Кафедра інженерної та комп’ютерної графіки

Івано-Франківськ 2005

ККООММПП’’ЮЮТТЕЕРРННАА ГГРРААФФІІККАА

КОНСПЕКТ ЛЕКЦІЙ

Для студентів усіх спеціальностей

І. В. Павлик, Л. Є. Шкіца, С. С. Чаплінський

МВ 02070855-1593-2005

Павлик І.В., Шкіца Л.Є., Чаплінський С.С. Комп’ютерна графіка: Конспект лекцій. – Івано-Франківськ: Факел, 2005. – 137 с.

У пропонованому конспекті лекцій з комп’ютерної графіки розглянуто один з аспектів діяльності інженера, пов'язаний з виконанням конструкторської документації за допомогою ЕОМ. Аналізується широкий набір ретельно розроблених програмних засобів, що повинні полегшити роботу інженера в процесі проектування виробу.

Уже в рамках внз необхідно, щоб майбутні інженери освоювали найбільш перспективні технології проектування, здобували навички роботи з комп'ютером і системами машинної графіки. Сприяти цьому, дати початкові знання з комп’ютерної графіки взагалі, та познайомити із сучасними напрямками автоматизації інженерно-графічних робіт - основне призначення даного курсу. Окрім того, в пропонованому конспекті лекцій подана інформація, що дозволить студентам освоїти основні прийоми роботи з креслярсько-конструкторським редактом КОМПАС-ГРАФІК 5.Х та системою для тримірного моделювання КОМПАС-3D.

Може бути використаний студентами денної та заочної форми навчання.

Рецензент: професор кафедри інженерної та комп’ютерної графіки ІФНТУНГ, к.т.н. Василишин Я.В.

Дане видання – власність ІФНТУНГ. Забороняється тиражувати та розповсюджувати без відома авторів.

МВ 02070855-1593-2005

Павлик І.В., Шкіца Л.Є., Чаплінський С.С. Комп’ютерна графіка: Конспект лекцій. – Івано-Франківськ: Факел, 2005. – 137 с.

У пропонованому конспекті лекцій з комп’ютерної графіки розглянуто один з аспектів діяльності інженера, пов'язаний з виконанням конструкторської документації за допомогою ЕОМ. Аналізується широкий набір ретельно розроблених програмних засобів, що повинні полегшити роботу інженера в процесі проектування виробу.

Уже в рамках внз необхідно, щоб майбутні інженери освоювали найбільш перспективні технології проектування, здобували навички роботи з комп'ютером і системами машинної графіки. Сприяти цьому, дати початкові знання з комп’ютерної графіки взагалі, та познайомити із сучасними напрямками автоматизації інженерно-графічних робіт - основне призначення даного курсу. Окрім того, в пропонованому конспекті лекцій подана інформація, що дозволить студентам освоїти основні прийоми роботи з креслярсько-конструкторським редактом КОМПАС-ГРАФІК 5.Х та системою для тримірного моделювання КОМПАС-3D.

Може бути використаний студентами денної та заочної форми навчання.

Рецензент: професор кафедри інженерної та комп’ютерної графіки ІФНТУНГ, к.т.н. Василишин Я.В.

Заступник директора НТБ з комп’ютеризації В.В.Бабійчук

Член експертно-рецензійної комісії університету І.В.Костриба

Нормоконтролер О.Г.Гургула

Коректор Н.Ф.Будуйкевич

Дане видання – власність ІФНТУНГ. Забороняється тиражувати та розповсюджувати без відома авторів.

3

ЗМІСТ

c.

ВСТУП

5

1 ПРЕДСТАВЛЕННЯ ГРАФІЧНОЇ ІНФОРМАЦІЇ У КОМП’ЮТЕРІ 6 1.1 Використання комп'ютерної графіки 1.2 Апаратні складові комп’ютерної графіки 1.3 Основи цифрової графіки 1.4 Програмні компоненти обчислювальної машини

6 8 15 16

2 ТИПИ КОМП’ЮТЕРНОЇ ГРАФІКИ 18 2.1 Растрова графіка

2.1.1 Принципи формування кольорових зображень 2.1.2 Формати та редактори растрових зображень

2.2 Векторна графіка 2.2.1 Основні поняття векторної графіки 2.2.2 Математичні основи векторної графіки 2.2.3 Формати векторних зображень 2.2.4 Редактори векторної графіки загального призначення 2.2.5 Векторизатори

19 20 21 22 24 25 27 28 29

2.3 Поняття про фрактальну графіку

29

3 СИСТЕМИ ІНЖЕНЕРНОЇ КОМП’ЮТЕРНОЇ ГРАФІКИ 32 3.1 Поняття САПР 3.2 Базові класи САПР 3.3 Спеціалізовані графічні редактори

32 36 40

4 КРЕСЛЯРСЬКО-КОНСТРУКТОРСЬКИЙ РЕДАКТОР КОМПАС-ГРАФІК 44 4.1 Основні елементи інтерфейсу 4.2 Типи документів графічної системи 4.3 Створення робочого креслення

4.3.1 Режим виконання геометричних побудов 4.3.2 Використання “прив’язок” 4.3.3 Оформлення креслення

44 47 49 49 52 54

4.4 Виведення креслення на друк

56

5 БІБЛІОТЕКИ ГРАФІЧНОЇ СИСТЕМИ КОМПАС 59 5.1 Типи бібліотек системи 5.2 Робота з бібліотеками системи

59 60

5.2.1 Режими роботи з бібліотекою 61 5.3 Прикладні бібліотеки графічної системи 65

5.3.1 Конструкторська бібліотека 5.3.2 Бібліотека електрика-конструктора

65 68

6 ТРИВИМІРНЕ МОДЕЛЮВАННЯ 78 6.1 Загальні принципи тримірного моделювання в КОМПАС-3D

6.1.1 Додаткові можливості при створенні моделі 78 82

4

6.1.2 Сервісні можливості 82 6.2 Інтерфейс системи КОМПАС-3D

83

7 РОБОТА В СИСТЕМІ КОМПАС-3D 86 7.1 Проектування деталей

7.1.1 Моделювання деталей на основі елементів видавлювання 7.1.2 Моделювання деталей – тіл обертання 7.1.3 Моделювання деталей кінематичною операцією 7.1.4 Моделювання деталей операцією по перерізах

87 87 88 92 93

7.2 Загальні принципи моделювання зборок 94 7.2.1 Порядок роботи при моделюванні зборки 7.2.2 Особливості інтерфейсу системи Компас-3D при моделюванні

зборок 7.2.3 Формотворні операції в зборці 7.2.4 Рознесення компонентів

94

95 97 97

8 ВИКОНАННЯ КРЕСЛЕННЯ ПО МОДЕЛІ 99 8.1 Асоціативні креслення 99

8.1.1 Процес створення асоціативних видів. Загальні поняття 99 8.1.2 Приклад створення асоціативного проекційного креслення 103

8.2 Створення “заготовки” креслення 105 8.3 Створення специфікації засобами системи КОМПАС-ГРАФІК 107

8.3.1 Складові “електронної” специфікації 8.3.2 Структура специфікації 8.3.3 Практична робота зі специфікацією 8.3.4 Виведення специфікації на друк

108 108 109 113

9 СИСТЕМИ ПРОЕКТУВАННЯ ВАЛІВ ТА МЕХАНІЧНИХ ПЕРЕДАЧ 115

9.1 Бібліотека КОМПАС-Shaft 5 Plus 115 9.1.1 Інтерфейс модуля побудови КОМПАС-Shaft 5 Plus 9.1.2 Практична робота з модулем Побудова валу 9.1.3 Дерево побудов у КОМПАС-Shaft 5 Plus

115 118 125

9.2 Бібліотека КОМПАС-Shaft 3D

127

ПЕРЕЛІК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ

130

ДОДАТОК А

131

ДОДАТОК Б

132

ДОДАТОК В

135

ДОДАТОК Г

136

ДОДАТОК Д 137

5

ВСТУП Комп’ютерна графіка – це галузь знань, яка вивчає та розробляє засоби та методи

створення графічних зображень об’єктів за допомогою комп’ютеру. Комп'ютерна графіка в наш час – один із найбільш популярних та перспективних

напрямків використання персонального комп'ютера. Вона в повній мірі справдила надії, які на неї покладали: забезпечити спілкування людини з ЕОМ за допомогою зображень і, як наслідок, суттєвим чином спростити взаємодію з комп'ютером. Зображення, створене засобами комп'ютерної графіки, природне для людей і разом з тим забезпечує високу точність та якість при виконанні побудов.

Сучасні промислові підприємства чи конструкторські бюро використовують комп'ютери і спеціальні програми, призначені для розробки конструкторської документації та проектування різноманітних виробів. Застосування обчислювальної техніки в даній галузі, зокрема, комп’ютерної графіки, стало реальністю, довело свою високу ефективність за рахунок підвищення якості та швидкості виконання конструкторської документації.

У пропонованому курсі комп’ютерної графіки розглянуто один з аспектів діяльності інженера, пов'язаний з виконанням конструкторської документації за допомогою ЕОМ у режимі використання комп’ютера в якості “електронного кульмана”. Мова йтиме про допомогу комп’ютерної графіки інженеру. Справа в тому, що користувачу пропонується широкий набір ретельно розроблених засобів, що повинні полегшити його роботу в процесі проектування виробу. У кінцевому рахунку рішення залишається за ним, а комп’ютер лише забезпечує йому можливість вибору оптимального варіанту рішення тієї чи іншої задачі. Виходячи з вищесказаного, зрозуміло, що користувач повинен досконало знати правила оформлення креслярсько-графічної документації (ДСТ ЄСКД), вільно володіти програмними засобами, необхідними для роботи, і мати уявлення про склад і можливості різноманітних програмних продуктів, призначених для цього.

Сьогодні вищі та середні спеціальні навчальні заклади приділяють велику увагу застосуванню комп'ютерної техніки в процесі навчання студентів. Уже в рамках вузу необхідно щоб майбутні інженери засвоювали найбільш перспективні технології проектування, здобували навички роботи з комп'ютером і системами машинної графіки. Сприяти цьому, дати початкові знання з комп’ютерної графіки взагалі, та познайомити із сучасними напрямками автоматизації інженерно-графічних робіт, основне призначення даного курсу. Окрім того, у пропонованому конспекті лекцій подана інформація, що дозволить студентам (і не тільки) освоїти основні прийоми роботи з креслярсько-конструкторським редактором КОМПАС-ГРАФІК 5Х та системою для тримірного моделювання КОМПАС-3D.

Курс є логічним продовженням дисциплін “Інженерна графіка” та “Інформатика”, які вивчалися на першому курсі, а тому передбачає знання студентами:

• теоретичних основ побудови креслень різних типів; • загальних правил та прийомів виконання конструкторської документації згідно

вимог державних стандартів; • загальних правил та прийомів роботи з персональним комп’ютером взагалі, та

роботи з операційною системою Windows, зокрема.

6

1 ПРЕДСТАВЛЕННЯ ГРАФІЧНОЇ ІНФОРМАЦІЇ У КОМП’ЮТЕРІ До недавнього часу комп'ютерна графіка була специфічним заняттям, яке вимагало

дорогої техніки, значних машинних ресурсів та особливого програмного забезпечення, і не могло бути й мови про широке її використання в повсякденній практиці та навчальному процесі. Ситуація змінилась завдяки зменшенню вартості потужних персональних комп'ютерів та появою великої кількості нових графічних пакетів високого рівня та різноманітного прикладного характеру. На сьогодні комп'ютерна графіка справджує надії, які на неї покладали: забезпечення спілкування людини з ЕОМ за допомогою зображень і спрощення взаємодії користувача з комп'ютером. Зображення, як засіб комунікації, більш природне та ефективніше для людей.

Під графічною формою подання інформації розуміють: ескізи, креслення, візуальне подання каркасних, поверхневих та твердотільних 3D-моделей різноманітних об’єктів (природних та штучних, статичних та динамічних, живих та неживих), схеми, діаграми, графіки, рисунки, фотографії, відео, анімацію, голограми, мультимедійну інформацію тощо [1]. Маніпуляції з графічною інформацією здійснюються в процесі діалогу людини з комп’ютером.

Серед різноманітних форм сучасної комп'ютерної графіки існують великі відмінності з точки зору типу, якості зображення та можливості динамічного керування зображенням. Однак, усі форми мають одну спільну властивість: зображення об'єкта (об'єктів) формується та обробляється за допомогою цифрового процесора. Таким чином, комп'ютерна графіка – це створення, зберігання та обробка моделей об'єктів та їх відображення засобами комп'ютерної техніки.

Основні задачі комп’ютерної графіки: • введення до комп’ютеру інформації, що початково має графічну форму або визначає її; • обробка, оптимізація характеристик, зберігання на носіях, захист, передавання

засобами локальних та глобальних мереж цієї інформації; • виведення інформації в графічній формі з комп’ютера.

В основу комп’ютерної графіки покладено фундаментальний теоретичний апарат аналітичної та диференційної геометрії, векторної алгебри, нарисної геометрії та креслення, графів, чисельних методів розв’язування математичних задач, математичної логіки, методів оптимізації, прийняття рішень, розпізнавання образів, штучного інтелекту.

1.1 Використання комп'ютерної графіки Комп'ютерна графіка використовується в різних галузях діяльності людини:

промисловості, науці, мистецтві, телебаченні, журналістиці, видавництві, економіці, медицині, державних установах, навчальних закладах. Перелік її використання широкий та продовжує швидко зростати в міру того, як стають більш доступними та потужнішими персональні комп'ютери.

Базовими класами систем комп’ютерної графіки та провідними галузями їх практичного застосування є: ділова, наукова, інженерна та ілюстраційна комп’ютерна графіка.

Системи ділової комп’ютерної графіки використовуються переважно в сферах бізнесу, маркетингу, управління підприємствами, економічних розрахунків. Дані системи призначені для наочного графічного подання даних, тобто креслення статичних, динамічних графіків, схем та діаграм (візуалізація різних числових даних).

Системи наукової комп'ютерної графіки призначені для: динамічної наочної візуалізації процесу та результатів проведення наукових експериментів, автоматизованого проектування наукових та науково-технічних задач, формування наукової документації з застосуванням спеціальної нотації (математичних, фізичних та хімічних формул тощо); дослідження географічних, геологічних, гідрогеологічних, сейсмологічних, екологічних, метеорологічних, астрономічних та інших природних об'єктів, процесів, явищ та систем,

7

нафтогазових розвідки та видобування, комп'ютерної картографії, медичного діагностування тощо.

Системи інженерної комп'ютерної графіки призначені для автоматизації креслярсько-графічних та конструкторських робіт у процесі проектування виробів.

Системи ілюстраційної комп’ютерної графіки призначені для створення та художньої обробки комп’ютерних зображень, які відіграють роль: ілюстраційного матеріалу для друкованих та електронних видань (рисунків, фотографій, ескізів, умовних схем, географічних карт, відеоматеріалів, мультимедіа-матеріалів, WEB-матеріалів тощо); дизайнерських розробок; рекламного оздоблення; творів мистецтва. Вони дозволяють формувати та перетворювати графічні об’єкти настільки ж легко, як масиви чисел або тексти.

Розглянемо типові випадки використання комп’ютерної графіки. Картографія Комп'ютерна графіка використовується для представлення географічних та

природних явищ з подальшим точним відтворенням їх на папері чи плівці. Найбільшого поширення цей аспект комп'ютерної графіки отримав при створені географічних та рельєфних карт, карт погоди та ізоліній, карт для розвідки нафти та газу чи карт щільності населення.

Автоматизація креслярських і конструкторських робіт В системах автоматизованого проектування (САПР) комп'ютерна графіка

використовується для проектування систем механічних, електричних, електромеханічних та електронних пристроїв та їх складових. До таких систем відносяться: складні комплекси та структури (споруди, енергетичні установки, кузов автомобілів, фюзеляж літаків, корпуси кораблів та їх внутрішні частини), електричні схеми, телефонні мережі та мережі ЕОМ. Кінцевою метою автоматизованого проектування є випуск креслень деталей, вузлів та складальних креслень. Значна увага приділяється інтерактивній роботі з моделлю системи або її компонентів. Математична модель, яка знаходиться в комп'ютері, перевіряє механічні, електричні чи теплові властивості системи. Математична модель інтерпретується моделюючою програмою, яка періодично видає інформацію про поведінку системи в різних умовах. Після завершення процесу проектування об'єкту, додаткові програми проводять обробку проектної бази даних з метою підготовки комплекту конструкторської та технологічної документації.

Моделювання та мультиплікація Велику популярність набувають виготовлені, за допомогою комп'ютера, мультфільми

(анімації), що демонструють поведінку різноманітних реальних чи змодельованих об'єктів в часі. Вони дозволяють вивчити математичні моделі найрізноманітніших явищ, які досліджуються наукою, наприклад, потік рідини, ядерні та хімічні реакції, фізіологічні системи та деформацію конструкцій під навантаженням, шляхом візуального представлення поведінки моделі в різних умовах. Комп'ютерна мультиплікація використовується як різноманітні тренажери, для імітації природної анатомії, динаміки та пластики рухів, міміки живих істот, їх іміджу та довкілля на різних фазах їх життєвої діяльності (навчання, професійна діяльність, дозвілля, сон тощо). Широкого розповсюдження набула комп’ютерна графіка при створенні художніх відеофільмів та рекламних відеороликів, насичених 3D-спецефектами.

Управління процесами Якщо тренажери дають можливість користувачу спілкуватись з моделлю дійсного чи

уявного світу, то в багатьох випадках виникає необхідність працювати в інтерактивному режимі безпосередньо з окремими аспектами реального світу. Функції комп'ютерних графічних систем для управління технологічними процесами полягають в: стеженні за станом окремих виробництв та цілих цехів; інформуванні персоналу про критичні ситуації, що здійснюється на базі вивчення графічних відображень технологічних процесів у режимі

8

реального часу та практикується на великих підприємствах в умовах гнучких автома-тизованих виробництв.

Автоматизація канцелярських робіт та електронна публікація Дедалі більшого поширення набуває використання комп'ютерної графіки для

формування та розповсюдження інформації в адміністративних закладах і навіть в побуті. За її допомогою можна виготовляти як традиційні друковані документи (тверда копія), так і "електронні" документи, які складаються з тексту, таблиць, графіків та іншої ілюстративної двомірної інформації.

Мистецтво та реклама Спільною метою комп'ютерного мистецтва та реклами є: бажання засобами

комп'ютерної графіки виразити головний зміст зображення та звернути увагу на нього за допомогою естетично приємних зображень. Функції комп'ютерних графічних систем для втілення мистецтва, реклами та дизайну: створення творів мистецтва; музейна та реставраційна діяльність; оздоблення внутрішнього та зовнішнього інтер'єрів помешкань; підготовка друкованої продукції рекламно-інформаційного характеру; виготовлення слайдів, відеокліпів та мультимедійних презентацій для подання комерційної, наукової та навчальної інформації; підготовка інформаційних та рекламних роликів для телебачення; розвиток індустрії ігор та розваг.

Роль зображення в комп'ютерній графіці може бути засобом для досягнення кінцевої мети, або ж самою метою. Наприклад, в картографії робоче креслення та "растровий живопис" є результатом, тоді як в багатьох різновидах машинного проектування отримане зображення призначене для візуалізації геометричних властивостей об'єкта, який проектується (електричної схеми, системи трубопроводів, крила літака чи автомобіля, моста, корпусу судна і т. п.).

1. 2 Апаратні складові комп’ютерної графіки Персональний комп'ютер можна представити за допомогою двох рівноправних

складових частин: апаратне та програмне забезпечення (рис. 1.1). Апаратне забезпечення комп’ютерної графіки становлять: засоби введення,

вказування та виведення графічної інформації; обчислювальні засоби; засоби зберігання графічної інформації у внутрішній та зовнішній пам’яті ЕОМ; засоби представлення графічної інформації каналами внутрішнього комп’ютерного та міжкомп’ютерного зв’язку (локальними та глобальними мережами).

Інформація про структуру апаратних складових ЕОМ необхідна для повного розуміння основ комп’ютерної графіки.

Апаратні складові персонального комп'ютера можна розділити на: центральні; системну магістраль; периферійні (зовнішні).

Центральні Найважливішою складовою персонального комп’ютера є процесор - центральний

процесорний пристрій (CPU). Процесор – це пристрій, що виконує арифметичні, логічні дії та дії введення-виведення інформації. Його головним завданням є отримання команд від програм, їх обробка та передача на периферійний пристрій. До основних характеристик процесора відносять розрядність, тактову частоту, кількість команд, які визначають швидкодію процесора в управлінні інформацією. Досконалим процесором вважається Pentium. Тактова частота перших моделей Pentium становила від 60 до 266 Мгц, у Pentium-II – від 266 до 450 Мгц, технологія Pentium-III підтримувала частоти до 1000 Мгц (1 Ггц). Останні моделі дозволяють підтримувати частоту 3000 Мгц (3Ггц) і більше.

Сопроцесор - це пристрій, що бере на себе виконання команд не властивих процесору (музичний сопроцесор), чи виконання команд, на які процесор затрачає багато часу (математичний сопроцесор при діях з числами, що містять крапку, тощо).

9

Оперативно запам'ятовуючий пристрій (ОЗП) – пристрій, що забезпечує тимчасове зберігання програм і даних під час роботи ЕОМ. Його ще називають Оперативна Пам’ять (Random Acsess Memory – RAM). Програмне забезпечення найшвидше працює безпосередньо з ОЗП, тому важливо знати та розуміти, що без достатнього об’єму оперативної пам’яті робота багатьох графічних програм буде неефективною. Більшість сучасних графічних прикладних програм вимагають об’єм оперативної пам’яті, як мінімум 64 Мб, а для ефективної роботи з сучасними графічними системами – 256 Мб і більше.

Постійно запам'ятовуючий пристрій (ПЗП) - це спеціальна мікросхема, яка забезпечує роботу програми ВІ0S, що тестує, завантажує та обслуговує операційну систему.

Апаратні складові комп’ютера, системну магістраль, контролери та накопичувачі на магнітних дисках збираються в системний блок, можливі варіанти конструктивного

Процесор

Сопроцесор

Оперативно запам’ятовуючий пристрій (ОЗП)

Постійно запам’ятовуючий пристрій (ПЗП)

Системна магістраль 2

1

3

Контролер КонтролерPRN

Контролер Контролер СОМ

Контролер

Клавіатура

Накопичу-вачі на

магнітних дисках

Дисплей

КОРИСТУВАЧ

Програмне забезпечення

Операційна система

Сервісні програми

Спеціалізовані (прикладні)

Зовнішні

Ядро Засоби підготовки

нових програм

Апаратні складові

Рисунок 1.1

10

виконання якого показані на рисунку 1.2. Системна магістраль

Процесор обробляє інформацію, приймаючи та посилаючи потік даних через системну магістраль передачі даних, яку називають шиною. Системна магістраль забезпечує обмін інформацією між центральними та периферійними пристроями комп’ютера і складається з: • шини адреси, де вказується адреса ділянки ОЗП або

периферійного пристрою, для передачі або зчитування інформації. Характеризується розрядністю – кількістю провідників адресної шини;

• шини даних, що забезпечує передачу даних від процесора до інших пристроїв або навпаки. Величини даних виміряються в бітах;

• шини управління. Максимальна швидкодія передачі даних системною магістраллю значно зростає

завдяки периферійному міжкомпонентному з’єднанню – PCI (Peripheral Component Interconnect) або шині РСІ, що використовуються в сучасних комп’ютерах. Технологія РСІ прискорює рух інформаційного потоку завдяки його раціональному перерозподілу.

Периферійні пристрої Периферійні (зовнішні) пристрої комп'ютер використовує для обміну інформацією з

зовнішнім світом. Вони розширюють можливості ЕОМ, хоча частина з них не є обов’язковими складовими. До життєво необхідних відносять: монітор, клавіатуру та маніпулятор мишку (рис. 1.3).

В залежності від функціонального призначення, периферійні пристрої можна умовно розділити на: пристрої введення, зчитування (оцифровування), виведення та запам’ятовуючі для збереження інформації. Для їх підключення використовуються пристрої узгодження роботи периферійного пристрою та процесора, які називаються контролерами (адаптерами). Кожний периферійний пристрій має свій контролер. До базових периферійних пристроїв можна віднести такі:

• пристрої для введення інформації – клавіатура, маніпулятор мишка, графічні планшети та електронні пера, монітори (дисплеї);

• пристрої для виведення інформації на тверді носії - принтери та плотери;

• накопичувачі на магнітних дисках; • пристрої для зчитування (оцифровування)

графічної та текстової інформації – сканери, дігітайзери, сколки.

Пристрої для введення інформації Основний пристрій для введення інформації –

клавіатура. За допомогою клавіатури користувач вводить інформацію та управляє роботою програм. Варіанти конструктивного виконання клавіатури показані на рисунку 1.4. Всі клавіші діляться на 5 груп: функціональні клавіші від F1 - F12; буквено-цифрові; додаткова цифрова

Рисунок 1. 2

Рисунок 1.3

Рисунок 1.4

11

клавіатура; клавіші для управління курсором; клавіші спецпризначення. Монітор (monitor) – пристрій, що дозволяє представити різноманітну вхідну

інформацію в процесі її введення та вихідну інформацію про роботу програми та результат її роботи для візуального сприймання результатів (рис. 1.5). Отже, монітор відноситься одночасно до пристроїв введення та пристроїв виведення. Монітори характеризуються розмірами, роздільною здатністю, палітрою кольорів.

Розмір моніторів переважно визначають діагоналлю екрана. Випускають монітори з діагоналлю екрана в 14 дюймів (36 см), 15 дюймів (39 см), 17 дюймів (49 см), 19 дюймів (54см) та ін. Для роботи з графічними зображеннями бажано використовувати монітор з діагоналлю екрана не менше ніж 17 дюймів.

Зображення на екрані монітора утворюється з великої кількості точок, які світяться різними кольорами та називаються пікселями (назва пішла від PICture CELL – тобто елемент картинки). Піксель – найменша видима кольорова точка, яку може відобразити монітор, мінімальний елемент зображення. Чим менший розмір такої точки (зерна), тим вища якість та чіткість зображення і це є головним фактором, що визначає роздільну здатність монітора. За роздільною здатністю монітори діляться на три категорії: VGA (Video Graphic Adapter) – відеографічний адаптер (640х480 пікселів), SuperVGA (800х600 або 1024х768 пікселів) і графічний режим представлення даних з високою роздільною здатністю High Resolution Mode (1280х1024 або 1600х1200 пікселів).

Важливою характеристикою моніторів є точковий крок (dot pitch) – це відстань між кожною трійкою червоної, зеленої та синьої точок, які світяться та з’єднуючись створюють кольорові пікселі. Для більшості моніторів точковий крок становить 0,29 мм. Для більшої чіткості зображення бажано мати монітор з меншим точковим кроком (або зерном), наприклад 0,25 мм. Чим менше значення кроку точки, тим краща видима екранна роздільність.

Інший важливий параметр монітора – максимальна частота кадрової розгортки. Зоровий аналізатор людського мозку здатний розрізняти мерехтіння з максимальною частотою 24 Гц, але наше око помічає і частіше мерехтіння. Зауважено, що при зменшенні частоти кадрової розгортки (тобто частоти оновлення зображення) нижче 85 Гц, різко підвищується втомлюваність, знижується сприйняття. Отже, чим більша частота кадрової розгортки монітора, тим краще. Для продуктивної роботи частота повинна бути не меншою 90 Гц. Кожному графічному режиму відповідає своя максимальна частота розгортки, і з ростом роздільної здатності максимальна частота падає. Наприклад, 17-ти дюймовий монітор в режимі 1024х768 повинен підтримувати частоту не менше 120 Гц, а в режимі 1280х1024 – не менше 100 Гц.

За принципом дії монітори діляться на: монітори з кінескопом (електронно-променевою трубкою - ЕПТ-дисплеї) – CRT (CatodeRay Tube) та монітори з екраном на рідких кристалах – LCD (Liquid Crystal Display). Більш розповсюджені в даний час дисплеї з електронно-променевою трубкою. Принцип формування зображення в ЕПТ-дисплеях аналогічний застосовуваному в телевізорі. Однак, більш перспективними на сьогодні є рідкокристалічні дисплеї.

У першу чергу, РК-дисплеї знайшли застосування в портативних комп'ютерах. Мала вага і габарити змушували користувачів миритися з такими недоліками перших РК-дисплеїв,

Рисунок 1. 5

12

як інерційність зображення, спотворення кольорів, низька роздільна здатність і висока вартість.

LCD-монітори пройшли кілька стадій розвитку, у результаті чого їхні технічні характеристики поступово ставали кращими. На даний момент найдосконаліші з РК-дисплеїв - TFT-панелі (рис.1.6), які застосовуються в настільних LCD-моніторах, перевершують звичайні за багатьма параметрами. Основні переваги РК-дисплеїв: висока чіткість зображення; відсутність шкідливих випромінювань; компактність і більший розмір видимої області.

Пристрої для виведення інформації Принтери (printer) – друкуючі пристрої, призначені

створювати на аркуші паперу чи плівці “тверду” копію текстового документа або графічного зображення. Усе розмаїття друкуючих пристроїв (рис. 1.7) можна розділити на кілька класів:

• ударно-відбиткові, до яких відносяться барабанні (АЦДП - алфавітно-цифровий друкуючий пристрій), ланцюгові та матричні (SIDM - Serial Impact Dot Matrix) принтери, рядкові принтери;

• лазерні та світлодіодні; • струменеві; • термографічні.

Розрізняють три категорії якості друку принтера: Draft (низька якість, чорновий режим), Medium (середня якість), High Quality (висока якість).

Моделі принтерів характеризуються роздільною здатність друку, що визначається числом точок на дюйм – dpi (dots per inch), максимальним форматом аркуша та

швидкістю друку (числом надрукованих аркушів за хвилину – ppm). Ударно-відбиткові друкуючі пристрої – матричні – забезпечують якість друку від

240х216 dpi (точок на дюйм) для 9-ти голкових принтерів і до 360х360 dpi для 24-х голкових при низькій собівартості друку. Матричні принтери, за принципом дії, схожі з друкарською машинкою. Друкуюча головка формує зображення символів з множини точок, що вдаряють голками по фарбуючій стрічці. Поліграфічна якість матричних принтерів низька. Недоліками матричних принтерів вважається неможливість друку напівтонових зображень, невисока швидкість друку, шум в процесі роботи. Найновіші друкуючі пристрої з ударно-відбитковим способом друку (рядкові) мають швидкість друку від 600 до 1200 сторінок за годину.

Лазерні та світлодіодні принтери використовують для друку принцип отримання ксерокопій. Сторінка зображення формується на спеціальному фотобарабані у вигляді ділянок з різним електричним зарядом, які притягують порошкоподібний тонер, що далі переноситься на папір і закріплюється нагріванням. Такі принтери дають високу якість (до 1200х1200 dpi) при високій швидкості друку (до 17 ст./хв. для монохромних і до 5 ст./хв. для кольорових зображень).

Струменеві принтери формують зображення нанесенням через капіляри на папір спеціальних чорнил, які швидко висихають і не розпливаються, дозволяють отримувати високоякісні зображення (до 1440х720 dpi). Швидкість друку менша, ніж у лазерних принтерів. Для отримання максимальної якості зображення вимагають використання спеціального паперу.

Термографічні друкуючі пристрої формують зображення нагріванням ділянок спеціального термочутливого паперу матрицею нагрівальних елементів.

Рисунок 1. 6

Рисунок 1.7

13

Плотер (графопобудовувач) – пристрій для виведення креслень чи іншої графічної інформації на папір. Швидкість друку на плотері нижча ніж на принтері, але він дозволяє виводити графічну інформацію на аркушах великих форматів. За принципом формування зображення плотери подібні з принтерами. На даний час найбільш поширені струменеві (рис. 1.8, зліва) та термографічні (рис. 1.8, справа) плотери. Вони бувають барабанного типу

(працюють з рулоном паперу) і планшетного типу (аркуш паперу лежить на плоскому столі). Останні використовуються чимраз менше, оскільки мають складнішу механічну частину в порівнянні з плотерами барабанного типу і займають значно більше місця.

Накопичувачі на магнітних дисках Магнітні носії (диски) призначені для збереження інформації. На сьогодні найбільш

поширеними є накопичувачі на гнучких магнітних дисках (дискетах) та жорстких дисках, які відносять до зовнішніх запам'ятовуючих пристроїв. Вони характеризуються об'ємом інформації, яку на них зберігають, швидкістю її запису та зчитування.

Гнучкі магнітні диски - дискети (флопі-диски – floppy-disk) призначені для зберігання та транспортування (переносу) даних невеликого об’єму. Дискети відносяться до зовнішньої змінної пам’яті. Вони компактні – розмір найбільше поширених дорівнює 3,5 дюйма в діаметрі.

Жорсткий диск (hard-disk - HDD) – основний магнітний носій (рис.1.9), призначений для зберігання інформації великих об’ємів. Жорсткі диски, як правило, кріпляться до шасі під кожухом комп’ютера всередині системного блоку. Через “жорстке” кріплення їх називають зовнішньою незнімною пам’яттю. Одна з основних характеристик жорстких дисків – час доступу до даних, який вказується в мілісекундах (мс). Обмін інформацією між комп’ютером та жорстким диском проходить через контролер. Швидкість цього обміну – друга важлива характеристика диску, яка вимірюється в мільйонах біт в секунду (Mbps).

Існують інші типи, такі як: • накопичувачі на магнітних стрічках; • накопичувачі на перфораційних стрічках; • оптичні (лазерні компакт-диски, лазерні компакт-диски високої щільності

(DVD – об’єм до 10 Gb, Blue-Ray - до 40 Gb)); • електронні накопичувачі (flash-пам’ять).

Магнітні та перфораційні стрічки сьогодні майже не використовуються. Широкого поширення набули лазерно-оптичні диски – CD-ROM диски призначені для зберігання великих об’ємів інформації. Вони компактні (діаметр диска 4,7 дюйма), надійно зберігають

Рисунок 1. 8

Рисунок 1.9

14

інформацію та легко змінні (рис. 1.10). Назва CD походить від скорочення Compact Disk (Компакт-Диск). На одному компакт-диску можна зберігати до 700Mb інформації, приблизно стільки ж, як на 500 звичайних дискетах. Дані з компакт-диску зчитуються на спеціальному пристрої. Швидкість роботи дисковода компакт-диску виражається в кілобайтах за секунду (Kb/s, Кв/с). Позначення 10х, 24х, 32х, 48х, 52х означає, що зчитування та передача даних дисководом комп’ютеру відбувається зі швидкістю більшою від “нормальної” на вказане число.

Flash-пам’ять використовується, як змінний носій інформації, основною властивістю якої є енергонезалежність, зручність експлуатації і малий розмір. На даний час доступні Flash-карти з об’ємом до 4 Gb.

Пристрої для зчитування (оцифровування) графічної та текстової інформації Основним методом переведення паперових документів в електронну форму є

сканування. Сканування – це технологічний процес, в результаті якого створюється графічний образ паперового документа. Сканер – пристрій для зчитування графічної чи текстової інформації та введення її в оцифрованому варіанті у комп'ютер. Існують різні види сканерів, але в їх основі лежить один і той же принцип роботи. Документ освітлюється світлом від спеціального джерела, а відбите світло сприймається світлочутливим елементом. Мінімальний елемент зображення інтерпретується сканером як кольорова (або сіра) точка. Різновиди сканерів показані на рисунку 1.11.

Основна характеристика сканера - оптична резолюція, яка виміряється в ppi - пікселях на дюйм (pixels per inch) ), інколи в dpi - точка на дюйм.

Оптична резолюція вказує, скільки пікселів сканер може зчитати в квадратному дюймі. Вона записується так: 300х300, 300х600, 600х1200 і т.п. Перше число говорить про кількість датчиків, що зчитують інформацію. При скануванні зображення встановлюється величина роздільної здатності, що визначає кількість цифрових елементів створюваних сканером на одиницю довжини зображення. Під час сканування сканер переглядає зображення через уявну сітку і привласнює кожній клітинці, точці цієї сітки відповідну колірну величину, еквівалентну інтегральному колірному значенню даного осередку вихідного фізичного зображення. Роздільна здатність виміряється в кількості точок на дюйм - dpi.

Всі скануючі пристрої за призначенням можна умовно розділити на дві групи: - сканери для введення ілюстрацій та тексту; - сканери спеціального призначення.

Сканери для введення ілюстрацій та тексту Ручні сканери - найпростіший тип сканерів. Сканування відбувається шляхом

переміщення сканера по документу вручну. Недоліком ручних сканерів є вузька зона сканування (стандартний аркуш паперу доводиться сканувати за декілька проходів) та отримується зображення низької якості.

Листові сканери дозволяють за одну операцію сканувати аркуш паперу стандартного формату. Блок сканування нерухомий, а папір протягується за допомогою спеціальних валиків (як в принтері). Листові сканери забезпечують хорошу якість сканування, але сканують тільки окремі листки. Отже, перевести в електронну форму сторінку з книжки чи журналу таким сканером неможливо.

Планшетні сканери забезпечують високу якість та максимальну зручність при роботі з паперовими документами. Під кришкою планшетного сканера розміщена прозора основа,

Рисунок 1. 11

Рисунок 1.10

15

на яку кладуть документ. Блок сканування переміщується вздовж документа всередині корпуса сканера. Час сканування стандартного машинописного аркуша складає від однієї до декількох секунд.

Сканери спеціального призначення Барабанні сканери забезпечують найвищу якість сканування, але призначені для

сканування не паперових документів, а прозорих матеріалів, наприклад слайдів, негативів і т.п. В сканерах цього типу головка для зчитування встановлена нерухомо, а зображення, закріплене на циліндричному барабані, обертається з великою швидкістю та сканується по рядках.

Сканери форми – спеціальні сканери для введення інформації з заповнених бланків. Це різновид листових сканерів. За допомогою подібних пристроїв вводять дані з анкет, опитувальних листків, виборчих бюлетенів і т.п. Від сканерів цього типу вимагається не висока роздільна здатність, а висока швидкодія.

Штрих-сканери – різновид ручних сканерів. Вони призначені для зчитування штрих-кодів з маркування товарів в магазинах. Штрих-сканери дозволяють автоматизувати процес підрахунку вартості покупок.

1.3 Основи цифрової графіки Якість цифрового зображення, незалежно від того, чи зберігається воно на диску,

проглядається на моніторі чи виводиться на друк – базується на малих складових елементах зображення. Маленькі квадратики, що формують цифрове зображення, називаються пікселями. Кількість пікселів у зображенні позначають терміном “роздільність” (resolution). Роздільність вказує на кількість елементів зображення, пікселів чи точок, використаних при виведенні зображення на друк. Розуміння основних складових роздільної здатності важливе для кожного, хто працює з цифровими зображеннями, оскільки якість виведеного на друк зображення часто залежить від роздільності. Терміни “роздільність – роздільна здатність” відносяться як до пікселів, що складають цифрове зображення, тобто до пікселів, які можна спостерігати на відеомоніторі, так і до точок, що складають друковане зображення. Кількість пікселів на дюйм міняється в залежності від збільшення чи зменшення зображення.

Поняття роздільна здатність пов’язане з кількома властивостями різних об'єктів. Варто чітко розрізняти: роздільна здатність екрана, роздільна здатність друкуючого пристрою і роздільна здатність зображення. Різні типи роздільної здатності не пов'язані між собою до моменту визначення фізичного розміру зображення на екрані монітора, відбитку на папері чи файлу на твердому диску.

Роздільна здатність екрана – це властивість комп'ютерної системи (монітор і відеокарта) і операційної системи (налаштування Windows). Роздільна здатність екрана вимірюється в пікселях і визначає розмір зображення, що може поміститися на екрані повністю. Роздільна здатність моніторів визначає, як багато пікселів зображення відображається на екрані.

Стандартна роздільна здатність 14-дюймового монітора – 800 стовпчиків на 600 рядів пікселів або приблизно 72 пікселя на дюйм. Стандартна роздільна здатність дисплеїв Super VGA складає 1024х768, тобто 96 пікселів на дюйм. Графічні монітори великих розмірів мають роздільну здатність 1200х1024 чи 1600х1200. При роботі з зображеннями в режимі растрового відображення важливо розуміти, що роздільна здатність монітора не зв’язана з роздільною здатністю зображення.

Якщо роздільна здатність монітора співпадає з роздільною здатністю зображення, то зображення на екрані відповідає його реальним розмірам. Проте, якщо роздільна здатність зображення вища, ніж роздільна здатність монітора, то зображення на екрані здається більшим, ніж воно є насправді. Припустимо, ми спостерігаємо зображення на моніторі з роздільною здатністю 72 пікселя на дюйм при однаковій роздільній здатності монітора і зображення, тоді зображення з'являється на екрані, як квадрат у 1 дюйм. Якщо ми переглядаємо зображення розміром 1х1 дюйм, створене з роздільною здатністю 300 dpi, то

16

екранна версія використає на це біля чотирьох дюймів екранного простору. Зображення здається більшим, ніж реальний розмір, тому що 1 дюйм зображення з роздільною здатністю у 300 dpi не збігається за розміром із зображенням на моніторі, де роздільна здатність 72 dpi. Хоч усе це здається заплутаним, потрібно звикнути до такого положення речей. Більшість програм редагування зображень містять екранні лінійки і можна легко зорієнтуватися і визначити реальний розмір зображення.

Роздільна здатність принтера — це властивість принтера, що виражає кількість окремих точок, що можуть бути надруковані на ділянці одиничної довжини. Вона вимірюється кількістю точок на дюйм (в одиницях dpi) і визначає розмір зображення при заданій якості, чи навпаки, якість зображення при заданому розмірі. Чим більша кількість точок на дюйм зображення, тим вища якість друку. Чорно-білі і кольорові лазерні принтери часто виводять зображення з роздільною здатністю від 300 до 600 dpi. Деякі настільні принтери останніх моделей можуть давати на виході 1200 dpi.

Роздільна здатність зображення — це властивість самого зображення, яка вимірюється в точках на дюйм і задається при створенні зображення в графічному редакторі чи за допомогою сканера. Роздільна здатність зображення може бути описаною через кількість пікселів на лінійний дюйм або його розміри в пікселях. Таким чином, ми можемо бачити зображення з роздільною здатністю, описаною як 72 пікселя на дюйм чи 640х480 пікселів (640 колонок пікселів по вертикалі на 480 рядів по горизонталі).

Значення роздільної здатності зображення зберігається у файлі зображення і нерозривно зв'язане з іншою властивістю зображення — його фізичним розміром.

Фізичний розмір зображення може вимірюватися як у пікселях, так і в одиницях довжини (міліметрах, сантиметрах, дюймах). Він задається при створенні зображення і зберігається разом з файлом.

Якщо ми хочемо підрахувати розмір зображення в дюймах, грунтуючись на його розмірі в дюймах, то треба розділити розміри в пікселях на роздільну здатність зображення. Таким чином, зображення в 72 пікселя на дюйм, тобто 640х480, можна вирахувати в такий спосіб: 640 / 72 = 8,89 дюйма; 480 / 72 = 6,67 дюйма.

Якщо зображення готують для демонстрування на екрані монітора, то його ширину і висоту задають у пікселях, щоб знати, яку частину екрана воно займає. Якщо зображення готують для друку, то його розмір задають в одиницях довжини, щоб знати, яку частину аркуша паперу воно займе.

1.4 Програмні компоненти обчислювальної машини Програмне забезпечення ЕОМ складається з операційної системи; сервісного

програмного забезпечення та прикладних (спеціалізованих) програм. Операційна система (ОС) – це набір програм, які забезпечують роботу

обчислювальної машини та підготовку нових програм. ОС складається з ядра, зовнішніх команд та програм підготовки нових програм (трансляторів). Найбільш розповсюджені ОС: Windows, Linux, MacOS.

Ядро – це набір програм, що постійно знаходяться в оперативно-запам'ятовуючому пристрої (ОЗП) під час роботи ЕОМ і виконує наступні функції: працює з генератором тактової частоти, тобто забезпечує узгодження роботи різних пристроїв; автоматично завантажує ОС в ОЗП при включенні ЕОМ; забезпечує введення та виведення інформації; підтримує діалог користувача з ЕОМ та файлову структуру диску.

Інформація на диску зберігається у вигляді файлів. Файл - це область диску, що має ім'я. Ім'я складається, власне, з імені та розширення. Ім'я - це довільний набір латинських символів, цифр та деяких інших символів. Довжина імені залежить від операційної системи. Розширення складається з крапки та символів (до 3-х). По розширенню користувач визначає приналежність файлу до тієї чи іншої групи інформації. Так, загально прийняті такі розширення файлів:

17

***.txt, ***.doc - текстові файли; ***.bmp, ***.dxf - файли графічних програм; ***.cdw, ***.frw - файли креслення та фрагмента КОМПАС-ГРАФІК; ***.ехе, ***.com - програми для ЕОМ, тощо. Сервісне програмне забезпечення призначене для спрощення процесу спілкування

користувача з комп’ютером. Найбільш поширені сервісні програми – Norton Commander для роботи в середовищі MS DOS та Explorer (Провідник) або Windows Commander для роботи в середовищі Windows.

Прикладне програмне забезпечення загального призначення – це комплекс програм, який отримав широке використання серед різних категорій користувачів. Найбільш відомими серед них є: текстові редактори, графічні системи, електронні таблиці, системи управління базами даних та інші.

Для створення прикладного графічного програмного забезпечення застосовують такі класи інструментальних засобів:

• стандартні графічні пакети (наприклад, графічні редактори, системи автоматизованого проектування, видавничі системи);

• стандартні програмні системи, що не спеціалізуються на графіці, але підтримують певний набір графічних функцій (наприклад, офісні пакети та текстові процесори);

• авторські середовища розробки графічного програмного забезпечення (авторські системи для створення мультимедійної та гіпермедійної продукції, наприклад, для побудови презентацій тощо);

• мови програмування високого рівня, що містять візуальні компонентні об'єктно-орієнтовані середовища розробника;

• мови програмування низького рівня. В розділах даного курсу детальніше розглянемо питання, пов’язані з використанням

систем інженерної комп’ютерної графіки та подаємо інформацію по практичному використанню системи автоматизованого проектування „КОМПАС”.

КОНТРОЛЬНІ ПИТАННЯ 1. Що таке комп'ютерна графіка? 2. Сформулюйте задачі комп'ютерної графіки, наведіть типові приклади графічної

форми подання інформації? 3. Назвіть базові класи систем комп’ютерної графіки та провідні галузі їх

практичного застосування. 4. Наведіть перелік типових випадків використання комп'ютерної графіки. 5. Які основні апаратні складові персонального комп'ютера? 6. Що таке центральні складові персонального комп'ютера? 7. Що собою представляють периферійні складові персонального комп'ютера? 8. Що таке роздільна здатність екрана? 9. Що таке роздільна здатність друкуючого пристрою? 10. Що таке роздільна здатність зображення? 11. Для чого визначають фізичний розмір зображення? 12. Які основні програмні складові потрібні для роботи персонального комп’ютера?

18

2 ТИПИ КОМП’ЮТЕРНОЇ ГРАФІКИ

Розроблені й успішно застосовуються три основних принципи представлення графічних зображень – растрова, векторна та фрактальна графіка. В основі кожного способу лежать математичні моделі зображень. Для растрової графіки – це масив (матриця) чисел, що описують координати і колірні параметри кожної точки малюнка, для векторної графіки – математичні формули, що описують геометричні фігури (об’єкти) зображення. Фрактальна графіка оперує математичними формулами, які описують процес автоматичної генерації зображення за допомогою рівнянь.

Растрову графіку застосовують, в основному, при розробці електронних (мультимедійних) і поліграфічних видань. Для кодування малюнок розбивають на невеликі одноколірні частини. Усі кольори, використані в зображенні, нумерують і для кожної частини записують номер її кольору. Запам'ятавши послідовність розташування частин і номер кольору частини, можна однозначно описати будь-який малюнок.

Ілюстрації, виконані засобами растрової графіки, рідко створюють вручну за допомогою комп'ютерних програм. Частіше для цієї мети використовують ілюстрації, підготовлені художником на папері чи фотографії, які потім оцифровують на сканері (рис. 2.1). Тому більшість графічних редакторів, призначених для роботи з растровими ілюстраціями, орієнтовані не стільки на створення зображень, скільки на їхню обробку.

Програмні засоби для роботи з векторною графікою призначені для створення зображень і, в меншій мірі, для їх обробки. У векторному способі кодування геометричні фігури, криві і прямі лінії, що складають малюнок, зберігаються в пам'яті комп'ютера у вигляді математичних формул і геометричних абстракцій, таких як: коло, квадрат, еліпс і подібні фігури. За допомогою математичних формул можна описати найрізноманітніші фігури. Саме векторна графіка використовується в системах автоматизованого проектування для виготовлення та редагування різноманітної технічної документації при виконанні проектно-конструкторських робіт (рис. 2.2). Векторна графіка широко використовується у рекламних агентствах, дизайнерських бюро, редакціях і видавництвах. Дизайнерські роботи, що базуються на застосуванні шрифтів і найпростіших геометричних елементів, легше вирішуються засобами векторної графіки.

Програмні засоби для роботи з фрактальною графікою призначені для

автоматичної генерації зображень шляхом математичних розрахунків. Створення фрактальної художньої композиції складається не з малювання чи оформлення, а з програмування. Фрактальну графіку рідко застосовують для створення друкованих чи електронних документів. Здатність фрактальної графіки моделювати образи живої природи обчислювальним шляхом часто використовують для автоматичної генерації незвичних ілюстрацій (рис. 2.3). У машинній графіці фрактали використовують при зображені дерев,

Рисунок 2. 1

Рисунок 2. 2

19

кущів, моделюванні рельєфу місцевості чи поверхні моря і т.п. Фактично, знайдений спосіб легкого представлення складних, з точки зору геометрії, об’єктів, образи яких дуже подібні на природні, тому що фрактальними властивостями володіють багато об’єктів живої і неживої природи.

2.1 Растрова графіка Принцип кодування графічної

інформації в растровій графіці використовувався людьми за багато століть до комп'ютерів, моніторів і сканерів. Наприклад, малювання "по клітинках" – продуктивний спосіб переносу зображення з підготовчого картону на стіну, призначену для фрески; напрямки монументального і прикладного мистецтва, як мозаїка, вітраж, вишивка. У кожній з перерахованих технік зображення будується з дискретних кольорових елементів.

Комп’ютерне растрове зображення представляється у вигляді прямокутної матриці, кожен осередок якої є кольоровою точкою. При оцифровуванні зображення поділяється на такі малі осередки, що око людини їх не бачить, сприймаючи все зображення як ціле. Сама сітка отримала назву растрової карти, від англійського слова bitmap - бітова карта , а її одиничний елемент - піксель (від англійського PICture ELement – елемент малюнка). Піксель є найменшим елементом растрового зображення, що має адресу. Растрова карта являє собою набір (масив) трійок чисел: два перші значення є координати пікселя на площині, третє – визначає його колір. За допомогою засобів растрової графіки можна відобразити і передати всю гаму нюансів і тонких ефектів, властивих реальному зображенню. Растрове зображення ближче до фотографії, оскільки дозволяє більш точно відтворювати основні характеристики фотографії: освітленість, прозорість і глибину різкості.

Часто растрові зображення отримують за допомогою сканування зображень, цифрової фотокамери чи шляхом “захоплення” кадру відео зйомки. Останнім часом, для введення растрових зображень у комп'ютер, знайшли широке застосування цифрові фото- і відеокамери. Але растрові зображення можна отримати і безпосередньо в програмах растрової графіки.

Растрові зображення втрачають якість при масштабуванні. Зменшення растрового зображення губить розбірливість дрібних деталей зображення, так як кілька сусідніх точок перетворюються в одну. Збільшення зображення призводить до збільшення точки зображення, а жодних додаткових деталей побачити не вдається. Більше того, збільшення точок растра візуально спотворює ілюстрацію і робить її грубою, з'являється східчастий ефект. Такий ефект називається пікселізацією. Отже, при будь-яких трансформаціях (поворотах, масштабуванні, нахилах і ін.) у растровій графіці неможливо обійтися без спотворення (це продиктовано дискретною природою зображення).

Тим не менше, растрові зображення широко використовуються в обчислювальній техніці, оскільки мають незаперечні переваги — простота і, як наслідок, можливість технічної реалізації автоматизації процесу введення (оцифровки) образотворчої інформації. Існує розвинута система зовнішніх пристроїв для введення фотографій, слайдів, малюнків, акварелей і інших образотворчих оригіналів, які безупинно удосконалюються, надаючи можливість більш адекватного перетворення зображень на матеріальних носіях (папері, плівці і т.д.) у цифрову форму. Важливою перевагою піксельної графіки є можливість створювати та обробляти фотореалістичні зображення. Можна отримати мальовничі ефекти, наприклад, туман чи серпанок, відобразити найтонші нюанси кольору, створити перспективну глибину і нерізкість, розмитість, акварельність і т.д. Тому, фотографії і

Рисунок 2.3

20

малюнки, введені в комп'ютер, зберігаються саме у вигляді растрових зображень. Більшість малюнків у всесвітній комп'ютерній мережі Інтернет є растровими файлами.

2.1.1 Принципи формування кольорових зображень Світ, що оточує людину, сприймається кольоровим. Колір має не тільки

інформаційну, але й емоційну складову. Людське око – дуже тонкий інструмент, але сприйняття кольору ним є суб'єктивним, так як важко передати іншій людині своє відчуття кольору. Але для поліграфії і комп'ютерних технологій, необхідні більш об'єктивні способи опису й обробки кольору. Для цього розроблені численні колірні моделі, що описуються певним набором параметрів.

Кожен піксель растрового зображення містить інформацію про колір, векторний об'єкт містить інформацію про колір його контуру і зафарбованої області. Інформація може займати від одного до тридцяти двох біт, в залежності від глибини кольору. Кількість кольорів у природі нескінченна, і доводиться схожі кольори нумерувати однаковими числами. У найпростішому випадку використовується тільки чорний і білий колір. Для представлення кожного пікселя в чорно-білому малюнку досить одного біта, що може зберігати значення або 0, або 1. Число кольорів, у які можна розфарбувати окремий піксель, визначається як два в степені N, де N — кількість бітів, що зберігають колірну інформацію про піксель. У контрастній чорно-білій картинці кожен піксель кодується одним бітом. Восьмибітне зображення дозволяє мати 256 кольорів, а 24 біта забезпечують присутність у зображенні більше 16 мільйонів кольорів, що дає можливість працювати з зображеннями професійної якості.

Для зображень, що містять мільйони різних відтінків, розроблено кілька моделей представлення кольору, що допомагають визначити кожний відтінок. Колірна модель визначає спосіб створення кольорів, що використовується у зображенні. Розроблено три основних колірних моделі і безліч їхніх модифікацій.

Зі шкільного курсу фізики ми знаємо, що сонячне світло можна розкласти на окремі кольорові складові, а зібравши разом у потрібних пропорціях різнобарвні промені, ми отримаємо промінь білого кольору. Якщо змінимо трохи пропорції, то отримаємо джерело світла заданого кольору. У телевізорах і комп'ютерних моніторах використовується люмінофор, що світиться червоним, зеленим і синім кольором. Змішуючи ці три кольори отримуємо різноманітні кольори і їхні відтінки. На таких принципах побудована модель представлення кольору RGB, названа так за початковими буквами вхідних у неї кольорів: Red – червоний, Green – зелений, Blue – синій. Кожний колір у цій моделі представляється трьома числами, що описують величину колірної складової. Чорний колір утвориться, коли інтенсивність усіх трьох складових дорівнює нулю, а білий – коли їхня інтенсивність максимальна.

Велика кількість комп'ютерного устаткування працює з використанням моделі RGB, тому що вона проста. Проте, у моделі RGB теоретично неможливо отримати деякі кольори, такі як, насичений синьо-зелений, і вона сильно зв'язана з реалізацією її на конкретних пристроях.

Більшість кольорів, що ми бачимо в оточуючому нас світі, є наслідком відбивання і поглинання світла. Наприклад, сонячне світло, падаючи на зелену траву, частково поглинається, і відбивається тільки його зелена складова. При друці на принтері на папір наноситься кольорова фарба, що відбиває тільки світло визначеного кольору, інші кольори поглинаються, чи віднімаються із сонячного світла. На ефекті вирахування кольорів побудована модель представлення кольору CMYK: Cyan – голубий, Magenta – пурпуровий, Yellow – жовтий, Black – чорний. Magenta не є пурпуровим кольором, оскільки точна назва кольору – фуксин, але в комп'ютерній літературі його називають пурпуровим. Вибір кольорів для моделі невипадковий, так як вони тісно пов'язані з кольорами моделі RGB. Блакитний колір утвориться при поглинанні червоного, пурпуровий при поглинанні зеленого, а жовтий колір виходить у результаті поглинання синього. При нанесенні більшої кількості фарб

21

різних кольорів, поглинається більше кольору і менше відбивається. Таким чином, при змішуванні максимальних значень трьох кольорів, ми повинні отримати чорний колір, а при повній відсутності фарби мав би вийти білий колір. Однак, в дійсності при змішанні трьох фарб виходить брудно-бурий колір, тому що реальні барвники відбивають і поглинають колір не зовсім так, як описано в теорії. Чорний колір виходить тільки при додаванні чорної фарби, тому в модель CMYK і додана чорна складова. Система CMYK широко застосовується в поліграфії. Типографське устаткування працює винятково з цією моделлю, та й сучасні принтери теж використовують барвники чотирьох кольорів. При друці на папір наноситься кілька шарів фарби, і в результаті ми отримуємо кольорове зображення, що містить мільйони різних відтінків.

Моделі RGB і CMYK зручні при роботі з конкретним устаткуванням, але не дуже зручні для людського сприйняття. Представивши собі бажаний колір, ми не зможемо сказати, скільки в ньому складових кольорів. Наступна модель кольору заснована на сприйнятті кольору людиною. Всі кольори в ній описуються трьома числами. Одне задає власне колір, інше – насиченість кольору, а третє – яскравість. Колір у цій моделі незалежний від технічних засобів. Є кілька варіантів моделі, названих різними термінами, але вони означають те саме. Найчастіше зустрічається модель HSB, у якій кожен колір описується колірним тоном – Hue, насиченістю – Saturation і яскравістю – Brightness. Модель HSB не залежить від устаткування і зручна для сприйняття людиною, тому з нею часто працюють програми, надалі перетворюючи цю модель кольору в модель RGB для показу на екрані чи моніторі, в модель CMYK – для друку на принтері. Крім того, модель HSB зручно використовувати при редагуванні малюнків, зміні одного кольору на інший. Часом достатньо поміняти тільки колірну складову, не змінюючи яскравість і насиченість. Малюнок не зміниться, але прийме інший відтінок.

Існують інші моделі представлення кольору, але в переважній більшості випадків використовуються перераховані вище. Для опису відтінку можливо використовувати фіксовані палітри, тобто список заданих кольорів. Широко поширені палітри PANTONE. Вказавши, яка палітра використовується і номер кольору в цій палітрі, можна однозначно визначити потрібний колір. Використання фіксованих палітр полегшує вибір необхідних барвників.

2.1.2 Формати та редактори растрових зображень

Формат зображення – це спосіб кодування графічного зображення. Розміри графічних файлів зазвичай є досить великими, тому використовують різні алгоритми стискання даних, а вибір потрібного формату економить місце на носії інформації чи вінчестері комп’ютера.

Детальніше охарактеризуємо найбільш поширені типи зберігання графічних растрових зображень.

BMP (Bitmap) – формат, який використовується для представлення графічної інформації в ресурсах програм і підтримує тільки зображення в моделі RGB з глибиною кольору до 24 біт. Він не підтримує додаткові кольорові чи альфа-канали, контури обтравки і керування кольором. Розміри файлів з розширенням bmp, зазвичай, дуже великі, оскільки використовується найпростіший алгоритм стискання даних (RLE – Run Length Encoding).

TIFF (Tagged Image File Format) - універсальній формат розроблений фірмою “Aldus” спеціально для зберігання сканованих зображень і їх використання в видавничих та ілюстраційних програмах. TIFF підтримує монохромні, індексовані, півтонові зображення, а також зображення в моделях RGB і CMYK з каналами у 8 та 16 біт. В цьому форматі можна зберігати обтравочні контури, калібровану інформацію і налаштування друку. Можна також використовувати будь-яку кількість додаткових альфа-каналів, але не підтримуються додаткові кольорові канали. Формат підтримує практично будь-який алгоритм стискання даних, наприклад поширений алгоритм LZW (Lempel-Ziv-Welch) – стискання інформації без втрат.

PSD - власний формат програми Adobe Photoshop. Він використовується для

22

зберігання проміжних результатів редагованих зображень, оскільки зберігає їх багатошарову структуру у вигляді доступному для подальшого їх редагування.

Adobe Photoshop призначений для професійної роботи з растровою графікою. Галузь застосування цього пакету надзвичайно широка – від сканування і наступної обробки фотографій до професійної підготовки зображень для книг, журналів і реклами. Photoshop використовується для підготовки зображень до друку, розміщення їх в мережі Internet, розповсюдження в електронному форматі PDF, а також для конструювання нестандартних інтерфейсів комп’ютерних програм і WEB-сторінок. Програму використовують люди різних професій: дизайнери, художники, поліграфісти, виробники комп’ютерних ігор, фотографи.

На вирішення подібних задач орієнтовані і інші растрові редактори, такі як: Corel PhotoPaint, Paint Shop Pro, Painter, Paint (найпростіший редактор) та інші, але все ж таки Photoshop – це визнаний лідер обробки растрових зображень, так як всі операції виконуються швидко і якісно. Photoshop дозволяє працювати з шарами, масками і виділеними об’єктами. В його розпорядженні знаходяться потужні засоби корекції кольору і ретушування, зміни розмірів і роздільної здатності зображень, а також він підтримує всі сучасні формати графічних файлів і добре взаємодіє з програмами верстки. Photoshop є стандартом в області обробки растрових зображень і постійно розвивається.

JPEG (Join Photographic Expert Group) – формат, в якому вперше використано новий принцип стискання даних з втратою якості, який полягає у видаленні з зображення тієї його частини, яка не сприймається (або майже не сприймається) людським оком. Внаслідок цього, нове зображення займає значно менше місця, ніж вихідне. Ступінь стискання даних в форматі задається користувачем, тому чим менша ступінь стискання, тим якісніше зображення і навпаки. Даний формат широко використовується в Internet та при створенні електронних презентацій. Невеликі розміри файлів дозволяють передавати їх по каналах зв’язку. В поліграфії цей формат використовувати небажано, хоча в ньому можна зберігати контури обтравки і кольорові профілі. JPEG підтримує півтонові та повноколірні зображення в моделях RGB і CMYK, але в ньому не підтримуються додаткові кольорові і альфа-канали. Недоліком є те, що на зображеннях з чіткими границями і великими залитими областями сильно проявляються дефекти стискання, темні лінії на світлому фоні спотворюються через особливості алгоритму стискання, який обробляє зображення квадратними блоками зі стороною 8 пікселей.

GIF - формат створений фірмою “CompuServe” спеціально для передачі растрових зображень в глобальних мережах. Формат орієнтований на компактність і використовує алгоритм стискання LZW, який не приводить до втрати якості. GIF підтримує індексовані зображення і не підтримує додаткові канали, обтравочні контури і кольорові профілі. В одній з версій даного формату можна зберігати в одному файлі зразу декілька індексованих зображень в подібному на шар положенні – одне під іншим. Оскільки браузери можуть сприймати таке розміщення і демонструвати зображення файлу в порядку черги, то реалізується таким чином найпростіша анімація.

2.2 Векторна графіка

У векторному способі кодування, геометричні фігури, криві і прямі лінії, що складають малюнок, зберігаються в пам'яті комп'ютера у вигляді математичних формул і геометричних абстракцій, таких як: коло, квадрат, еліпс і подібні фігури. Наприклад, щоб закодувати коло, не потрібно розбивати його на окремі пікселі, а варто запам'ятати його радіус, координати центра і колір. Для прямокутника достатньо знати розмір сторін, місце, де він знаходиться і колір заливки. За допомогою математичних формул можна описати найрізноманітніші фігури. Щоб намалювати більш складний малюнок, застосовують кілька простих фігур (геометричних об’єктів). Наприклад, візьмемо прямокутник із закругленими краями, зафарбуємо його в чорний колір, додамо три білих прямокутники і один чорний із закругленими краями. Таким чином отримаємо малюнок тридюймової дискети (рис. 2.4).

23

Зображення у векторному форматі складається з великої кількості складових частин, які можна редагувати незалежно одну від одної. Ці частини називаються об'єктами. Тому, інколи векторну графіку називають об’єктно-орієнтованою. За допомогою комбінації декількох об'єктів можна створювати новий об'єкт. Для кожного об'єкта його розміри, кривизна і місце розташування зберігаються у вигляді числових коефіцієнтів. Завдяки цьому, з'являється можливість масштабування зображення за допомогою простих математичних операцій, зокрема, простим множенням параметрів графічних елементів на коефіцієнт масштабування і якість зображення залишається без змін. Наприклад, при масштабуванні відрізка координати опорних точок перераховуються, величина точок, які заповнюють проміжок між цими вузловими точками відрізка, залишається незмінною, а змінюється тільки кількість точок. Отже, на відміну від збільшеного відрізка растрової графіки відрізок векторний залишається чітким та якісним. На рисунку 2.5 зліва показаний збільшений відрізок, створений засобами растрової, а на рисунку 2.5 справа – векторної графіки. Використовуючи векторну графіку, можна не задумуватися над тим, готуємо ми мініатюрну емблему чи малюємо двометровий транспарант, так як робота над малюнком однакова в обох випадках.

Векторні програми незамінні в тих областях графіки, де принципове значення має збереження якісних і чітких контурів - в області дизайну, технічного малювання, для креслярсько-графічних робіт.

Важливою перевагою векторного способу кодування зображень є те, що графічні файли векторної графіки мають значно менший розмір, ніж файли растрової графіки. Це пов'язано з тим, що зберігається не саме зображення, а тільки окремі дані по об’єкту, зокрема координати опорних і керуючих точок, використовуючи які, програма кожен раз заново відтворює зображення. Крім того, опис характеристик кольору не сильно збільшує розмір файлу, оскільки, дані про колір ідентичні для всього об'єкта.

У векторній графіці легко вирішувати питання масштабування. Якщо задана товщина лінії рівна 0,15 мм, то скільки б ми не збільшували чи не зменшували малюнок, ця лінія все рівно буде мати тільки таку товщину, оскільки це один з атрибутів об’єкта, жорстко за ним закріплений. Роздрукувавши креслення на малому чи на великому аркуші паперу, ми завжди отримаємо лінії однієї і тієї ж товщини. Ця властивість векторної графіки широко використовується в картографії та в конструкторських системах автоматизованого проектування. Отримавши на екрані зображення складного обладнання чи механізму, ми можемо його збільшити і докладно розглянути зображення будь-якого його вузла або окремої деталі. При подальшому збільшенні можна детально розглянути окремі фрагменти складових частин зображення.

Рисунок 2.4

Рисунок 2.5

24

До недоліків векторної графіки варто віднести програмну залежність, оскільки не існує можливості створення єдиного стандартного формату, який дозволяв би вільно відкривати кожний векторний документ у будь-якій векторній програмі.

Векторна графіка може здаватися надмірно жорсткою, так як обмежена в засобах для малювання і не дозволяє отримати реалістичне зображення. Якщо спробувати описати фотографію засобами векторної графіки, то розмір отриманого файлу виявиться більшим, ніж відповідного файлу растрової графіки. Векторний принцип опису зображення не дозволяє автоматизувати введення графічної інформації, як це робить сканер чи цифрова фотокамера для піксельної графіки.

2.2.1 Основні поняття векторної графіки У растровій графіці основним елементом зображення є точка, а у векторній графіці

основним елементом зображення є лінія, яку ще називають вектором, звідки і пішла назва – векторна графіка (при цьому не важливо, пряма ця лінія чи крива). Для кожної точки лінії в растровій графіці відводиться одна чи кілька комірок пам’яті (чим більше кольорів можуть мати точки, тим більше комірок їм виділяється). Відповідно, чим довша растрова лінія, тим більше пам’яті вона займає. У векторній графіці об’єм пам’яті, який треба виділити лінії, не залежить від розмірів лінії, оскільки лінія представляється у вигляді формули, а точніше, у вигляді декількох параметрів. При маніпуляції з лінією, міняються тільки її параметри, що зберігаються в комірках пам’яті. Кількість комірок залишається незмінною для будь-якої лінії.

Лінія — це елементарний об’єкт векторної графіки. Усе, що є у векторній ілюстрації, складається з ліній. Найпростіші об’єкти поєднуються в більш складні геометричні об’єкти, у якості яких приймаються такі прості фігури, як прямокутник, коло, еліпс. Так, наприклад, такий об’єкт як чотирикутник можна розглядати як чотири зв’язані лінії, а об’єкт куб ще більш складний: його можна розглядати або як дванадцять зв’язаних ліній, або як шість зв’язаних чотирикутників. Кожному примітиву можна призначити визначені атрибути (властивості). До основних атрибутів відносяться: форма лінії, її товщина, колір, характер лінії (суцільна, пунктирна і т.п.). Замкнуті лінії мають властивість заповнення. Внутрішня область замкнутого контуру може бути заповнена кольором, текстурою. Найпростіша лінія, якщо вона не замкнута, має дві вершини, що називаються вузлами. Вузли теж мають властивості, від яких залежить, як виглядає вершина лінії і як дві лінії спрягаються між собою.

Пряма (line) розглядається як окремий випадок кривої. У деяких програмах, замість поняття крива використовується поняття контур (path). Очевидно, поняття контур найбільше адекватно відбиває суть, оскільки контур може бути і прямої, і кривої, і фігури, і ламаної. Кожний контур може мати дві чи більше опорних точок. У деяких редакторах їх також називають вузлами (nodes).

Елемент контуру, що знаходиться між двома опорними точками, називається сегментом контуру. Якщо контур має більше двох опорних точок, то він складається з декількох сегментів. Форму контуру змінюють переміщенням опорних точок, зміною їх властивостей, додаванням нових опорних точок чи видаленням частини опорних точок контуру.

Контур може бути відкритим чи замкнутим. Якщо остання опорна точка контуру одночасно є і його першою точкою (простого геометричного збігу цих точок недостатньо), то контур вважається замкнутим. У противному випадку він відкритий. Властивості замкнутих і відкритих контурів відрізняються.

Контур є елементарним графічним об'єктом. З контурів можна створювати нові об'єкти чи їх групи. З декількома контурами можна виконати операції групування, комбінування та об'єднання. Ці операції утворять групу об'єктів, складений контур чи новий контур відповідно. В операції групування кожен контур групи зберігає свої опорні точки і властивості. В операції комбінування, контури зберігають свої опорні точки, але властивості

25

складеного контуру стають новими. В операції об'єднання утворяться нові опорні точки і змінюються властивості вихідних об’єктів.

Об’єкти векторної графіки володіють рядом параметрів та властивостей, такими як: 1. Параметри обведення. З курсу геометрії відомо, що лінія немає товщини. Це

справедливо і для контурів у векторній графіці. Працюючи з контурами, ми можемо представляти їх як лінії, що не мають ні товщини, ні кольору. Однак, коли справа доходить до отримання готового малюнка, ми можемо згадати, що такі параметри в лінії можна призначити. Можна задати тип лінії (суцільна, пунктирна, штрих-пунктирна і т.п.) і форму її кінців. До властивостей контуру відноситься також і вигляд стрілки, якою закінчується лінія. Усі ці параметри називаються параметрами обведення. Змінюючи параметри обведення ми керуємо тим, як буде відображатися контур.

2. Властивість заливка. У більшості редакторів векторної графіки замкнуті контури мають особливу властивість – заливку. При створенні замкнутого контуру його внутрішня область автоматично заливається відповідно до поточної установки параметрів заливки.

3. Параметри заливки. Основним параметром заливки є інформація про те, чим заливається контур. Це важливо, оскільки існують кілька типів заливання:

• заливка основним кольором – внутрішня область контуру замальовується одним вибраним кольором;

• градієнтна заливка – як параметри заливки призначаються два кольори та вибирається метод плавного переходу одного кольору в другий;

• текстурна заливка – внутрішня область контуру покривається одним візерунком з регулярною структурою;

• заливка зображенням-картою - як параметр виступає адреса файлу растрового зображення, яке використовується в якості заповнювача. Таке растрове зображення називають картою. Цей метод заливання є не у всіх редакторах.

2.2.2 Математичні основи векторної графіки В основі векторної графіки лежать математичні представлення про властивості

геометричних фігур. Найпростішим об’єктом векторної графіки є лінія, тому, в основі векторної графіки лежить насамперед математичне представлення лінії.

Точка Точка на площині задається двома координатами (х, у), які визначають її положення

відносно початку координат. Пряма лінія З курсу алгебри відомо, що для задання прямої лінії достатньо два параметри, так як

графік прямої лінії описується рівнянням у=kx+b. Знаючи параметри k і b, завжди можна намалювати нескінченну пряму лінію у відомій системі координат (рис. 2.6, зліва).

Відрізок прямої Для задання відрізка прямої треба знати ще пару параметрів, такі як координати х1 і х2

початку і кінця відрізка. Отже, щоб описати відрізок прямої лінії необхідні чотири параметри (рис. 2.6, справа).

Рисунок 2.6

26

Крива другого порядку До кривих другого порядку відносяться параболи, гіперболи, еліпси, кола та інші лінії,

рівняння яких не містять степенів вище другої. Прямі лінії — це окремий випадок кривих другого порядку. Відрізняються криві другого порядку тим, що не мають точок перегину. Загальна формула кривої другого порядку може виглядати так:

x2+a1у2+а2ху+а3х+а4у+а5:=0

Як бачимо, п’яти параметрів цілком достатньо для опису нескінченної кривої другого порядку. Для запису відрізка кривої другого порядку необхідно на два параметри більше (рис. 2.7).

Крива третього порядку Відмінна риса кривих третього порядку полягає в тому, що вони можуть мати точку

перегину. Так, графік функції y=х3 має перегин, що відбувається на початку координат. Криві третього порядку добре відповідають тим лініям, що ми спостерігаємо в живій природі, наприклад лініям вигину людського тіла, тому як основні об’єкти векторної графіки використовують саме такі лінії. Прямі і криві другого порядку (наприклад, кола чи еліпси) є окремими випадками кривих третього порядку.

У загальному випадку рівняння кривої третього порядку можна записати:

х3+а1у3+ a2х2у+ а3хy2+ a4x2+а5у2+ + а6ху+ а7х+ а8у+a9=0 З нього видно, що для запису кривої третього

порядку досить дев’яти параметрів. Для задання відрізка кривої 3-го порядку, треба мати на два параметри більше (рис. 2.8).

Криві Без’є Малювати криву третього порядку по відомих коефіцієнтах її рівняння — складне

завдання. Для спрощення цієї процедури, у векторних редакторах застосовують не довільні криві третього порядку, а їх особливий тип, названий кривими Без’є на честь французького математика П’єра Без’є. Відрізки кривих Без’є – це окремий випадок відрізків кривих третього порядку, який досить простий (з погляду математика), універсальний (з погляду програміста) і геометрично наочний (з погляду користувача). Вони описуються не одинадцятьма параметрами, як відрізки кривих третього порядку, а тільки вісьмома, і тому працювати з ними зручніше.

Метод побудови кривої Без’є заснований на використанні пари дотичних, проведених до лінії в точках її кінців. На практиці ці дотичні виконують роль “важелів”, за допомогою яких лінію згинають в потрібному напрямку. На форму лінії впливає не тільки кут нахилу

Рисуноку 2. 8

Рисунок 2.7

27

дотичної, але і довжина її відрізка. Керування дотичною (а разом з нею і формою лінії) здійснюють перетягуванням маркера за допомогою миші (рис. 2.9).

Крива Без’є є гладкою кривою, яка немає розривів і безупинно заповнює відрізок між початковою і кінцевою точками.

Крива Без’є симетрична, тобто вона зберігає свою форму, якщо змінити напрямок вектора кривої на протилежний (поміняти місцями початкову і кінцеву опорні точки). Ця властивість знаходить своє застосування при створенні складних контурів.

Крива Без’є, використовуючи математичну мову, “афінно інваріантна”, тобто зберігає форму при масштабуванні. Ця властивість є головною при маніпулюванні об'єктами векторної графіки. Якщо існує тільки дві контрольні точки (опорні точки) чи керуючі лінії колінеарні (лежать на одній прямій), крива перетворюється в прямий

відрізок. Зміна положення однієї з контрольних точок веде до зміни форми всієї кривої Без'є. Ця властивість – джерело нескінченної розмаїтості форм векторних об'єктів.

2.2.3 Формати векторних зображень Векторні формати зберігання даних є універсальними, оскільки в них можна зберігати

крім векторних зображень, ще й растрові. Розробники векторних графічних програм надають перевагу власним форматам, що обумовлено специфікою алгоритмів формування векторного зображення.

Мову опису сторінок PostScript, яка є основа всіх видавничих технологій, можна віднести до векторного формату. Вона дозволяє описати векторні і растрові зображення, шрифти, а також параметри растеризації і керування кольором.

EPS (Encapsulated PostScript) – формат, який є спрощеним варіантом PostScript. Файли EPS описують тільки якийсь об’єкт, на відміну від PostScript, який описує код цілої сторінки. Всі сучасні програми ілюстрування здатні відкривати і редагувати файли EPS. Формат дозволяє зберігати зображення будь-якого типу в довільній колірній моделі без альфа-каналів.

CDR – власний формат програми CorelDraw, який постійно вдосконалюється і змінюється. Його можна без сумніву назвати професійним, оскільки в ньому застосовується роздільна компресія для векторних і растрових зображень, можуть зберігатися шрифти, файли CDR мають надзвичайно велике робоче поле (45х45м) і може містити декілька сторінок.

PDF – універсальний формат, який розроблено фірмою “Adobe System” для електронного розповсюдження документів. Універсальність формату полягає в тому, що створені в різних програмах публікації можна зберігати в цьому форматі і передивлятися на різних комп’ютерах за допомогою безплатної версії програми Acrobat Reader. В цей формат можна зберегти документ створений в будь-якій програмі. Для досягнення мінімального розміру файлу кожний тип об’єкту стискається по найбільш вигідному йому алгоритму.

WMF (Windows Metafile) – власний векторний формат Windows. Сприймається практично всіма програмами Windows, так чи інакше пов’язаними з векторною графікою. Однак, користуватися форматом WMF потрібно тільки в крайніх випадках, оскільки він не зберігає деякі параметри, які можуть бути присвоєні об’єкту в різних векторних редакторах, і може спотворити колірну схему зображення.

AI (Adobe Illustrator Document) – формат, який підтримують практично всі програми,

Маркер керуючої лінії

Керуючі лінії

Рисунок 2.9

28

так чи інакше пов’язані з векторною графікою. Він є найкращим посередником при передачі зображень з однієї програми в іншу, з РС на Macintosh і навпаки. Загалом, дещо поступаючись CorelDRAW по ілюстративних можливостях (може містити в одному файлі тільки одну сторінку, має мале робоче поле - цей параметр дуже важливий для зовнішньої реклами - всього 3х3 метра), він відрізняється найбільшою стабільністю і сумісністю з мовою PostScript.

2.2.4 Редактори векторної графіки загального призначення Графічні редактори, призначені для роботи з векторною графікою, умовно діляться на

дві групи: програми для загального використання та спеціалізовані, призначені для конкретного прикладного використання.

До основних програм загального використання відносяться: Adobe Illustrator, Macromedia Freehand, Designer, CorelXara і CorelDraw. Усі ці редактори працюють з однаковими об'єктами векторної графіки, мають схожі інструменти, і, відповідно, прийоми створення векторних зображень.

Adobe Illustrator - програма, призначена для професійних художників-ілюстраторів і надає широкі можливості для створення високоякісної графіки для друку та публікації у Web. Ця програма є загальновизнаним світовим лідером серед засобів векторної графіки такого класу. Для комп'ютерної верстки поліграфічних видань використовують Adobe Illustrator, так як разом із програмами Adobe Photoshop і PageMaker утворюється закінчене тріо додатків, достатніх для виконання комп'ютерної верстки поліграфічних видань і розробки складних документів. Документи виконуються в єдиному стилі, використовуються схожі інтерфейси й інструменти, однакові прийоми й навички і безпомилково експортуються і імпортуються створені об'єкти між собою. Adobe Illustrator може працювати з зображеннями, створеними аналогічними програмними продуктами, такими як: Photoshop, Microsoft Office, AutoCAD, CorelDRAW чи Macromedia FreeHand. Крім того, існує можливість зберігання файлів в таких популярних форматах, як EPS, PDF, Photoshop, TIF, GIF, JPEG, EMF/WMF, BMP, CGM, ASCII та RTF.

Macromedia Freehand – зручний векторний редактор, “дружній” та інтуїтивно зрозумілий, є найбільш вдалим для початківців. Програма відрізняється простотою системи управління і високою швидкодією. З допомогою даного редактора можна працювати на малопотужних комп'ютерах, де використання інших засобів векторної графіки перетворюється на складний процес. Інструментальні засоби Macromedia Freehand достатні для розробки складних документів і тільки на дуже високому рівні складності поступаються засобам Adobe Illustrator та CorelDraw. Програму Macromedia Freehand зручно використовувати при роботі з різними системами комп'ютерної верстки, але вона адаптована спеціально для системи QuarkXPress.

Редактори векторної графіки Adobe Illustrator та Macromedia Freehand досить довго (до 1995р.) залишалися засобами для роботи на комп'ютерах Macintosh. Їх розвиток на платформі IBM PC відставав від потрібних вимог, тому на цій платформі історично склалася перевага редактора CorelDraw, особливо на теренах країн колишнього СРСР, де розвиток платформи IBM PC значно випереджував платформу Macintosh. На сьогодні положення вирівнюється, оскільки Adobe Illustrator і Macromedia Freehand мають потужні та надійні версії для IBM PC, а популярність CorelDraw поступово знижується. Тим не менше, цей графічний редактор досить широко використовується.

До переваг CorelDraw слід віднести розвинуту систему управління та велику кількість засобів настройки інструментів. Надзвичайно складні композиції, які наближаються до художніх витворів, можна отримати засобами саме цього редактора. Хоча, в CorelDraw система управління складніша, ніж в інших векторних редакторах і інтерфейс не настільки інтуїтивний, тому вивчення CorelDraw є більш складною задачею у порівнянні з вивченням Adobe Illustrator чи Macromedia Freehand.

29

2.2.5 Векторизатори Інколи виникає потреба переведення растрових зображень у векторні. Особливо це

актуально при створенні електронних версій креслень, карт місцевості, планів та схем, тобто інженерно-технічної документації, яка зберігається в паперових архівах (твердих копіях).

Для переведення растрового зображення у векторне використовуються, так звані, гібридні редактори або векторизатори. До найбільш поширених відносяться програмні продукти: Spotlight, Vectory, Raster Design, Easy Trace Pro. Вказані редактори дозволяють працювати з растровими об’єктами, подібно як і з векторними, тобто змінювати товщини растрових ліній, їх параметри та розміри. Після корекції растрового зображення (зміни роздільної здатності, очищення від непотрібних деталей “сміття”, вирівнювання, калібрування зображення, покращення якості растрових об’єктів шляхом заливки порожнин, потовщення чи потоншення ліній, навчання розпізнавання шрифту і символів та налаштування інших необхідних опцій) відбувається переведення растру в вектори автоматично або шляхом вказування об’єкту. При необхідності можна редагувати векторні об’єкти та зберегти отримане зображення у потрібний векторний формат для подальшої роботи.

Подамо коротку інформацію по програмних продуктах серії Raster Arts: Spotlight pro - гібридний (растрово-векторний) редактор і векторизатор, який дозволяє

виконувати весь комплекс робіт, пов’язаних зі скануванням креслень, схем, карт: значно підвищити якість, ліквідувати спотворення, редагувати і створювати растрову і векторну графіку, перетворити фрагменти чи все растрове зображення в векторну форму і т.д.

RasterDesk Pro - програма, яка дозволяє здійснити весь комплекс робіт зі сканованими зображеннями, які відкриті в AutoCAD. За допомогою програми можна відсканувати документи, значно підвищити їх якість, а також вносити необхідні зміни, використовуючи звичну технологію редагування AutoCAD.

RasterID - призначений для організації автоматизованої обробки сканованих зображень за заданим сценарієм і їх індексація з метою отримання унікальної інформації по кожному зображенню. RasterID шукає штамп на сканованому кресленні, розпізнає його зміст, а потім передає отриману інформацію в базу даних чи систему керування інженерними даними.

PlanTracer - додаток для AutoCAD, призначений для швидкого і зручного створення векторних параметричних планів поверхів, планів квартир, промислових об’єктів, а також для перетворення сканованих планів споруд у векторні об’єкти моделі.

RasteriCS - програма, яка дозволяє отримувати кольорові чи монохромні растрові копії документів формату DWG і DXF, створених в AutoCAD або інших додатках, які працюють в середовищі AutoCAD.

2.3 Поняття про фрактальну графіку Фрактальна графіка, як і векторна є такою, що обчислюється, але жодні об’єкти в

пам’яті комп’ютера не зберігаються. Зображення будується за рівнянням (чи за системою рівнянь), а зберігається тільки формула. Змінивши коефіцієнти в рівнянні, можна отримати зовсім іншу картину.

Найпростішим фрактальним об’єктом є фрактальний трикутник. Він утворюється наступним чином: будуємо рівносторонній трикутник зі стороною а; кожну з його сторін ділимо на три відрізки; на середньому відрізку сторони будуємо рівносторонній трикутник зі стороною, рівною 1/3 сторони вихідного трикутничка, а на інших відрізках будуємо рівносторонні трикутники зі стороною, рівною 1/9a. З отриманими трикутниками повторюємо аналогічні операції. Незабаром побачимо, що трикутники наступних поколінь успадковують властивості своїх батьківських структур - народжується фрактальна фігура. Процес спадкування можна продовжувати до нескінченності. Узявши такий нескінченний фрактальний об’єкт і розглянувши його в лупу чи мікроскоп, можна знайти в ньому все нові та нові деталі, що повторюють властивості вихідної структури.

30

Поняття фрактал і фрактальна геометрія з’явилися наприкінці 70-х і з середини 80-х стали широко використовуватися математиками і програмістами. Слово фрактал утворене від латинського fractus і в перекладі означає той, що складається з фрагментів. Поняття фракталу запропоновано Бенуа Мандельбротом у 1975 році для позначення нерегулярних, але подібних самих собі структур, над вивченням яких він працював. Народження фрактальної геометрії прийнято зв’язувати з виходом у 1977 році книги Мандельброта “The Fractal Geometry of Nature”. У його роботах використані наукові результати інших учених, що працювали в період 1875-1925 років у тій же області (Пуанкаре, Фату, Жюліа, Кантор, Хаусдорф). В останні роки вдалося об’єднати їхні роботи в єдину систему.

Сьогодні роль фракталів у машинній графіці значна, оскільки вони дозволяють задати лінії і поверхні дуже складної форми за допомогою декількох коефіцієнтів. З погляду машинної графіки фрактальна геометрія незамінна при генерації штучних хмар, гір, поверхні моря. Отже, знайдений спосіб легкого представлення складних неевклідових об’єктів, образи яких подібні на природні, так як фрактальними властивостями володіють багато об’єктів живої і неживої природи. Звичайна сніжинка, багаторазово збільшена, виявляється фрактальним об’єктом. Фрактальні алгоритми лежать в основі росту кристалів і рослин. За окремими гілками дерева математичними методами можна прослідкувати властивості цілого дерева. Здатність фрактальної графіки, моделювати образи живої природи обчислювальним шляхом, часто використовують для автоматичної генерації незвичних ілюстрацій. Отже, однією з основних властивостей фракталів є подібність самих собі. У найпростішому випадку невелика частина фрактала містить інформацію про весь фрактал. Визначення фрактала, дане Мандельбротом, звучить так: “Фракталом називається структура, яка складається з частин, що подібні цілому”.

Для того, щоб представити все розмаїття фракталів, розглянемо їх класифікацію, за якою вонии діляться на геометричні, алгебраїчні та стохастичні.

Геометричні фрактали найбільш наочні. У двомірному випадку їх отримують за допомогою деякої ламаної лінії (чи поверхні, в тривимірному випадку), яку називають генератором. За один крок алгоритму кожний з відрізків, що складають ламану, замінюється на ламану-генератор, у відповідному масштабі. У результаті нескінченного повторення цієї процедури виходить геометричний фрактал.

Розглянемо один з таких фрактальних об'єктів – тріадну криву Коха. Побудова кривої починається з відрізка одиничної довжини – це 0-е покоління кривої Коха, кожна ланка (у нульовому поколінні один відрізок) замінюється на утворюючий елемент і, в результаті такої заміни, виходить наступне покоління кривої Коха. У 1-ом поколінні - це крива з чотирьох прямолінійних ланок, кожна довжиною по 1/3. Для побудови наступного покоління виконуються аналогічні дії – кожна ланка заміняється на зменшений утворюючий елемент. Отже, для отримання кожного наступного покоління, усі ланки попереднього покоління необхідно замінити зменшеним утворюючим елементом. Крива n-го покоління при будь-якому кінцевому n називається передфракталом. На рисунку 2.10 представлені п'ять поколінь кривої (тріадної кривої Коха). При n, що прямує до нескінченності, крива Коха стає фрактальним об’єктом. Для побудови іншого фрактального об'єкта змінюються правила побудови. Нехай утворюючим елементом будуть два рівних відрізки, з'єднаних під прямим кутом. У нульовому поколінні замінимо одиничний відрізок на цей утворюючий елемент так, щоб кут був зверху. Можна сказати, що при такій заміні відбувається зсув середини ланки. При побудові наступних поколінь виконується правило: найперша ліворуч ланка заміняється на утворюючий елемент так, щоб середина ланки зміщувалася вліво від напрямку руху, а при заміні наступних ланок, напрямки зсуву середин відрізків повинні чергуватися. На рисунку 2.11 представлені декілька перших поколінь і 11-е покоління кривої, побудованої по вищеописаному принципу. Така гранична фрактальна крива (при n що прямує до нескінченності) називається драконом Хартера-Хейтуэя.

31

У машинній графіці використання геометричних фракталів необхідне при отриманні зображень дерев, кущів, берегової лінії. Двомірні геометричні фрактали використовуються для створення об'ємних текстур (малюнка на поверхні об’єкта).

Алгебраїчні фрактали – основна група фракталів. Отримують їх за допомогою нелінійних процесів у n-мірних просторах. Найбільш вивчені двомірні процеси.

Іншим відомим класом фракталів є стохастичні фрактали, що виходять у тому випадку, якщо в ітераційному процесі випадковим чином змінювати які-небудь його параметри. При цьому виходять об'єкти дуже подібні на природні – несиметричні дерева, порізані берегові лінії і т.д. Двовимірні стохастичні фрактали використовуються при моделюванні рельєфу місцевості і поверхні моря.

Існують і інші класифікації фракталів, наприклад розподіл фракталів на детерміновані (алгебраїчні і геометричні) і не детерміновані (стохастичні).

В діяльності інженера-конструктора при автоматизації інженерно-графічних робіт цей вид комп'ютерної графіки практично не використовується.

КОНТРОЛЬНІ ПИТАННЯ

1. Охарактеризуйте типи комп’ютерної графіки. 2. Що таке растрова (піксельна) графіка? 3. У чому полягають переваги та недоліки растрової графіки? 4. Що таке векторна графіка? 5. У чому суть векторного способу кодування графічних зображень? 6. Які математичні основи закладені при формуванні векторних зображень? 7. Якими основними поняттями оперує векторна графіка? 8. У чому полягають переваги та недоліки векторної графіки над растровою? 9. Які програмні продукти для роботи з векторними зображеннями загального

призначення використовуються в комп’ютерній графіці? 10. Що таке фрактальна графіка? 11. Які основні різновиди фракталів використовують в комп’ютерній графіці? 12. Які загальні принципи формування кольорових комп’ютерних зображень? 13. Які моделі представлення кольору використовують в комп’ютерній графіці? 14. Для чого призначені векторизатори і в яких випадках їх використовують? 15. Які ви знаєте програмні продукти – векторизатори і сфери їх застосування?

Рисунок 2. 10 Рисунок 2. 11

32

3 СИСТЕМИ ІНЖЕНЕРНОЇ КОМП’ЮТЕРНОЇ ГРАФІКИ

Системи інженерної комп'ютерної графіки: • призначені для автоматизації креслярсько-графічних та конструкторських робіт у

процесі проектування компонентів та систем механічних, електричних, електромеханічних, електронних та радіоелектронних пристроїв та приладів, у будівництві та архітектурі, для побудови карт;

• надають можливість виконувати в реальному часі каркасне, поверхневе та твердотільне 3D-моделювання, морфінг, анімацію та реалістичну візуалізацію;

• забезпечують здійснення промислового дизайну; • дозволяють передати комп'ютеру більшу частину рутинної роботи з проектування та

вивільнити завдяки цьому час інженера-конструктора для творчої діяльності, суттєво підви-щуючи якість результатів та швидкість проектування.

3.1 Поняття САПР

Системи автоматизованого проектування (САПР) є головним практичним втіленням інженерної комп’ютерної графіки та призначені для автоматизації креслярсько-графічних, конструкторських та дизайнерських робіт у процесі проектування та наочної (реалістичної) динамічної графічної візуалізації компонентів та систем механічних, електричних, електромеханічних, електронних, радіотехнічних, радіоелектронних, оптичних конструкцій, схем, мереж, пристроїв та приладів.

Історія розвитку Розвиток САПР здійснювався в три етапи: 1) дослідження можливостей автоматизації проектування (60-70-і роки). Перші CAD-системи з’явились в 60-х роках, ще на початках розвитку вичислювальної

техніки. Саме в цей час в компанії General Motors була розроблена інтерактивна графічна система підготовки виробництва, а в 1971-у її творець - доктор Патрік Хенретті (батько САПР) - заснував компанію Manufacturing and Consulting Services (MCS), яка суттєво впливала на розвиток даної галузі в подальшому. На думку аналітиків, ідеї MCS складають основу майже 70% сучасних САПР.

2) поява масових САПР та базових програмних продуктів для них такого рівня, що використання їх у промисловості стало економічно виправданим (80-і роки).

На початку 80-х, коли значно збільшилась потужність комп’ютерної техніки, з’являється: велика кількість CAD-систем; перші CAM-пакети, які дозволяли частково автоматизувати процес виробництва за допомогою програм для верстатів з ЧПУ; CAE-системи, призначені для аналізу складних конструкцій. Таким чином, до середини 80-х системи САПР для машинобудування вже були схожі до сучасних.

3) напрацьовування практичних застосувань, виправлення помилок, досягнення високої ефективності CAD-систем у високотехнологічних виробництвах (90-і роки).

Протягом 90-х років проходив найбільш інтенсивний розвиток САПР - в цей час з’являються САПР “середнього рівня”. Збільшення конкуренції стимулювало вдосконалення систем: завдяки зручному графічному інтерфейсу спростилося користування ними; з’явилися нові механізми твердотілого моделювання ACIS і Parasolid, які використовуються і сьогодні в багатьох провідних САПР; значно збільшились функціональні можливості. В результаті цього, попит на САПР різко збільшувався на протязі майже всього десятиліття. Але останнім часом, в зв’язку зі зниженням виробництва в США і Європі і наповнення ринку продуктами САПР, цей ріст постійно зменшувався. Так, згідно оцінки аналітиків компанії Daratech в 1999 р. об’єм продаж систем CAD/CAM за рік збільшився на 11,1%, в 2000-у - на 4,7%, в 2001-у - на 3,5%, а в 2002 р. - на 1,3% .

Отже, нове століття для ринку САПР стало перехідним моментом. В такій ситуації чітко прослідковувались дві основні тенденції - злиття/поєднання компаній і пошук нових

33

напрямків для росту. Яскравий приклад першої тенденції - купівля компанією EDS в 2001 р. двох відомих розробників САПР “високого рівня” - Unigraphics та SDRC, а другої - активне просування концепції PLM (Product Lifecycle Management), яка дозволяє керувати інформацією про виріб протягом його життєвого циклу.

Перспективним напрямком подальшого підвищення продуктивності систем інженерної комп'ютерної графіки є забезпечення їх функціонування в складі інтелектуальних САПР у мережі Internet.

Зміст поняття САПР Сучасні підприємства не зможуть конкурувати на світовому ринку, якщо вони не

будуть випускати нову продукцію високої якості, низької вартості і за короткий термін. Тому вони намагаються використовувати широкі можливості пам’яті комп’ютерів, їх високу швидкодію і можливості зручного графічного інтерфейсу для того, щоб автоматизувати і пов’язати між собою задачі проектування і виробництва, які раніше були досить складними, тривалими і зовсім не пов’язані між собою. Для цієї мети широко використовуються технології автоматизованого проектування (computer-aided design – CAD), автоматизованого виробництва (computer-aided manufacturing – CAM) і автоматизованого конструювання чи розрахунків (computer-aided engineering – CAE).

Автоматизоване проектування (CAD – система) – представляє собою технологію, яка полягає у використанні комп’ютерних систем для полегшення створення, зміни, аналізу і оптимізації проектів (для машинобудівних CAD – креслення і геометричне моделювання деталей, вузлів, складальних одиниць). Основна функція CAD – це визначення геометрії конструкції (деталей механізму, архітектурних елементів, електронних схем, планів споруд і т.п.), оскільки геометрія визначає всі наступні етапи життєвого циклу виробу. Основна перевага CAD – систем полягає в тому, що створена один раз геометрія виробу передається до інших систем (CAM, CAE), при цьому значно економиться час і підвищується ефективність всього циклу випуску нової продукції.

Автоматизоване виробництво (CAM – система) – представляє собою технологію, яка полягає у використанні комп’ютерних систем для планування, управління і контролю операцій виробництва через прямий чи допоміжний інтерфейс з виробничими ресурсами підприємства. Сьогодні комп’ютери з CAM-системою здатні генерувати великі програми для верстатів з числовим програмним управлінням (ЧПУ) на основі геометричної моделі виробу (CAD-моделі) і доповнених даних, які представлені оператором. Згенерована автоматично програма управління верстатом передається мережею до стійки верстату і запускається у виробництво без втручання людини. За допомогою таких систем відбувається програмування роботів (на гнучких автоматизованих ділянках) для вибору і установки інструментів, заготовки на верстати з ЧПУ.

Автоматизоване конструювання (CAE – система) – представляє собою технологію, яка полягає у використанні комп’ютерних систем для аналізу геометрії CAD, моделювання і дослідження поведінки продукту під час його роботи для вдосконалення і оптимізації його конструкції. В програмних продуктах CAE можна здійснювати різні типи аналізу, наприклад: кінематичні розрахунки механізмів, напружено-деформований стан деталей під дією статичних чи динамічних навантажень, параметри руху потоків рідини в конструкціях, проводити оптимізацію конструкції виробу і т.п. Слід відмітити, що геометрія досліджуваного продукту (деталі, виробу) визначається на основі її CAD-моделі. В цьому класі систем широко використовується метод кінцевих елементів та кінцевих об’ємів.

Життєвим циклом виробу називається процес проектування, конструювання, виробництва та його реалізації споживачу (рис. 3.1).

Сучасні системи автоматизованого проектування дозволяють контролювати та керувати усіма етапами життєвого циклу виробу.

34

Рисунок 3.1 – Життєвий цикл виробу

Професійні графічні програми надають можливість працювати з графічними об'єктами: програмне забезпечення зберігає лише вигляд об'єкту та значення його властивостей. СAD-програми працюють за тією ж схемою: технічне креслення складається з невеликої кількості основних геометричних об'єктів, розміри яких зберігаються в файлі креслення. Основні розбіжності між СAD-програмами та іншими графічними програмами полягають в їх практичному застосуванні.

У звичайних графічних програмах головну роль відіграють художнє зображення, графік або ескіз, які потрібно гарно зафарбувати; зображення складається з зафарбованих поверхонь та нарисованих від руки ліній; основною метою є гарне графічне оформлення документу; всі об'єкти розташовують у системі координат користувача.

У СAD-програмах: на першому місці знаходиться виробнича продукція (конструкція виробу, проект будівлі або агрегату); зображення складається з прямих ліній, кіл, дуг та ламаних ліній, які можна конструювати та змінювати багатьма способами; методи конструювання для базових геометричних об'єктів, стискання та розтягування довільних об'єктів, заокруглювання кутів належать до стандартного набору функцій СAD - програм; у цих програмах завжди працюють у масштабі та з точними координатами. Загальним є те, що будь-яка графічна програма в ідеалі повинна надавати можливість нанесення розмірів та штрихування.

У процесі автоматизації креслярських та конструкторських робіт головну увагу приділяють: випуску точних креслень деталей, вузлів та зборок; інтерактивній роботі з розміщеною в ЕОМ моделлю проектованого компоненту чи системи для перевірки її механічних, електричних, теплових та інших властивостей. Як правило, модель

35

інтерпретують за допомогою моделювальної програми, що видає інформацію про поведінку системи оператору за дисплейним пультом для виконання чергових циклів проектування та перевірки. По завершенні проектування об'єкту допоміжні програми можуть провести постобробку проектної бази даних для підготування переліків деталей та зведеної відомості необхідних матеріалів, сформувати дані для оброблювальних центрів.

Модель конструювання в 2D-npocтopi забезпечує конструктору необхідний сервіс для побудови контурів із використанням традиційної креслярської техніки. Конструктор може працювати в одній, двох або трьох довільно обраних проекціях, використовуючи мову, максимально наближену до лексики тієї предметної галузі, що досліджується. Операції, реалізовані за допомогою цієї мови, приводять до побудови в пам'яті ЕОМ 2D-образу та 3D-моделі конструйованого об'єкту. Отриману 3D-модель зображують у вигляді каркасної (проволочної) моделі, поверхневої моделі чи моделі твердого тіла. В останньому випадку часто здійснюють двоетапний процес проектування: на першому етапі конструктор оперує об'ємними примітивами; на другому етапі об'єкт, відображений за допомогою ЗD-примітивів, переводять у нормальну напівтонову форму. Модуль параметричного конструювання дозво-ляє використовувати техніку задавання параметрів проектованого виробу, формувати каталоги уніфікованих стандартних та нормованих деталей.

Критерії вибору САПР Правильний вибір САПР є досить складним завданням, тому визначимо критерії, які

слід враховувати при виборі необхідного програмного забезпечення: • САПР повинна автоматизувати роботу. Інструменти САПР повинні економити час,

забезпечувати потрібну продуктивність і не суперечити традиційному методу проектування.

• САПР повинна бути надійною в роботі і підтримувати стандартні формати зберігання даних.

• САПР повинна бути доступною. Якщо після покупки САПР немає можливості пройти необхідне навчання чи відсутня належна технічна підтримка, то нормальна робота такої САПР неможлива.

• САПР повинна бути відкритою. Якщо систему неможна налаштувати чи доопрацювати під конкретні вимоги та задачі користувача, то вибір такої системи – помилка.

• САПР повинна мати пам'ять. Слід відмовитись від САПР, в якій змінюються формати зберігання даних і не підтримуються власні старі формати, або в якій змінюються математичне ядро з одного на інше. Все це ознаки ненадійності системи.

• САПР повинна бути довговічною. Система САПР вибирається на тривалий термін, тому нормальну роботу і стабільну якість гарантує лише довговічна система (незалежно від кількості версій чи обновлень).

• САПР повинна бути універсальною. Інформація, яка отримується у вибраній системі САПР повинна бути доступна не тільки її виробнику, але й замовнику. Крім того, система повинна забезпечувати можливість її розширення в міру необхідності і збільшення типів задач, що нею вирішуються.

• САПР повинна бути стабільною. Система не повинна постійно змінювати основні принципи роботи. Робота в САПР – це звичаї і правила, тому тільки постійність стилю САПР дозволяє вчасно і якісно освоювати нові версії програми та вчасно виконувати поставлені завдання.

• САПР повинна бути рентабельною. Якщо вибрану САПР важко освоювати і в ній працювати, її неможливо використовувати без додаткових затрат або вона не дає очікуваного результату, то від неї варто відмовитись, навіть якщо вона задовольняє інші критерії.

• САПР повинна бути масштабованою, тобто мати можливість збільшення свого функціоналу і потужності. Така система дозволяє з часом переходити на вищий рівень роботи.

36

3.2 Базові класи САПР До машинобудівного профілю САПР належать системи, призначені для розробки

станків, агрегатів, автомобілів, мотоциклів, велосипедів, приладів, суден, літаків, аерокосмічних апаратів та іншої численної продукції або її складових компонентів.

САПР машинобудівного профілю характеризуються великим спектром представників (від простих "комп'ютерних кульманів" до великомасштабних систем) та динамічністю.

Традиційно продукти САПР для машинобудування поділені на три рівні: високий, середній і легкий (табл.3.1).

Таблиця 3.1 Рівень САПР Продукт Компанія

Високого рівня (Hi-End)

Unigraphics NX CATIA

Pro/Engineer

UGS PLM Solutions (EDS) Dassault Systems/IBM

PTC

Середнього рівня (Mid-Range)

SolidEdge SolidWorks

Inventor і Mechanical Desktop Cimatron

think3 CadKey

PowerSolutions КОМПАС(CAD/CAM/CAE/PDM)

T-Flex (CAD/CAM/CAE/PDM) КРЕДО (CAE)

UGS PLM Solutions (EDS SolidWorks Autodesk Cimatron

Think3 S.p.A. CadKey Delcam "Аскон"

"Топ Системы" НИЦ АСК

Легкого рівня (Low-End)

AutoCAD SurfCAM 2D

DataCAD IntelliCAD TurboCAD

Autodesk Surfware DataCAD CADopia

IMSI

Основною тенденцією розвитку САПР машинобудівного профілю є перехід від багатомодульних до багатокомпонентних систем, сформованих із окремих програм незалежних постачальників. Це викликано: зростанням потреб виробництва в невеликих, добре споряджених інженерних центрах та в максимальному скороченні виробничих витрат на всіх етапах створення продукції для зниження її собівартості; тим, що багатокомпонентні системи часто надають рівноцінні або більші можливості за значно меншу вартість.

Але великомасштабні САПР машинобудівного профілю ще не зійшли з арени, а в деяких галузях застосування є беззаперечними лідерами завдяки розповсюдженню в світі, тривалому терміну розробки та експлуатації програм (гаранту надійності програмного забезпечення), багатоплатформовості. Наприклад, для моделювання складних вузлів та виробів, які містять сотні та тисячі деталей, просто необхідні декілька великомасштабних САПР та потужних RISC-комп'ютерів.

На даний час існує три основних системи високого рівня: Unigraphics NX компанії UGS PLM Solutions (EDS), CATIA французької фірми Dassault Systemes (яка співпрацює з IBM) і Pro/Engineer від РТС (Parametric Technology Corp.). Ці компанії - лідери в області САПР, а їх продукти займають суттєвий об’єм ринку в грошовому еквіваленті.

Головна особливість цих систем полягає в тому, що в них існують широкі функціональні можливості, висока продуктивність і стабільність, які досягнуті в результаті тривалого розвитку. Всі ці системи засновані досить давно: CATIA в 1981 р., Pro/Engineer - в 1988-у, а Unigraphics NX є результатом об’єднання двох досить відомих систем - Unigraphics і I-Deas.

37

Оскільки в цілому можливості великомасштабних САПР машинобудівного профілю однакові, зупинимося на деяких з них.

САПР ProEngineer - одна з найкращих у моделюванні великомасштабних складальних виробів. На всіх рівнях моделювання в ній реалізовано можливість параметризації, тобто заміни в геометричній моделі деталі конкретних координат або розмірів символічними іменами-параметрами (можна породжувати низку деталей виключно шляхом змінювання значення однієї величини-параметру, аналогічно підпрограмам у програмуванні). Функціональні можливості базової системи можна розширяти за допомогою декількох десятків спеціалізованих модулів, забезпечуючи максимум вимог машинобудівного виробництва. Високі стабільність та якість системи привели до багатомільйонних контрактів на її закупівлю з боку фірм Lucent Technology, Tetra Pack та Lockheed Martin Astronautics, контрактів із багатьма іншими фірмами.

Комплекс САПР Euclid (можна також віднести до систем високого рівня) фірми Matra Datavision за більшістю функціональних можливостей подібний до системи ProEngeneer, але версія Euclid Quantum має вищу конкурентну здатність за ціновим показником (у першу чергу - базових модулів). Про переваги цієї системи свідчать давній контракт Matra Datavision із автомобільною фірмою Renault, великий контракт із корпорацією British Telecom та інші.

Система Unigraphics NX має потужні модулі САЕ, а саме: один із найкращих генераторів сітки кінцевих елементів, модулі лінійного та нелінійного кінцево-елементного аналізу, унікальні підсистеми обробки експериментальних даних для настроювання розрахункових програм. В систему включені багато модулів, пов'язаних безпосередньо з виробництвом – СAM-підсистем.

Дані системи є ефективними тільки коли повністю використовуються для складного виробництва, наприклад автомобілебудування, суднобудування, авіаційної і аерокосмічної промисловості. На думку аналітиків, ці галузі промисловості вже повністю поділені між системами САПР високого рівня.

Усі великомасштабні САПР машинобудівного профілю мають суттєві недоліки: високу вартість, що обмежує область їх застосування; високу складність; суттєві обмеження можливостей. Основний недолік цих систем пов'язаний зі складністю, дискомфортністю та нестійкістю до помилок (наприклад, через втрату точності може викривитися форма виробу), важкістю переходу між поверхневими та твердотілими моделями. Необхідність цього переходу пов'язана з тим, що поверхневе та твердотіле моделювання реалізовані по-різному: для роботи з об'єктами, що обмежені складними поверхнями, в складі САПР є окремі модулі поверхневого моделювання; твердотільне моделювання реалізоване набором булевих операцій над 3D-примітивами.

Ці недоліки призводять до фінансових негараздів виробників великомасштабних САПР машинобудівного профілю, незважаючи на солідні корпоративні замовлення. Ситуація стала особливо гострою зі зростанням продуктивності дешевих ПЕОМ та розвитком нової галузі в наданні високотехнологічних послуг - Design On Demand (проектування на замовлення).

Оскільки малі виробничі та проектні фірми утворили масовий та ємкий ринок послуг, вимогливий до співвідношення між ціною та ефективністю САПР, то популярності набули активні новаторські компанії, що пропонують САПР машинобудівного профілю середнього рівня.

Швидкий розвиток комп’ютерної техніки, її низька ціна і висока стабільність дозволили виробникам створити системи автоматизованого проектування, які зайняли проміжне місце між системами високого і легкого рівня. Від перших вони успадкували можливість тривимірного твердотілого моделювання, а від других – не високу вартість і орієнтацію на платформу Windows. Ці програмні продукти здійснили переворот в світі САПР, дозволивши багатьом конструкторам і проектним організаціям перейти з двохмірного до тривимірного моделювання.

Найбільш відомими системами цього сегменту є SolidEdge (розроблена фірмою Intergraph, а тепер належить UGS PLM Solutions (EDS)), SolidWorks одноіменної компанії

38

(підрозділ Dassault Systems), а також Inventor і Mechanical Desktop корпорації Autodesk. Це далеко не всі середні САПР. Подібні системи розробляють багато компаній, в том числі і російські, які пропонують відносно недорогі системи вартістю 5-8 тис. дол. на одне робоче місце. Їх популярність серед користувачів постійно збільшується, тому дана область дуже динамічно розвивається. Прикладом масової системи середнього рівня є CAПP фірм-виробників систем цього класу - Autodesk та Bentley Systems (з її інтегрованими рішеннями на базі ядра MicroStation).

На титул лідера ринку САПР машинобудівного профілю середнього рівня претендують: SolidWorks та SolidEdge, PT Modeller фірми PTC, Mechanical Desktop. Між ними є значні розбіжності. Наприклад, найдорожчими є PT Modeller та Mechanical Desktop (відповідних видатних якостей вони не мають). На тестах побудови твердотільної 3D-моделі складної конфігурації найкращий час показали SolidEdge та SolidWorks, користувачі Mechanical Desktop стикнулися з проблемою моделювання схилів, а користувачі PT Modeller - із проблемами неінтуїтивної процедури побудови тонкостінних тіл та неможливості створення заокруглень між елементами різних поверхонь. Непогані показники демонструє САПР VX на задачах розробки повністю параметризованих моделей з урахуванням та видаленням можливих колізій: час роботи - такий, як у SolidEdge та SolidWorks, при цьому дві третини часу йдуть на формування системи параметрів та відношень.

Система SolidWorks (рис. 3.2, 3.3) – це система гібридного параметричного моделювання, яка призначена для проектування деталей і зборок в тривимірному просторі з можливістю про-

Рисунок 3.2

Рисунок 3.3

39

ведення різних видів експрес-аналізу (на міцність, лиття матеріалу в форми, кінематики та динаміки машин і механізмів), а також оформлення конструкторської-документації у відповідності з вимогами ЄСКД. В дану систему інтегруються підсистеми CAM/CAE, що дозволяє конструктору працювати в одному програмному середовищі на всіх етапах проектування і виробництва виробу. Крім того, є можливість анімації (модуль Animator) роботи виробу та візуалізації (PhotoWorks), що особливо важливо при підготовці рекламної продукції і обміну через Internet. Сьогодні офіційних користувачів SolidWorks є близько 400.000, що свідчить про лідерство даної системи на ринку “середнього” САПРу.

Вибір САПР не визначається тільки ім'ям, статусом або популярністю компанії-виробника програмного забезпечення. Слід звертати увагу і на системи нові або такі, що не заявляли про себе.

Так, американо-італійська САПР Eureca Gold фірми Cadlab із досвідом роботи на європейському ринку активно завойовує американський та азіатський ринки. Ця система, на відміну від SolidWorks, призначена для конструкторів, а не для дизайнерів. За функціональними можливостями вона не поступається лідерам своєї категорії, забезпечуючи підсистеми: 2D-креслення з підтримкою асоціативності між моделлю та кресленням, 3D-моделювання з повною параметризацією, складальне моделювання, роботу з поверхнями, ескізне моделювання, роботу з листовим металом тощо.

Претендує на роль лідера і система IronCad однойменної фірми. Вона поступається САПР Еиrеса в зручності роботи з поверхнями, але базується на принципово нових прогресивних запатентованих технологіях формування 3D-моделей.

Ще одним претендентом на лідерство є САПР Varimetrix (популярна в Великобританії та Канаді). Вона є мультиплатформовою та має такі особливості: побудова ядра 3D-моделювання на базі уніфікованої параметричної геометрії (УПГ), що робить рівноцінними всі форми подання моделі та забезпечує виконання переходів між поверхневими та твердотільними моделями однією командою; потужні засоби роботи зі складними поверхнями; вбудована підсистема моделювання зборок; модуль формування керуючих програм для 2-5-координатних станків із ЧПУ.

Найгостріша проблема розробників машинобудівних САПР середнього рівня - залежність від ліцензованих компонентів: ліцензійні відрахування збільшують вартість продуктів, а можливості внесення принципових змін в якісні показники систем залежать від власників компонентів.

Наприклад, вихід нового ядра 3D-моделювання типу ACIS дозволив суттєво підвищити показники AutoCAD та швидкодію ще багатьох САПР, які базуються на технології ACIS (бібліотеці геометричних програм фірми Spatial Technology). З іншого боку, поява 3D-ядра РaraSolid з високою швидкодією та можливостями, відсутніми в ACIS, привела до очевидних переваг у моделюванні складних поверхонь для САПР, які базуються на ParaSolid.

У вигідному становищі знаходяться ті компанії-розробники САПР, що застосовують 3D-підсистеми власної розробки: користувачі цих САПР отримують такі переваги, як порівняно невисокі ціни, гарний рівень підтримки та навіть більші можливості ПЗ.

Серед конструкторських додатків для розв'язування загальних та спеціальних задач проектування слід виділити САПР компаній Rebis та Orange Technologies, що призначені для проектування заводів, дослідних та промислових установок.

Найвідомішими СAМ-системами, тобто системами автоматизації виробництва на етапі підготування керуючих програм для станків із ЧПУ, є: SURFCAM компанії SURFWARE, hyperMILL компанії OPEN MIND Surfware Technologies; AdvaNC російських виробників.

Щодо такого етапу проектування, як розрахунок та аналіз конструкцій виробів, то широко відомими є СAЕ-системи американської корпорації MSC (Nastran, Patran, Fatigue, Dytran, SuperForge, ABAQUS, Mvision, InCheck тощо), Ansys, Cosmos.

40

Цікавими розробками країн СНД є СAD/СAМ-системи "КОМПАС" та "КРЕДО", СAD/PDM-система T-FLEX CAD, СAD/PDM-система "ТехноПро", СAD-системи bCAD та ZCAD, універсальні системи технологічного проектування "СИАП-ТП" та "Темп", інтегрований програмний пакет оперативного планування "Фобос" та інші розробки (наприклад, під AutoCAD).

На даний час САПР середнього рівня постійно доганяє своїх більш потужних і дорогих конкурентів. Але не всім користувачам потрібне велике розмаїття функцій. Тим, хто в основному працює з двовимірними кресленнями, підійдуть системи легкого рівня, які коштують в кілька раз дешевше.

Оскільки САПР легкого рівня призначений переважно для двовимірного креслення, тому їх ще називають електронним кульманом. На даний час такі системи володіють деякими можливостями тривимірного моделювання, але в них відсутня параметризація, яка наявна в потужних системах.

Перші системи двовимірного моделювання з’явились ще в 70-х роках, коли були розроблені засоби для зображення ліній, кіл та кривих на екрані монітора за допомогою макрокоманд і інтерфейсів прикладного програмування. Уже в 1982 р. була заснована компанія Autodesk, яка почала розробляти САПР для персональних комп’ютерів під назвою AutoCAD, а вже в 1987-у було продано 100 тис. копій AutoCAD (в минулому році це число склало 4 млн.). Приклад Autodesk запозичили інші компанії і зараз існує велика кількість різних "легких" САПР. Для прикладу, DataCAD одноіменної компанії, IntelliCAD фірми CADopia, SurfCAM 2D від Surfware та інші. Ці продукти прості в обслуговуванні і недоргі (100-3000 дол.) відносно САПРу середнього рівня, тому попит на них збільшується навіть при сьогоднішньому економічному стані. В результаті "легкі" системи стали найбільш розповсюдженим продуктом автоматизації проектування.

3.3 Спеціалізовані графічні редактори Серед спеціалізованих графічних редакторів векторної графіки детальніше розглянемо

тільки ті, що призначені для автоматизації інженерно-графічних робіт, котрі разом з комп'ютером і монітором є своєрідним “електронним кульманом”, тобто інструментом для виконання конструкторської документації та інших графічних документів. До таких, в першу чергу, слід віднести найбільш відомий програмний продукт AutoCAD (рис.3.4, 3.5) різних версій, яким успішно користуються інженери-конструктори вже протягом кількох десятків років, і відносно новий, але не менш ефективний графічний редактор КОМПАС-ГРАФІК.

Рисунок 3.4

41

Рисунок 3.5

Графічний редактор (система) AutoCAD є однією із найбільш популярних графічних

систем автоматизованого проектування. У залежності від кваліфікації користувача, AutoCAD може ефективно використовуватися для рішення широкого кола задач: креслення, конструювання, дизайнерських робіт, створення мульт- і слайдів-фільмів і т.д.

AutoCAD - система, що дозволяє автоматизувати інженерні графічні роботи. У графічному пакеті AutoCAD є все, що необхідно конструктору для створення креслення. Інструментам ручного креслення в автоматизованому середовищі відповідають графічні примітиви (точка, відрізок, коло та ін.), команди їхнього редагування (стирання, перенос, копіювання і т.п.), команди установки властивостей примітива (задання товщини, типу і кольору графічних об'єктів). Для вибору листа потрібного формату і масштабу креслення в системі є відповідні команди настроювання креслення. Для нанесення розміру конструктору необхідно лише задати місце його розташування на кресленні. Розмірна і виносна лінії, а також стрілки і написи виконуються автоматично, а в останніх версіях AutoCAD є режим повної автоматизації простановки розмірів.

В автоматизованому середовищі конструктору немає необхідності напружувати зір при виконанні окремих дрібних частин креслення, тому що йому надаються засоби керування зображенням на екрані. Відповідні команди AutoCAD дозволяють збільшувати зображення креслення на екрані чи зменшувати його при необхідності (аналогічно перегляду зображення через лінзу), а також переміщувати границі видимої на екрані частини креслення без зміни масштабу зображення.

Система надає конструктору можливість поєднувати графічні об'єкти в єдиний блок, що зберігається під визначеним ім'ям і при необхідності вставляється в будь-яке креслення, що рятує конструктора від креслення елементів, які часто повторюються. Конструктор може створювати зображення окремих елементів чи креслення окремих деталей зборки в різних шарах, що дозволяє контролювати сумісність деталей при компонуванні. Включаючи або виключаючи шари, можна вводити чи виводити деталі з загального компонування, створюючи тим самим зручність у підборі різних варіантів конструкції виробу. Шари

42

корисно використовувати навіть у простих кресленнях, розміщуючи на кожному окремому шарі заготовку креслення, обведення, розміри, написи, осьові лінії для наступної можливості швидкого вибору групи об'єктів і їхнього редагування.

Розробники системи, орієнтуючись на найбільш широке коло користувачів, заклали в пакет багаті можливості настроювання AutoCAD на будь-яку предметну область. Досвідчені користувачі можуть набудовувати панелі інструментів і створювати нові, розробляти слайди-фільми за допомогою пакетних файлів, вводити нові типи ліній і зразки штрихування, утворювати нові меню. Вбудована у систему AutoCAD мова програмування AutoLISP дозволяє описувати об'єкти, які часто зустрічаються в параметричній формі. Викликаючи такий об'єкт, конструктор може змінювати його розміри, а виходить, і геометричну форму, забезпечуючи тим самим багатоваріантність графічного зображення.

Крім створення двомірних креслень, система AutoCAD дозволяє моделювати тривимірні об'єкти і додавати тривимірним кресленням фотографічну реальність.

AutoCAD - не замкнута система. З неї можна експортувати файли креслень в інші формати для використання іншими пакетами (наприклад, КОМПАС-ГРАФІК, CorelDraw). У свою чергу, файли інших форматів також можна імпортувати в AutoCAD. Припустимо імпортувати растрове зображення, не змінюючи при цьому формати файлів. Починаючи з версій 14, у AutoCAD включено безліч засобів, що дозволяють зроблене креслення розміщувати в Інтернеті.

Розроблена фірмою AutoDesk система AutoCAD з’явилася на комп’ютерному ринку наприкінці 1982 р. і відразу отримала надзвичайно широке поширення. AutoCAD це середовище проектування, що постійно розвивається. Розробники системи намагаються зберегти наступність як у командах, так і в загальній структурі.

Ранні версії системи — AutoCAD 10 і AutoCAD 11 — призначені для роботи в DOS, а версії 12, 13, 14 і 2000 … 2004 — у Windows. Хоча більшість команд AutoCAD, пов'язаних з побудовою і редагуванням креслень, у версіях для DOS і для Windows збігаються, екранний інтерфейс Windows-версій для знайомих команд зовсім інший. Більше того, відрізняються між собою екранні інтерфейси AutoCAD 13 для Windows 3.1 і AutoCAD 14 для Windows 95. Розробка 14-ї версії системи стала великим досягненням фірми AutoDesk. Істотним нововведенням даної версії, в порівнянні з попередніми, стало значне збільшення швидкості роботи і зменшення обсягів використовуваної пам'яті. Значним досягненням став розвиток засобів керування зображенням. Для роботи з різними частинами креслення його можна просто ”перетягувати” до появи потрібного фрагмента.

Останні версії AutoCAD від 2000 до 2004, на відміну від попередніх, є не результатом технологічного стрибка в розвитку системи, а скоріше результатом еволюційного розвитку. У ній користувач працює в звичному для нього середовищі, знайомому йому за версією AutoCAD 14. Однак більше 400 удосконалень роблять роботу конструктора істотно зручнішою і простішою.

Розроблений наприкінці 80-х років компанією АСКОН (Санкт-Петербург) графічний редактор КОМПАС-ГРАФІК відразу був орієнтований на швидке і зручне виконання креслень у повній відповідності з ДСТ ЄСКД. Завдяки гранично дружньому інтерфейсу, що забезпечує швидке навчання роботі з системою (найчастіше на інтуїтивному рівні), КОМПАС став дуже популярний серед користувачів. КОМПАС (Комплекс Автоматизованих Систем), крім графічного редактора, містить у собі цілий ряд програмних продуктів, що значно підвищують ефективність і якість проектування. Він однаково зручний як для машинобудування, так і для приладобудування, будівництва й архітектури.

Для розширення можливостей системи створено ряд прикладних бібліотек, що сприяє спрощенню та прискоренню розробки проектної документації.

Машинобудівна бібліотека включає понад 200 параметричних зображень різних типових машинобудівних елементів - болтів, гвинтів, гайок, заклепок і інших кріпильних виробів, підшипників, профілів, конструктивних місць, елементів з'єднань трубопроводів і

43

т.д. Вибір параметрів зі стандартного ряду значно спрощує простановку елемента на кресленні і практично виключає помилки конструктора.

Бібліотека КОМПАС-SHAFT призначена для проектування деталей - тіл обертання з одночасним автоматичним формуванням їхніх креслень (включаючи таблиці параметрів зубчастих коліс, виносні елементи, профілі зубів, схеми контролю і т.д.). При побудові можна використовувати результати розрахунків механічних передач.

Бібліотека КОМПАС-SPRING забезпечує виконання проектного чи перевірочного розрахунків циліндричної гвинтової пружини розтягу чи стиску з одночасним автоматичним формуванням креслення на пружину.

Бібліотека елементів гідравлічних і пневматичних схем рекомендується для використання при розробці різних технічних схем засобами КОМПАС-ГРАФІК. У бібліотеку включена велика кількість типових зображень блоків, вентилів, гідрозамків, дроселів, ємностей, клапанів тиску, кондиціонерів, насосів, зворотних клапанів, розподільників, засобів вимірів, циліндрів і інших стандартизованих елементів.

Бібліотека елементів електричних схем рекомендується для використання конструкторами-електриками при розробці креслень електричних схем засобами системи КОМПАС-ГРАФІК.

Бібліотека елементів кінематичних схем використовується при побудові креслень різних кінематичних схем. Містить типові зображення кінематичних пар, ланок, гвинтів, гайок, кулачків, маховика, мальтійських і храпових механізмів, передач (зубчастих, ремінних, фрикційних і ланцюгових), підшипників, пружин, шківів і інших елементів.

Бібліотека конструкційних матеріалів для КОМПАС-ГРАФІК надає конструктору і технологу наступну інформацію: бази даних – позначення і документи на постачання – по чорних металах, кольорових металах і сплавах, неметалічних матеріалах (більш 200 найменувань); фізико-механічні, технологічні властивості конструкційних матеріалів, їхнє призначення й області застосування; більше 40 видів сортаменту (фасонного, листового, профільного і т.п.), що виготовляється з цих матеріалів, включаючи переліки типорозмірів, що випускаються промисловістю.

І на кінець відмітимо, що не можна визначити, яка САПР є найкращою, оскільки найкращою системою є та, яку використовують інженери і при цьому досягається максимальна ефективність їх роботи, це поняття суб’єктивне.

КОНТРОЛЬНІ ПИТАННЯ 1. У чому особливості програмних продуктів для роботи з векторними зображеннями

спеціального призначення (кресленнями)? 2. Поясніть призначення загальноприйнятих скорочень термінів CAD, CAM, CAE. 3. Поясніть зміст поняття САПР. 4. Охарактеризуйте критерії вибору САПР. 5. Дайте характеристику базових класів САПР. 6. Які найбільш поширені графічні редактори призначені для автоматизації

інженерно-графічних робіт? 7. Які можливості, при створені графічної документації, надає графічний пакет

AutoCAD? 8. Які можливості, при створені графічної документації, надає графічний редактор

КОМПАС-ГРАФІК?

44

4 КРЕСЛЯРСЬКО-КОНСТРУКТОРСЬКИЙ РЕДАКТОР КОМПАС-ГРАФІК

КОМПАС-ГРАФІК 5.Х – це нове покоління програмного забезпечення конструкторської графіки з досконалими технологіями проектування та інструментальними засобами, які відповідають найсучаснішим вимогам. Графічна система включає високоефективний креслярсько-конструкторський редактор, прикладні бібліотеки для різних областей використання, а також потужні інструментальні параметричні засоби розробки прикладних систем. Креслярсько-конструкторський редактор “Компас-Графік” забезпечує автоматичну підготовку та випуск креслярсько-графічної документації, зорієнтованої на стандарт ЄСКД. Система використовує просте та природнє оперування такими поняттями конструкторського документу, як креслення, вигляд, основний надпис, технічні вимоги, шорсткість, розмір, допуск, що дозволяє ефективно і просто створювати та редагувати зображення.

Система “Компас-Графік” забезпечує: • простоту дій при введенні графічної інформації (елементарних графічних об’єктів:

відрізка, кола, дуг, тексту) з клавіатури та мишкою; • простоту дій користувача при введенні складних геометричних об’єктів і

елементів оформлення креслення: розмірів, штрихування, таблиць, знаків шорсткості, ліній-виносок, ліній розрізів та перерізів і т.п.;

• виконання найскладніших допоміжних побудов (проведення дотичних, паралельних та перпендикулярних ліній, спряжень і т.п.) при виконанні креслень, аналогічних ручному промальовуванню в “тонких лініях”;

• напівавтоматичне внесення інформації у відповідні графи основного надпису; • оперативне редагування креслення, використовуючи зсув, поворот,

масштабування, а також побудову дзеркального відображення та копіювання цілого об’єкту та його частини;

• створення бібліотек параметризованих графічних елементів та різноманітних прикладних бібліотек користувача;

• виведення креслярсько-графічної документації на принтер або плотер; • обмін даними з іншими системами САПР. Вимоги до апаратних засобів представлені в додатку А.

4.1 Основні елементи інтерфейсу КОМПАС-ГРАФІК 5.Х - програма для операційної системи Windows, яка при

активізації оформляється у вигляді вікна та володіє стандартними елементами керування, що й інші вікна Windows. Програмне вікно КОМПАС-ГРАФІК може бути представлене в одному з трьох станів: повноекранному, віконному та згорнутому до кнопки у Панелі задач. Переключення вікна в один з цих станів здійснюється за допомогою кнопок керування вікном у правій верхній частині вікна – Розгорнути, Відновити або Згорнути.

Вікно документа, звичайно, займає основну частину програмного вікна системи (рис. 4.1), де розміщується зображення відкритого нами креслення та з'являються всі нові документи. У вікні документа виконуються операції, пов'язані з побудовою, оформленням та редагуванням документів, а інші елементи програмного вікна займаються обслуговуванням даної області.

Заголовок програмного вікна розташований у верхній частині вікна, де відображається наступна інформація: назва і номер версії програми, тип відкритого документа (Лист чи Фрагмент), повний шлях (послідовність папок, що визначають його положення на твердому диску ) і ім'я документа. У випадку відкриття листка креслення, додатково відображається інформація про ім'я поточного вигляду. Часто повний шлях і ім'я документа називають повним ім’ям документа..

Рядок меню розташований у верхній частині програмного вікна під Заголовком, де знаходяться основні сторінки меню системи. У кожній з сторінок зберігаються зв'язані з

45

46

ними команди. Команди в меню об'єднані в групи за функціональними ознаками. Групи відділені одна від одної горизонтальними лініями.

Деякі команди, наприклад Створити, мають свої власні підменю, так звані “вкладені меню”. У цьому випадку праворуч від команди нанесений символ трикутника. Переміщення курсора на назву такої команди приводить до розкриття підменю. Існують команди, після активізації яких система вступає в діалог із користувачем. Праворуч від назви таких команд, наприклад, Зберегти як..., відображені три крапки (...). Запуск таких команд приводить не до їх негайного виконання, а викликає на екран діалогове вікно, у якому потрібно ввести деякі параметри, необхідні для виконання команди. Слід зауважити, що багато команд Рядка меню дублюють кнопки на Панелі керування. Наприклад, команді Відкрити у меню Файл відповідає кнопка Відкрити документ на Панелі керування.

Праворуч від назви деяких команд нанесені позначення клавіш клавіатури (або їх комбінацій), наприклад, F3 для команди Відкрити. Це так звані гарячі клавіші. Для запуску таких команд досить натиснути відповідну клавішу (чи комбінацію), не відкриваючи меню.

Нарешті, деякі команди в списку можуть відображатися блідим шрифтом. Це означає, що в даний момент відсутні умови для їхнього виконання. У такому випадку команда вважається забороненою і не може бути виконана. Система динамічно відслідковує ситуацію у вікні і робить недоступними команди, які в конкретній ситуації не актуальні або не коректні.

Панель керування розташована у верхній частині вікна системи відразу під Рядком меню. На цій панелі розташовані кнопки, що дозволяють звернутися до найбільше часто вживаних при роботі з КОМПАС-ГРАФІК команд: створення, відкриття і збереження файлів документів, виведення на плотер і принтер і т.п.

Склад Панелі керування різний для різних режимів роботи системи. Наприклад, при редагуванні креслення вона виглядає так, як показано на рис. 4.2 зверху, а при введенні чи

редагуванні тексту - як показано знизу. Крім того, набір кнопок на Панелі керування можна змінити за допомогою засобів настроювання системи.

Багато команд у Панелі керування продубльовані командами Рядка меню. Запуск команд із Панелі керування здійснюється простим клацанням на відповідній кнопці. Призначення та використання кнопок на Панелі керування детально розглядатиметься нижче.

Рядок повідомлень розташовується знизу програмного вікна КОМПАС-ГРАФІК. У ньому відображаються різні повідомлення і запити системи. Це може бути :

- коротка інформація про той елемент екрана, до якого підведений курсор; - повідомлення про те, введення яких даних очікує система в даний момент; - коротка інформація з поточної дії, яку виконує система. Рядок повідомлень - це наш головний помічник і порадник. Потрібно дуже уважно

стежити за її станом. Це допоможе правильно реагувати на запити і повідомлення системи та уникнути помилок при виконанні побудов, особливо на початку роботи.

Рядок поточного стану знаходиться в нижній частині вікна КОМПАС-ГРАФІК відразу над Рядком повідомлень. У цьому рядку відображаються параметри поточного документа – вигляд (якщо документ є аркушем креслення), шар, в якому працює користувач, масштаб відображення у вікні і ряд інших параметрів: крок курсору при переміщенні клавішами, його поточні координати і т.п.

Стан системи і поточного документа представлено стандартними елементами

Рисунок 4. 2

47

керування: кнопками, полями і списками. Зміна параметрів поточного документа виконується активізацією відповідної кнопки, викликом списку фіксованих параметрів або введенням конкретного значення параметра у відповідне поле безпосередньо з клавіатури. Наприклад, перехід від одного вигляду до іншого можна виконати, активізувавши мишкою кнопку “Вигляд”. Відкриється діалогове вікно, у якому перераховані всі наявні в даному кресленні вигляди. Напроти активного вигляду стоїть “галочка”.

4.2 Типи документів графічної системи За допомогою КОМПАС-ГРАФІК можна створювати документи таких типів:

креслення, фрагменти, текстовий документ та специфікацію. Розглянемо коротко процес створення кожного з них.

Креслення є основним документом у системі КОМПАС-ГРАФІК. Креслення зберігається в окремому файлі спеціального двійкового формату (тип файлу по "замовчуванню" *.cdw). Якщо конструкторський документ складається з декількох аркушів, то вони створюються та обробляються окремо у різних файлах.

“Електронне” креслення цілком відповідає традиційному кресленню, що конструктор виконує на кульмані, і складається з рамки, основного напису (штампа), технічних вимог, позначення шорсткості незазначених поверхонь, одного чи декількох виглядів і має певний формат передбачений відповідним стандартом. Деякі з цих елементів на кресленні можуть бути тимчасово відсутні, але для них зарезервоване місце і вони створюються в будь-який момент. Розмір креслення обмежений вибраним для нього форматом.

Слід звернути увагу, що виглядом у електронному варіанті креслення є будь-яке ізольоване зображення на кресленні, а не обов’язково яка-небудь проекція деталі, як це прийнято в традиційному “ручному” кресленні. Положення кожного вигляду задається в абсолютній системі координат креслення і визначається точкою його “прив’язки” і кутом повороту. При відкритті нового креслення завжди автоматично створюється спеціальний системний вигляд з номером 0 та масштабом відображення 1:1. Крім того, можна створити власний вигляд і встановити для нього свій масштаб відображення. Для цього потрібно активізувати розділ Компановка у Рядку меню та клацнути по команді Створити вигляд (рис. 4.3, зліва). На екрані з’явиться діалогове вікно Параметри вигляду (рис. 4.3, справа), яке дозволяє вибрати потрібні параметри нового вигляду. Після

підтвердження створення нового вигляду система пропонує вказати точку його “прив’язки”, після чого вступають в силу вибрані параметри вигляду і у рядку поточного стану системи на панелі управління виглядами з’являється номер створеного вигляду. Тепер усі параметри геометричних об’єктів перед їх прорисовкою будуть перераховуватися відповідно до вказаного масштабу. Зображення на кресленні може бути накреслене і в одному вигляді, якщо це зручно при роботі.

Розглянемо детальніше послідовність дій користувача при створенні нового листа, так як це основна операція на початку роботи в системі. Для створення нового креслення можна виконати команду Новий лист із розділу Файл у Рядку меню системи, або використати

Рисунок 4.3

48

відповідну піктограму на панелі керування. На екрані з’явиться новий аркуш для креслення в масштабі 1:1. Формат оформляється рамкою та порожнім основним написом. У вікні документа показується його нижня частина з основним написом – штампом. Для повного відображення документа потрібно вибрати команду Показати все з розділу Сервіс. Активізація кнопки Показати все на Панелі керування приведе до автоматичного підбору масштабу відображення документа.

За “замовчуванням” система створює лист формату А4 вертикальної орієнтації з типом основного напису Креслення конструкторське, перший лист. Але слід зауважити, що це залежить від установлених користувачем налаштувань системи по “замовчуванню”. При необхідності систему можна налаштувати так, щоб при створенні нового креслення його початкові характеристики були іншими. Для зміни параметрів документа необхідно активізувати Параметри поточного листа (рис. 4.4) з меню Настройка. Робота з розділом Параметри листа дозволяє отримати аркуш потрібного формату, орієнтації, стилю з необхідним типом основного надпису.

Після завершення операції настроювання новий документ готовий до введення

геометричної інформації та об’єктів оформлення креслення. Слід зауважити, що формат документа, його орієнтацію і навіть стиль можна

неодноразово змінювати безпосередньо під час роботи над кресленням. Зміна цих параметрів не впливає на вміст документа. У гіршому випадку доведеться виконати додаткову роботу по компонуванню креслення. Відразу після створення документа рекомендується виконати процедуру формування файлу – дати документу ім’я і записати його на диск у потрібну папку.

Фрагмент, на відміну від креслення, цілком позбавлений елементів оформлення (рамки, основного напису, знака незазначеної шорсткості і технічних вимог) і представляє собою порожній електронний лист необмеженого розміру. Фрагмент зберігається в окремому файлі і має розширення по замовчуванню *.frw.

Фрагмент ідеально підходить для збереження зображень, які не потребують

Рисунок 4.4

49

оформлення як лист креслення (ескізні промальовування, попередні розробки і т.д.). У фрагментах зручно зберігати створені типові рішення і конструкції для наступного їх використання в інших документах. Існуюча можливість посилатися на зовнішній фрагмент без його фізичного копіювання в креслення дозволяє після редагування зовнішнього фрагмента автоматично відкоректувати креслення.

Текстово-графічний документ створюється в окремому файлі і має розширення по замовчуванню *.kdw. Крім текстової частини він може містити в собі таблиці, графічні ілюстрації (креслення і фрагменти), рамку й основний напис. При наборі тексту, крім стандартних креслярських шрифтів, можна використовувати і будь-який шрифт системи Windows.

Специфікація - тип документа КОМПАС-ГРАФІК (розширення файлу по замовчуванню *.spw). Поставляється два типи специфікацій - проста і групова. Правила їхнього заповнення (склад бланка, нумерація позицій і сортування рядків, назви розділів і т.д.) відповідають ДСТ 2.108-68 і ДСТ 2.113-75. Можливе створення специфікації типу користувача. Передбачено режим ручного і напівавтоматичного заповнення специфікації. Здійснюється двохнаправлений асоціативний зв’язок між специфікацією і відповідними їй кресленнями. Завдяки наявності цього зв’язку зміни в складальному кресленні чи деталюванні автоматично відображаються в специфікації. Зміни в специфікації можуть автоматично передаватися в складальне креслення і деталювання.

4.3 Створення робочого креслення Створити робоче креслення деталі в Компас-Графік – означає створити

вигляд/вигляди, внести в них потрібну графічну інформацію, проставити всі необхідні розміри, внести необхідну інформацію про шорсткість конкретних поверхонь деталі та невказану шорсткість поверхонь і заповнити основний напис відповідно до вимог стандартів. Нижче приведена загальна інформація по роботі з системою, що допоможе виконати потрібні геометричні побудови та оформити креслення відповідно до вимог стандартів.

Примітка: загальні принципи виконання графічних робіт в запропонованій системі представлені в посібнику “Креслярсько-конструкторський редактор Компас-Графік 5.Х” [5].

4.3.1 Режим виконання геометричних побудов Інструментальна панель графічної системи КОМПАС-ГРАФІК за замовчуванням

знаходиться в лівій частині вікна системи (рис. 4.1). Панель складається з семи окремих сторінок. Кожна сторінка містить набір кнопок, згрупованих по функціональній ознаці. Після запуску системи автоматично вмикається кнопка Геометричні побудови на Панелі переключення і відкривається сторінка Геометричні побудови Інструментальної панелі. На цій сторінці зібрані команди, за допомогою яких можна створювати геометричні об'єкти: відрізки, кола, дуги і т.п. (тобто до цієї сторінки слід звертатися, коли необхідно що-небудь накреслити).

Для переключення між сторінками використовуються кнопки Панелі переключення, розташованої над Інструментальною панеллю. Одночасно на екрані відображається тільки одна сторінка панелі. Нижче подана коротка інформація про команди відповідних сторінок.

Розміри та технічні позначення - використовуються при простановці розмірів, позначенні значень шорсткостей поверхонь, виконанні написів на полі креслення і т.п.

Редагування - дозволяє вносити зміни в документ: переміщати, масштабувати, копіювати, повертати будь-які об'єкти на кресленні.

Параметризація - дозволяє створити параметричну модель графічного об’єкта. На відміну від звичайного електронного креслення, параметричне зберігає інформацію не тільки про розміщення та характеристики графічного об’єкта, але і про взаємозв’язок між об’єктами та накладені на них обмеження.

Вимірювання - виконує сервісні функції. З допомогою цих команд на кресленні можна вимірювати відстані, кути, периметри і площі різних геометричних об'єктів.

50

Виділення - представляє різноманітні команди виділення об'єктів, оскільки багато команд зі сторінки Редагування вимагають попереднього виділення об'єктів на кресленні.

Асоціативні види - дозволяють створювати асоціативні види тривимірних твердотільних моделей. Асоціативні види формуються в звичайному креслені КОМПАС. Стандартні та проекційні вигляди будуються автоматично в проекційному зв’язку. Всі створені таким чином вигляди зв’язані з моделлю: будь-яка зміна в моделі веде до зміни зображення в асоціативному вигляді.

Більшість команд на сторінках Інструментальної панелі допускає декілька варіантів виконання. Наприклад, відрізок у КОМПАС-ГРАФІК може бути побудований декількома різними способами. За замовчуванням будується відрізок, що проходить через дві зазначені точки. Щоб одержати доступ до інших варіантів побудови відрізків чи для вибору варіанту простановки лінійного розміру, необхідно викликати на екран Панелі розширених команд відповідної команди.

Слід звернути увагу на те, що в КОМПАС-ГРАФІК при виборі об'єктів система використовує універсальний термін Крива для об'єктів усіх типів (відрізків, дуг, кіл). Зрештою, всі ці об’єкти можна розглядати окремими випадками кривої.

Після повторного запуску графічної системи КОМПАС-ГРАФІК вихідний стан Інструментальної панелі відновлюється автоматично.

Панель спеціального керування автоматично появляється на екрані тільки після виклику команди з Інструментальної панелі або в режимі редагування об'єктів. На ній знаходяться кнопки, що дозволяють керувати ходом виконання цієї команди (рис. 4.5).

Зміст Панелі спеціального керування залежить від основної команди, викликаної з Інструментальної панелі, і яка виконується тепер. Деякі команди зустрічаються частіше інших. Так, практично постійно, на панелі присутні кнопки Перервати команду і Створити об’єкт.

Після завершення роботи основної команди Панель спеціального керування автоматично забирається з екрана.

За замовчуванням при виконанні більшості команд геометричних побудов вмикається режим автоматичного створення

об’єктів. У цьому режимі система автоматично створює об'єкт після введення мінімального набору його параметрів. На Панелі спеціального керування кнопка Автостворення об’єкта за замовчуванням включена. Наприклад, після введення початкової і кінцевої точок, які визначають відрізок, система автоматично побудує заданий відрізок.

При виконанні складних побудов буває доцільно відключити режим автоматичного створення об’єктів, щоб оцінити правильність побудови по попередньому ескізу об'єкта - його фантома. Фантомом умовно називають “промальовування” потрібного геометричного об’єкта для попереднього аналізу та оцінки правильності виконаних геометричних побудов. Фантом завжди відображається тонкими лініями. Якщо фантом побудований правильно, можна створити об'єкт, вручну клацнувши на кнопці Створити об’єкт. Після цього режим автоматичного створення об’єктів можна увімкнути знову.

Деякі команди, наприклад, Фаска і Скруглення, завжди створюються в автоматичному режимі. Інші, наприклад, Штриховка, навпаки, завжди вимагають підтвердження створення об'єкта.

Відмінити будь-яку запущену команду можна різними способами, а саме: • запуском другої команди (при цьому поточна вимикається автоматично); • повторним клацанням по клавіші активної команди; • натисканням клавіші <Esc>; • клацнувши на кнопці Перервати команду на панелі спеціального керування; • клацнувши правою кнопкою мишки в будь-якому вільному місці вікна

документа, щоб викликати на екран Контекстне меню та виконати з нього команду Перервати команду.

Рисунок 4.5

51

На сторінці Геометричні побудови Інструментальної панелі зібрані команди, за допомогою яких можна створювати геометричні об'єкти: відрізки, кола, дуги і т.п. (тобто до цієї сторінки слід звертатися, коли необхідно що-небудь накреслити).

Панель містить 12-ть команд, які охоплюють всі можливі варіанти побудов геометричних об’єктів. Більшість з них мають розширення, що дозволяє значно спростити процес побудови геометричних об’єктів розташованих певним чином по відношенню до інших об’єктів (провести пряму паралельно або перпендикулярно до заданої прямої, дотичну до кола і т.п.) або використовувати різні варіанти побудови геометричних об’єктів (провести коло, вказавши його центр і радіус або 3-и точки на ньому і т.п.). Команди цієї панелі дозволяють будувати як прості геометричні примітиви (пряму, дугу, коло) так і складні геометричні об’єкти або їх складові (прямокутник, правильний многокутник, штриховка і т.п.).

Для роботи з будь-якою командою панелі Геометричні побудови її, перш за все, треба активізувати, після чого, у Рядку повідомлень система запропонує ввести необхідні параметри даного геометричного об’єкта. Введення параметрів можна виконувати мишкою або безпосереднім введенням конкретних значень параметрів у Рядку повідомлень системи. Коли необхідна інформація введена, система промальовує потрібний об’єкт у вигляді фантомного зображення, що дозволяє перед виконанням побудови побачити потрібний об’єкт і, якщо він такий, який потрібний користувачу, зафіксувати його на кресленні.

Слід мати на увазі, що введене в Рядок параметрів об’єкта значення з клавіатури сприймається системою тільки після фіксації його клавішею Enter.

Згідно до вимог державних стандартів, в залежності від призначення, лінії можуть мати різний вигляд – стиль. Щоб змінити стиль відмальовування графічного примітиву необхідно активізувати мишкою поле стилю ліній в Рядку параметрів об’єкта. З’явиться діалогове вікно, в якому треба вказати (виділити) потрібний стиль і підтвердити вибір командою Вибрати на панелі вікна. Вказаний стиль лінії стане поточним (рис. 4.6).

Після створення геометричного об’єкту його можна легко змінити (редагувати) в будь-який момент. Для цього досить двічі клацнути по ньому лівою кнопкою мишки. Автоматично активізується команда, якою створили даний об’єкт і Рядок параметрів його стає доступним для редагування. Одночасно стають активними характерні точки об’єкта, які можна переміщати мишкою, змінюючи при цьому параметри об’єкта. Активізувати повторно команду, якою раніше створили об’єкт, можна ще і через контекстне меню системи, коли об’єкт редагування виділений.

Рисунок 4.6

52

4.3.2 Використання “прив’язок” У процесі роботи над кресленням у користувача постійно виникає необхідність точно

встановити курсор у різні точки елементів, уже існуючих на кресленні, іншими словами, виконати “прив’язки” до точок чи об’єктів. Основна помилка починаючих користувачів полягає в тому, що вони виконують цю операцію «на око».

З погляду системи неважливо, чому дорівнює величина зсуву відрізків 10 мм чи 0,1 мм - головне, що зсув є. Наявність подібних перетинань чи розривів на кресленні буде мати самі неприємні наслідки: помилки при простановці розмірів, штрихуванні областей і т.п. Крім того, якщо наше електронне креслення буде передаватися в автоматизовану систему технологічного призначення, наприклад у систему підготовки керуючих програм для верстатів з ЧПУ, наявність розривів чи перетинів у контурах деталей приведе до збою в роботі технологічної системи. Тому при використанні будь-якої графічної системи описаний вище спосіб креслення виявляється зовсім неприйнятним. Передумова правильного і безпомилкового креслення полягає в тому, щоб перекласти проблему сполучення об'єктів на саму систему шляхом використання спеціальних команд прив'язки.

Поняття прив'язки нерозривно пов'язано з поняттям характерних точок об’єктів. Такими точками в КОМПАС-ГРАФІК є точки, що визначають геометрію об'єкта чи його положення на кресленні.

При звичайному кресленні характерні точки основних геометричних об'єктів, доступні для виконання прив'язок, зрозуміло, не видимі. Характерні точки об'єктів у виді вузликів керування стають видимими тільки при виконанні процедур виділення чи редагування об'єктів. Однак ми повинні постійно пам'ятати про їх існування і при необхідності використовувати для виконання операцій прив'язки.

КОМПАС-ГРАФІК надає різноманітні команди прив'язок до характерних точок (граничні точки, центр ) і до об'єктів (перетин, по нормалі, по напрямках осей координат і т.п.). Ці команди об'єднані в 3 незалежні групи прив'язок: глобальні, локальні та клавіатурні.

Глобальні прив'язки – це перший тип прив'язок, з яким ми зіштовхуємося відразу після початку роботи в КОМПАС-ГРАФІК. Саме глобальні прив'язки допомагають починаючому користувачу уникнути грубих помилок у кресленнях на етапі освоєння системи. На відміну від усіх інших прив'язок, глобальні прив'язки завжди діють за замовчуванням при виконанні операцій введення та редагування. Наприклад, якщо включений варіант глобальної прив'язки до перетину, то при введенні точки система автоматично буде виконувати пошук найближчого перетину об'єктів у межах пастки курсору. Якщо перетин буде знайдено, точка буде зафіксована саме в цьому місці.

Важлива особливість глобальних прив'язок полягає в тому, що в КОМПАС-ГРАФІК можна вмикати кілька різних глобальних прив'язок до об'єктів і усі вони будуть працювати одночасно. При цьому пошук точки виконується “моментально, по ходу”: на екрані відображається фантом, що відповідає цій точці, і, при необхідності, текст з ім'ям діючої в даний момент прив'язки. Команда “Прив'язки…” для виклику діалогу настроювань глобальних прив'язок розташована в Рядку поточного стану. Після її активізації з'явиться діалогове вікно Установка глобальних прив'язок (рис. 4.7). Щоб встановити потрібну комбінацію глобальних прив'язок необхідно ввімкнути чи вимкнути прапорці напроти потрібних прив'язок в діалоговому вікні. По замовчуванню активна лише прив'язка Найближча точка. Пошук елементів прив'язки здійснюється в такому порядку, в якому вони відображені в діалоговому вікні.

При установці прапорця Відображати текст система поряд з курсором прив'язки генерує підказку про те, яка саме з включених глобальних прив'язок виконується в даний момент. Ця функція дуже корисна для починаючого користувача. Вона дозволяє точно вибирати потрібну прив'язку в насичених кресленнях, коли в області пастки курсору знаходяться декілька близько розташованих характерних точок.

53

І ще одна порада. Збільшення масштабу зображення є самим універсальним способом при виконаннях прив’язок в складних ситуаціях. Нагадаємо, що команди керування зображенням (масштабування та інші) є прозорими. На час їхнього виконання основна команда буде тимчасово відкладена, а після завершення продовжена автоматично.

Глобальні прив'язки є дуже корисним інструментом, що дозволяють здійснювати швидке і точне позиціювання курсору на існуючі точки на кресленні. Однак бувають ситуації, коли одночасна активізація великої кількості прив'язок і близьке розташування характерних точок ускладнюють вибір. У таких випадках доцільно скористатися локальними прив'язками.

Локальні прив'язки дозволяють виконувати ті ж самі процедури прив'язки курсору до характерних точок існуючих геометричних об'єктів на креслені, що і глобальні. Однак вони ще мають дві важливі особливості:

1. Локальна прив'язка є більш пріоритетною, ніж глобальна, тобто при виклику якої-небудь її команди вона припиняє дію встановлених глобальних прив'язок на час своєї дії.

2. Кожна з них виконується тільки для одного (поточного) запиту точки. Після введення поточної точки активізована локальна прив'язка відключається і

система повертається до використання глобальних прив'язок. Якщо необхідно виконати ще одну локальну прив'язку для чергової точки, доводиться викликати меню локальних прив'язок заново.

Усі локальні прив'язки зібрані в контекстному меню, що з’являється коли курсор знаходиться в будь-якій точці креслення (рис. 4.8). Після вибору потрібної прив’язки меню прив'язок закривається і можна продовжувати виконання основної команди побудови чи редагування об'єкта.

При виконанні реальних креслень користувач, як правило, включає одну чи дві глобальні прив'язки, що необхідні частіше інших. З цього погляду найбільший інтерес представляють прив'язки Найближча точка і Перетин. Вони потрібні практично постійно. Інші прив'язки користувачу доцільно вмикати в міру необхідності, використовуючи меню локальних прив'язок.

Клавіатурні прив'язки представляють собою команди точного позиціонування курсору і виконуються за допомогою клавіатури, натисканням визначених клавіш чи їх комбінацій.

Клавіатурні прив'язки мають дві важливі особливості:

1. Локальні і глобальні прив'язки можна використовувати тільки в той момент, коли система пропонує вказати яку-небудь точку, тобто після того, як активізована яка-небудь

Рисунок 4.7

Рисунок 4.8

54

команда. Клавіатурні прив'язки можна використовувати практично в будь-якому режимі роботи редактора.

2. Використання локальної чи глобальної прив'язки поєднане з введенням точки, а використання клавіатурної прив'язки приводить лише до простого переміщення курсору в потрібну точку. Процедуру введення чи фіксації точки потрібно виконувати окремо активізацією клавіші <Enter> на клавіатурі. Це додає додаткову гнучкість керуванню курсором і введенню точок.

У таблиці 4.1 представлені основні клавіатурні прив'язки.

Таблиця 4.1 Клавіатурна команда

Дія (реакція) системи

<.> Переміщення курсору по нормалі в найближчу точку найближчого елемента

<5> Переміщення курсору в найближчу характерну точку найближчого елемента

<Shift>+<5> Переміщення курсору в середину найближчого до положення курсору примітива

<Alt>+<5> Переміщення курсору в точку перетину двох найближчих до положенню курсору примітивів

При виконанні креслення клавіатурні прив'язки, зазвичай, виконуються в такій послідовності :

1. Швидко переміщають курсор мишею поруч з потрібною точкою чи об'єктом, після чого мишу відпускають.

2. Виконують клавіатурну прив'язку для точного позиціювання курсору. 3. Фіксують точку клавішею <Enter> на клавіатурі (мишка не використовується!). 4. Після цього можна продовжити роботу з мишкою. При попередньому переміщенні курсору мишкою не слід намагатися встановити його

якомога ближче до потрібної характерної точки. Цілком достатньо встановити курсор поруч із точкою. Головне, щоб потрібна точка була ближньою до курсору у порівнянні з іншими характерними точками.

4.3.3 Оформлення креслення Оформлення креслення зводиться до простановки необхідних розмірів, простановки

значень шорсткості на конкретних поверхнях і вказування загальної шорсткості та заповнення основного напису (штампа).

КОМПАС-ГРАФІК підтримує всі передбачені ЄСКД типи розмірів: лінійні, діаметральні, кутові і радіальні. Кнопки виклику відповідних команд розташовані на сторінці Розміри і технологічні позначення Інструментальної панелі (рис. 4.1).

На панелях розширених команд розташовуються різні додаткові варіанти простановки розмірів. Кнопки Радіальний розмір і Кутовий розмір мають свої Панелі розширених команд. КОМПАС-ГРАФІК дозволяє значно скоротити час на простановку розмірів за рахунок автоматичного виміру їхніх значень (при умові точного виконання геометричних побудов). Тому необхідно акуратно вводити координати точок відрізків, кіл, дуг і т.п., використовувати механізми клавіатурних, локальних і глобальних прив'язок.

Якщо при побудові розміру його значення не відповідає очікуваному (наприклад, значення розміру було вираховано з знаками після коми, у той час як воно повинно бути цілим), необхідно в першу чергу перевірити, чи немає помилок у геометрії. До тих же наслідків призводять помилки при введенні характерних точок розмірів. У цьому випадку доведеться відредагувати сам розмір чи видалити його і побудувати заново.

За замовчуванням система автоматично вписує в розмірний напис значення квалітета і

55

граничних відхилень. При виконанні навчальних вправ ця функція є зайвою, тому її відключаємо. Для цього потрібно:

1. Виконати команду Настроювання – Настроювання системи – Графічний редактор – Параметри нових розмірів.

2. У правій частині діалогового вікна погасити прапорці Квалітет і Відхилення у групі Вписувати в напис (рис. 4.9).

У КОМПАС-ГРАФІК підтримуються всі передбачені ЄСКД типи лінійних розмірів.

Порядок введення лінійних розмірів і використання параметрів розмірів є єдиними для різних типів.

Команди групи Введення кутових розмірів дозволяють ввести один чи декілька кутових розмірів. У системі підтримуються всі передбачені ЄСКД типи кутових розмірів: простий; розмір від загальної бази; ланцюговий; розмір із загальною розмірною лінією; розмір з обривом. За замовчуванням система виконує побудову простого кутового розміру. Інші варіанти простановки кутових розмірів знаходяться на Панелі розширених команд.

Зміст Панелі спеціального керування також міняється. За допомогою кнопки Параметри розміру можна змінити індивідуальне настроювання кожного створюваного розміру так, як і для лінійного розміру.

Команда Введення діаметральних розмірів дозволяє ввести один чи декілька діаметральних розмірів. Команда активізується кнопкою Діаметральний розмір на Інструментальній панелі. Система пропонує вказати курсором базове коло чи дугу і зафіксувати положення розмірного напису. При активізації команди простановки діаметральних розмірів у Рядку параметрів відображаються поля і кнопки, за допомогою яких можна керувати їх орієнтацією і змістом розмірного напису.

Щоб викликати діалогове вікно, в якому можна було б задати чи змінити оформлення розміру (простановка напису на виносній поличці, тип стрілок і т.п.), необхідно активізувати команду Параметри розміру на Панелі спеціального керування. Дії користувача при роботі з цим вікном аналогічні описаним вище.

Команда Введення радіальних розмірів на сторінці Розміри і технологічні

Рисунок 4.9

56

позначення Інструментальної панелі дозволяє ввести один чи декілька радіальних розмірів. Для Введення довільного тексту на кресленні передбачена команда “Текст”. Після

її активізації змінюється зміст Рядка параметрів об’єкта і система пропонує вказати варіант точки прив’язки тексту вибравши відповідну команду в Рядку параметрів. Коли вибраний потрібний варіант, на полі документа треба вказати положення початкової точки тексту. Система переключається в режим роботи текстового процесора. При цьому змінюється кількість і назва команд меню, а також поля в Рядку параметрів об’єкта. Ми можемо змінити зовнішній вигляд та спосіб форматування напису, який вводиться, або його частини за допомогою полів управління, що знаходяться в Рядку параметрів об’єктів. Фіксується введений текст, як і будь-який інший об’єкт системи, відповідною кнопкою Створити об’єкт на Панелі спеціального управління. Для виходу з режиму введення тексту потрібно активізувати кнопку Перервати команду на Панелі спеціального управління або клавішу “Esc”.

Для простановки шорсткості поверхонь призначена команда Шорсткість. Вона дозволяє ввести один або декілька символів шорсткості поверхонь. Після виклику команди в Рядку параметрів об’єктів відображаються декілька додаткових кнопок, які дозволяють вибрати потрібний тип знаку шорсткості. Щоб ввести потрібний напис, наприклад числове значення шорсткості, треба активізувати поле Текст в Рядку параметрів об’єктів. На екрані з’явиться діалогове вікно, що дозволяє ввести текст чи потрібне числове значення вручну або, щоб прискорити цей процес, використати вмонтовану базу даних стандартних значень параметрів шорсткості. Після вибору потрібних значень система пропонує вказати поверхню, на яку необхідно проставити знак шорсткості та точку прив’язки знака, після чого промальовує відповідний знак та текст.

При заповненні основного напису (штампа) повною мірою виявляється одна з основних переваг КОМПАС-ГРАФІК – наявність спеціальної моделі основного документа (креслення, текстового документа, специфікації), одним з елементів якої і є штамп. Після активізації він готовий до прийому даних. При цьому користувачу не потрібно піклуватися про розміщення тексту в клітинках штампа – цю операцію автоматично виконує сама система. Можна заповнювати тільки вільні клітинки штампа. Клітинки зі стандартним вмістом не доступні для введення і редагування.

Клітинки основного напису володіють визначеним "інтелектом". При їхньому заповненні система автоматично розташовує текст по центру клітинки чи вирівнює його по лівій границі, підбираючи необхідну висоту і ширину символів для рівномірного заповнення клітинок. Якщо при цьому потрібно додати рядок, просто натиснемо клавішу <Enter>. Система сформує новий порожній рядок у межах поточної клітинки, і ми зможемо продовжити набір тексту. Однак, якщо за ДСУ дана клітинка не може містити більше одного рядка, додати додатковий рядок не вдасться. Необхідний міжрядковий інтервал також встановлюється автоматично. Якщо параметри тексту (висота, ширина та накреслення символів, міжрядковий інтервал, вирівнювання тексту в осередку і т.п.), пропоновані системою, нас не влаштовують, ми можемо поміняти кожний з них з допомогою відповідних полів у Рядку параметрів. Для заповнення будь-якої клітинки необхідно, клацнувши мишкою, зробити її поточною і ввести потрібний текст. Окрім описаного варіанту заповнення основного напису система має у своєму розпорядженні засоби напівавтоматичного заповнення клітинок штампа. Більшість клітинок зв'язана з спеціальними довідниками, що містять текстову інформацію, яка є текстовими шаблонами.

4.4 Виведення креслення на друк

Оформлений документ в Компас-Графік можна вивести на плотер чи принтер. При виведенні документів на друк система використовує стандартний сервіс операційної системи Windows, надаючи багато додаткових можливостей. Так, вивести будь-який документ на друк відразу, без попереднього його перегляду, неможливо.

Підготовка документа до друку починається з активізації команди Перегляд для друку

57

з меню Файл або аналогічної кнопки на Панелі керування. Після цього цілком зміниться зовнішній вигляд екрана, включаючи вміст Рядка меню та Панелі керування (рис. 4.10) - система перейде в режим виведення документів на друк.

Відповідно зміниться і вміст розділів Файл та Сервіс Рядка меню (рис. 4.11).

Тепер у головному вікні системи умовно показане поле виведення, тобто лист паперу, на якому буде роздруковане креслення. На листі реалістично відображається сам документ, його розміри та орієнтація.

У кожній конкретній копії операційної системи Windows можуть бути інстальовані кілька друкуючих пристроїв (плотерів і принтерів) різних моделей. КОМПАС-ГРАФІК використовує пристрій, встановлений по замовчуванню. Тому перш за все потрібно переконатися, що виведення відбуватиметься саме на потрібний пристрій. У Рядоку повідомлень відображається найменування поточного пристрою виведення.

При необхідності можна використовувати інший пристрій зі списку підключених до комп'ютера безпосередньо чи через локальну мережу (зрозуміло, якщо комп'ютер підключений до неї). Для цього вибираємо команду Настройка принтера на Панелі керування. У вікні повідомлення Настройка параметрів виведення клацнемо на кнопці OK. У вікні Настройка принтера розкриємо список поля Ім’я в групі Принтер і виберемо ім'я потрібного.

Можливо, прийдеться виконати настроювання параметрів обраного пристрою. Тоді клацнемо на кнопці Властивості. Для правильного настроювання пристрою звернемося до супровідної документації або до чергового оператора.

У якості поточного (по замовчуванню) будемо вважати, що в нас використаний лазерний принтер HP Pakard 1100 з розміром листа А4, установленого вертикально. Саме його параметри використовуються при вході в режим попереднього перегляду. На прикладі даного принтера розглянемо подальші дії користувача при виведенні документа на друк.

Документ на листі можна переміщувати за допомогою миші чи клавіатури, повертати його за і проти годинникової стрілки, змінювати масштаб, домагаючись його оптимального розміру і положення.

У першу чергу КОМПАС-ГРАФІК використовує інформацію про розміри листа, про його орієнтацію і розміри "мертвих зон". Компонування документа на листі завжди виконується з урахуванням мертвих зон. Мертві зони - це ділянки листа вздовж його горизонтальних і вертикальних кромок, що не можуть бути використані для друку в силу особливостей конструкції друкуючого пристрою.

Рисунок 4.10

Рисунок 4.11

58

За допомогою діалогового вікна Підгонка масштабу документа можна змусити КОМПАС-ГРАФІК автоматично підібрати масштаб для розміщення зображення (рис. 4.12). У вікні попереднього перегляду зображення буде перемальоване у відповідності з новим масштабом. За “замовчуванням” документ завжди притискається до лівого нижнього кута.

Рисунок 4.12

Для ініціалізації процесу передачі даних на принтер клацнемо на кнопці Вивести документ на принтер на Панелі керування.

При друці слід мати на увазі, що КОМПАС-ГРАФІК виводить креслення на друк із заздалегідь визначеною товщиною ліній. Товщина задається окремо для кожного типу ліній і не змінюється автоматично слідом за зміною масштабу документа при його виведені на друк. Тому, якщо ми значно зменшуємо його масштаб (наприклад, у 2 рази), потрібно спочатку подбати про те, щоб документ на папері виглядав акуратно, тобто зменшити товщину ліній.

Система КОМПАС-ГРАФІК має ряд додаткових можливостей при виведенні документів на друк. Існує можливість одночасного виведення декількох документів на один лист. Масштаб, кут повороту і положення можна налаштовувати окремо для кожного документа. Засобами компонування можна вирівнювати аркуші відносно один одного. Засоби фільтрації дозволяють включати або виключати виведення на папір окремих об'єктів креслень і фрагментів (рамок основного напису, виглядів, штрихувань, елементів оформлення і т.п.), а діалогове вікно Параметри виведення - встановлювати додаткові параметри при друці документа.


1. Які основні елементи інтерфейсу графічного редактора КОМПАС-ГРАФІК? 2. Типи документів, які можна створити засобами системи КОМПАС-ГРАФІК? 3. Які особливості інтерфейсу системи в режимі створення геометричних об’єктів? 4. З яких сторінок складається Інструментальна панель графічної системи КОМПАС-

ГРАФІК? 5. Які загальні прийоми роботи користувача в режимі створення геометричних об’єктів? 6. Для чого використовують “прив’язки”? 7. Які “прив’язки” дозволяє виконати система? Їх пріорітетність? 8. Які елементи оформлення креслення можна виконати засобами графічного редактора

КОМПАС-ГРАФІК? 9. У чому особливості роботи користувача в режимі простановки розмірів? 10. Як виконати простановку значень шорсткості на конкретній поверхні? 11. Які особливості роботи користувача в режимі заповнення основного напису? 12. У чому полягають особливості процедури друку графічної системи КОМПАС-ГРАФІК?

59

5 БІБЛІОТЕКИ ГРАФІЧНОЇ СИСТЕМИ КОМПАС

В практиці проектування та конструювання виробів, механізмів, різноманітних схем часто використовуються стандартні вироби (кріпильні, підшипники і т.д.), стандартизовані графічні позначення елементів на схемах (елементів електричних, гідравлічних, кінематичних і т.п. схем). При підготовці конструкторської документації доводиться проектувати типові деталі, що мають однакову геометричну форму і відрізняються тільки значеннями параметрів, які визначають цю геометрію, наприклад, деталі типу “втулка”, “вісь”, “валик”, деталі трубопровідної арматури і т.п. та стандартизовані конструктивні елементи деталей, такі як проточки, канавки, отвори. Для спрощення та прискорення розробки креслень, які містять стандартні та типові деталі, в системі КОМПАС створені окремі модулі, що дозволяють динамічно формувати зображення таких деталей після введення значень основних параметрів, які визначають їх геометричну форму. Ці модулі називаються бібліотеками.

Бібліотека – це додаток, який створений для розширення можливостей системи, що працює в її середовищі та є складовою підсистемою автоматизованого проектування, яка, після введення значень основних параметрів стандартних чи типових деталей, формує креслення цих деталей чи повністю завершені конструкторські документи на них.

5.1 Типи бібліотек системи У графічній системі КОМПАС можлива робота з бібліотеками трьох типів: • прикладними бібліотеками; • бібліотеками фрагментів; • бібліотеками моделей. Прикладні бібліотеки зорієнтовані на виконання креслень певного типу –

машинобудівних, будівельних, креслень електронних і електричних та інших схем. В прикладних бібліотеках, в параметричному вигляді, зберігаються зображення стандартних деталей та типових елементів. Прикладні бібліотеки графічної системи КОМПАС створюються програмістами за допомогою спеціальних мов програмування і мають зручний інтерфейс, гнучкі можливості настройки параметрів та можуть містити різноманітні розрахункові модулі. Користувач немає можливості змінити вміст цих бібліотек або порядок їх роботи.

Для автоматизації відмальовування типових елементів креслення, що відсутні в прикладних бібліотеках, в системі КОМПАС-ГРАФІК використовуються фрагменти користувача. Фрагмент є одним з типів документів, який позбавлений елементів оформлення (рамки, основного напису, знака незазначеної шорсткості і технічних вимог) і представляє собою порожній електронний лист необмеженого розміру. За рахунок своїх властивостей фрагмент ідеально підходить для збереження раніше створених зображень типових рішень конструкцій для наступного їх використання в інших документах. Фрагменти можна зберігати в стандартних папках Windows і використовувати їх в нових кресленнях. Але керувати ними за допомогою засобів операційної системи складно. Для вирішення цієї проблеми в складі КОМПАС-ГРАФІК є спеціальна утиліта, що називається бібліотекарем фрагментів, яка дозволяє створити бібліотеки фрагментів користувача, що є дуже зручним засобом зберігання типових рішень. Створення та супровід бібліотек виконується самим користувачем засобами бібліотекаря фрагментів і не вимагає спеціальних знань з програмування. Стандартний комплект поставки КОМПАС-ГРАФІК містить деякі бібліотеки фрагментів, наприклад, бібліотеку технологічних позначень.

Бібліотеки моделей, як і прикладні, зорієнтовані на створення тримірних моделей певного типу (зазвичай це нескладні деталі типу “втулка”, “вісь” і т.п.). В бібліотеках моделей в параметричному вигляді зберігаються зображення моделей стандартних та типових для машинобудування деталей.

60

5.2 Робота з бібліотеками системи Для підключення, запуску бібліотек в роботу, вибору режиму їх роботи, а також

створення бібліотеки фрагментів і бібліотек моделей використовується спеціальний модуль – Менеджер бібліотек.

Бібліотеки системи згруповані в деcять розділів Менеджера бібліотек: Машинобудування; Металоконструкції; Оснастка, інструмент; Приклади бібліотек; Інші, Розрахунки та побудови; Зварка, Будівництво, інженерні мережі та комунікації; Трубопроводи, резервуари та апарати; Електроніка та електротехніка. Назви розділів, їх кількість та склад можуть змінюватись користувачем.

Діалогове вікно Менеджера бібліотек представлене на рисунку 5.1. У рядку меню відображені назви сторінок головного меню команд. Панель управління містить кнопки виклику часто вживаних команд. На рисунку 5.2 дане пояснення тільки п’яти перших кнопок, чотири наступні – типові для багатьох програм (Видалити, Вирізати, Вставити та Вихід).

В лівій частині вікна відображається структура (список розділів) Менеджера бібліотек. У правій – список бібліотек, що відповідає виділеному розділу. Під списком бібліотек відображається інформація про виділену бібліотеку.

Під час інсталяції системи не всі бібліотеки певного розділу можуть відображатись у списку. Команда “Додати”, що розміщена на Панелі управління Менеджера бібліотек, дозволяє додати до списку потрібну бібліотеку. Її активізація викликає стандартне діалогове вікно, яке пропонує вибрати потрібну бібліотеку зі списку, що знаходиться в папці Libr каталогу Kompas.

Для підключення бібліотеки до системи КОМПАС-ГРАФІК виконують наступні дії: 1. Вибрати у меню Сервіс команду Менеджер бібліотек. На екрані з'явиться вікно

Менеджера бібліотек (рис. 5.1).

Рисунок 5.2

Створити розділСтворити

Запустити

Додати Підключити

Рисунок 5.1

61

2. У списку розділів (зліва) вибираємо потрібний. Одночасно справа відобразиться список бібліотек, що відповідає виділеному розділу. Залишається виділити ім'я потрібної бібліотеки і викликати команду Підключити з меню Менеджера Бібліотек.

Для швидкого підключення обраної бібліотеки клацають мишею в поле поруч з її назвою в списку або натискають кнопку Підключити на Панелі керування Менеджера.

Обрана бібліотека підключається у встановленому для неї режимі: меню, вікно, чи діалог панель. У полі, поруч з назвою бібліотеки, з'являється червона "галочка" – ознака того, що бібліотека підключена. Так само "галочкою" позначається назва команди Підключити в меню, а кнопка на Панелі керування Менеджера відображається натиснутою.

Після підключення бібліотеки активним, як і раніше, залишається вікно Менеджера, тому для роботи з бібліотекою її варто мінімізувати. Назви всіх підключених до системи прикладних бібліотек відображаються, як команди, в нижній частині меню Сервіс. Прикладні бібліотеки підключені до системи в попередньому сеансі роботи з графічним редактором, залишаються підключеними на протязі всього сеансу роботи до їх відключення. Однак, вікно прикладної бібліотеки, яка була підключена в попередніх сеансах роботи з Менеджером, не відображається на екрані під час наступних сеансів роботи. Для забезпечення роботи з такою бібліотекою її треба запустити у вікні Менеджера або викликати з меню Сервіс команду, що відповідає потрібній бібліотеці.

5.2.1 Режими роботи з бібліотекою КОМПАС-ГРАФІК забезпечує чотири різних режими роботи з підключеною

бібліотекою – меню, діалог, вікно і панель. У кожному конкретному випадку режим роботи вибирається користувачем виходячи зі зручності роботи в даній ситуації. За замовчуванням, переважно, пропонується режим вікна.

Вказати режими роботи бібліотеки дозволяє команда Властивості …, яка знаходиться на сторінці Файл головного меню команд. Активізація цієї команди викликає вікно Властивості бібліотеки, що містить: інформацію про назву бібліотеки; ім’я файлу бібліотеки та його місцезнаходження; віконце, що дозволяє мінімізувати вікно бібліотеки при виконанні її функцій; вибрати режим відкривання бібліотеки (рис. 5.3). Вказати режими роботи бібліотеки можна і вибравши відповідну команду у випадаючому меню, що відкривається при активізації сторінки Бібліотека головного меню команд. Інші команди, які знаходяться на цій сторінці меню зрозумілі з рисунку 5.4. Переключення режиму роботи з бібліотекою може бути виконане в будь-який момент роботи.

Пояснення про роботу з прикладними бібліотеками в різних режимах подане на прикладі роботи користувача з Конструкторською бібліотекою при виконанні креслення стандартного виробу – болта.

Рисунок 5.3 Рисунок 5.4

62

Робота з прикладною бібліотекою в режимі меню У режимі меню структура бібліотеки відображається у вигляді стандартного

ієрархічного меню. Назва бібліотеки представлена у вигляді команди в нижній частині меню Сервіс. Після виклику цієї команди розкривається вкладене меню, що містить функції бібліотеки у вигляді команд, які можуть бути згруповані по розділах (рис. 5.5).

Для запуску функції на виконання вибирають з меню команду з ім'ям потрібної. Відкрите діалогове вікно дозволяє: вказати конкретні значення параметрів вибраного для викреслювання параметризованого об’єкту бібліотеки; вибрати потрібний вигляд зображення; варіант викреслювання зображення (спрощено чи з промальовуванням усіх конструктивних елементів); вибрати матеріал. Зміст опцій, що містить вікно залежить від типу конкретного об’єкту. Як приклад, на рисунку 5.6 показане одне з вікон

Рисунок 5.5

Рисунок 5.6

63

конструкторської бібліотеки, яке дозволяє виконати зображення потрібного болта нормального за ГОСТом 7798-70. Користувачу залишається вказати основні параметри (діаметр різьби та довжину робочої частини болта), потрібний вигляд відображення, варіант викреслювання та матеріал. Крім того, вікно містить ряд додаткових опцій, що дозволяють уточнити варіант відображення та створити об’єкт специфікації. Вибір опції Створити об’єкт специфікації, дозволяє основні дані про об’єкт автоматично передавати в модуль проектування специфікації.

Робота з прикладною бібліотекою в режимі діалогу Структура бібліотеки у режимі діалогу відображається у вигляді типового діалогового

вікна. У лівій частині діалогового вікна відображається список команд поточної бібліотеки, що можуть бути згруповані по розділах. У правій частині діалогу відображаються слайди, що полегшують пошук потрібної команди (рис. 5.7).

Для запуску бібліотечної команди на виконання вибирають її назву в списку. Змінити режим роботи користувача з бібліотекою можна активізацією кнопки Режим.

Відкрите додаткове вікно пропонує вказати новий режим роботи бібліотеки (рис. 5.8). Для відключення поточної бібліотеки від системи натискають кнопку Відключити.

Для завершення діалогу призначена команда Скасувати.

Рисунок 5.7

Рисунок 5.8

64

Робота з прикладною бібліотекою в режимі вікна Робота з бібліотекою в режимі вікна ведеться по аналогії зі стандартним вікном

Windows. При цьому, можна змінювати розмір вікна бібліотеки, а також звертати (мінімізувати) його, залишаючи на екрані тільки піктограму (рис. 5.9).

У лівій частині вікна відображається список команд поточної бібліотеки, що можуть бути згруповані по розділах. У правій частині вікна відображаються слайди, що полегшують пошук потрібної команди. Для запуску бібліотечної команди вибирають її назву в списку. Цей режим дозволяє автоматично згортати вікно бібліотеки на час вставки елемента з неї. Після виходу з режиму вставки вікно бібліотеки автоматично розгортається. Для включення чи вимикання автоматичної мінімізації вікна бібліотеки потрібно вибрати команду Мінімізувати при виконанні із системного меню вікна. Якщо поруч з цією командою в меню стоїть "галочка", автоматична мінімізація вікна включена.

Робота з прикладною бібліотекою в режимі панелі Структура бібліотеки у режимі панелі відображається у вигляді стандартної панелі. У

верхній частині панелі бібліотеки під рядком заголовка розташований рядок меню. У ній відображаються назви сторінок меню команд (рис. 5.10).

На панелі бібліотеки може розташовуватися кілька вікон. В одному з них показана структура (список розділів) бібліотеки. В іншому – список назв команд і набір слайдів

Рисунок 5.9

Рисунок 5.10

65

(значків), що відповідають пунктам виділеного в списку розділу бібліотеки. Третє вікно служить для перегляду слайда, виділеного в списку команд. Цей режим дозволяє змінювати розмір панелі чи будь-якого вікна на ній, а також звертати (мінімізувати) панель, залишаючи на екрані тільки піктограму.

Для запуску бібліотечної команди на виконання треба вибрати її назву в списку (список бібліотечних команд відображається в правому вікні) і викликати команду Виконати команду з меню Команда. Режим дозволяє включити чи відключити показ вікна перегляду слайда. Для цього в меню Вигляд є команда Вікно перегляду. Крім того є можливість змінювати розмір і розташування значків за допомогою команд із меню Вигляд. Для цього передбачено три команди: Великі значки; Дрібні значки; Список.

На рисунку 5.11 показана панель, аналогічна відображеній на рисунку 5.9, але елементи у розділі відображені у вигляді списку без значків і включене вікно перегляду.

Одночасна робота з декількома бібліотеками КОМПАС-ГРАФІК дозволяє підключити і використовувати при роботі з документами

до дев'яти прикладних бібліотек одночасно. Однак, варто пам'ятати, що кожне підключення бібліотеки приводить до зменшення вільних системних ресурсів.

Список усіх підключених бібліотек відображається у вигляді команд у нижній частині меню Сервіс. Щоб перейти до роботи з якою-небудь бібліотекою, досить вибрати команду з її назвою з цього меню.

Найбільше зручно при роботі з декількома бібліотеками встановити для кожної з них режим вікна чи панелі. Тоді є можливість бачити вікна бібліотек одночасно з вікном документа і швидко переключатися між ними. Якщо деякі бібліотеки не потрібні в даний момент, то існує можливість мінімізації вікна.

5.3 Прикладні бібліотеки графічної системи Роботу з прикладними бібліотеками системи розглянемо на прикладі використання

Конструкторської бібліотеки та бібліотеки призначеної для проектування електричних схем – Бібліотеки електрика-конструктора.

5.3.1 Конструкторська бібліотека Конструкторська бібліотека містить параметричні зображення стандартних та

типових машинобудівних елементів – болтів, гвинтів, гайок та інших кріпильних виробів, а

Рисунок 5.11

66

також різноманітних типових деталей, які найчастіше зустрічаються в практиці роботи інженера-конструктора (Додаток Б).

Детальніше проаналізуємо роботу з даною бібліотекою на прикладі виконання креслення однієї з типових для машинобудування деталей (гайки накидної за ГОСТ 13957-74, що знаходиться в розділі Трубопроводи) та креслення декількох кріпильних виробів, які використовуються в з’єднаннях (фрагменти болтового, гвинового і т.п. з’єднань).

Після запуску бібліотеки з’являється діалогове вікно, яке дозволяє вибрати потрібний кріпильний чи типовий для машинобудування виріб, його тип і варіант виконання (рис. 5.12). Активізувавши відповідний рядок, отримаємо нове діалогове вікно, що дозволяє ввести значення параметрів виробу та вказати варіант зображення (головний вигляд, вигляд зверху чи збоку). Для деталей з отворами існують додаткові опції, що дозволяють користувачу вибрати потрібний варіант відображення деталі: виконати зображення деталі в розрізі, поєднати вигляд з розрізом чи виконати місцевий розріз (рис. 5.13). Значення параметрів можна вводити вручну з клавіатури або вибрати зі стандартного ряду. Вибір параметрів зі стандартного ряду значно спрощує роботу користувача з бібліотекою і практично виключає помилки. Вводимо потрібні параметри і підтверджуємо вибір. В

активному вікні графічного документа системи з’являється фантомне зображення вибраного об’єкта та одночасно нове вікно, що містить команди управління зображенням та залишає можливість повернення до попереднього вікна (рис.5.14). Ці команди дозволяють оперативно змінювати параметри об’єкта, тип відображення, параметри штриховки (у випадку зображення з розрізом) та кут нахилу об’єкта відносно горизонту. Перемістивши фантомне зображення об’єкта мишкою на потрібне місце, фіксуємо його кнопкою мишки або задаємо положення координатами його точки прив’язки в Рядку параметрів об’єкта.

Надалі, вставлений у креслення стандартний чи типовий елемент, зберігається як єдине

ціле (макроелемент), і користувач може легко відредагувати його, активізувавши мишкою його зображення.

Коли стандартний елемент вставляється в “електронне” креслення, то система має можливість внести додаткову інформацію про нього у файл креслення, яка потім може бути використана при створенні специфікації в напівавтоматичному режимі.

Рисунок 5.13

Рисунок 5.12

Рисунок 5.14

67

Бібліотека істотно скорочує витрати часу конструктора при розробці складальних машинобудівних креслень і забезпечує високу якість документації, що випускається. За допомогою конструкторської бібліотеки можна вставляти в креслення не тільки зображення окремих елементів, але і набір з декількох кріпильних виробів, наприклад болтове з’єднання. Для цього в конструкторській бібліотеці є команда Кріпильний елемент (рис. 5.15). Коли її

активізувати, з’являється діалогове вікно, яке дозволяє вибрати потрібні для з’єднання кріпильні вироби та їх параметри (рис. 5.16). Спочатку задаємо номінальний діаметр елементів набору та товщину пакету. Потім у вікні вкладки Всі елементи, в якому відображений список кріпильних виробів, що може входити в набір, вибрати потрібні. Користуючись кнопками Додати та Видалити можна сформувати верхній та нижній список елементів, які відображаються у вкладці справа.

Рисунок 5.16

У вікні вкладки Набір елементів відображений список сформованих фрагментів певного набору кріпильних виробів (болтове, шпилькове та гвинтове з’єднання). Вигляд діалогового вікна такого режиму показаний на рисунку 5.17

Бібліотека також дозволяє формувати креслення багатьох поширених типових деталей, що використовуються в практиці проектних розробок в машинобудуванні. В кожному конкретному випадку система пропонує діалогові вікна, робота з якими, в загальному, схожа з вищеописаними.

Рисунок 5.15

68

5.3.2 Бібліотека електрика-конструктора З розділу електроніки та електротехніки розглянемо роботу з бібліотекою ESK. Вона

використовується конструкторами-електриками при створенні електричних і функціональних схем, схем з'єднань, схем і планів споруджень і пристроїв мереж провідного віщання, схем проводок і прокладки електричних мереж на планах будинків і споруджень усіх галузей промисловості і народного господарства.

Засоби бібліотеки дозволяють істотно спростити і автоматизувати формування найрізноманітніших електричних схем. Вона має широке коло можливостей:

• містить кілька тисяч графічних позначень елементів; • має засоби для створення графічних позначень мікросхем та інших елементів; • надає можливість формування ліній зв'язку на схемах; • автоматично та напівавтоматично проставляє позиційні позначення; • автоматично створює переліки елементів; • веде базу даних елементів. Процедура підключення бібліотеки ESK аналогічна підключенню конструкторської

бібліотеки – через сторінку Сервіс системного меню документа чи кнопкою Менеджер бібліотек на Панелі управління. Бібліотека ESK знаходиться в розділі Електроніка та електротехніка (рис. 5.18).

Рисунок 5.17

Рисунок 5.18

69

Рисунок 5.22

Після запуску бібліотеки на екрані монітора з’являється вікно, яке дозволяє уточнити, який саме модуль бібліотеки потрібно запустити. Перелік можливих варіантів показаний та зрозумілий з рисунку 5.19. Вибираємо основний модуль (Бібліотека ESK) і запускаємо його. На екрані монітора на деякий час залишається інформативне вікно, що вказує на завантаження вибраного модуля (рис. 5.20). Коли завантаження модуля повністю завершене,

на екрані монітора з’являється головне діалогове вікно бібліотеки (рис. 5.21), яке дозволяє вибрати потрібний елемент схеми чи інші її складові (лінії зв’язку, позначення елементів і т.п.).

Рядок меню складається з п’яти сторінок: Параметри, Стиль, Настройка, Вікно та Довідка. Команди, які містять три перші сторінки рядка головного меню (дві інші – типові для будь-якого Windows-додатку) показані на рисунку 5.22.

Під рядком головного меню знаходиться Панель управління, на якій розміщені кнопки виклику часто вживаних команд. Перелік цих команд показаний на рисунку 5.23.


Рисунок 5.21

70

Основну частину вікна займають кнопки, що запускають команди на створення стандартних зображень елементів схем та їх оформлення. В нижній частині вікна розміщений рядок підказки, в якому відображається інформація команди, що буде запущена при активізації виділеної кнопки.

Кожна команда, як правило, має розширення, яке викликає додаткові діалогові вікна, що дозволяють уточнити варіант виконання вибраного раніше елемента та надають можливість вказати його параметри. На завершення відкривається ще одне вікно, яке дозволяє задати параметри відмальовування. Користувачу залишається послідовно вибирати потрібні графічні позначення елементів електричної схеми, вказати параметри відмальовування, розкласти їх у вікні документа в потрібному порядку, переміщаючи фантомне зображення елемента, що “прив’язане” до графічного курсору, та зафіксувати їх положення. На рисунку 5.24 показаний вигляд діалогових вікон, які з’являються при виконанні користувачем зображення резистора. Стрілками показана послідовність їх появи на моніторі.

Графічні позначення елементів До складу бібліотеки входить кілька тисяч графічних позначень мікросхем,

конденсаторів, джерел живлення, запобіжників, ламп, реле, резисторів, діодів, оптронів, тиристорів, трансформаторів, електрозапальних і електротермічних пристроїв, акустичних і

Задання кута повороту

Прив’язка позначення

Вузол –автоматично

Згортати при виконанні

Заповнювати дані ПЕ,ТС

Клема нерозбірна

Відмальовування по циклу

Двохбуквене позначення

Клема розбірна

Ховати при виконанні

Закривати після виконання

Настройка бібліотеки

Рисунок 5.23

Рисунок 5.24

71

електровимірювальних приладів і т.д (Додаток В). Стандартний Windows-інтерфейс бібліотеки і наочні кнопкові панелі забезпечують зручний доступ до графічних позначень.

На головній панелі графічних позначень відображені загально прийняті позначення елементів електричних схем певного типу (рис. 5.21 та рис. 5.24).

Перед вставкою графічного позначення елемента в документ система відкриває вікно Параметри відмальовування, в якому згруповані команди, що дозволяють користувачу:

• змінювати точку прив'язки фантома; • повертати позначення на фіксований кут, кратний 90°, чи на довільний кут; • отримувати дзеркальне зображення позначення; • керувати створенням і заповненням атрибутів позначення; • керувати прив'язками позначення (незалежно від прив'язок, встановлених у

КОМПАС-ГРАФІК). Повний перелік команд згрупованих у вікні Параметри відмальовування показаний на

рисунку 5.25.

Команда “Змінити базову точку” включає режим зміни базовї точки позначення. Після активізація цієї команди вікно Параметри відмальовування згортається, і у вікні графічного документа з’являється позначення елемента, на якому треба вказати нову базову точку. Після того, як вказана нова базова точка, вікно відновлюється, і фантом позначення змінює базову точку.

Команди “Дзеркало на осі X” та “Дзеркало на осі Y” відображають фантоми позначення, дзеркальні відносно вихідного положення позначення, щодо осі X чи Y. Вихідне положення позначення показано червоною стрілкою на кнопках повороту позначення.

Чотири наступні команди дозволяють користувачу повертати графічне позначення на фіксований кут, кратний 90° вверх, вправо, вниз та вліво по відношенню до попереднього положення. Вихідне положення графічного позначення показано стрілкою на кнопках.

Команда “Поворот позначення” включає режим, який дозволяє повертати графічне позначення на довільний кут. Після фіксування базової точки позначення у вікні графічного документа система пропонує вказати кут повороту позначення.

Кнопка “Відмальовування по циклу” включає відмальовування позначень по циклу. Команда “Змінити параметри” викликає попереднє вікно для введення параметрів

позначення відповідного елемента схеми для їх зміни. Команда “Додаткові параметри” викликає нове вікно “Додаткові параметри

відмальовування ” для зміни цих додаткових параметрів. Вигляд вікна при цьому показаний на рисунку 5.26.

Ввімкнена кнопка “Заповнити дані для ПЕ чи ТС” при відмальовуванні чи вказуванні (для функції позиційне позначення) позначення елемента буде виводитися вікно “Каталог элементов” для введення даних елемента.

Про функції двох наступних команд (“Лінія зв’язку” та “Прив’язка”) інформація буде подана в наступних розілах.

Кнопка “Довідка” викликає довідку по даному вікну.

Змінити базову точку

Дзеркало на осі X

Дзеркалона осі Y

Повернути: вверх, вправо, вниз, вліво

Поворот позначення

Додаткові параметри

Відмальовування по циклу

Лінія зв’язку

Прив’язка

Заповнити дані ПЕ, ТС

Змінити параметри Довідка

Рисунок 5.25

72

Зображення елементів схем створене засобами бібліотеки ESK є макроелементом – єдиним об'єктом у документі КОМПАС-ГРАФІК.

Крім відмальовування стандартних графічних позначень, у ряді розділів бібліотеки є можливість створення нових позначень. Користувач може сформувати графічне позначення практично будь-якої мікросхеми, вставити його в документ чи зберегти у файлі каталогу (бібліотека ESK має власний формат), бібліотеці фрагментів чи фрагменті КОМПАС-ГРАФІК. Діалогове вікно, що дозволяє це зробити, показано на рисунку 5.27.

Сервіс при відмальовуванні ліній зв'язку на схемах Бібліотека ESK має розвинуті засоби створення ліній зв'язку між елементами

електричних схем, що допомагають прискорити і спростити їх відмальовування. Якщо при створенні лінії зв'язку виникають помилки, бібліотека видає діагностичне повідомлення і підсвічує елемент, що викликав помилку.

Керування лініями зв'язку здійснюється у відповідному вікні, що викликається з головної панелі графічних позначень (рис. 5.28). В даному вікні зібрані команди, що дозволяють повністю оформити схему: провести лінії зв'язку потрібного типу, вузлів

Рисунок 5.27

Рисунок 5.28

Рисунок 5.26

73

з'єднань, виконати текстові написи та позиційні позначення елементів. Щоб перейти до проведення власне ліній зв'язку, необхідно активізувати відповідну команду цього вікна.

Функція “Лінія зв’язку” модифікує вікно – з’являються нові кнопки (команди), які надають можливість вказувати додаткові параметри відмальовування ліній зв'язку: Короткий зв’язок (кожна лінія зв'язку – окрема лінія); Вирівнювання 90 гр. (фантом лінії зв'язку переміщається тільки під кутом 90°); Комплексний зв’язок (фантом лінії зв'язку складається з двох взаємно перендикулярних ліній); Вирівнювання 45 гр. (фантом лінії зв'язку переміщається тільки під кутом 45°); Вузол – автоматично (при відмальовуванні лінії зв'язку передостання введена точка аналізується на відгалуження і при необхідності відмальовується вузол зв'язку). Вигляд вікна “Лінія зв'язку – лінії зв'язку” при відмальовуванні ліній зв'язку показаний на рисунку 5.29.

Додаткове вікно – "Тип лінії зв'язку" дозволяє змінити поточний тип лінії зв'язку. У верхній частині вікна є п’ять розділів, кожний з яких містить різні типи ліній, в залежності від призначення. Користувач задає потрібний розділ та вказує тип лінії зв'язку. Вигляд вікон при активізації закладок трьох розділів та типи ліній, які передбачені системою, показані на рисунку 5.30.

Внизу вікна відображається обрана користувачем лінія зв'язку. Бібліотека ESK підтримує наступні типи ліній зв'язку:

• системні лінії зв'язку бібліотеки ESK; • системні лінії КОМПАС-ГРАФІК; • лінії проводки на планах за ДСТ 21.614-88; • лінії передач провідних засобів системи зв'язку за ДСТ 21.406-88; • лінії з бібліотеки користувача стилів ліній. Команда Вузол – автоматично дозволяє автоматично створювати вузли з'єднань. При

формуванні вузлів аналізується кількість і типи ліній у передостанній (останній) точці лінії зв'язку, проводиться аналіз на відгалуження та, в залежності від цього, відмальовує чи ні вузол з'єднання.

Функція “Вузол” знову видозмінює вікно (рис. 5.31). У вікні Лінії зв’язку – вузол з'єднання з’являється нова команда “Прив’язка”, що дозволяє вказати спеціальні прив’язки бібліотеки ESK, які забезпечують керування прив’язками вузлів з’єднань, тексту та

Рисунок 5.29

Рисунок 5.30

74

позиційних позначень елементів. Вибір конкретних прив’язок задається у додатковому вікні, що з’являється після активізації команди (рис. 5.32).

Якщо кнопка “Прив’язка” виключена – діють поточні прив’язки КОМПАС-ГРАФІКа. При виборі кнопки “Текст напису” запускається команда “Лінії зв’язку – напис” для

виконання текстових написів схеми (рис. 5.33). Команда “Прив’язка до елемента” керує методом прив’язки тексту при його введенні. Якщо кнопка включена, то текст зміщується вверх від базової точки фантома, на величину відступу знизу, заданого в параметрах шрифта. Команда “Вертикальний текст” дозволяє виконувати напис у вертикальному напрямку (повертати текст на 90°). Три наступні кнопки дозволяють змінювати положення базової точки фантома по відношенню до тексту що вводиться (кнопки “Базова точка – зліва”, “Базова точка – в центрі” та “Базова точка – справа”).

Автоматична і напівавтоматична простановка позиційних позначень Функція “Позиційне позначення” дозволяє створити буквено-цифрові позначення

(позиційні позначення) елементів в електричних схемах за ДСТ 2.710-81. Функція надає користувачу наступні можливості: • підтримка структури складеного, умовного буквено-цифрового позначення за

ДСТ 2.710-81; • підтримка позиційних позначень усередині функціональних груп, що входять у

схему; • підтримка позиційних позначень по пристроях, що входять у схему і не мають

окремої принципової схеми;

Рисунок 5.31

Рисунок 5.32

Рисунок 5.33

75

• підтримка позиційних позначень на схемах, виконаних на декількох аркушах (кількість аркушів схеми не обмежене);

• задання початкового номера позиційного позначення за видами елементів; • виклик каталогу елементів і створення атрибутів елемента з даними цього

елемента; • автоматичне, напівавтоматичне і ручне відмальовування позиційних позначень; • відмальовування в позиційному позначенні номіналу елемента; • простановка позиційних позначень як за всією схемою, так і за виділеними

елементами; • редагування і видалення позиційних позначень; • контроль правильності введених позиційних позначень. Контролюються наступні помилки: немає типу позначення; немає номера позначення;

немає відмальованого тексту позначення; подвійний номер позначення; подвійний номер частини позначення; пропущено номер позначення; пропущено номер частини позначення; немає обов'язкової другої частини позначення.

Вся інформація про позиційне позначення записується в атрибут позначення і може бути переглянута засобами системи КОМПАС-ГРАФІК. Текст позиційного позначення входить до складу позначення елемента.

Після виклику функції “Позиційне позначення” система здійснює аналіз схеми на наявність позиційних позначень. Всі дані про позиційні позначення відображаються у вікні показаному на рисунку 5.34.

Автоматичне створення переліку елементів Функція “Перелік елементів” дозволяє створити для електричних схем перелік

елементів за ДСТ 2.701-84.

Функція надає наступний сервіс при створенні і редагуванні переліку елементів: • створення переліку елементів за ДСТ 2.701-84; • створення об'єктів переліку елементів позиційних позначень усередині функціональних груп, що входять у схему;

Рисунок 5.34

76

• створення об'єктів переліку елементів позиційних позначень по пристроях, що входить у схему і не мають окремої принципової схеми;

• створення об'єктів переліку елементів на схемах, виконаних на декількох аркушах (кількість аркушів схеми не обмежена);

• виклик каталогу елементів і створення атрибутів елемента; • створення об'єктів переліку елементів як за всією схемою, так і по виділених елементах;

• створення і редагування допоміжних об'єктів переліку елементів і заголовків видів елементів;

• керування видимістю “частин” повного найменування елемента; • контроль правильності введених даних. Контролюються наступні помилки: немає найменування елемента; немає типу

елемента; немає позиційного позначення; немає кількості; неправильна кількість; немає зв'язку з позначеннями елементів; не знайдені всі зв'язки з позначеннями елементів; помилка позиційного позначення в об'єкті ПЭ; об'єкт був відредагований.

Вся інформація про об'єкти переліку елементів у документі може бути переглянута і відредагована засобами системи КОМПАС-ГРАФІК.

При виклику функції “Перелік елементів” здійснюється аналіз схеми на наявність об'єктів переліку елементів і позиційних позначень. Дані про них відображаються у вікні “Перелік елементів”.

Ведення бази даних елементів Функція “Каталог елементів” дозволяє вводити, переглядати та видаляти дані про

елементи в каталозі, а також записувати їхні дані в атрибути позначення елемента для використання в інших функціях бібліотеки ESK (при складанні переліків елементів, специфікацій і т.д.).

Каталог елементів представляє собою базу даних. Для керування його вмістом призначене спеціальне вікно (рис. 5.35).

У каталог можна внести наступні дані про елемент: назву; тип елемента; позначення (креслення); ТУ чи ДСТ; код ОКП; масу елемента; тип корпуса; коментар; вміст

Рисунок 5.35

77

дорогоцінних металів; ім'я файлу довідки елемента; ідентифікатор позначення елемента; де використовується елемент; ціну; додаткову інформацію; дані про постачальника.

При роботі з каталогом користувачу надається ряд сервісних можливостей: пошук елементів; фільтрація елементів по використанню; ведення каталогів елементів по проектах і схемах; попередній перегляд графічних зображень елементів; введення інформації про місце положення зображень елементів.

КОНТРОЛЬНІ ПИТАННЯ 1. Що таке бібліотека КОМПАС-ГРАФІК? 2. З якими бібліотеками може працювати графічний редактор? 3. У чому призначення прикладних бібліотек графічного редактора КОМПАС-

ГРАФІК? 4. У чому відмінності бібліотек фрагментів у порівнянні з прикладними? 5. Як підключити та запустити бібліотеку в роботу? 6. Скільки режимів роботи з бібліотекою передбачає система? Які саме? 7. Які особливості дій користувача при роботі з бібліотекою в різних режимах? 8. Які загальні прийоми роботи з прикладними бібліотеками графічної системи

КОМПАС-ГРАФІК? 9. Для чого призначена Конструкторська бібліотека системи? 10. Які особливості роботи користувача при використанні Конструкторської

бібліотеки? 11. Для чого призначена Бібліотека електрика-конструктора системи (бібліотека

ESK)? 12. У чому особливості інтерфейсу системи при роботі з Бібліотекою електрика-

конструктора? 13. Які особливості дій користувача при роботі з Бібліотекою електрика-

конструктора? 14. Які сервісні можливості Бібліотеки електрика-конструктора при оформленні

схем? 15. Дії користувача при відмальовуванні ліній зв’язку на схемах? 16. Дії користувача при автоматичній чи напівавтоматичній простановці позиційних

позначень на схемах? 17. Дії користувача при автоматичному створені переліку елементів?

78

6 ТРИВИМІРНЕ МОДЕЛЮВАННЯ

Використовуючи наочні методи створення об'ємних елементів, конструктор оперує простими і природними поняттями: основа, отвір, ребро жорсткості, фаска, оболонка і т. п, а не термінами традиційного набору геометричних примітивів - відрізок, дуга, коло і т.д., як у випадку двомірних систем проектування. При цьому, процес тривимірного проектування часто відтворює технологічний процес виготовлення деталі. У процесі побудови тривимірних моделей складальних одиниць конструктор має можливість тимчасово відключати відображення будь-яких елементів. Це особливо зручно, якщо модель містить у собі корпусні деталі, у яких розміщені інші компоненти виробу. У будь-який момент безпосередньо на екрані монітора конструктор може виконати розріз моделі стандартними чи додатковими площинами проекцій.

Після побудови ЗD-моделі деталі чи зборки, або безпосередньо в ході побудови, конструктор може автоматично отримати її креслення, уникнувши в такий спосіб рутинного створення виглядів засобами плоского креслення. Для побудови проекцій вказуються необхідні вигляди, проводяться лінії розрізів чи перерізів. Плоске креслення буде створене автоматично і з абсолютною точністю, незалежно від складності моделі. Отриманий у такий спосіб документ можна доопрацьовувати вбудованими в систему засобами 2D-креслення: проставити розміри, позначити позиції, заповнити основний напис чи підготувати специфікацію.

Тривимірні твердотільні моделі містять у собі повну геометричну інформацію, необхідну для роботи систем інженерного аналізу (CAE). У цьому полягає одна з головних переваг ЗD-моделювання. Така модель може передаватися в систему інженерних розрахунків для виконання її аналізу: розрахунку напружено-деформованого стану при прикладанні статичних, динамічних та теплових навантажень; моделювання потоків і т.п.

Тривимірна модель є більш наочним відображенням виробу, ніж її плоске креслення. Крім створення будь-якої аксонометричної проекції, ЗD-системи дозволяють легко будувати рознесені вигляди виробу, які демонструють порядок зборки, розбирання чи технічного обслуговування виробу. Вказана можливість може бути дуже корисною при підготовці технічної документації і рекламних матеріалів.

6.1 Загальні принципи тримірного моделювання в КОМПАС-3D

KOMIIAC-3D володіє ефективними засоби моделювання, що дозволяють створювати тривимірні моделі найскладніших деталей і зборок.

У КОМПАС-3D об'ємні моделі та плоскі креслення асоційовані між собою. Це означає, що будь-яка зміна, внесена в модель, буде негайно і точно відображена на усіх виглядах креслення. Даний програмний продукт має у своєму розпорядженні могутні засоби редагування моделі, що дозволяють задавати параметричні та асоціативні зв’язки як між окремими елементами деталей, так і між деталями в складальних одиницях. Це дає можливість швидко вносити зміни в проект і створювати різні варіанти як окремих деталей, так і виробу загалом. Для отримання різних типорозмірів “родинних” деталей достатньо побудови однієї єдиної моделі.

По тривимірній моделі система легко визначає її фізичні характеристики: площу поверхні, об’єм, координати центра ваги і т. п. Якщо користувач визначив властивості матеріалу, то автоматично обчислюється маса. Це стосується як деталей, так і зборок будь-якої складності.

Основні елементи тримірної моделі: Грань – гладка частина поверхні деталі (не обов’язково плоска). Ребро – лінія (пряма чи крива), що розділяє дві грані. Вершина – точка на кінці ребра (перетину двох ребер). Тіло деталі – неперервна область простору певної форми обмежена гранями деталі. Вважається, що ця область заповнена однорідним матеріалом.

79

Компонент – деталь, підзборка чи стандартний виріб, що входить у склад зборки. Спряження – параметричний зв’язок між компонентами зборки, що формується шляхом вказування взаємного положення елементів. Вигляд курсору змінюється при виділенні різних елементів тривимірної моделі

(табл..6.1). Таблиця 6.1

Вигляд курсору Елемент моделі

вершина

ребро

вісь

поверхня чи грань

площина

просторова крива чи ескіз

Загальноприйнятим порядком моделювання тривимірної моделі є послідовне

виконання булевих операцій (об’єднання, віднімання та перетину) над об’ємними елементами (сферами, призмами, циліндрами, конусами, пірамідами і т. д.). Приклад виконання таких операцій показаний на рисунку 6.1.

а) б) в)

Рисунок 6.1 - Булеві операції над об'ємними елементами. а) об’єднання циліндра та призми; б) віднімання призми; в) віднімання циліндра

В КОМПАС-3D для створення форми об’ємних елементів виконується переміщення

плоскої фігури в просторі, слід від якої визначає форму елемента (наприклад, переміщення многокутника утворить призму, обертання лінії навколо осі – тіло обертання і т. д.).

Плоска фігура, на основі якої створюється тіло, називається ескізом, а переміщення ескізу, що створює тривимірну твердотільну модель – операцією.

Ескізи Ескіз – об’єкт з якого починається створення твердотільної деталі. Він може бути

розміщеним в одній з ортогональних площин проекції, на плоскій грані існуючого вже тіла чи в допоміжній площині, положення якої задано користувачем. Виконання ескізу на площині виконується стандартними засобами креслярсько-графічного редактора КОМПАС-ГРАФІК. При створені доступні всі команди побудови і редагування зображення, команди

80

параметризації і сервісні можливості редактора. Єдиним виключенням є неможливість введення деяких технологічних позначень, об'єктів оформлення та таблиць. Ескіз може містити і текст. По закінченні створення ескізу всі тексти в ньому перетворяться в один чи декілька контурів, що складаються з кривих NURBS (нерегулярний раціональний В-сплайн).

В ескіз можна перенести зображення з раніше підготовленого в графічному редакторі КОМПАС-ГРАФІК креслення чи фрагмента. Отже, при створенні тривимірної моделі деталі можна використовувати вже існуючу креслярсько-конструкторську документацію. Користувач, знайомий з роботою креслярсько-графічного редактора КОМПАС-ГРАФІК, не знайде принципових відмінностей між порядком створення фрагмента та ескізу.

Операції Проектування нової деталі завжди починається зі створення її базового тіла шляхом

виконання операції над ескізом (чи декількома ескізами), яке надалі будемо називати основою. Під основою розуміють геометричний об’єкт, створений першим, до якого в процесі подальшого проектування будуть додавати (чи віднімати) інші геометричні об'єкти, виконуючи булеві операції. Основа є обов’язково в кожній деталі. Основою може бути готова модель, вставлена у файл чи деталь, що створена виконанням певної операції над ескізом (чи декількома ескізами). Системою передбачені наступні базові операції:

• видавлювання – створення об’ємного елемента (деталі) шляхом переміщення ескізу в напрямку, перпендикулярному площині ескізу (рис. 6.2);

• обертання – створення об’ємного елемента (деталі) шляхом обертання ескізу навколо осі, що лежить у площині ескізу (рис. 6.3);

• кінематична – створення об’ємного елемента (деталі) шляхом переміщення ескізу вздовж зазначеної напрямної (рис. 6.4);

• по перерізах – створення об'ємного елемента за декількома перерізами-ескізами, які розглядаються як перерізи цього елемента в декількох паралельних площинах (рис. 6.5).

Кожна операція має додаткові опції, що дозволяють вибирати різні варіанти побудови тіла.

Рисунок 6.2 - Ескіз і призматична деталь, утворена операцією видавлювання

Рисунок 6.3 - Ескіз і деталь типу “Вал”, утворена операцією обертання

81

• При видавлюванні ескізу можна задати відстань і напрямок видавлювання щодо площини ескізу і при необхідності ввести кут ухилу.

• При обертанні ескізу можна задати кут і напрямок повороту щодо площини ескізу і вибрати тип тіла - тороїд чи сфероїд (якщо контур ескізу не замкнутий).

• При виконанні кінематичної операції можна задати орієнтацію твірної щодо направляючої (збереження нормалі, кута нахилу чи ортогональності).

• При побудові тіла за ескізами-перерізами можна вказати, чи потрібно замикати побудоване тіло.

• В усіх типах операцій можна включати опцію створення тонкостінної оболонки і задати товщину і напрямок побудови стінки – усередину, назовні чи в обидва боки від поверхні тіла, утвореного операцією.

Після створення базового тіла виконується “приклеювання” чи “вирізання” додаткових об’ємів. Кожний з них представляє собою тіло, утворене за допомогою перерахованих вище операцій над новими ескізами. При виборі типу операції потрібно вказати, буде створюване тіло відніматися з основного об’єму чи додаватися до нього. Прикладами віднімання об’єму з деталі є отвори, проточки, канавки, а прикладами додавання об’єму – виступи, ребра.

При введенні параметрів операції вирізання чи приклеювання доступно дещо більше опцій, ніж у базовій (найпершій) операції. Додаткові опції дозволяють спростити задання параметрів. Наприклад, при створенні наскрізного отвору можна не розраховувати його довжину, а вибрати опцію “Через всю деталь”, а при створенні виступу вказати, що її треба побудувати до вказаної поверхні.

Додаткові операції дозволяють спростити задання параметрів найбільш розповсюджених конструктивних елементів – фаски, скруглення, циліндричного отвору і т. п. Так, для побудови фаски не потрібно малювати ескіз, переміщати його уздовж ребра і віднімати об’єм, що вийшов, з основного тіла. Достатньо вказати ребро для побудови фаски і ввести її параметри – величину катетів чи величину катета і кут. Аналогічно при побудові отвору вибирають його тип (наприклад, отвір глухий) і вводять значення параметрів, що його визначають (діаметр та глибину).

В процесі роботи тіло можна перетворити в тонкостінну оболонку (для цього потрібно буде виключити одну чи декілька граней, що не повинні входити в оболонку). Порядок роботи з оболонкою, що вийшла, буде аналогічним – додавання і віднімання тіл, формування фасок, скруглень і отворів.

На будь-якому етапі роботи можна видалити частину тіла по границі, що представляє собою площину чи циліндричну поверхню, утворену видавлюванням довільного ескізу.

Якщо при побудові тіла потрібно виконати кілька однакових операцій, то можна скористатися командою “Копія”. У КОМПАС-3D доступні різноманітні способи копіювання: копіювання по сітці, по колу, уздовж кривої, дзеркальне копіювання.

Для створення деталі, що має площину симетрії, можна скористатися командою “Дзеркально відобразити все”, а для одержання деталі, симетричної існуючій - командою “Дзеркальна деталь”.

Рисунок 6.4 - Деталь, утворена кінематичною операцією

Рисунок 6.5 - Деталь, утворена операцією по перерізах

82

6.1.1 Додаткові можливості при створенні моделі Ескіз можна побудувати на площині (у тому числі на будь-якій плоскій грані тіла).

Для виконання деяких операцій (наприклад, копіювання по колу) потрібно вказати вісь (віссю може служити і прямолінійне ребро тіла). Якщо існуючих у моделі ортогональних площин, граней і ребер недостатньо для побудов, користувач може створити допоміжні площини та осі, задавши їхнє положення одним із передбачених системою способів. Наприклад, вісь можна провести через дві вершини чи через прямолінійне ребро, а площину – через три вершини чи через ребро і вершину. Існують і інші способи задання положення допоміжних осей і площин. Застосування допоміжних конструктивних елементів значно розширює можливості побудови моделі.

Параметричні властивості деталі Існує два аспекти параметризації тривимірної моделі в КОМПАС-ЗD. По-перше, кожний ескіз може бути параметричним. На його об'єкти можна накласти

наступні типи параметричних зв'язків і обмежень: вертикальність прямих і відрізків; горизонтальність прямих і відрізків; паралельність прямих і відрізків; перпендикулярність прямих і відрізків; рівність довжин відрізків; колінеарність відрізків; рівність радіусів дуг і кіл; дотик кривих; об'єднання характерних точок об'єктів; дзеркальна симетрія. В ескізах реалізована варіаційна ідеологія параметризації, така ж як і при роботі з кресленнями і фрагментами КОМПАС-ГРАФІК.

По-друге, при створенні моделі система запам'ятовує не тільки порядок її формування, але і відносини між елементами. Таким чином, реалізована ієрархічна ідеологія параметризації об'ємних побудов.

Редагування моделі Наявність параметричних зв'язків і обмежень у моделі, природно, накладає відбиток

на принципи її редагування. У KOMDAC-3D в процесі побудови можлива зміна параметрів кожного з елементів (ескізу, операції) моделі. Після задання нових значень параметрів, модель перебудовується відповідно до них. При цьому зберігаються всі існуючі в ній зв'язки. Наприклад, користувач змінює глибину операції видавлювання і її ескіз; в результаті інший ескіз, побудований на торці утвореного цією операцією тіла, залишається на цьому торці (а не “повисає” у просторі на своєму попередньому місці).

При редагуванні елемента, що займає довільне місце в ієрархії побудов, не має потреби перезадавати послідовність побудови підлеглих елементів і їхні параметри. Існуюча інформація зберігається в моделі і не руйнується при редагуванні окремих її частин. Можливий такий прийом редагування, як “перетягування” операцій мишею в дереві побудови. З його допомогою можна швидко виправити помилку в порядку побудови. Операцію можна видалити з моделі – для чого виділяють її у дереві побудови і натискають клавішу <Delete>.

У випадку такого редагування моделі, що унеможливлює існування її елементів з урахуванням параметричних зв'язків, система видає відповідне діагностичне повідомлення, в якому зазначена конкретна причина конфлікту чи втрати зв'язку між елементами моделі (наприклад, “Операція втратила опорний об'єкт”, “Опорна поверхня видозмінилася”, “Порожній ескіз”, “Самоперетин контуру” і т.д.). Довідкова система містить рекомендації та вказує можливий шлях усунення помилки.

6.1.2 Сервісні можливості Крім команд, що безпосередньо відносяться до побудови тривимірної моделі, у

розпорядженні користувача знаходяться численні сервісні можливості. Їхнє використання дозволяє керувати відображенням деталі, робити різноманітні виміри, формувати плоскі зображення деталі і т д.

Для зміни відображення деталі можна скористатися командами керування масштабом відображення деталі у вікні, командами переміщення (повороту і зміщення) деталі в

83

просторі. Доступно кілька способів відображення деталі: каркасне, відображення без невидимих ліній чи з тонкими невидимими лініями, напівтоноване і перспективне напівтоноване відображення. Для кожної окремої грані чи для всієї деталі в цілому можна задавати властивості поверхні (колір, ступінь блиску, прозорості і т.д.). У випадку вказування матеріалу деталі з бібліотеки його оптичні властивості враховуються при напівтонованому відображенні моделі.

Можливий вимір різних геометричних характеристик: відстаней між вершинами, ребрами і гранями в будь-якій комбінації, вимір довжин ребер і периметрів граней, вимір площ граней. Виконується розрахунок масо-інерційних характеристик деталі (об’єму, маси, координат центра ваги і т. п.).

За допомогою відповідних команд можна створити плоске зображення (своєрідну “заготовку” чи асоціативне креслення) тривимірної моделі. Доступний вибір будь-якої комбінації проекцій, масштабу, розташування виглядів, способів зображення невидимих ліній і ліній переходу. Отримане зображення розміщується у файлі креслення КОМПАС-ГРАФІК (*.cdw); подальше його оформлення (простановка розмірів, технологічних позначень, заповнення технічних вимог і т.д.) виконується звичними засобами креслярсько-графічного редактора.

Утиліта перегляду КОМПАС-Viewer, утиліта перегляду файлів КОМПАС-ГРАФІК, може працювати і з

файлами тривимірних моделей КОМПАС-3D. При перегляді моделей (як і при перегляді графічних документів) доступні команди зміни масштабу і переміщення зображення, а також команди зміни орієнтації деталі в просторі (інакше кажучи, тривимірну модель у КОМПАС-Viewer можна розглянути з різних сторін).

Підтримка технології OLE Тривимірну твердотільну модель, розроблену в КОМПАС-3D, можна вставити в

документ іншого формату, що є OLE-контейнером (наприклад, у документ MS Word). Створений у такий спосіб OLE-об'єкт надалі можна переглядати за допомогою КОМПАС-Viewer чи редагувати засобами КОМПАС-3D. Якщо при вставці OLE-об'єкта збережений зв'язок із джерелом, то всі внесені в джерело зміни будуть відображатися в документі-контейнері.

Обмін інформацією з іншими системами Для передачі створеної у КОМПАС-3D моделі в інші пакети з метою подальшої її

обробки (для включення в зборку, виконання міцнісних та інших розрахунків, формування керуючих програм для технологічного устаткування і т.д.) служать команди експорту. Тривимірні моделі КОМПАС-3D можна зберегти і передати у форматах IGES, SAT і STL. Крім того, тривимірні моделі КОМПАС-3D можуть, без використання зовнішніх модулів конвертації, бути прочитані пакетом SolidWorks. Це досягається шляхом використання спеціального модуля сполучення з SolidWorks, розробленого фахівцями АСКОН. Поряд з експортом моделей у KOMDAC-3D існує можливість імпорту файлів формату SAT.

6.2 Інтерфейс системи КОМПАС-3D КОМПАС-3D – це програма для операційної системи Windows. Інтерфейс системи

при роботі з кресленнями, фрагментами, текстами та специфікаціями не відрізняється від інтерфейсу КОМПАС-ГРАФІК. Коротка характеристика таких основних елементів інтерфейсу системи як Заголовок програми, Рядок меню, Панель управління, Вікно документа, Рядок повідомлень, Рядок поточного стану описана раніше для системи КОМПАС-ГРАФІК.

Виклик команд КОМПАС-3D здійснюється прийнятим для Windows-додатків способом – через сторінки меню і кнопки на Панелі керування чи Інструментальної панелі.

КОМПАС-3D - багатовіконна і багатодокументна система, в якій можуть бути одночасно відкриті вікна всіх типів документів КОМПАС – тривимірних деталей та зборок,

84

креслень, фрагментів, текстово-графічних документів і специфікацій. При роботі з деталями та зборками інтерфейс системи доповнюється новими

командами у порівнянні з інтерфейсом графічного редактора КОМПАС-ГРАФІК, що дозволяють створювати твердотільні моделі деталей та збирати ці деталі згідно їх функціонального призначення у складальні одиниці (виконувати зборку). Керуючі клавіші системи КОМПАС-3D подано в додатку Г.

При роботі з тривимірним модулем змінюється вигляд Панелі керування та Інструментальної панелі. Панель керування поповнюється рядом кнопок з командами для роботи з тримірною моделлю: кнопка для створення ескізу, кнопка для повороту деталі в просторі, набір кнопок для управління відображенням деталі (різні варіанти каркасного та тонованого відображення) та кнопка для перебудови деталі (рис. 6.6). В режимі роботи зі зборкою на панелі з'явиться ще дві нові кнопки.

Інструментальна панель у режимі роботи з деталлю в КОМПАС-3D містить п’ять сторінок – Побудова деталі, Просторові криві, Поверхні, Додаткова геометрія, Вимірювання (рис. 6.7). Інструментальна панель у режимі роботи зі зборкою містить шість сторінок. Окрім, вище перерахованих, з’являється сторінка Спряження, що дозволяє формувати параметричний зв’язок між компонентами зборки – паралельність, перпендикулярність співпадіння осей і т.п. (рис. 6.8).

Перемикання між сторінками виконується за допомогою кнопок Панелі перемикання.

Послідовність побудови деталі відображається в окремому вікні у вигляді "Дерева побудови". У ньому перераховані існуючі в моделі допоміжні елементи, ескізи і виконані операції у порядку їх створення (рис. 6.9). "Дерево побудови" можна увімкнути і при роботі зі звичайним двомірним кресленням. Крім дерева, що відображає історію створення деталі, система запам'ятовує ієрархію елементів моделі, яку можна переглянути у спеціальному діалозі, де відображаються всі топологічні відносини між елементами моделі. Наприклад, ескіз, побудований на грані якого-небудь тіла, розташовується в ієрархічній гілці, що відповідає цьому тілу.

Рисунок 6.9

Новий ескіз Повернути Перебудувати

Відображення деталі: Каркасне, Без невидимих ліній, Невидимі лінії тонкі

Відображення деталі: Напівтонове, Перспектива

Рисунок 6.6


85

Ескіз (чи кілька ескізів) для виконання операції можна вказувати в дереві побудови. При виділенні елемента дерева відповідна йому частина моделі підсвічується у вікні деталі. Якщо для виконання операції необхідно задати грані, ребра чи вершини, то їх вказують курсором у вікні роботи з деталлю.

При розробці функцій і інтерфейсу КОМПАС-3D враховувалися прийоми роботи, властиві машинобудівному проектуванню. Орієнтація системи на формування моделей конкретних деталей, що містять типові конструктивні елементи, спрощує виконання найбільш характерних операцій. До них відносяться розглянуті вище операції створення фасок, скруглення та отворів.

Створення бібліотек користувача для ескізів – це ще одна можливість автоматизації побудов. Наприклад, можна сформувати бібліотеку параметричних ескізів, що містять профілі проточок чи інших конструктивних елементів валів, для подальшого використання при створенні моделей тіл обертання.

Зручний прийом моделювання виробів, що відрізняються кількома конструктивними елементами – це використання, як базового тіла, раніше підготовленої моделі (вона називається заготовкою). Робота з заготовкою (“приклеювання” і “вирізання” додаткових об’ємів) аналогічна роботі з тілом, отриманим шляхом операції над ескізом. При використанні заготовки варто враховувати, що вона не копіюється в модель, а існує в ньому у вигляді посилання на свій файл. Заготовку можна порівняти з вставкою фрагмента у креслення КОМПАС-ГРАФІК.

КОНТОРОЛЬНІ ПИТАННЯ 1. Які переваги надає тривимірне моделювання у порівнянні з двомірним? 2. Які основні елементи моделі використовуються в КОМПАС-3D? 3. Що таке формотворні операції? Які бувають? 4. У чому полягають основні принципи тримірного моделювання в КОМПАС-3D? 5. Що таке Ескіз в КОМПАС-3D? 6. У чому суть операції при тримірному моделюванні? 7. Які допоміжні побудови можна виконувати в КОМПАС-3D? 8. У чому полягають основні особливості інтерфейсу системи КОМПАС-3D? 9. Розкрийте зміст терміну “Дерево побудови” в системі КОМПАС-3D. 10. Які сервісні можливості забезпечує КОМПАС-3D?

86

7 РОБОТА В СИСТЕМІ КОМПАС-3D В даному розділі розглянемо роботу з системою при створенні деталей різних типів із

використанням базових операцій та їх додаткових опцій. В режимі роботи з деталлю, у лівій верхній частині вікна системи, з’являється

Інструментальна панель, яка містить п’ять сторінок. Кожна сторінка містить набір кнопок, згрупованих за функціональними ознаками. Перемикання між сторінками виконується за допомогою Панелі перемикання. Вигляд Інструментальної панелі в режимі побудови деталі показаний на рисунку 7.1. Піктограми, які знаходяться в дереві побудови при створенні тривимірних моделей подано в додатку Д.

При відкритті тривимірної моделі, система автоматично переходить в меню сторінки Побудова деталі, де розміщені команди для тривимірного проектування: створення основи деталі, додавання (чи віднімання) до основи додаткових елементів (виступів, отворів, скруглень, фасок, ребер жорсткості і т. п.).

Після запуску системи в режимі створення деталі доступна для роботи тільки одна команда - Деталь-заготовка, яка дозволяє вставити вже існуючу модель у файл, як основу для подальшої роботи. Усі інші команди тимчасово недоступні, так як відсутні умови для їх виконання. І тільки після створення хоча б одного ескізу починається активізація відповідних команд. Частина команд допускають кілька варіантів виконання, які відображені на Панелі розширених команд. Базові операції системи згруповані в одній кнопці. За замовчування на сторінці Побудова деталі доступна операція Видавлювання, а інші три знаходяться на Панелі розширених команд. Вигляд сторінки Побудова деталі та приклад Панелі розширених команд показана на рисунку 7.2.

Вигляд сторінок Просторові криві, Поверхні, Додаткова геометрія, Вимірювання показаний на рисунках 7.2 б, 7.2 в, 7.2 г та 7.2 д.

б) в) г) д)Рисунок 7.2 а)

Операція видавлювання

Об’єднати компоненти

Вирахувати компоненти

Ребро жорсткості

Деталь-заготовка

Вирізати видавлюванням

Отвір

Уклон

Приклеїти видавлюванням

Рисунок 7.1

Копія по сітці

Переріз

Дзеркальна копія

Оболонка

Скруглення

87

7.1 Проектування деталей

7.1.1 Моделювання деталей на основі елементів видавлювання Ознайомлення з основними прийомами роботи операції Видавлювання та її різновидів

– Приклеїти видавлюванням та Вирізати видавлюванням, розглянемо на прикладі побудови деталі, зображеної на рисунку 7.3. Спочатку проаналізуємо, з яких геометричних об’єктів складається наша модель. Отже, зображену деталь можна розбити на наступні геометричні об’єкти: циліндр, шестигранна призма, вертикальний циліндричний та горизонтальний призматичний наскрізні отвори. В такій послідовності і будемо виконувати побудову деталі. Проектування нової деталі починається зі створення її базового тіла (основи), шляхом виконання операції над ескізом.

Створення основи моделі В нашому випадку базовим тілом будемо вважати циліндр,

основа якого розміщена в горизонтальній площині. Отже, перший ескіз будуємо на горизонтальній площині, при цьому послідовність

дій користувача наступна: 1) у Дереві побудови активізуємо мишкою горизонтальну площину проекцій та

розвернемо її перпендикулярно до користувача (в Рядку поточного стану активізуємо поле Орієнтація об’єкту і виберемо пункт “Нормально до …”);

2) на Панелі керування активізуємо кнопку для створення нового ескізу (система перейде в режим роботи двомірного графічного редактора);

3) викреслюємо коло основи і закриваємо ескіз (система повертається в режим тривимірного моделювання);

4) активізуємо операцію Видавлювання. На екрані з’явиться діалогове вікно Параметри, в якому задаємо параметри елемента видавлювання, вказуємо напрямок видавлювання;

5) завершуємо роботу з командою, натиснувши кнопку Створити (рис. 7.4). В результаті отримуємо циліндр основи.

Слід зауважити, що всі значення параметрів при їх введені відображаються на екрані у вигляді фантома елемента видавлювання, тому попередньо елемент бажано переорієнтувати, вибравши в полі Орієнтація об’єкту пункт “Ізометрія ”.

Додавання та віднімання об’єктів до основи До створеної основи тримірної деталі можна додавати нові об’єми (операція

“Приклеїти видавлюванням”) та відняти зайву частину деталі (операція “Вирізати видавлюванням”). В даному випадку до основи приєднуємо шестигранну призму і виконуємо вертикальний циліндричний та горизонтальний призматичний отвір. Дії користувача при

Рисунок 7.3

Рисунок 7.4

88

виконанні вказаних операцій подібні, тому детально проаналізуємо операцію “Приклеїти видавлюванням”, а для інших вкажемо тільки відмінності від загальних правил дій.

Для додавання шестигранної призми до циліндричної основи виконаємо наступні дії: 1) створимо ескіз шестигранника, площиною якого буде верхня грань циліндра.

Активізуємо команду “Новий ескіз”. В режимі роботи двомірного графічного редактора командою “Введення многокутника” побудуємо правильний шестигранник і закриємо ескіз;

2) на Інструментальній панелі активізуємо команду “Приклеїти видавлюванням” (рис.7.5). В діалоговому вікні Параметри задаємо параметри елемента видавлювання, вказуємо напрямок видавлювання і завершуємо роботу з командою.

Наступним кроком у побудові деталі буде побудова потрібних отворів. Площиною ескізу для побудови циліндричного отвору візьмемо верхню основу призми, а для горизонтального призматичного отвору – профільну площину проекцій. Для побудови отворів на Інструментальній панелі скористаємось командою “Вирізати видавлюванням” (рис. 7.6). Слід звернути увагу, що при введені параметрів у діалогове вікно Параметри

доступно більше опцій, ніж у базовій операції. Так, при створені наскрізного вертикального циліндричного отвору не варто розраховувати його довжину, а доцільно виконати команду “Вирізати видавлюванням” з опцією операції “Через усю деталь”. При створені наскрізного призматичного горизонтального отвору також не варто розраховувати довжину отвору. Оскільки ескіз форми призматичного отвору розміщений усередині деталі на профільній площині, то “Вирізати видавлюванням” зайвий об’єм доведеться в обидва боки від площини ескізу. Для чого, в діалоговому вікні Параметри, спочатку активізуємо функцію “Два напрямки” і в обох додаткових вікнах, які відкриваються, вказуємо опцію операції “Через усю деталь” і вже після цього виконуємо команду “Вирізати видавлюванням”.

Зміни вигляду деталі в процесі проектування показані на рисунках 7.7 а, б, в, г.

а) б) в) г)

Рисунок 7.7

7.1.2 Моделювання деталей – тіл обертання Деталі, які складаються з геометричних об’єктів, утворених методом обертання (тіл

обертання - вали, ролики, втулки, осі, кільця та багато інших деталей) можна побудувати на


89

основі елементів обертання. Побудова моделі деталі типу “Валик” “Валик” – поширений тип деталі у конструкторській практиці. Деталі цього типу

складаються з тіл обертання (циліндрів, конусів і т. п.), які мають спільну вісь і контактують плоскими поверхнями (рис. 7.8). Вал можна будувати, використавши операцію Видавлювання, але значно простіше змоделювати деталь типу “Валик” використавши базову операцію

“Обертання”. Ескіз деталі знаходиться в одній з площин проекцій та містить профіль валика і вісь обертання. Профіль складається з твірних ліній тіл обертання, які утворюють валик, з’єднаних між собою вертикальними лініями. Слід обертання цього профілю навколо осі і визначить форму валика.

Розглянемо послідовність дій користувача при побудові деталі:

1) За площину ескізу візьмемо профільну площину проекцій системи.

2) Командою “Новий ескіз” перейдемо в режим побудови ескізу і засобами двомірного графічного редактора КОМПАС-ГРАФІК побудуємо потрібний

профіль валика. Побудову ескізу варто розпочати з проведення осі обертання – осьової лінії, яка

обов’язкова для операції “Обертання”. При побудові профілю скористаємося параметричною властивістю системи КОМПАС 3D. Ця особливість дозволяє побудувати профіль валика спочатку приблизно, зберігаючи схему послідовності циліндрів, а потім вказувати конкретні значення їх розмірів. Приклад ескізу з проставленими розмірами показаний на рисунку 7.9. Слід зауважити, що порядок простановки розмірів також дуже

важливий. Нанесення розмірів обов’язково починають з габаритних розмірів ескізу (горизонтальний розмір 65 та вертикальний 15). При простановці розмірів не можна замикати розмірний ланцюг. Розміри, проставлені на ескізі деталі, не відображаються при моделюванні деталі. Тому розміщення розмірних ліній та розмірних чисел може не відповідати вимогам відповідного стандарту на простановку розмірів. Після завершення побудови закриваємо ескіз і система повертається в режим тривимірного моделювання.

3) На Інструментальній панелі системи відкриваємо панель розширених команд і активізуємо операцію Обертання (див. рис. 7.2). На екрані з’явиться діалогове вікно Параметри, в якому вказуємо параметри операції обертання. Вікно має дві закладки: перша – для введення параметрів обертання при створенні суцільного тіла обертання (рис. 7.10, а), друга – для створення тонкостінного тіла обертання (рис. 7.10, б). В даному випадку вибираємо тип тіла обертання Сфероїд, вказуємо напрямок обертання та кут повороту. В другій закладці знімаємо вказівку створення тонкої стінки, яку система пропонує за

Рисунок 7.8

Рисунок 7.9

90

замовчуванням. Натиснувши кнопку Створити об’єкт (рис. 7.10), завершуємо роботу з командою. Отримаємо заготовку деталі Валик, але без окремих конструктивних елементів (фасок і скруглень), які можна змоделювати пізніше (рис.7.11).

Фаски та скруглення в моделі валика можна побудувати одночасно з побудовою основи елемента обертання, але наступне редагування цих елементів дещо ускладнюється.

Розглянемо інший варіант створення додаткових конструктивних елементів.

Скруглення, яке знаходиться між першою та другою ступеню валика виконується за допомогою команди Скруглення. В діалоговому вікні Параметри скруглення вказують Радіус скруглення та виділяють ребро, яке потрібно скруглити. В полі діалогового вікна Кількість вибраних елементів з’являється запис Ребра 1 (рис. 7.12). Одночасно можна виділити кілька ребер і виконати декілька скруглення відразу. Завершується робота з командою Скруглення

натисненням кнопки Створити об’єкт. Фаска На Інструментальній панелі існує кнопка Фаска, що знаходиться на панелі

розширених команд разом із кнопкою Скруглення. В діалоговому вікні Параметри фаски потрібно вказати спосіб побудови фаски. Система дозволяє побудувати фаску за стороною та кутом або за двома сторонами. Вказавши потрібні значення параметрів фаски, виділяють потрібні ребра і завершують роботу з командою (рис. 7.13).

Для завершення побудови додаткових конструктивних елементів, каркасній моделі деталі можна надати реального вигляду. Для цього використаємо команду Напівтоноване відображення, що знаходиться на Панелі керування. Доцільно задати і властивості моделі.

а) б) Рисунок 7.10

Рисунок 7.11


91

По замовчуванню перший об’єкт у Дереві побудови дістає назву Деталь. Вказану назву система буде використовувати при створенні зборки та специфікації на неї. Щоб надалі уникнути плутанини, доцільно вказувати їх справжню назву. Для перейменування деталі потрібно:

• клацнути мишкою на об’єкті Деталь у Дереві побудови; • натиснути функціональну клавішу F2 (поле назви деталі стане доступним для

редагування – виділиться темним кольором); • ввести в це поле потрібну назву (в нашому

випадку Валик) і натиснути <Enter>. Для зміни буквено-цифрового позначення деталі

встановлюємо курсор на назві деталі і викликаємо контекстне меню (рис. 7.14), в якому вибираємо команду Властивості деталі. В Панелі властивостей доступні до введення наступні поля: Назва, Позначення, Матеріал (рис. 7.15). З контекстного меню можна вибрати команду Колір (рис. 7.16).

Створення моделі деталі типу Валик завершується командою Створити об’єкт на Панелі спеціального керування.

Побудова моделі деталі типу “Ролик” Дії користувача при моделюванні деталей типу “Ролик” аналогічна описаним вище.

“Ролик” - це тіло обертання (рис. 7.17). Відмінність між валиком у профілі ескізу, так як деталі цього типу мають, як правило, наскрізний отвір.

Проектування починається з виконання ескізу. За площину ескізу візьмемо профільну площину проекцій системи. Командою “Новий ескіз” перейдемо в режим побудови ескізу і засобами двомірного графічного редактора КОМПАС-ГРАФІК побудуємо вісь та потрібний профіль ролика (рис. 7.18).

Для виконання операції Обертання закриваємо ескіз. В діалоговому вікні Параметри задаємо параметри операції обертання: вибираємо тип тіла обертання Тороїд, вказуємо напрямок обертання та кут повороту (рис. 7.19, а). Потім в другій закладці

знімаємо вказівку створення тонкої стінки, яку переважно пропонує система за замовчуванням (рис. 7.19, б).

Рисунок 7.14


Рисунок 7.18

Рисунок 7.17

92

Побудова моделі деталі типу “Втулка” Деталі типу “Втулка” відносяться до деталей, що складаються з тіл обертання

(рис.7.20). Отримати потрібну конструкцію деталі можна операцією обертання не профілю, а просто прямої, навколо осі з параметром Тонка стінка потрібної товщини.

Замість профілю втулки побудуємо тільки пряму на віддалі від осі, що дорівнює зовнішньому діаметру втулки. Довжина прямої рівна довжині втулки.

В діалоговому вікні Параметри вибираємо тип тіла обертання Тороїд, вказуємо напрямок обертання та кут повороту, вказуємо на другій закладці на створення тонкої стінки та задаємо товщину стінки та в якому напрямку відкладати товщину стінки по відношенню до

прямої – назовні чи всередину (рис. 7.21).

7.1.3 Моделювання деталей кінематичною операцією

Створення деталі кінематичною операцією дозволяє легко отримувати складні просторові елементи, до яких відносяться деталі трубопровідної арматури та інші подібні деталі (рис. 7.22 а, б). При виконанні кінематичної операції задається, як мінімум, два ескізи.

В одному з них будується переріз кінематичного елемента, в другому – траекторія руху перерізу.


Рисунок 7.20


Рисунок 7.21

93

Кінематична операція знаходиться на Панелі розширених команд під кнопкою операції Видавлювання. В діалоговому вікні Параметри задаємо параметри операції. Для задання перерізу елемента включаємо опцію Переріз і вибираємо потрібний ескіз, вказавши його в Дереві побудови або клацнувши мишкою на будь-якому графічному об’єкті цього ескізу у вікні деталі. У відповідному вікні з’явиться запис Ескіз 1. Щоб задати траекторію переміщення ескізу елемента, потрібно включити опцію Траекторія і вибрати потрібний ескіз або ескізи. Якщо траекторія складається з декількох послідовно з’єднаних контурів в різних ескізах, їх потрібно вказувати в порядку з’єднання. Всі значення параметрів при їх введенні та редагуванні відразу відображаються на екрані у вигляді фантома (рис. 7.23).

Після введення всіх необхідних параметрів отримуємо деталь утворену кінематичною операцією (рис. 7.22 а).

7.1.4 Моделювання деталей операцією по перерізах Створення деталі операцією по перерізах дозволяє отримувати складні просторові

елементи, які складно, або практично неможливо, отримати, використовуючи вище перелічені операції.

При виконанні операції по перерізах повинно бути як мінімум два ескізи, хоча реально ескізів буває дуже багато. Для прикладу створимо сім ескізів, що характеризуватимуть профіль майбутньої деталі в семи перерізах (рис. 7.24). Перший у

Рисунок 7.23

Рисунок 7.24

94

фронтальній площині, а всі інші – в площинах паралельних їй, але зміщених на певну віддаль. Для цього існує команда Зміщена площина на Панелі інструментів Допоміжних побудов (рис. 7.25). Після виклику команди Операція по перерізах, яка знаходиться на Панелі розширених команд, на екрані з’явиться діалогове вікно для введення параметрів елемента по перерізах. За замовчуванням команда знаходиться в режимі вказування перерізів – ввімкнута кнопка Перерізи в групі Об’єкти. Перерізи необхідно вказувати в тому порядку, в якому вони розміщені в елементі, вибираючи їх у Дереві побудови (рис. 7.26).

За замовчуванням у вікні діалогу ввімкнута кнопка Автоматична генерація шляху. Це означає, що система автоматично визначає, які точки потрібно з’єднувати при побудові елемента. Всі значення параметрів при їх введенні та редагуванні відразу відображаються на екрані у вигляді фантома.

Після введення всіх необхідних параметрів можна завершити роботу з командою, натиснувши кнопку Створити об’єкт. Отримаємо потрібну деталь.

7.2 Загальні принципи моделювання зборок

Основні поняття КОМПАС-3D для тримірної моделі зборки • Зборка – тримірна модель, яка об’єднує моделі деталей, підзборок та стандартних

виробів, а також містить інформацію про їх взаємне положення та залежності між їх параметрами.

• Компонент – деталь, підзборка і стандартний виріб, що входять в склад зборки. • Підзборка – зборка, що входить в склад поточної зборки як одне ціле. • Спряження – параметричний зв’язок між компонентами зборки, що формується

шляхом задання взаємного положення їх елементів (наприклад, паралельність граней чи ребер, співпадіння вершин і т.п.).

7.2.1 Порядок роботи при моделюванні зборки

Зборка в КОМПАС-3D складається з компонентів. При створенні зборки в неї послідовно додають моделі компонентів. Компоненти зберігаються в окремих файлах на диску, а у файлі зборки зберігаються тільки посилання на ці компоненти.

Користувач може вказати взаємне положення компонентів зборки, задавши параметричні зв'язки між їх гранями, ребрами чи вершинами (наприклад, збіг граней двох деталей чи співвісність втулки й отвору). У зборці можна також виконати формотворні операції, що імітують обробку виробу в зборі (наприклад, створити отвір, що проходить через усі компоненти зборки і відітнути частину зборки площиною).

Рисунок 7.25

Рисунок 7.26

95

Проектування "знизу вверх" Якщо на диску існують всі компоненти, з яких складається зборка, то їх можна

вставити в зборку, а потім назначити необхідні спряження. Такий спосіб проектування нагадує дії робітника при складанні механізму, що послідовно додає в зборку деталі і вузли та встановлює їх взаємне положення.

Спосіб, на перший погляд, дуже простий, але його використовують рідко і при проектуванні нескладних зборок, що містять невелику кількість деталей. Оскільки при проектуванні окремих деталей, що входять в майбутню зборку, потрібно точно представляти їх взаємне положення та топологію виробу в цілому, розраховувати та запам’ятовувати “спряжені” розміри (по яких деталі в зборці контактують – спрягаються). У випадку складного механізму розрахунки “спряжених” розмірів з використанням параметричних зв’язків є клопіткою, складною операцією.

Проектування "зверху вниз" Цей спосіб передбачає, що компоненти виробу ще не існують. Їх потрібно

моделювати безпосередньо в зборці. Перший компонент (наприклад, деталь) моделюється в звичайному порядку, а при моделюванні наступних компонентів вже використовуються існуючі. Наприклад, ескіз основи нової деталі створюється на грані існуючої деталі і повторює її контур, а траєкторією цього ескізу при виконанні кінематичної операції стає ребро іншої деталі. Параметричні зв'язки між деталями виникають безпосередньо в процесі побудови, отже, при редагуванні одних компонентів, інші автоматично перебудовуються. Окрім того, що виникають автоматичні асоціативні зв’язки, відбувається і автоматичне визначення більшості параметрів компонентів, що позбавляє від необхідності самостійно розраховувати та запам’ятовувати ці параметри. Тому проектуванню "зверху вниз" віддають перевагу в порівнянні з проектуванням “знизу вверх”, так як він дозволяє автоматично визначати більшість параметрів і форму взаємозв’язаних компонентів та відразу створювати параметричні моделі виробу.

Змішаний спосіб проектування На практиці найчастіше використовується змішаний спосіб проектування, що містить

у собі прийоми проектування як "зверху вниз" та і "знизу вверх". У зборку вставляються готові моделі компонентів, що визначають її параметри, а

також моделі стандартних виробів. Наприклад, при проектуванні редуктора спочатку створюються моделі окремих деталей - зубчастих коліс, валів, а потім ці деталі вставляються в зборку і виконується їх компонування. Інші компоненти (наприклад, корпус, кришки та інші деталі, що оточують зубчату пару та залежать від їхніх розмірів і положення) створюються "на місці" (проектують у зборці) з урахуванням положення та розмірів оточуючих компонентів.

7.2.2 Особливості інтерфейсу системи Компас-3D при моделюванні зборок При роботі зі зборкою інтерфейс системи доповнюється новими можливостями, що

дозволяють збирати твердотільні моделі деталей згідно їх функціонального призначення у складальні одиниці (виконувати зборку).

При роботі з тривимірним модулем змінює вигляд Панель керування та Інструментальна панель. Панель керування поповнюється двома кнопками з новими командами призначеними для роботи зі зборкою. Перша дозволяє редагувати компонент безпосередньо у вікні зборки, друга – виконувати зображення зборки в “рознесеному” вигляді (рис. 7.27).

Інструментальна панель у режимі роботи зі зборкою містить шість сторінок. Основна сторінка призначена для проектування зборки. На ній зібрані команди, що дозволяють вставити в зборку модель з файлу, створити деталь та виконати деякі формотворні операції безпосередньо в режимі створення зборки, перемістити компонент, повернути компонент навколо осі чи точки (рис. 7.28).

96

При роботі зі зборкою виникає потреба зафіксувати компонент, щоб він не

переміщався в системі координат зборки. Перший компонент, який вставляється в нову зборку з файлу, фіксується автоматично. Для фіксації інших компонентів виконують наступні дії:

• виділити компонент в Дереві побудови; • викликати контекстне меню, а в ньому команду Властивості компонента; • в діалоговому вікні включити опцію Зафіксувати; • завершити роботу з діалоговим вікном, натиснувши кнопку Ok.

Справа від піктограми зафіксованого компонента в Дереві побудови з’явиться буква ф в круглих дужках. Щоб відмінити фіксацію компонента, виконують аналогічні дії та виключають опцію Зафіксувати в процесі діалогу (рис. 7.29).

Коли в зборці створені (чи додані з файлів) всі необхідні компоненти, можна приступати до створення зв’язків між ними (вказати потрібні спряження).

Спряження – це параметричний зв’язок між гранями, ребрами чи вершинами різних компонентів зборки. В КОМПАС-3D реалізовані такі спряження: співпадіння елементів; дотик елементів; співпадіння осей (співвісність) елементів; паралельність елементів;

Рисунок 7.27

Редагувати на місці Рознести

Вирізати видавлюванням

Переріз площиною

Створити деталь Додати з файлу

Повернути компонент

Отвір

Масив за зразком

Перемістити компонент

Рисунок 7.28

Рисунок 7.29

97

перпендикулярність елементів; розміщення елементів на заданій віддалі; розміщення елементів під заданим кутом.

Команди для накладання спряжень знаходяться в рядку головного меню в розділі Операції. Для швидкого виклику потрібних команд користуються сторінкою Спряження Інструментальної панелі системи. Після її активізації відкривається інструментальна панель усіх спряжень відображених відповідними піктограмами (рис. 7.30).

7.2.3 Формотворні операції в зборці При проектуванні зборки можна виконувати команди, які використовуються при

моделюванні одиночної деталі – формотворні операції, що приводять до видалення матеріалу компонентів. В режимі роботи зі зборкою передбачені наступні операції:

• вирізання елемента видавлюванням; • вирізання елемента обертанням; • вирізання кінематичного елемента; • вирізання елемента по перерізах; • створення круглого отвору; • відсікти частину моделі площиною; • відсікти частину моделі по ескізу.

Дії користувача при виконанні цих операцій аналогічні діям користувача при моделюванні однієї деталі. Слід звернути увагу на наступне: ескізи елементів, які будуть вирізані зі зборки, повинні будуватися в цій зборці.

7.2.4 Рознесення компонентів

При підготовці технічної документації часто виникає потреба наочно продемонструвати порядок збирання, розбирання чи технічного обслуговування виробу. Така можливість є особливо корисною при підготовці рекламних матеріалів на продукцію. КОМПАС-ЗD дозволяє легко виконати наглядне зображення в, так званому, “рознесеному” вигляді. На рисунку 7.31 зображений гідроциліндр в зібраному та в “рознесеному” вигляді.

Процес рознесення виконується командою Рознести, що знаходиться на Панелі керування. Але, щоб команда стала доступною, спочатку вказуємо параметри рознесення: компоненти для рознесення, напрямок і величину їх переміщення. Щоб вказати потрібні значення параметрів рознесення необхідно в рядку головного меню викликати сторінку Компановка вибрати команду Рознести компоненти – Параметри. На екрані з’явиться діалогове вікно Параметри рознесення компонентів (рис. 7.32). В полі Список кроків відображаються кроки рознесення компонентів. Якщо настройку параметрів рознесення поточної зборки не виконували раніше - поле пусте. Для внесення кроків натискаємо кнопку Додати, вказуємо компоненти для рознесення та параметри операції. Для внесення

Дотик

Співпадіння

Паралельність Перпендикулярність

Під кутом

Соосність

На віддалі

Рисунок 7.30

98

компонентів включаємо опцію Компоненти та вибираємо потрібні об’єкти в Дереві побудови або в активному вікні системи. Залишається вказати напрямок і задати величину переміщення. Опція Напрямок та поле Віддаль стають доступними, якщо вказаний елемент моделі (поверхня чи ребро) відносно якого треба виконувати переміщення.

Аналогічно можна задати довільну кількість кроків рознесення та настроїти їх параметри. Щоб завершити роботу з командою Рознести компоненти – Параметри треба закрити діалогове вікно. Модель зборки в активному вікні відобразиться в рознесеному виді. Команда Рознести стає доступною на Панелі керування і служить перемикачем між режимом рознесення та звичайним відображенням зборки. Крім того, виключити/включити режим відображення зборки в рознесеному вигляді можна в рядку головного меню: Компановка - Рознести компоненти - Параметри та зняти/поставити галочку поряд з назвою команди.


1. Охарактеризуйте особливості інтерфейс системи КОМПАС 3D при створенні деталі?

2. Які загальні прийоми моделювання деталі операцією Видавлювання? 3. Що таке основа деталі? 4. Що значить додати чи відняти об’єм до основи? 5. Які загальні прийоми моделювання деталі операцією Обертання? 6. Які загальні прийоми моделювання деталі Кінематичною операцією? 7. Які загальні прийоми моделювання деталі операцією По перерізах? 8. Які загальні принципи моделювання зборок в системі КОМПАС 3D? 9. Які основні поняття для тримірної зборки? 10. Що таке проектування зборки “знизу вверх”? 11. Що таке проектування зборки “ зверху вниз ”? 12. Чи можна виконувати формотворні операції в зборці? 13. Що таке рознесення компонентів? 14. Як виконати друк зображення моделі?

Рисунок 7.32

Рисунок 7.31

99

8 ВИКОНАННЯ КРЕСЛЕННЯ ПО МОДЕЛІ 8.1 Асоціативні креслення В недалекому минулому процес створення виробу традиційно складався з таких

етапів: проектування виробу на рівні креслень; виготовлення експериментального зразка; виробниче випробовування виробу; коректування креслень, виходячи з аналізу результатів випробувань; запуск виробу у виробництво. Виправлення, зроблене в одному документі, приводить до необхідності перегляду цілого комплекту документації. Використання систем для твердотільного моделювання об’єктів докорінно змінює цю послідовність і дозволяє значно скоротити шлях від проектування виробу до його виготовлення.

Проектування виробу в такій системі починається з побудови тривимірної моделі деталі чи зборки – один з перших етапів на шляху до її виготовлення. І коли нарешті, "ідеальна" із практичної і технологічної точок зору модель готова, можна приступати до виготовлення виробу. Для цього необхідні, звичайно ж, складальні та робочі креслення, креслення загального вигляду.

Для успішного створення і супроводу проектів потрібна система, що допомагала б розробнику стежити за відповідністю створеної моделі та її креслення. Саме таку можливість повною мірою надає система КОМПАС. За її допомогою користувач може створити систему взаємозалежних документів: тривимірної моделі, її креслень і специфікації.

Модель проектованого виробу створена засобами редактора тривимірних моделей КОМПАС-3D передається в креслярсько-конструкторський редактор КОМПАС-ГРАФІК, який дозволяє будувати асоціативні вигляди моделі. Асоціативний вигляд – це вигляд, який містить автоматично згенероване зображення тримірної моделі і постійно зберігає зв’язок з цією моделлю. При зміні форми, розмірів і топології моделі змінюється і зображення в усіх зв'язаних з нею виглядах. Отже, зображення у вигляді завжди відповідає зв'язаній з ним моделі. Система дозволяє створювати наступні вигляди:

• стандартний вигляд (спереду, ззаду, зверху, знизу, справа і зліва); • довільний вигляд (один із стандартних виглядів); • проекційний вигляд (по напрямку, вказаному відносно другого вигляду); • вигляд по стрілці; • розріз/переріз (простий, складний ступінчатий та ламаний); • місцевий вигляд; • виносний елемент. Стандартні та проекційні вигляди автоматично будуються в проекційному зв’язку.

8.1.1 Процес створення асоціативних видів. Загальні відомості

Для створення асоціативних виглядів графічний редактор КОМПАС-ГРАФІК має ряд команд, які розміщені на відповідній сторінці Інструментальної панелі креслярсько-конструкторського редактора (рис.8.1). Розглянемо послідовність процесу створення асоціативних виглядів по твердотільній моделі.

По перше, необхідно відкрити на Панелі переключень сторінку Асоціативні вигляди, для чого треба активізувати відповідну піктограму панелі або в рядку головного меню відкрити сторінку Компоновка та вибрати пункт Створити вигляд з моделі (рис. 8.2). Відкриється додаткове меню, де перераховані команди для створення асоціативних зображень. Доступними до виконання будуть тільки дві команди – Стандартний вигляд та Довільний вигляд, а інші команди стануть доступними тільки після створення хоча б одного зображення. Після активізації потрібної команди система пропонує вказати шлях до моделі, для якої створюються асоціативні вигляди. Відкривається типове діалогове вікно для вибору потрібного файлу. Якщо модель відкрита в другому вікні системи, то залишається підтвердити її використання. В залежності від складності моделі вибирають оптимальну команду: створення стандартних виглядів чи довільного вигляду.

100

Стандартні та довільні вигляди Можливість створення Стандартних виглядів (рис.8.1) варто використовувати у

випадку проектування моделі нескладної форми. Команда дозволяє одночасно отримати весь необхідний набір проекцій, у тому числі, і ізометричну. По замовчуванню пропонується створення трьох найбільш вживаних виглядів: вигляд спереду, зверху та зліва. Змінити набір стандартних виглядів для вибраної моделі можна використавши команду Схема виглядів, що знаходиться на Спеціальній панелі управління (рис.8.3) або через контекстне меню (рис.8.4). В діалоговому вікні відображається схема стандартного розміщення всіх виглядів. Не вибрані для побудови вигляди відображаються на схемі порожніми габаритними прямокутниками (рис. 8.5). В полі Зазор по горизонталі та

Зазор по вертикалі задаються віддалі між габаритними прямокутниками виглядів по горизонталі та по вертикалі (в міліметрах). Параметри виглядів можна змінити, використавши команду Параметри виглядів (рис. 8.6). Опції діалогу дозволяють вибрати масштаб відображення вигляду зі стандартного ряду, автоматично підібрати, таким чином, щоб усі проекції помістилися на листі креслення обраного формату. Крім того, можна змінити колір основних ліній вигляду в активному стані, вказати на відображення невидимих контурів, показати лінії переходу та вибрати потрібну орієнтацію моделі на головному вигляді. По замовчуванню вигляд спереду приймається за головний.

Після вибору потрібних стандартних виглядів та настройки їх параметрів вказуємо мишкою положення точки прив’язки зображення (початок системи координат головного вигляду). На полі активного документа відобразяться вибрані вигляди моделі, а в основний напис, з документа моделі, передається інформація про позначення документа, назву деталі, матеріал з якого вона виготовлена та вирахувана маса моделі. Дані в основному написі

Рисунок 8.1

Створити вигляд

Стандартні вигляди

Проекційний вигляд

Місцевий вигляд

Розріз/переріз

Довільний вигляд

Сторінка Інструментальної

панелі “Асоціативні вигляди”

Вигляд по стрілці

Виносний елемент

Рисунок 8.2

Схема видів

Параметри виду


101

креслення приводяться у відповідність із властивостями моделі, викликом команди Синхронізації основного напису і моделі.

Побудову складальних креслень, а також креслень складних деталей доцільно починати зі створення одного вигляду. Для чого використовується команда побудови Довільного вигляду. При активізації команди, за замовчуванням, пропонується взяти вигляд спереду за довільний вид. Для зміни установки системи і вибору для побудови іншої проекції викликаємо діалогове вікно (рис.8.7) настройки параметрів довільного вигляду та вказуємо потрібну орієнтацію моделі. Після створення основних виглядів моделі, креслення може бути доповнено проекційними виглядами, виглядами по стрілці, місцевими виглядами, виносними елементами, а також розрізами і перерізами.

Проекційний вигляд Побудова проекційного вигляду

можлива, якщо креслення містить, як мінімум, одне зображення, створене одним з вище описаних способів.

Команда Проекційний вигляд, яка знаходиться на сторінці Асоціативні види пропонує вказати на кресленні базовий (опорний) вигляд для його створення. Проекційний вигляд визначається напрямком руху курсору. Наприклад, якщо ми вкажемо як базовий головний вигляд деталі та будемо

переміщувати курсор вправо від опорного вигляду, то система сформує вигляд ліворуч, а переміщуючи курсор вниз відносно базового виду, ми отримаємо вигляд зверху.

В діалоговому вікні можемо задати потрібний масштаб зображення (рис. 8.8). При необхідності на вигляді можуть бути показані лінії невидимого контуру, лінії переходів. Система дозволяє ввести ім’я вигляду, яке надалі буде відображатись в Дереві побудови.

Розріз/переріз, вигляд по стрілці та виносний елемент Для автоматичного створення і оформлення згідно вимог відповідних стандартів

Розрізу/перерізу на кресленні вказуємо позначення січної площини, для створення Вигляду по стрілці – зображення стрілки напрямку погляду, а для створення Виносного елемента – його позначення. В діалоговому вікні при створенні Розрізу/перерізу чи Вигляду по стрілці моделі ми можемо задати параметри розрізу, вказаного вигляду (рис.8.9). Стандартне позначення (наприклад, "А-А" чи "В (2:1)") створюється автоматично.

Рисунок 8.6

Рисунок.8.5

Рисунок 8.7

102

При створенні Розрізу чи Перерізу можна настроїти параметри штрихування: вибрати його стиль, задати потрібний крок і кут нахилу.

Місцевий вигляд Для побудови Місцевого вигляду

необхідно вказати його границю (замкнутий контур). Частина вигляду, що знаходиться поза межами обраного контуру, перестане відображатися на екрані. Таким чином, місцевий вигляд створюється шляхом відсікання зображення заданого вигляду моделі.

Дерево побудови креслення Один лист креслення може містити

необмежену кількість асоціативних виглядів, у тому числі виглядів, що зображують різні моделі. Для зручності

керування виглядами доцільно скористатися Деревом побудови креслення (представлена послідовність створення виглядів у поточному кресленні), яке активізується через сторінку Сервіс головного меню, або контекстне меню. У Дереві вказані також моделі, зображення яких містяться в асоціативних виглядах (рис. 8.10). При виділенні елементів Дерева побудови (моделей, видів) у вікні креслення підсвічуються відповідні їм об'єкти.

Використовуючи контекстне меню на елементах Дерева побудови, можна керувати статусом і параметрами виглядів, видаляти їх та переглядати відносини виглядів.

Порушення проекційного зв'язку між видами Проекційні вигляди, вигляди по стрілці, а також

вигляди, що містять розрізи і перерізи, за замовчуванням знаходяться в проекційному зв'язку зі своїми опорними виглядами. Існування проекційних зв'язків між виглядами обмежує їхнє взаємне переміщення. Наприклад, вигляд по стрілці може переміщатися в полі креслення тільки в напрямку, зазначеному стрілкою погляду.

На практиці, при виконанні креслення вручну, не завжди вдається розташовувати додаткові вигляди, розрізи, перерізи і т.п. у проекційному зв'язку з зображенням того елемента моделі, форму якого вони пояснюють. У цих випадках зображення розміщуються на вільному місці листа і забезпечується відповідними написами і значками.

Аналогічно поступати можна при створенні креслення в графічному редакторі КОМПАС-ГРАФІК, відключивши проекційний зв'язок між виглядами. З цією метою в дереві побудови креслення вибираємо потрібний вигляд, викликаємо контекстне меню і знімаємо галочку напроти команди Проекційний зв'язок (рис. 8.11). У вікні Параметри проекційного

Рисунок 8.10

Рисунок 8.9

Рисунок 8.8

103

виду є опція, що дозволяє відключати чи поновлювати проекційний зв'язок. Вигляд, що немає проекційних зв'язків зі своїм опорним виглядом, можна переміщувати у будь-яку точку на кресленні, повернути на довільний кут.

Порушення асоціативних зв'язків Існування зв'язків між моделлю та її зображенням дозволяє

постійно стежити за їх відповідністю один одному, але одночасно унеможливлює ручне редагування геометричних об'єктів в асоціативних виглядах.

Кожний раз при відкритті креслень, що містять асоціативні вигляди, система перевіряє відповідність між зображенням і моделлю. У випадку виявлення розбіжностей видається запит на перебудову

геометричних об'єктів креслення (рис. 8.12). Якщо виріб складний, то і перевірка, і перебудова може забирати значний час. Тому, на етапі оформлення креслень чи по закінченні роботи над ними, коли зв'язок з моделлю вже не істотний, може бути застосований такий прийом, як порушення асоціативних зв'язків між виглядами і моделями. Для чого викликається контекстне меню і відповідна команда –

Зруйнувати вигляд (рис.8.11). Після виконання команди асоціативний вигляд перетворюється в набір примітивів (відрізків, дуг і т.п.), стає звичайним видом креслення КОМПАС-ГРАФІК і дозволяє ручне редагування геометричних об'єктів у виглядах.

8.1.2 Приклад створення асоціативного проекційного креслення Процес створення асоціативного креслення проаналізуємо на прикладі створення

проекційного креслення моделі, зображеної на рисунку 7.3. Завдання – побудувати три вигляди, виконати необхідні розрізи, виконати “косий”

переріз, побудувати аксонометричне зобра-ження моделі та оформити креслення згідно вимог ЄСКД (рис. 8.13).

Для побудови виберемо формат А3. Асоціативні вигляди виконаємо з використанням команди Стандартні вигляди. Схема виглядів наступна: побудувати два вигляди і аксонометрію деталі, а потім добудовувати вигляд зліва з поєднанням розрізу та “косий” переріз. Для

реалізації вказаного плану: через контекстне меню викликаємо діалогове вікно для вибору схеми виглядів і клацнувши мишкою по вигляду зліва виключаємо його зі схеми виглядів та

Рисунок 8.12

Рисунок 8.13

Рисунок 8.11

104

включаємо в схему аксонометричне зображення (рис.8.14). При необхідності підкоректовуємо значення віддалі між габаритними прямокутниками виглядів, вносячи потрібне їх значення в поле “Зазор по вертикалі”. Закриваємо діалогове вікно. Система пропонує вказати положення базової точки для головного вигляду, після чого виконує побудову вибраних проекцій.

Доцільно включити в процес побудови креслення Дерево побудови, яке значно спростить подальші дії. Для цього скористаємося контекстним меню. В Дереві побудови відобразяться: Системний вигляд (відображається завжди), головний вигляд (Спереду 1), вигляд зверху (Проекційний вигляд 2) та аксонометричне зображення (Ізометрія 3) (рис. 8.15).

За допомогою команди Проекційний вид (рис.8.1) будуємо вигляд зліва з розрізом. За базовий вибираємо головний вигляд деталі. Переміщенням курсору вправо, вказуємо про побудову вигляду зліва. Габаритний прямокутник проекційного вигляду курсором переміщаємо на потрібне місце на кресленні. На заданому вигляді потрібно виконати частковий розріз, так як доцільно відобразити внутрішню конструкцію деталі невидимими лініями. Через контекстне меню викликаємо діалогове вікно для введення параметрів проекційного вигляду та активізуємо закладку – відображати Невидимі лінії (рис. 8.16). Отриманий вигляд зліва підкоректуємо: проведемо лінію розмежування вигляду та розрізу, видалимо частину штрихових ліній на вигляді,

змінимо штрихові лінії на місці майбутнього розрізу на основні та виконаємо потрібну штриховку. Редагування виконується за загальними правилами, прийнятими в графічному редакторі КОМПАС-ГРАФІК. Але кожне зображення, створене автоматично зі збереженням асоціативних зв’язків, будується в окремому вигляді системи та формується як складний мікроелемент, що не піддається прямому редагуванню. А це означає, що для того, щоб внести в нього будь-які зміни, спочатку виконують наступні дії:

• в Рядку поточного стану системи, на Панелі управління виглядами зробити активним саме той вигляд, в який треба внести корективи;

• через Дерево побудови креслення виділити потрібне зображення, викликати контекстне меню системи і виконати команду Зруйнувати вигляд (рис. 8.11). Тоді зображення розглядається не єдиним макроелементом, а набором окремих геометричних примітивів, які стають доступними для редагування.

Після завершення побудови аксонометрична проекція розміститься вище головного вигляду справа, оскільки так передбачено схемою. Вказане положення є не доцільним (нераціонально використовується поле формату). Для переміщення зображення в інше положення, виділимо курсором в Дереві побудови гілку Ізометрія 3, тоді габаритний прямокутник з аксонометричним зображенням перемістимо на кресленні.

Рисунок 8.14

Рисунок 8.15

Рисунок 8.16

105

Наступне завдання - це виконання перерізу похилою площиною (“косий” переріз). Для побудови перерізів призначена команда Розрізи/перерізи. Щоб виконати “косий” переріз, вказуємо на кресленні позначення січної площини – активізувавши команду Лінія розрізу, що знаходиться на Інструментальній панелі редактора в розділі простановки розмірів (рис. 8.17). Потім активізуємо команду Розрізи/перерізи (рис. 8.18) і вказуємо січну площину. На екрані з’являється габаритний прямокутник розрізу деталі, вказаною площиною, який курсором переміщається на кресленні. За замовчуванням система передбачає побудову розрізу. Тому, для побудови перерізу, викликаємо діалогове вікно параметрів команди Розрізи/перерізи та активізуємо опцію Переріз (рис. 8.19). Існує можливість додатково настроїти параметри штрихування: вибрати його стиль, задати потрібні крок і кут нахилу (рис. 8.20). Система дозволяє розмістити переріз на кресленні, зберігаючи проекційний зв’язок із вказаною січною площиною. Відразу вибрати оптимальне

положення перерізу може і не вдатися. Тому фіксуємо положення перерізу на будь-якому вільному місці креслення, тоді відключаємо опцію Проекційний зв’язок (див. рис. 8.10), і переносимо переріз на зручне місце. Таким чином завершена графічна частина побудови креслення.

Кінцевим оформленням згідно вимог стандартів є простановка розмірів та заповнення основного напису. В основний напис вже внесена частина інформації, оскільки дані автоматично передаються в лист креслення з файлу моделі за замовчуванням (буквено- цифрове позначення, найменування деталі,

матеріал, маса). При необхідності їх можна відредагувати або доповнити додатковою необхідною інформацією.

Отже, виконання асоціативного креслення завершується і в Дереві побудови відображаються всі кроки користувача по створенню проекційного креслення та показуються моделі, зображення яких міститься в асоціативних видах. Через контекстне меню, при активній гілці моделі, можна виконати редагування у вікні креслення, активізувавши команду Редагувати у вікні (рис. 8.21). Система відкриває вікно з моделлю, з якою встановлений асоціативний зв’язок і дозволяє внести зміни в конструкцію моделі та параметри моделі.

8.2 Створення “заготовки” креслення Крім створення асоціативних виглядів, існує інший варіант створення плоского

зображення (креслення) – автоматичне генерування заготовки майбутнього креслення. Зображення автоматично розміщується в новому файлі креслення КОМПАС-ГРАФІК з можливістю редагування, простановки розмірів та оформлення з використанням стандартних засобів графічного редактора.

Створення заготовки креслення починається у поточному вікні моделі з виклику сторінки Файл і активізації команди Створити заготовку для креслення …. Діалогове вікно дозволяє вибрати параметри зображень на кресленні деталі (рис. 8.22) чи зборки (рис. 8.23). В списку Вигляди відображені стандартні вигляди (Спереду, Зверху, Зліва, Ззаду, Знизу, Справа, Ізометрія) та орієнтації моделі задані користувачем. Параметри кожного

Рисунок 8.17 Рисунок 8.18 Рисунок 8.19

Рисунок 8.20

106

вибраного вигляду настроюються окремо. Для чого, виділяють назву вигляду в списку та в групі опцій Активний вигляд вибирають потрібні параметри: Масштаб відображення вигляду, спосіб відображення Невидимих ліній та Ліній переходу. Якщо креслення містить більше одного вигляду, стає доступною опція Поля між виглядами, де вказують реальні віддалі між габаритними прямокутниками сусідніх виглядів.

Передати в заготовку креслення можливо розрізи та перерізи моделі, за допомогою групи опцій Розрізи/Перерізи. Вибір положення січної площини можливий, коли створення

Рисунок 8.21

Рисунок 8. 22

107

потрібного вигляду включене у заготовку. Виділивши в списку вигляд, в групі опцій Розрізи/Перерізи вибираємо команду Додати. Система переходить в режим побудови лінії Розрізу/Перерізу графічного редактора КОМПАС-ГРАФІК і пропонує вказати початкову та кінцеву точку лінії, що визначить положення січної площини. Залишається вказати, що саме відображати (Розріз чи Переріз), вибрати параметри штриховки (якщо виникає така необхідність) та виконати команду Створити.

Система автоматично створить новий файл креслення КОМПАС-ГРАФІК, сформує

вказані зображення та розмістить їх на аркуші. Формат креслення підібраний таким чином, щоб помістилися усі зображення. Кожне зображення розміщується в окремому вигляді креслення і матиме відповідну назву. Цю обставину необхідно враховувати при редагуванні креслення, оскільки редагування зображення буде доступним, коли активізований відповідний вид. Якщо вигляди мають одинаковий масштаб, то вони розміщуються на кресленні з урахуванням проекційних зв’язків.

Оформлення отриманого креслення здійснюється стандартними засобами графічного редактора.

Заготовка складального креслення створюється аналогічно вищеописаним діям. Але, діалогове вікно для вибору параметрів креслення (рис. 8.23) відрізняється групою опцій Активний вигляд, де є додаткова команда – Рознесений вигляд. Команда стає доступною, якщо модель зборки в активному вікні відображена з рознесеними компонентами (включений режим Рознести). Команда дозволяє показати рознесені компоненти зборки і на вказаних видах на кресленні. При цьому стає недоступною команда Розрізи/Перерізи, бо на видах з рознесеними компонентами не можна виконувати розрізи чи перерізи.

8.3 Створення специфікації засобами системи КОМПАС-ГРАФІК Специфікація – конструкторський документ, який містить повний перелік складових

частин складального креслення. Графічний редактор КОМПАС-ГРАФІК передбачає режим ручного або напівавтоматичного заповнення специфікації. В ручному режимі дані у графи специфікації вносяться з клавіатури. В напівавтоматичному режимі - частина даних вноситися автоматично, з робочих креслень деталей виробу.

Специфікація, як правило, складається на основі вже завершеного готового складального креслення, але існує можливість незалежного її створення. Стандартні вироби (болти, гайки, шайби і т. п.), які взяті з конструкторської бібліотеки системи КОМПАС-

Рисунок 8.23

108

ГРАФІК, їх позначення (назва, параметри, номер стандарту) формуються та вносяться в специфікацію автоматично, але, при потребі, можуть бути відредаговані.

Важливою особливістю специфікації створеної засобами КОМПАС-ГРАФІК є підтримка двонаправленого асоціативного зв’язку між специфікацією та кресленнями. Отже, зміни в складальному кресленні чи робочому кресленні деталі, що в нього входить, автоматично відображаються в специфікації, а зміни в специфікації можуть автоматично передаватися в складальне креслення чи робочі креслення виробу. У випадку одночасного відкриття вікон складального креслення та зв’язаної з ним специфікації можливий режим роботи, при якому виділення рядка специфікації приводить до підсвічування відповідного геометричного об’єкту та лінії виноски-полички. При розміщенні вікон поряд, можна швидко знайти на складальному кресленні зображення кожного об’єкту, який внесений в специфікацію.

8.3.1 Складові “електронної” специфікації Об’єкт електронної специфікації – рядок або декілька рядків, які розміщені один за

одним та відносяться до одного матеріального об’єкту. Системою передбачено створення базових та допоміжних об’єктів. Для базових об’єктів передбачена можливість автоматичного заповнення рядків, сортування всередині розділу, підключення графічних об’єктів зі складального креслення і т.п. Для допоміжних об’єктів сервісні функції не передбачені.

Об’єкт електронної специфікації КОМПАС-ГРАФІК візуально відображається у вигляді тексту, розміщеного у рядках бланку специфікації та повністю відповідає аналогічному рядку “паперової” специфікації. Зовні такі рядки схожі, але рядок електронної специфікації містить більше інформації про компоненти складального креслення. На моніторі відображається тільки текстова складова базового об’єкту, а базовий об’єкт електронної специфікації містить інформацію про геометрію графічного об’єкту та його додаткові параметри.

Текстова частина об’єкту електронної специфікації – це відомості, що вносяться у рядки бланку специфікації згідно вимог стандартів (буквено-цифрове позначення деталі, її назва, кількість і т.п.). Режим введення текстової частини об’єкту специфікації аналогічний використанню текстового режиму графічного редактора КОМПАС-ГРАФІК, де доступні команди форматування тексту, вставки дробу, індексу, спецзнака, символу.

Геометрія графічного об’єкту електронної специфікації – це інформація про геометричні елементи деталі складального креслення. В якості геометричної складової об’єкту вказуються відрізки, дуги та інші елементи, що зображають конкретну деталь в підключеному до специфікації складальному кресленні. При включеному режимі показу її геометричних об’єктів, система автоматично виділить в складальному креслені (якщо креслення відкрите) відповідну деталь. Вказана властивість корисна при роботі зі складальним кресленням, яке містить велику кількість компонентів. В геометрію графічного об’єкту специфікації можна включити лінію виноски-полички з відповідною позицією. Це дозволяє підтримувати асоціативний зв’язок специфікації зі складальним креслення, а саме – підтримувати відповідність номера позиції на кресленні з номером позиції в специфікації. Включати геометрію в склад об’єкту для всіх компонентів складального креслення не є обов’язковим.

Додаткові параметри об’єкту електронної специфікації – це інформація, що доповнює його текстову частину, яка вводиться в рядок специфікації. Вона не відображається в бланку специфікації, але піддається перегляду та редагуванню.

8.3.2 Структура специфікації Основною структурною одиницею електронної специфікації є об’єкт специфікації.

Подібно до того, як креслення складається з графічних примітивів і макроелементів, специфікація складається з об’єктів специфікації, що згруповані по розділах. Об’єкти в

109

таблиці специфікації чергуються з заголовками розділів, пустими рядками та резервними рядками (рис. 8.24).

Державним стандартом на специфікацію передбачено, що її об’єкти групуються в бланку по розділах, що вказує на їх приналежність до певного типу (документація, деталі, стандартні вироби). Розділи є обов’язковим компонентом специфікації, а їх кількість, назви та порядок формується при настроюванні стилю поточної специфікації. При створенні об’єкту вибирають розділ для його розміщення. Для створення нового розділу призначена команда Додати розділ, яка знаходиться на сторінці Редактор головного меню специфікації.

Пустий рядок – рядок в бланку специфікації, який розміщений безпосередньо над і під заголовком розділу. Він відділяє заголовок розділу від об’єктів специфікації, з яких цей розділ складається. Наявність пустих рядків, згідно вимог стандарту на оформлення специфікації, обов’язкова. В пустий рядок неможливо внести текст.

Резервний рядок – рядок специфікації призначений для внесення наступних змін або доповнень у випущену специфікацію. Наявність резервних рядків також обов’язкова згідно вимог стандарту на оформлення специфікації. В кожному розділі система автоматично створює декілька резервних рядків, які розміщені в кінці розділу. Користувач може задати кількість резервних параметрів.

8.3.3 Практична робота зі специфікацію Для створення нової специфікації призначена команда Створити – Специфікацію зі

сторінки головного меню Файл або відповідна кнопка на Панелі управління системи. На екрані з’явиться таблиця нової специфікації (рис. 8.25). Набір кнопок на Панелі управління системи та в рядку параметрів поточного стану повністю змінюється. На початку роботи не

Розділ

Розділ

Розділ

Заголовок розділуПустий рядок

Пустий рядок


Резервні рядки

Заголовок розділу

Об’єкт специфікації

Об’єкти специфікації

Об’єкти специфікації


Пустий рядокЗаголовок розділуПустий рядок

Резервні рядки

Рисунок 8.24

110

всі команди доступні для роботи. Вигляд нових кнопок та коротка інформація про їх призначення зрозуміла з рисунків 8.26 та 8.27.

Слід зауважити, що специфікація відкривається в демонстраційному режимі. Для

забезпечення робочого режиму відкриваємо сторінку Сервіс і активізуємо команду Включити роботу зі специфікацією (рис. 8.28).

Рисунок 8.28

Масштаб по ширині аркуша

Проставити позиції

Масштаб по висоті аркуша

Автоматичне сортування

Показати документ

Підключити геометрію

Кількість резервних рядків

Показати додаткові колонки

З нової сторінки

Рисунок 8.27

Рисунок 8.26

Управліня зборкою

Синхроні-зувати дані

Показати всі об’єкти

Додаткові параметри

Розмітка сторінки

Редагувати склад об’єкту

Показати склад об’єкту

Нормальний режим

Розставити позиції

Рисунок 8.25

111

Створення об’єкту в специфікації починається з команди Додати розділ, яка знаходиться на сторінці Редактор рядка меню (рис. 8.29). Відкривається діалогове вікно, що

дозволяє вибрати розділ, в якому потрібно розмістити об’єкт і його тип (рис. 8.30). Коли команда запущена, система створює новий об’єкт специфікації та переходить в режим редагування його текстової частини. Користувач може самостійно вводити текстову частину нового об’єкту специфікації та його додаткових параметрів.

При створенні першого об’єкту вказується розділ розміщення, і тоді, заголовок вибраного розділу автоматично з’являється в бланку специфікації (рис. 8.31).

Для створення об’єкту в існуючому розділі, достатньо встановити курсор на місці розділу та викликати команду Додати об’єкт чи натиснути клавішу <Insert>. При створенні нового об’єкта, в деяких розділах (наприклад, в розділі Стандартні вироби), система пропонує вибрати спосіб формування текстової частини: використовувати шаблон заповнення чи вводити текстову частину з клавіатури.

Текстова частина об’єкту специфікації вводиться після виклику команди створення нового об’єкту специфікації. В режимі введення та

Рисунок 8.29

Рисунок 8.31

Рисунок 8.30

112

редагування текстової частини змінюється набір кнопок на Панелі управління системи (рис. 8.32) та в рядку параметрів поточного стану (рис. 8.33). Користувач може самостійно

вводити текстову частину нового об’єкту специфікації з клавіатури. При введені тексту відбувається автоматичний підбір звуження символів, щоб текст помістити в одній комірці. Інколи доцільно перенести частину тексту в наступний рядок (рис.8.34). Режим редагування текстової частини об’єкту специфікації викликається командою Редагувати з меню Редактор.

Використання шаблону заповнення При створенні нового об’єкта в розділах Стандартні вироби та Матеріали, система

пропонує вибрати спосіб формування текстової частини: використовувати шаблон заповнення чи вводити текстову частину з клавіатури. Для використання шаблону, в діалоговому вікні вибору розділу та типу об’єкта, вибираємо Вибрати шаблон (рис.8.35).

Коли шаблон вибраний і діалог закритий командою Вибрати, в стовпчик Назва автоматично

Рисунок 8.32

Рисунок 8.33

Рисунок 8.35

Рисунок 8.34

113

передається назва об’єкта та значення параметрів, передбачених за замовчуванням. Інші дані вводяться з клавіатури і, при необхідності, відредаговують сформовану по шаблону назву.

Введення та редагування текстової частини об’єкта специфікації відбувається в Нормальному режимі. В межах вікна документа відображається тільки таблиця специфікації. Цей режим дозволяє вносити інформацію про об’єкти специфікації у графи таблиці (рис. 8.24). Для внесення даних в основний напис або виведення специфікації на друк переходимо в режим Розмітка сторінки (рис. 8.26).

8.3.4 Виведення специфікації на друк Для виведення специфікації на друк призначена команда Друк… зі сторінки Файл

головного меню. На екрані з’являється діалогове вікно Друк документу, яке дозволяє вибрати пристрій виведення, підігнати масштаб зображення специфікації при друці та ряд інших параметрів друку (рис. 8.36). При бажанні, користувач може попередньо побачити на

моніторі кількість стандартних форматів А4, які будуть використані при друці та вияснити чи вписується специфікація в габаритні рамки допустимого друку принтера. Для цього, потрібно натиснути кнопку Перейти в режим попереднього перегляду в діалоговому вікні. В режимі попереднього перегляду доступні всі сервісні команди, що і при попередньому перегляді графічних документів (рис.8.37): розміщення сторінок специфікації на полі виведення, вибір та підгонка масштабу виведення, поворот сторінок, виключення порожніх.

Рисунок 8.36

Рисунок 8.37

114

Дія всіх команд відображається на моніторі. Вибравши потрібні, можна запустити команду на друк документа. Для цього можна використати відповідну кнопку на Панелі керування чи викликати команду через сторінку Файл – Друк системного вікна документа (рис. 8.38).

КОНТРОЛЬНІ ПИТАННЯ 1. Що таке Асоціативне креслення? 2. Які команди передбачені на сторінці Асоціативні вигляди? 3. Яка послідовність роботи користувача при створенні Асоціативних виглядів? 4. Що таке “заготовка” креслення? 5. Які особливості роботи користувача при створенні “заготовка” креслення? 6. У чому особливості специфікації, створеної засобами КОМПАС-ГРАФІК? 7. Які об’єкти містить“електронна” специфікація? 8. З яких структурних одиниць складається “електронна” специфікація? 9. Як вивести специфікацію на друк?

Рисунок 8.38

115

9 СИСТЕМИ ПРОЕКТУВАННЯ ВАЛІВ ТА МЕХАНІЧНИХ ПЕРЕДАЧ 9.1 Бібліотека КОМПАС-Shaft 5 Plus Бібліотека КОМПАС-Shaft 5 Plus призначена для параметричного проектування валів,

втулок, циліндричних та конічних шестерень, черв’ячних коліс та черв’яків, шківів ремінних передач, забезпечує побудову шліцьових, різьбових і шпонкових участків на ступенях валів.

Бібліотека містить модуль для розрахунків геометричних та міцністних розрахунків циліндричних і конічних зубчастих передач, ланцюгових, черв’ячних та ремінних передач – КОМПАС-Gears 5. За результатами розрахунків, окрім формування контуру ступені, можна автоматично створити таблиці параметрів згідно вимог відповідних стандартів та виносні елементи з профілями зубів. Підтримується асоціативний зв’язок між даними внесеними в таблиці та вхідними параметрами передач. Використання бібліотеки КОМПАС-Shaft 5 Plus дозволяє значно скоротити термін проектування деталей цього класу та виготовлення повної технічної документації на них. КОМПАС-Shaft 5 Plus може працювати з КОМПАС-3D, тобто за побудованим зображенням деталі можна згенерувати її 3D-модель в автоматичному режимі.

Модуль КОМПАС-Shaft 5 Plus створений розробником, як стандартний додаток Windows, тому після запуску модуля, на моніторі з’являється вікно із стандартними

атрибутами Windows-додатку (рис. 9.1). Користувач вибирає варіант роботи: виконувати побудову вала чи розрахунок механічних передач. Для виконання розрахунку передачі необхідні знання з курсу “Деталі машин”. Тому, про цю гілку роботи системи буде надана тільки мінімальна загальна інформація. Основна увага приділятиметься модулю, призначеному для побудови різноманітних ступеней валу та його додаткових конструктивних елементів.

9.1.1 Інтерфейс модуля побудови КОМПАС-Shaft 5 Plus

Після активізації модуля Побудова валу з’являється вікно діалогу (рис. 9.2), що містить заголовок, Панель керування та дві робочі області, в яких відображається дерево побудови зовнішнього (верхня область) та внутрішнього (нижня область) контуру валу, що проектується. Розміри областей можна змінювати.

Панель керування містить шість кнопок, призначених для швидкого виклику необхідних команд (рис. 9.3). При першому запуску доступними є тільки три з них: Новий вал, Настройки, Інформація про програму. Інші три – Зберегти вал і вийти, Поновити … та Додаткові побудови – стають доступними після побудови хоча б однієї ступені валу. Частина піктограм містять цілу групу команд, після активізації яких відкривається додаткова сторінка меню. Зміст додаткових сторінок меню групи команд з розширення представлені на рисунках 9.4, 9.5 та 9.6.

Рисунок 9.1

Рисунок 9.2

116

Група команд Додаткові побудови На панелі керуваня, під кнопкою Додаткові побудови, зібрані чотири команди, що

дозволяють в автоматичному режимі генерувати різні зображення спроектованої плоскої моделі деталі.

Команда Генерація 3D-моделі дозволяє в автоматичному режимі створити (згенерувати) 3D-модель на основі спроектованої плоскої моделі валу з усіма конструктивними елементами. Після активізації цієї команди на екран виводиться панель, яка відображає хід генерації. Сформована 3D-модель передається в створений новий документ деталі КОМПАС-3D без імені. Щоб перейти до роботи з 3D-моделлю, закриваємо вікно КОМПАС-Shaft, відкриваємо створений документ зі сторінки Вікно системного меню КОМПАС-ГРАФІК і працюємо в звичайному режимі.

Команда Генерація перерізів дозволяє в автоматичному режимі сформувати зображення перерізу тіла обертання. Попередньо вказується положення січної площини в робочому вікні документа КОМПАС-ГРАФІК. Діалогове вікно Настройки генерації перерізів валу містить додаткові опції, які дозволяють вибрати варіант розміщення перерізу на полі активного документа та виконати побудову перерізу в режимі автоматичного вибору місцеположення або вибору положення в ручному режимі. Переріз можна створити в новому вигляді або в поточному вигляді, зі штриховкою або без.

Команди Генерація вигляду справа/зліва дозволяють в автоматичному режимі сформувати зображення вигляду справа/зліва проектованого тіла обертання.

Група команд Настройки На панелі керування кнопкою Настройки викликається діалогове вікно, що містить

три вкладки: Загальні, Форми таблиць параметрів, Генерація перерізів валу. Вкладка Загальні дає можливість встановити та настроїти тип заокруглення значень

параметрів діаметру та довжини ступені валу при фантомній побудові. На кресленні можна вказати місце положення таблиці параметрів елементів механічних передач (рис. 9.7).

Вкладка Форми таблиць параметрів містить інформацію про файл та таблиці параметрів зубчатого зачеплення. Кожному типу розрахунку зубчатого зачеплення відповідає окрема форма таблиці. Файли форми мають розширення *.frf.

Вкладка Генерація перерізів валу містить багато опцій, що дозволяють задавати параметри відображення перерізів валу та їх розміщення на аркуші креслення. Опція Задавати масштаб виглядів з перерізами стає доступною, коли активізована опція Кожний переріз відмальовувати в новому вигляді. Перед генерацією кожного нового перерізу

Інформація про програму

Зберегти вал і вийти

Поновити, показати, перебудувати зображення

Настройки

Новий вал

Додаткові побудови

Рисунок 9.3

Рисунок 9.4 Рисунок 9.5 Рисунок 9.6

117

необхідно вказувати масштаб зображення, який можна вибрати з пропонованого ряду стандартних значень. Дві опції, призначені для визначення розміщення перерізу: Задавати вказуванням, Автоматичний вибір. Отже, користувач може самостійно визначати положення перерізу на аркуші креслення або при Автоматичному виборі всі перерізи зображаються справа від головного вигляду тіла обертання та на одній з ним осі. Існує опція – Об’єднувати всі елементи кожного перерізу в мікроелемент, яку доцільно застосовувати, коли переріз надалі редагуватиметься.

Інструментальна панель зовнішнього контуру На інструментальній панелі для побудови зовнішнього контуру зібрані команди та

підкоманди, що дозволяють побудувати різноманітні конфігурації деталей типу вал та їх конструктивних елементів (рис. 9.8). Активізація кожної команди відкриває меню додаткових команд, які дозволяють уточнити попередню та приводять до запуску процесу побудови, розрахунку елементів зовнішнього контуру та його додаткових елементів. Перед запуском кожної з підкоманд, система виводить діалогове вікно, де вказуються потрібні параметри для побудови валу, його додаткових елементів або для розрахунку елементів зовнішнього контуру.

Меню Прості ступені

Меню Додаткові елементи

Меню Елементи механічних передач

Рисунок 9.8

Рисунок 9.7

118

Інструментальна панель внутрішнього контуру На інструментальній панелі для побудови внутрішнього контуру зібрані команди та

підкоманди, що дозволяють побудувати різні конфігурації отворів та їх конструктивних елементів (рис. 9.9). Меню додаткових команд приводить до запуску процесу побудови, розрахунку елементів внутрішнього контуру та його додаткових елементів.

9.1.2 Практична робота з модулем Побудова валу Робота з модулем Побудова валу починається з команди Новий вал, розміщеної на

Панелі управління. В діалоговому вікні Вибір типу відображення вала пропонується три варіанти зображення вала: вал в розрізі, вал без розрізу та вал в напіврозрізі (поєднання половини вигляду з половиною розрізу). Вибраний варіант типу відмальовування валу відображається у вигляді слайду (рис. 9.10).

Після вибору варіанту зображення вала система пропонує вказати точку початку відрахунку для локальної системи координат, яку треба створити, клацнувши мишкою в потрібному місці на полі активного документа КОМПАС-ГРАФІК. Відкривається головне вікно КОМПАС-Shaft 5 Plus і система переходить в робочий режим для конструювання валу. В області зовнішнього та внутрішнього контурів, по мірі побудови, будуть відображатися піктограми побудованих елементів у вигляді дерева. Вал, створений засобами системи КОМПАС-Shaft 5 Plus, є макроелементом.

Побудова зовнішнього контуру Команди інструментальної панелі зовнішнього контуру дозволяють будувати прості

ступені валу, елементи механічних передач та додаткові елементи ступені валу. Команди, для побудови додаткових елементів, стають доступними лише після побудови хоча б однієї ступені валу (рис. 9.8). Після вибору потрібної геометричної форми ступені (циліндричної, конічної, у вигляді шестигранника чи квадрата), система пропонує діалогові вікна, де вказуються значення параметрів, вибраних геометричних форм.

Меню Прості ступені Меню Додаткові

елементи

Рисунок 9.9

Циліндрична шестерня внутрішнього зачеплення

Рисунок 9.10

119

Діалогове вікно команди Циліндрична ступень дозволяє задати довжину і діаметр циліндра, вказати параметри фаски чи галтелі (рис. 9.11). Значення параметрів можна ввести з цифрової клавіатури або вибирати з бази стандартних значень. Панель керування діалогового вікна для створення різних ступеней вала представлена на рисунку 9.12). В процесі фантомного відображення валу тимчасово згортаєься діалогове вікно Циліндрична ступень і з’являється нове, в якому автоматично відслідковується переміщення графічного курсора (рис. 9.13) та значення параметрів циліндра. По завершенні фантомної побудови (клацнути лівою кнопкою мишки) значення передаються в основне діалогове вікно побудови для добудови конструктивних елементів (фаски та галтелі фантомно не пробудовуються). Після закінчення роботи з командою Циліндрична ступень на екран виводиться основне діалогове вікно побудови валу і в робочій області зовнішнього контуру з’являється перша гілка дерева побудови –Циліндр і значення діаметра.

Побудова конічної ступені зовнішнього контуру виконується за допомогою команди Конічна ступень, яка має більше опцій, ніж розглянута вище команда, оскільки конічна поверхня вимагає більшої кількості вхідних параметрів (рис. 9.14). Конічну ступень валу можна будувати, використовуючи різні комбінації вхідних параметрів зрізаного конуса (рис. 9.15). Після вибору потрібного варіанту задання конуса та введення даних, програмою передбачено введення даних для виконання фаски зліва чи справа.

Рисунок 9.14

Рисунок 9.11

Відмінити Перебудувати

Поновити Виконати (Ok)Фантомна побудова


120

Побудова шестигранної та квадратної ступені зовнішнього контуру аналогічна побудові циліндричної ступені. При побудові шестигранника вводится значення Розміру під ключ, а для квадрата – Сторона квадрата.

Для побудови додаткових елементів ступені зовнішнього контуру призначені команди, які зібрані в меню Додаткові побудови (рис. 9.8).

Команда Канавки дозволяє побудову просто канавки (кілька варіантів), канавки під стопорне кільце та канавки для виходу шліфувального кругу (рис. 9.16).

Вигляд діалогових вікон канавок показаний на рисунку 9.17. Користувачу пропонується декілька варіантів кожного типу. У випадку побудови канавки під стопорне кільце, передбачена можливість зображення стопорного кільця.

Командою Різьба передбачено побудову зображення таких стандартних різьб:

метричної, трубної, трапецевидної, упорної та круглої (рис. 9.18). Система пропонує вказати довжину різьбової частини, крок, якщо різьба з дрібним кроком, сторону зображення виходу різьби. Існує можливість простановки розміру різьби. Вигляд діалогового вікна в процесі побудови зображення метричної різьби показаний на рисунку 9.19.

Рисунок 9.15

Рисунок 9.16

Рисунок 9.17

121

Підменю команди Шліци пропонує побудову зображення наступних шліців: прямобічних, евольвентних та трикутних (рис. 9.20). Система, за замовчуванням, пропонує типорозмір шліців для даного діаметра, який можна змінити. Довжину шліців, діаметр фрези

для їх нарізки користувач вказує самостійно. Для прямобічних шліців можна вибрати їх серію.

Команда Шпонкові пази передбачає побудову зображення шпонкових пазів під шпонку двох типів: призматичну та сегментну. Вигляд діалогових вікон при побудові зображень різного типу шпонкових пазів показано на рисунку 9.21.

Команда Кільцеві пази пропонує два типи пазів: Тип 1 та Тип 2. Вигляд діалогових вікон при побудові зображень різного типу пазів показано на рисунках 9.22.

Команда Підшипники безпосереднього прямого відношення до додаткових елементів зовнішнього контуру ступеней валу немає, але на різних ступенях валу часто зображають підшипники. Дана команда дозволяє за діаметром ступені валу, швидко підібрати відповідний стандартний підшипник і відобразити його на кресленні спрощено або з промальовуванням конструктивних елементів. В діалоговому вікні Підшипники вказуються: тип підшипника (роликовий чи шариковий), стандарт на нього та його типорозмір. Зображення вибраного підшипника, у вигляді слайду, з’являється у вікні Зображення, а у вікні Варіант прив’язки відображається варіант його “прив’язки” до базового торця ступені валу (варіант прив’язки можна змінити). Вигляд діалогового вікна при побудові зображеня підшипника показано на рисунку 9.23.

Побудова елементів механічних передач ступені зовнішнього контуру Команди, що знаходяться в меню Елементи механічних передач, викликають

розрахунковий модуль системи GEARS, який складається з комплексу програм, що дозволяють виконати: геометричний розрахунок передач, провести силові розрахунки

Рисунок 9.20

Рисунок 9.21


122

елементів механічних передач на міцність та довговічність. Для роботи вказаного модуля вводяться вхідні дані, про які студенти дізнаються з курсу „Деталі машин”. Тому, розглянемо загально зрозумілу інформацію про ці команди.

Комплекс програм GEARS дозволяє провести розрахунки наступних елементів

Рисунок 9.22

Рисунок 9.23

123

механічних передач: • шестерні циліндричної зубчастої передачі; • шестерні конічної передачі з круговими зубами; • шестерні конічної передачі з прямими зубами; • черв’яка циліндричної черв’ячної передачі; • черв’ячного колеса циліндричної черв’ячної передачі; • зірочки ланцюгової передачі з роликовим ланцюгом; • шківа клинопасової передачі. Активізація команди Шестерня циліндрична зубчастої передачі приводить до

появи діалогового вікна Циліндрична шестерня з зовнішніми зубами (рис. 9.24). Починаємо роботу з вибору типу передачі та виконуємо команду Запуск розрахунку - виводиться нове діалогове вікно Розрахунки циліндричної зубчастої передачі зовнішнього зачеплення. Система пропонує виконати розрахунок передачі. Слід звернути увагу, що спочатку активна команда Геометричний розрахунок. Команди для запуску модулів Розрахунок на міцність та Розрахунок на довговічність стають доступними тільки після проведення геометричного розрахунку передачі.

Активізуємо команду Геометричний розрахунок (рис. 9.25) і на моніторі з’явиться

вікно Варіант розрахунку з трьома варіантами розрахунку зубчастої передачі: По міжосьовій віддалі, По коефіцієнтах зміщення, По діаметрах вершин колес. Наступне вікно Геометричний розрахунок містить три сторінки. Дві з них призначені для введення вхідних параметрів ведучого та ведомого коліс (рис. 9.26), третя сторінка – Предмет розрахунку дозволяє вносити інформацію, що відноситься до всіх видів розрахунку (рис. 9.27). В



124

інформаційному вікні Хід розрахунку відслідковується та відображається процес розрахунку. У випадку не виконання умов зачеплення, у вікні видається повідомлення та рекомендації про подальші дії користувача. На вказаній сторінці розміщена панель керування з командами, що дозволяють почати процес розрахунку, записати дані для розрахунку на диск у файл, переглянути результати виконаного розрахунку у вигляді звіту, повернутися в головне меню та завершити розрахунок.

В процесі виконання розрахунків система пропонує ряд діалогових вікон. Після завершення розрахунку механічної передачі, вікно Вибір об’єкту побудови пропонує для побудуви шестерню або зубчасте колесо (рис. 9.28).

Побудова внутрішнього контуру На інструментальній панелі внутрішнього контуру розміщені команди, що

дозволяють будувати прості ступені внутрішнього контуру, елементи механічних передач та додаткові елементи отворів. Команди для побудови додаткових елементів стають доступними після побудови хоча б одного отвору.

Після вибору геометричної форми ступені отвору (циліндричної, конічної, у вигляді шестигранника чи квадрата), в діалогових вікнах вказуються значення параметрів, що визначають вибраний тип форми.

Команда Розділювач між ступенями від лівого та правого торців надає можливість вибору та зміни базового торця для кожного елемента внутрішнього контуру. Розділювач відображається у вигляді горизонтальної риски зі стрілками. Для елементів у верхній частині розділювача, базовим буде лівий торець об’єкта, а для елементів, що знаходяться в нижній частині розділювача, базовим буде правий торець об’єкта.

Меню Прості ступені для побудови внутрішнього контуру відрізняється від аналогічних для зовнішнього контуру (рис. 9.8, 9.9), так як є дві нові команди: Глухий отвір та Центровий отвір і відсутня команда Шестигранник. Робота з командами Циліндрична ступень, Конічна ступень та Квадрат аналогічні командам зовнішнього контуру. Діалогові вікна Глухий отвір та Центровий отвір представлені на рисуках 9.29 та 9.30. Обидва вікна

Рисунок 9.28


125

мають слайд вибраного варіанту отвору, що значно спрощує роботу. Побудова додаткових елементів внутрішнього контуру проводиться аналогічно

побудові зовнішнього контуру. Для завершення роботи з бібліотекою Компас-Shaft 5 Plus використовується команда

зберегти вал і вийти, яка розміщена на панелі керування (рис. 9.3), і дозволяє швидко вийти з діалогу прикладної бібліотеки зі збереженням введених параметрів.

9.1.3 Дерево побудов у КОМПАС-Shaft 5 Plus Дерево побудови, відповідні його гілки, назви ступеней, значення основних

параметрів виводяться на екран після закінчення роботи команди побудови в робочих областях зовнішнього та внутрішнього контурів.

Дерево побудови системи КОМПАС-Shaft 5 Plus відображає послідовність створення різних ступеней проектованого валу в графічному вигляді. Кожна ступень автоматично виникає в дереві побудови після її створення. Якщо на створеній ступені виконуються додаткові елементи, то на відповідній гілці з’являться нові відгалуження. Назва ступеням та додатковим елементам присвоюється автоматично в залежності від типу ступені чи додаткового елементу вала. Проектований об’єкт, як правило, містить багато однотипних елементів, тому до його назви автоматично додається значення основного параметра: для циліндричної ступені - діаметр (Цилін. D = 25), конічної – кут при вершині конуса (Коніч. А=30°), квадрата – сторона (Квадрат S=12), шестигранника – розмір під ключ (Шестигранник S=27), елементи механічних передач – кількість зубів (Шестерня Z=56). Назву в дереві побудови можна змінити (відредагувати). Зліва від назви кожної ступені відображається піктограма, що відповідає типу ступені представленої в графічному вигляді, яка не змінюється.

Контекстно-залежні меню викликаються на екран правою кнопкою мишки. Склад меню залежить від даного етапу роботи системи. Приклад одного з варіантів контекстно-залежного меню показаний на рисунку 9.31.

Зовнішній вигляд піктограм ступенів вала та їх додаткових елементів у дереві побудови системи КОМПАС-Shaft 5 Plus показані на рисунку 9.32.

Рисунок 9.31

126

Рисунок 9.32

127

9.2 Бібліотека КОМПАС-Shaft 3D Бібліотека КОМПАС-Shaft 3D призначена для моделювання валів, втулок,

циліндричних прямозубих шестерень внутрішнього та зовнішнього зачеплення і забезпечує проектування циліндричних, конічних ступенів валу та ступеней типу шестигранник і квадрат. Існує можливість побудови деталі механічних передач – шестерні циліндричної зубчастої передачі зовнішнього та внутрішнього зачеплення. Для геометричних та міцністних розрахунків механічних передач використовується модуль КОМПАС-Gears, аналогічно бібліотеці КОМПАС-Shaft Plus. Моделі деталей, побудованих за допомогою бібліотеки КОМПАС-Shaft 3D, доступні для редагування засобами КОМПАС 3D.

Робота з бібліотекою починається із створення нового файлу трьохмірної деталі або відкриття існуючого, тоді запускається КОМПАС-Shaft 3D з відображенням головного робочого вікна бібліотеки (рис. 9.33). Після активізації рядка Побудова моделі валу, з’являється головне робоче вікно бібліотеки, яке складається з двох частин: інформаційного рядка та інструментальної панелі (рис. 9.34). Текст в інформаційному рядку змінюється, в залежності від проектованого контуру.

На інструментальній панелі розміщені команди для побудови контуру ступені деталі та команда для завершення роботи з бібліотекою. При першому запуску доступними є тільки три з них (рис.9.34), а інші стають доступними по мірі побудови контуру моделі. Активізація команд побудови відкриває додаткове меню, що дозволяє уточнити команду та запустити її для виконання побудови ступеней валу, елементів механічних передач або додаткових елементів контура у вигляді канавок (рис. 9.35, 9.36). Перед запуском кожної команди виводиться діалогове вікно, в якому вказуються потрібні параметри для побудови.

Засоби бібліотеки КОМПАС-Shaft 3D дозволяють будувати тривимірні: прості ступені зовнішнього та внутрішнього контуру вала, додаткові елементи (канавки) та шестерні циліндричних зубчастих передач.

Рисунок 9.33

Інформаційний рядок

Інструментальна панель

Рисунок 9.34


128

Робота користувача з бібліотекою КОМПАС-Shaft 3D аналогічна прийомам роботи з КОМПАС-Shaft Plus. Суттєва відмінність полягає в тому, що до побудови кожного об’єкту вказується площина або плоска грань, на якій він будуватиметься.

Побудова моделі деталі починається з побудови ступені зовнішнього контуру валу. Команда Циліндрична ступень вимагає задання значення довжини та діаметра ступені циліндра (рис.9.37). Команда Конічна ступень виводить діалогове вікно з наступною кількістю параметрів: довжина конуса, діаметр базового та не базового торця. Користувач може вибрати варіант введення даних конічної поверхні (рис. 9.38). Базовим вважають торець, який розміщений на вказаній перед побудовою поверхні чи плоскій грані вже побудованої поверхні.

Внутрішній контур будується після побудови зовнішнього контуру. Для побудови внутрішнього контуру передбачені команди: циліндрична та конічна ступень, шестигранник та квадрат.

З додаткових елементів зовнішніх та внутрішніх контурів модельованих ступеней, системою передбачено побудову тільки канавок різного типу та призначення. Активізація команди Канавки викликає додаткове підменю по вибору типу канавки, яке представлене на рисунку 9.39. В діалогове вікно вводяться параметри канавки (рис. 9.40). Вікно, умовно,

ділиться на зони для введення вхідних даних: типу виконання канавки, підбору діаметра канавки, віддалі від вказаної попередньо грані та радіус округлень та для відображення майбутньої канавки з проставленими параметрами у вигляді слайда. В нижній зоні вікна відображаються реальні параметри, за якими будується канавка.

Для закінчення роботи з бібліотекою КОМПАС-Shaft 3D використовується команда Вихід, яка розміщена на інструментальній панелі (рис. 9.34). Модель деталі, виконана

Рисунок 9.37

Рисунок 9.38

Рисунок 9.39

129

засобами бібліотеки КОМПАС-Shaft 3D, може бути редагувати засобами КОМПАС 3D.

КОНТРОЛЬНІ ПИТАННЯ 1. Призначення бібліотеки КОМПАС-Shaft 5 Plus. 2. Інтерфейс модуля побудови елементів механічних передач. 3. Які додаткові побудови можна виконувати командами Додаткових побудов? 4. Побудова яких ступеней зовнішнього контуру вала передбачені бібліотекою

КОМПАС-Shaft 5 Plus? 5. Побудова яких ступеней внутрішнього контуру вала передбачені бібліотекою

КОМПАС-Shaft 5 Plus? 6. Які додаткові елементи дозволяє будувати система? 7. У чому полягають особливості роботи користувача з командами, призначеними

для побудови елементів механічних передач? 8. Що таке Дерево побудови бібліотеки КОМПАС-Shaft 5 Plus? 9. Призначення бібліотеки КОМПАС-Shaft 3D. 10. Які особливості інструментальної панелі бібліотеки КОМПАС-Shaft 3D? 11. Які особливості роботи користувача з бібліотекою КОМПАС-Shaft 3D у

порівнянні з бібліотекою КОМПАС-Shaft 5 Plus?

Рисунок 9.40

130

ПЕРЕЛІК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ

1. Веселовська Г. В., Ходаков В. Є., Веселовський В. М. Комп’ютерна графіка: Навч.

посібник для студентів вищих навчальних закладів. – Херсон: ОЛДі-плюс, 2004. – 584 с.

2. Гардан И., Люка М. Машинная графика и автоматизация конструирования. – М.: Мир, 1987. – 272 с.

3. Глушков С. В., Кнабе Г. А. Компьютерная графика. – 2-е изд., доп. и переработ. – Харьков: Фолио, 2003. – 509 с.

4. Годик Е. К., Лысянский В. М., Михайленко В. Е., Пономарев А. М. Техническое черчение. – Киев: Вища школа, 1983. – 440 с.

5. Драганчук О. Т., Павлик І. В., Шкіца Л. Є. Креслярсько-конструкторський редактор Компас-графік 5.Х, посібник. - Івано-Франківськ: Факел, 2003 – 62 с.

6. КОМПАС-ГРАФИК 5.Х для Windows. Руководство пользователя. Часть 1. - Санкт-Петербург: АО АСКОН, 2001. – 473 с.

7. КОМПАС-ГРАФИК 5.Х для Windows. Руководство пользователя. Часть 2. - Санкт-Петербург: АО АСКОН, 2001. – 407 с.

8. КОМПАС-ГРАФИК 5.Х для Windows. Практическое руководство. Часть 1. - Санкт-Петербург: АО АСКОН, 2001. – 601 с.

9. КОМПАС-ГРАФИК 5.Х для Windows. Практическое руководство. Часть 2. - Санкт-Петербург: АО АСКОН, 2001. – 502 с.

10. КОМПАС-3D 5.Х для Windows. Руководство пользователя. - Санкт-Петербург: АО АСКОН, 2001. – 260 с.

11. КОМПАС-3D 5.Х для Windows. Практическое руководство. - Санкт-Петербург: АО АСКОН, 2001. – 474 с.

12. Кенву Ли. Основы САПР (CAD/CAM/CAE). – СПб.: Питер, 2004. – 560 с. 13. Красильников Г., Самсонов В., Тарелкин С. Автоматизация инженерно-графических

работ. – СПб: Издательство “Питер”, 2000. – 256 с. 14. Михайленко В. Є., Найдиш В. М., Підкоритов А. М., Скидан І. А. Інженерна та

комп'ютерна графіка: Підручник для вищ. закл. освіти. – К.: Каравелла, 2003. – 344 с. 15. Михайленко В. Є., Ванін В. В., Ковальов С. М. Інженерна графіка. – К.: Каравелла,

2002. - 284 c. 16. Приложения КОМПАС-ГРАФИК 5.Х для Windows. Руководство пользователя. -

Санкт-Петербург: АО АСКОН, 2000 – 345 с. 17. Фоли Дж., вэн Дэм А. Основы интерактивной машинной графики: В 2-х книгах. – М.:

Мир, 1985. – 368 с. 18. Чудинов А. В., Графика в инженерном проектировании: Уч. пособие. – Новосибирск:

НГТУ, 1996. – 219 с.

131

Додаток А

ВИМОГИ ДО АПАРАТНИХ ЗАСОБІВ Графічний редактор КОМПАС-ГРАФІК 5.Х – система призначена для

використання на персональних комп’ютерах тиру IBM PC486/Pentium, які працюють під управлінням операційних систем Windows 95/98/2000/NT.

Конфігурація комп’ютера, що забезпечить ефективну роботу з системою:

• процесор Pentium 200 та вище; • оперативна пам’ять 32 Мб і більше; • графічний адаптер SVGA з відео пам’яттю 1 Мб, який підтримує роздільну

здатність не менше 800х600х256 кольорів; • кольоровий монітор SVGA з розміром діагоналі 17” і більше; • привід CD ROM; • мінімальний вільний простір на жорсткому диску 100 Мб; • маніпулятор мишка.

На комп’ютері повинна бути встановлена російськомовна або коректно русифікована версія операційної системи Windows.

Для отримання паперових копій (друку) документів, підготовлених засобами системи, можна використовувати будь-які моделі принтерів та плотерів, для яких є драйвери, що розроблені для версії Windows, яка встановлена на даному комп’ютері.

Системні вимоги до апаратних засобів системи КОМПАС-3D дещо вищі по деяких показниках. Нижче перелічені тільки ті, що відрізняються від вищеописаних.

Конфігурація комп’ютера, що забезпечить ефективну роботу з системою:

• процесор Pentium II-350 та вище; • оперативна пам’ять 128 Мб і більше; • графічний адаптер SVGA з відео пам’яттю 4 Мб, який підтримує роздільну

здатність не менше 800х600, High Color; • мінімальний вільний простір на жорсткому диску 150 Мб.

132

Додаток Б Перелік стандартних та типових деталей

Конструкторської бібліотеки системи КОМПАС-ГРАФІК

133

Продовження додатка Б

134

Продовження додатка Б

135

Додаток В

ПЕРЕЛІК СТАНДАРТНИХ ЕЛЕМЕНТІВ СХЕМ, ПРИСТРОЇВ ТА ІНШИХ

ЕЛЕМЕНТІВ ЇХ ОФОРМЛЕННЯ ЗАКРІПЛЕНИХ ЗА ВІДПОВІДНИМИ КНОПКАМИ

ГОЛОВНОГО ВІКНА БІБЛІОТЕКИ ESK

Пристрої Конденсатори Корпус – заземленняз’єднання

Електротермічні пристрої

Прилади акустичні Мікросхеми Електрозапальні пристрої Запобіжники

Джерело живлення Реле Електродвигуни Резистори

Лампи Індуктивні елементи

Прилади електровимірювальні

Комутаційні пристрої

Функції комутаційних пристроїв Трансформатори Тиристори Транзистори

Струмознімники Діоди Оптрони Антени

З’єднувачі Позначення на планах

Сигнальна техніка

Каталог елементів та їх позначень

П’єзоелементи Провідникові засоби зв’язку

Текстові документи

Лінії з’язку

136

Додаток Г

КЕРУЮЧІ КЛАВІШІ СИСТЕМИ КОМПАС-3D В КОМПАС-3D для виконання загальних дій та в режимі редагування ескізу

використовуються ті ж керуючі клавіші та клавіатурні комбінації, що і при роботі з графічним редактором КОМПАС-ГРАФІК.

В режимі тривимірних побудов передбачені ще й інші керуючі клавіатурні комбінації, які представлені в таблиці.

Керування масштабом відображення

<+> Збільшити масштаб, зберігши центр зображення <-> Зменшити масштаб, зберігши центр зображення

<Shift> + <+> Збільшити масштаб, зберігши центр зображення <Shift> + <-> <Ctrl> + <L> Викликати Допомогу КОМПАС-ГРАФІК.

Збереження і відкриття документів

<Shift> + <↑> <Shift> + <↓> <Shift> + <←> <Shift> + <→>

Перемістити зображення на крок в бік, що відповідає напрямку стрілки

<Ctrl> + <Shift> + <↑> <Ctrl> + <Shift> + <↓>

Повернути деталь вверх/вниз у вертикальній площині, перпендикулярній площині екрана

<Ctrl> + <Shift> + <←> <Ctrl> + <Shift> + <→>

Повернути деталь вліво/вправо у горизонтальній площині.

<Alt> + <←> Повернути деталь по годинниковій стрілці в площині площини екрана

<Alt> + <→> Повернути деталь проти годинникової стрілки в площині площини екрана

<Пробіл> + <↑> Повернути деталь на 90° вверх у вертикальній площині, перпендикулярній площині екрана

< Пробіл > + <↓> Повернути деталь на 90° вниз у вертикальній площині, перпендикулярній площині екрана

< Пробіл > + <←> Повернути деталь на 90° вліво в горизонтальній площині.

< Пробіл > + <→> Повернути деталь на 90° вправо в горизонтальній площині.

< Alt > + <↑> Повернути деталь на 90° по годинниковій стрілці в площині екрана

< Alt > + <↓> Повернути деталь на 90° проти годинникової стрілки в площині екрана

137

Додаток Д

ПІКТОГРАМИ В ДЕРЕВІ ПОБУДОВИ ПРИ СТВОРЕННІ ТРИВИМІРНИХ МОДЕЛЕЙ

Деталь

Круглий отвір

Зборка

Тонкостінна оболонка

Основа деталі – елемент видавлювання

Переріз по ескізу

Основа деталі – елемент обертання

Переріз площиною

Основа деталі – елемент кінематичний елемент

Копія по паралелограмній сітці

Основа деталі – елемент елемент по перерізах

Копія по концентричній сітці

Приклеєний елемент видавлювання

Копія вздовж кривої

Приклеєний елемент обертання

Дзеркальна копія виділених елементів

Приклеєний елемент кінематичний елемент

Дзеркальна копія всієї деталі

Приклеєний елемент елемент по перерізах

Деталь-заготовка, що зберігає зв’язок з файлом-джерелом

Вирізаний елемент видавлювання

Деталь-заготовка без зв’язку з файлом-джерелом

Вирізаний елемент обертання

Додаткова вісь

Вирізаний елемент кінематичний елемент

Допоміжна площина

Вирізаний елемент елемент по перерізах

Компонент з бібліотеки користувача користувача

Скруглення

Стандартний компонент з бібліотеки моделей

Фаска

Спряження

Ребро жорсткості

Уклон

Documents

uCoz · 2009-09-17 · 2.1 Растрова графіка 2.1.1 Принципи формування кольорових зображень 2.1.2 Формати та редактори