Выполнение общестроительного чертежа в пакете компас

4.1. Преимущества компьютерной графики перед традиционным способом выполнения чертежей

С самых первых дней создания ЭВМ возникла идея использовать компьютер для выполнения графиков, чертежей, схем и рисун­ков. При этом появилась возможность хотя бы частично автомати­зировать трудоемкий процесс выполнения чертежных работ, пре­доставив человеку больше времени для решения творческих задач.

Однако до практического применения компьютерной графики, пригодной в какой-то степени для промышленного использования, дело дошло лишь во второй половине 60-х годов XX столетия. Ос­новными причинами этого были недостаточное развитие техниче­ских и программных средств, высокая стоимость самих ЭВМ, а так­же специального графического оборудования.

Сегодня, когда в нашу жизнь прочно вошли персональные ком­пьютеры с высоким быстродействием, большим объемом памяти, =когда появились достаточно совершенные диалоговые программы обработки изображений, компьютерная графика стала доступной не только узкому кругу специалистов.

Каких-то специальных программ для решения задач только на­чертательной геометрии нет, поскольку такие программные продук­ты как AutoCAD (фирмы «Autodesk») или КОМПАС (российской фирмы «АСКОН») позволяют выполнять геометрическое трехмер­ное моделирование создаваемого объекта, при котором попутно решаются многие задачи начертательной геометрии. Так, например, при создании трехмерного твердотельного объекта из нескольких более простых трехмерных объектов при помощи булевых операций (сложение, вычитание, пересечение) линии пересечения их поверх­ностей строятся автоматически. При этом пользователь может не знать языков программирования, выполнение чертежа производится при диалоге его с компьютером.

В чем же преимущества компьютерной графики перед традици­онным (ручным) способом выполнения чертежной документации?

1. Использование компьютера сокращает время выполнения чертежа в несколько раз (при достаточном освоении про­грамм - до 10 раз). Не имеет большого смысла простое использование компьютера как «электронного карандаша», т.е. выполнение с его помощью плоских, двухмерных и изображений, хотя и в этом случае чертеж строится довольно быстро.

2. Наличие библиотек изображений стандартных элементов (имеются библиотеки стандартных крепежных, электрических, гидравлических, пневматических, архитектурных, строительных элементов), которые можно самостоятельно дополнять, и геометрических форм, так же способствуют сокращению времени выполнения чертежа. Имеется возможность простого «перетаскивания» мышью готовых стандартных изображений в свой чертеж.

3. Точность выполнения «компьютерного» чертежа значительно выше, нежели выполненного вручную, поскольку положение любой точки чертежа определяется точно (либо заданием ее координат, либо использованием так называемой «объектной привязки» - привязки к определенным точкам чертежа).

4. Качество оформления чертежа (линии, шрифты) не зависит от конструкторского опыта его создателя и всегда стабильно, так как устройство вывода графической информации (прин­тер, плоттер, графопостроитель) имеет постоянные, на­страиваемые по желанию пользователя, технические харак­теристики. При этом следов многократных исправлений на чертеже не будет видно, так как чертеж выводится на печать только после того, как на экране монитора выполнены все необходимые исправления и доработки.

5. Сохранив файл чертежа, можно многократно использовать его при проектировании изделий, аналогичных ранее выпол­ненному. При этом можно сохранить множество вариантов решения одной задачи. Часто бывает более простым реше­нием отредактировать (изменить) ранее созданный чертеж, чем создавать новый.

6. Требования к компьютеру при этом по нынешним меркам не­высоки:

· Pentium 133 и выше;

· оперативная память 32 Мбайт;

· 150 Мбайт памяти на жестком диске;

· 64 Мбайт памяти (минимум) на жестком диске для вре­менных файлов.

· 800x600 VGA монитор;

· операционная система Windows NT 4.0 / 95 / 98 / 2000.

Есть еще много специальных средств, позволяющих автомати­чески получать необходимые изображения оригинала и выполнять оформление чертежа. Об этом коротко расскажем ниже.

4.2 Техническое обеспечение компьютерной графики.

Не будем углубляться в классификацию существовавших ранее и существующих сегодня технических средств ввода-вывода графической информации, методы и принципы их работы. Коротко рассмотрим только современные и наиболее часто применяемые из них.

В состав комплекса технических средств компьютерной графики входят, как правило, ПЭВМ (системный блок, монитор), устройства ввода (сканер, клавиатура, мышь) и устройства вывода графическо­го изображения (принтер, плоттер или графопостроитель).

Монитор, представляющий собой устройство отображения ин­формации, предназначен для организации зрительной связи поль­зователя с ЭВМ. С помощью алфавитно-цифровой клавиатуры и мыши пользователь формирует на экране монитора (дисплея) ко­манды для ЭВМ, после чего, как правило, появляются запросы на ввод дополнительной уточняющей информации. Таким образом осуществляется диалог пользователя с ЭВМ.

При помощи сканера можно ввести в компьютер любую графи­ческую (в том числе фотографию или картину) и текстовую инфор­мацию. После этого при помощи соответствующих программных средств эту информацию можно редактировать (изменять, править, дополнять) и сохранять как самостоятельный файл.

Клавиатура удобна для ввода текста, знаков и чисел (координат точек). Кроме того, можно с ее помощью перемещать курсор мони­тора.

Устройство ввода - «мышь» удобно при работе с графическими программами. Мышь позволяет не только указывать положение то­чек, но и помогает при выборе объектов, их трансформации и пере­носе. В современных программах чаще всего приходится работать параллельно с клавиатурой и мышью.

Устройством вывода графической информации для форматов бумаги А4 или A3 вполне могут служить струйный или лазерный принтеры, дающие достаточно четкое, точное и качественное изо­бражение. Применение матричных принтеров дает худшие резуль­таты. При необходимости вывода на печать чертежей большего формата желательно использовать плоттер или графопостроитель.

4.3 Программное обеспечение компьютерной графики

Программное обеспечение компьютерной (машинной) графики разрабатывалось параллельно развитию техники. Начальные гра­фические пакеты программ были ориентированы на двухмерную графику и не были интерактивными. Например, для выполнения чертежа в ранее широко известном графическом пакете ГРАФОР, необходимо было вначале написать программу для ЭВМ, ввести программу в машину, и только после этого можно было увидеть результат работы программы на экране монитора. Если при написании программы была допущена ошибка, то необходимо было после про­смотра результата на мониторе внести исправления в программу.

Современные программные средства (например упоминавшийся выше AutoCAD и КОМПАС) выгодно отличаются от прежних гра­фических пакетов, таких как ГРАФОР, ГРАФ-CM, ФАП-КФ и других. Они предназначены не просто для вычерчивания изображений и нанесения элементов оформления чертежа (размеров, надписей). Последние версии современных программных продуктов позволяют конструктору выполнять геометрическое трехмерное моделирова­ние создаваемого объекта.

Изменилась сама «технология» создания чертежа. Вычерчивать плоские (двухмерные) изображения имеет смысл только для про­стых деталей, для изображения которых достаточно одного вида. Для более сложных объектов, требующих нескольких изображений, вначале создается твердотельная модель детали (или сборочной единицы), на основе которой, пользуясь специальными средствами выполнения чертежей, можно получить любые необходимые изо­бражения - виды, разрезы, сечения и аксонометрические проекции.

Создание твердотельной модели при некотором навыке не вы­зывает особых затруднений. Для удобства их создания имеется на­бор основных геометрических форм: параллелепипед, сфера, ци­линдр, конус, усеченный конус, пирамида. Если требуется создать тело более сложной формы, то возможно получить его «выдавлива­нием» или «вращением» замкнутой линии любой конфигурации. При этом направление выдавливания (путь) или ось вращения задаются конструктором по своему усмотрению. После создания всех основ­ных элементарных твердотельных объектов, этаких «кирпичиков» будущей модели, при помощи операций сложения, вычитания или пересечения получаем единую твердотельную модель оригинала.

Чем она удобна? Дело в том, что в указанных программах име­ется возможность визуализировать эту модель, т.е. раскрасить ее в любой цвет, удалить невидимые линии. С учетом выбранного осве­щения и падающих при этом теней получается очень наглядное изображение объекта. Его можно вращать в любых направлениях, как бы рассматривая с разных сторон, оценивая удачность конст­рукторского решения. При необходимости можно внести нужные из­менения в геометрические формы объекта.

Полученную твердотельную модель можно экспортировать в другие программы (например, для прочностных расчетов), после чего вернуть модель в графическую программу и вновь внести изменения в геометрию детали, если в этом есть необходимость.

Получив, таким образом, удовлетворяющую конструктора мо­дель объекта, можно заняться оформлением ее чертежа. Для этого в AutoCAD-2010 и в КОМПАС V13, например, есть несколько приемлемых способов.

Комплексный чертеж детали или сборочной единицы, как пра­вило, предусматривает использование нескольких проекций, т.е. нам придется создать несколько так называемых «видовых экра­нов». Иными словами имеется возможность соз­давать макет чертежа.

При этом, во-первых, можно просто ограничиться самостоя­тельно расположенными видовыми экранами с различными проек­циями твердотельной модели, удалить невидимые линии, построить необходимые сечения. При этом имеется возможность согласовать изображения в разных видовых экранах (проекциях).

Во-вторых, и это более важно, специально для твердотельных объектов имеется ряд возможностей, облегчающих создание чер­тежа. В этом случае конструктор сам создает и располагает в нуж­ном месте чертежа несколько видовых экранов (проекций) с изо­бражением в них плоскостных проекций видов, разрезов, аксоно­метрических проекций, дополнительных видов.

Достаточно просто производится простановка на чертеже раз­меров различных типов (линейных, угловых, радиусов, диаметров, цепочкой и т.д.). Так же просто наносятся предельные отклонения (допуски) формы, расположения и размеров деталей. В готовый чертеж можно добавить любую текстовую информацию, например технические требования.

Имеются готовые шаблоны оформления всех форматов (рамки чертежа с основной и дополнительными надписями), которые можно наложить на имеющийся чертеж.

Таким образом, мы видим, что современное программное обес­печение позволяет, как бы создать макет объекта и легко оформить его чертеж.

Система Компас-График V13 с модулем трехмерного твердотельного моделирования КОМПАС-3D предназначена для автоматизации проектно- конструкторских работ в различных отраслях деятельности и создания трехмерных параметрических деталей.

При выполнении строительного чертежа к работе подключают библиотеку КОМПАС «Архитектура и строительство», а также панели АС/АР и «Обозначения для строительства.