3 Методи створення моделей геометричних об'єктів і графічних зображень

Можна виділити два основні види геометричних об'єктів: постійний - з постійними розмірами і геометричною формою, наприклад, графічні зображення умовних графічних позначень електричних схем, стандартних виробів з постійними розмірами;

параметрично заданий - із змінними розмірами і геометричною формою, наприклад, виріб, залежний від типоразміру; типові і уніфіковані конструкції радіоелектронних пристроїв; конструктивні елементи типових деталей та ін.

Постійні геометричні об'єкти можуть бути сформовані з використанням графічного редактора, наприклад, AutoCAD, КОМПАС.

Методи опису параметрично заданих геометричних об'єктів - створення моделей виробів (далі методи створення моделей) - характеризуються великими витратами на формування уявлення в машині. Щоб скоротити ці витрати, під час описування деяких груп технічних об'єктів можна користуватися одним з двох принципово різних методів: варіантним або генерувальним (створювальним).

Варіантний метод заснований на тому, що для певного класу виробів виявляється модель-представник, за допомогою якої можна отримати всі геометричні форми цього класу виробів. Представника класу виробів називають типовою моделлю (або комплексною моделлю), а одержані з неї форми - варіантами (виконаннями). Виконання виробу визначається заданими параметрами, обнуління яких приводить до виключення складових елементів геометричних об'єктів. В найпростішому випадку змінюють тільки розміри, а конструкція окремих варіантів сімейства виробів залишається незмінною. Такий прийом конструювання називають принциповим (тобто із збереженням принципу конструкції). При принциповому конструюванні дані технологічної документації не готуються кожного разу наново, а закріплені за вже наявними принциповими кресленнями. Вживання такого методу припускає, що вже зроблений вибір геометрії для проектованого виробу. Областями вживання є проектування окремих деталей (наприклад, пружин), комплексних функціональних вузлів (наприклад, підшипників), готових виробів (наприклад, трансформаторів, інструменту). Витрати на опис типової моделі великі в порівнянні з витратами на отримання варіантів, тому багато систем використовують принцип вкладеності моделей: один раз описані типові моделі використовуються для опису інших типових моделей як макрокоманди.

Стосовно технології обробки в цьому випадку можна говорити про типовий технологічний процес. У разі потреби оновлення комплексної інформації про типовий технологічний процес або креслення на групу виробів в систему вводяться нові варіанти поєднань різних початкових параметрів.

У протилежність варіантному методу при методі генерування визначаються різні поєднання конструктивних (або інакше конструкційних) і технологічних елементів і вибирається краще рішення. Принцип роботи системи, що використовує метод генерування, заснований на розділенні геометричних об'єктів на елементи і створенні нових геометричних об'єктів з наявних елементів. Розрізняють наступні групи елементів: основні (функціональні), допоміжні (конструктивні геометричні і елементи форми) і технологічні. Використовування цього методу ефективне, оскільки досвід показує, що більшість конструкторських розробок створюється шляхом поєднання елементів, давно відомих як за принципом функціонування, так і за виконанням, що раніше не використалося.

Вище вже були приведені відмінності між системами двомірного і тривимірного моделювання. Отже:

• системи двомірного моделювання розпізнають геометричні форми, визначувані точками, прямими або кривими тільки на площині;

• кожний вид деякого об'єкту (головний вигляд, вигляд зверху і т. д.) може бути виконаний лише як окрема фігура, яка розглядається системою зовні зв'язку з будь-якими іншими видами.

Системи проекційного моделювання більш примітивні, ніж тривимірні, проте вони досить широко поширені, а їх порівняно мала вартість є істотним чинником при виборі такої системи. За допомогою двомірних систем створюється більшість конструкторських документів.

Всі команди будь-якої двомірної системи (або графічного редактора) можна розділити на три виlb:

• команди креслення;

• команди редагування;

• команди нанесення розмірів, умовних позначень і тексту (оформлення креслення).

Процес проектування можна розділити на ряд етапів або видів діяльності, причому порядок їх опису не має значення, оскільки на практиці постійно відбувається перехід від одного виду діяльності до іншого без очевидних пріоритетів. В основному можна виділити наступні види діяльності: створення - можливість виконувати проекційні креслення нових виробів, які поки не існують;

• редагування - можливість вносити зміни в ті, що розробляються

• креслення виробу у процесі її виникнення;

• розрахунки - на рівні типових розрахунків деталей машин;

• вибір - ухвалення рішення, по якому шляху спрямувати розробку проекту в збиток іншим варіантам на основі технічних даних (наприклад креслень прототипів виробів, розрахунків і т. п.);

• пошук - робота з архівами (сюди входить пошук вже існуючих рішень, ознайомлення з історією видозміни виробу...), причому круг вибору і пошуку, як правило, обмежений прототипами конкретної галузі.

Перераховані види діяльності піддаються автоматизації завдяки сучасним програмним продуктам, що розробляються різними фірмами. Тут розглянуто тільки два види діяльності - створення креслень і їх редагування.

Створення креслення. Традиційно креслення виконується з використанням креслярських інструментів (лінійки, трикутника, циркуля і т. п.) на планшеті (столі, креслярській дошці). Точність виконання креслення залежить від кваліфікації конструктора і гостроти його зору. Поступово з'являються всілякі пристосування для полегшення праці конструктора. Одне з них - кульман: креслярська дошка з регулюванням нахилу, забезпечена пантографом, що дозволяє переміщати плоскопараллельно дві взаємно перпендикулярні лінійки. В цьому випадку точність креслення залежить ще і від настройки кульмана. Методика ж виконання графічного документа в тому і іншому випадку однакова. Ця ж методика застосовна і при використанні комп'ютера, який забезпечує окрім точності побудов ще і зручність в роботі. Недаремно комп'ютер, забезпечений яким-небудь графічним редактором, називають «електронним кульманом».

Креслення будь-якої складності будується на основі базових графічних елементів (графічних примітивів): точок, відрізків, кіл і кривих. Метод побудови кожного окремого креслення в більшості випадків залежить від точності побудови. Наприклад, зображення відрізка може бути виконано декількома способами:

1. З меню вибирається команда «відрізок», потім перехрестя курсору поміщається спочатку в одну, а потім в іншу точку. Цей спосіб застосовний для швидкого створення простих форм, що не вимагають точності зображення.

2. При виконанні креслення, як правило, потрібен високий ступінь точності, тому всі дані, що характеризують конкретний геометричний образ (координати початку і кінця відрізка, координати центру кола величина її радіусу і т. п.), повинні бути точно визначені і виведені на екран (креслення) в абсолютних або відносних координатах. Проте при виконанні великих об'ємів графічної роботи такий спосіб вельми утомливий, вимагає великої уваги і уповільнює процес створення креслення.

3. Точна побудова контуру може бути забезпечена і шляхом використання базових графічних елементів (відрізка, кола, дуги і тд.) і багатому сервісу для їх введення (побудова відрізка паралельного або перпендикулярного даному, копіювання і переміщення окремих елементів креслення і т. д.).