Назначение и принцип работы САПР. Компьютерная графика.

Утверждаю

Начальник кафедры механики

и инженерной графики

полковник внутренней службы

К.Иванов

«___» _____________2013 года

МЕТОДИЧЕСКАЯ РАЗРАБОТКА

ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ПРАКТИЧЕСКОГО ЗАНЯТИЯ

по учебной дисциплине «Начертательная геометрия.

Инженерная графика»

Раздел № 2. «Инженерная графика».

Тема № 10. «Сборочные чертежи. Схемы».

Занятие № 10.7 «Автоматизация графических работ».

Обсуждена на заседании кафедры

(предметно-методической секции)

Протокол №______от

«____»_______________2013 года

Санкт-Петербург

I.Цели

1.Углубить и закрепить теоретические знания.

2.Привить курсантам практические навыки.

3.Проверить качество усвоения обучаемыми учебного материала.

4.Воспитывать у курсантов стремление к углубленному освоению материала по теме занятия, обучению методам самостоятельной работы с первоисточниками и учебными материалами.

II. Расчет учебного времени

III. Учебно-методическое обеспечение

1. Мультимидийный проектор.

2. Сборник ЕСКД.

IV.Методические рекомендации по подготовке и

Проведению практического занятия.

ВВОДНАЯ ЧАСТЬ.

Проверить наличие курсантов, объявить тему, учебные цели и вопросы занятия, последовательность их отработки, ориентировочное время выполнения задания. Напомнить, что к концу занятия каждый курсант должен выполнить. Сделать необходимые пометки и запись в журнале.

ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ.

Назначение и принцип работы САПР. Компьютерная графика.

Информационные технологиипредставляют собой совокупность методов, способов, процедур, реализующих функции хранения, обработки, преобразования, передачи информационных данных, разработки и создания различных документов (в том числе графических конструкторских документов) на основе широкого использования компьютерной техники, в частности, персональных компьютеров (ПК).

Начало интенсивного развития компьютерной информационной технологии относится к 60-ым годам, когда появились большие производительные ЭВМ (серии Урал, Минск, БЭСМ, ЕС и др.), на базе которых были созданы вычислительные центры в различных отраслях промышленности, экономики, в научно-исследовательских, конструкторских и других организациях. Однако такие централизованные информационные системы обладали существенным недостатком, который заключается в отсутствии непосредственной информационной и функциональной связи между ЭВМ вычислительного центра и пользователями результатов обработки информации. При этом, несмотря на большие емкости оперативной и вычислительной памяти, сравнительно большое быстродействие, вычислительные и логические возможности, скорость ввода и вывода информации вычислительные центры обладали весьма низким динамизмом при принятии оперативных решений, не обеспечивали эффективных интерактивных (диалоговых) человеко-машинных процедур между пользователями и ЭВМ. Вычислительный потенциал ЭВМ находился в отрыве от конкретных исполнителей, разработчиков, лиц, принимающих решение, в различных отраслях научно-исследовательской, конструкторской и других сферах деятельности человека.

Разработка и создание в 90-ых годах вычислительной техники, имеющей небольшие габариты, обладающей высоким быстродействием и большими объемами памяти позволяли принципиально изменить технологические процессы проектных и конструкторских работ. Появилась возможность размещать основные элементы компьютерной техники компактно на одном рабочем месте и создавать автоматизированные рабочие места (АРМ) конструктора.

Системы автоматизированного проектирования (САПР)

АРМ конструктора позволяют автоматизировать расчеты проектируемых изделий, процессы разработки графических и текстовых конструкторских документов, обеспечить передачу, хранение и обработку больших объемов информации, необходимой для выполнения проектно-конструкторских работ. Для этого АРМ конструктора должны быть оснащены средствами автоматизированного проектирования, которые можно разделить на технические и программные средства.

В состав технических средств входят компьютер и переферийные устройства такие как принтер, сканер, графопостроитель, копир, средства связи и др.

Программное обеспечение АРМ включает в себя операционную систему, которая управляет процессом внутри компьютера, и прикладные программы, предназначенные для выполнения конкретных задач при проектировании, в частности, таких, как выполнение чертежей и других графических работ, разработка и редактирование текстовых документов, создание и хранение банков графической информации и других баз данных.

АРМ конструктора является основной составной частью систем автоматизированного проектирования (САПР).

САПР, создаваемые в проектных и конструкторских организациях, представляют собой автоматизированные системы, включающие в себя технические средства – компьютеры, системное и прикладное программное обеспечение и человека – проектировщика, конструктора. САПР включает в себя систему АРМ конструкторов, чертежников, расчетчиков, экономистов и др., объединенных через сервер в единую локальную вычислительную сеть.

Сервер обычно представляет собой быстродействующий компьютер, обладающий большой системной и оперативной памятью, снабженной соответствующими программными средствами, и способный с высокой скоростью обрабатывать и хранить большие объемы графической, текстовой и другой информации.

САПР позволяют существенно повысить эффективность проектно-конструкторских работ за счет увеличения их производности, снижения трудоемкости, предоставления проектировщику принципиально новых возможностей оперативного анализа различных конструктивных вариантов разрабатываемых изделий и выбора оптимального варианта.

АРМ конструктора в составе САПР выполняет следующие основные функции.

1. Автоматизация кодирования, ввода-вывода и обработки графической и алфавитно-цифровой информации, удобных для проектировщика.

2. Автоматизация представления на устройствах ввода-вывода результатов расчетов и обработки на компьютере цифровой и графической информации.

3. Обеспечение графического диалога между конструктором и компьютером при решении задач проектирования.

4. Создание в памяти компьютера банков и баз данных нормативной расчетной и графической информации, используемых при проектировании.

5. Автоматизация выпуска графической и текстовой конструкторской документации.

Совокупность средств и приемов автоматизации кодирования, обработки и декодирования графической информации обеспечивает компьютерная графика – область информационных технологий, предназначенная для создания, хранения и обработки графических изображений и разработки чертежей с помощью компьютеров.

Функциональная схема АРМ конструктора представлена на рис. 9.1. АРМ обладает техническими и программными средствами, позволяющими обрабатывать как графическую, так и текстовую информацию. Программы обеспечивают взаимодействие конструктора с компьютером в интерактивном (диалоговом) режиме, когда пользователь видит на экране дисплея результат своих действий и может активно его корректировать.

В первую очередь это относится к графическому диалогу, поскольку именно графика представляет собой самую трудоемкую часть проектно-конструкторской работы, выполняемой САПР.

Для успешного функционирования САПР должна обладать развитыми информационными средствами компьютерной графики, включающими в себя банки (библиотеки) графической информации многократного использования и базы графических данных, содержащие справочную нормативную и другую информацию, определяющую правила выполнения машиностроительных чертежей и схем.

Банки данных должны обеспечивать накопление, хранение и выдачу графической информации, содержащую типовые графические изображения и другие сведения о проектируемых изделиях и предназначенных для использования при разработке конструкций новых изделий данного типа. Банки данных включают в себя информационные массивы, а также программное обеспечение, необходимое для их формирования, хранения и использования. В частности, банки и базы данных могут содержать массивы элементарных графических изображений, например, линий, окружностей, дуг, эллипсов, многоугольников и др. (ГИ – 1, ГИ – 2), а также изображений унифицированных или типовых деталей и их элементов, например, крепежных деталей, резьбовых соединений, зубчатых, цепных, ременных передач и др. (база деталей, база сборочных единиц). Кроме того могут создаваться и другие базы данных, например, база форматов, база шрифтов и условных знаков (рис. 1). Таким образом, в банках и базах данных должны содержаться результаты предыдущих этапов проектирования, предназначенные для использования на последующих этапах. В настоящее время проектные и исследовательские организации занимаются созданием банков и баз данных типовых элементов изделий разрабатываемых в данной отрасли.

Современные программные средства компьютерной графики позволяют разрабатывать машиностроительные чертежи как в интерактивном, так и в программном режимах.

В интерактивном режиме с помощью специальных команд, каждая из которых выполняет какую-либо графическую функцию, могут разрабатываться, графические изображения, из которых могут создаваться банки данных различных фрагментов чертежей элементов машиностроительных конструкций, в частности, типовых, унифицированных, стандартных элементов деталей и сборочных единиц. Затем эти графические изображения, выбираемые из банков данных, могут использоваться для разработки чертежей более сложных изделий.

Программные средства компьютерной графики позволяют преобразовывать ранее созданные чертежи изделий, изменять их размер и форму на основе задания новых данных по их параметрам, тем самым обеспечивая многовариантность графических изображений.

Полную автоматизацию разработки чертежей могут обеспечивать программные режимы работы САПР. Программы решения задач компьютерной графики разрабатываются на основе специальных языков программирования, которые позволяют автоматизировать выполнение на компьютере графических изображений и чертежей в целом по заданным данным и условиям. При этом могут разрабатываться не только двухмерные чертежи, но и аксонометрические, трехмерные изображения изделий.

Автоматизированное программирование позволило эффективно использовать при разработке конструкций стандартизацию, поскольку стало возможным вводить требования стандартов в базы данных и в программное обеспечение компьютерной графики. Ряд стандартов ЕСКД приспособлен для использования их данных и требований в САПР. К таким стандартам, в частности, относятся стандарты на условные графические обозначения в схемах, стандарты на условные и упрощенные изображения, например, на изображения резьбы (ГОСТ 2.311-68), на изображение сварных швов, неразъемных соединений (ГОСТ 2.312-72, ГОСТ 2.313-82), на упрощенное изображение крепежных деталей (ГОСТ 2.315-68) и др.