Будь-яке промисловий виріб (наприклад, автомобіль, підшипник, рейок тощо) має два види існування: всередині підприємства (від проектування до виготовлення) і поза ним (з моменту реалізації і до закінчення терміну експлуатації в конкретних умовах). Очевидно, що перш ніж виготовити якийсь матеріальний об'єкт (той самий автомобіль, підшипник, рейок т. д.), проектувальник (конструктор) повинен наочно зобразити цей об'єкт, який предметно ще не існує, а є поки лише продуктом його інтелектуальної діяльності. Іншими словами, проектно-конструкторський процес визначає майбутній виріб, необхідність появи якого зумовлена ​​об'єктивними передумовами. Технічна творчість тісно пов'язане і з наукою, і з виробництвом. Конструктор зобов'язаний знати і використовувати дані основних фізичних, математичних та інших наукових дисциплін, повинен враховувати можливості сучасного виробництва. Крім того, технічна творчість у функціонально-естетичному плані пов'язано з мистецтвом, тому що конструктор зобов'язаний забезпечити свого виробу сучасний дизайн. Проектно-конструкторську діяльність в узагальненому вигляді можна умовно розділити: · На проектування - творче приречення майбутнього технічного пристрою або технологічного методу, при якому розрахунками, ескізами або експериментально робиться попереднє опрацювання; · Результат - обгрунтування для подальшого конструювання пристрою плі розробки методу; · Конструювання - визначення за допомогою зображення задуму технічного пристрою; · Результат - отримання креслень нового виробу або нового технологічного процесу. Конструювання, у свою чергу, поділяється на два види діяльності: ескізне проектування та оформлення. При ескізному проектуванні (як правило, з використанням прототипів) визначається принцип дії розроблюваного виробу, а при оформленні виконується повний комплект документації для його виготовлення. Абревіатура - Системи Автоматизованого Проектування - вперше була використана основоположником цього наукового напрямку Айвеном Сазсрлендом (Массачусетський технологічний інститут). САПР охоплюють весь спектр проблем, пов'язаних з проектною діяльністю (графічних, аналітичних, економічних, ергономічних, естетичних ...). Очевидно, що в умовах жорсткої конкуренції колектив будь-якого підприємства зацікавлений в скороченні термінів від ідеї до запуску у виробництво нових виробів, в оптимізації виробничих процесів, у споживчих якостях виробів, що випускаються (надійності, безпеки, естетичності) і, нарешті, в їх реалізації. Перший етап від ідеї до запуску у виробництво »- самий трудомісткий, так як тут, крім втілення ідеї в доступну для всіх форму інформації, необхідно передбачити і технологічність, і надійність, і безпека. Тільки використання САПР дозволяє в значній мірі скоротити тривалість цього етапу, тому що до можливостей САПР відносяться: · Більш швидке виконання креслень. Конструктор, що використовує САПР, може виконувати креслення в середньому в три рази швидше, ніж працюючи за кульманом. Така робота прискорює процес проектування в цілому, дозволяє в більш стислі терміни випускати продукцію і швидше реагувати на ринкову кон'юнктуру; · Підвищення точності виконання креслень. Точність креслення, виконаного вручну, визначається гостротою зору конструктора і товщиною грифеля олівця. На кресленні, побудованому за допомогою програмних засобів, місце будь-якої точки визначено точно, а для більш детального перегляду елементів креслення є засіб, що дозволяє збільшити будь-яку частину цього креслення. Крім цього САПР забезпечує конструктора ще багатьма спеціальними засобами, недоступними при ручному кресленні; · Підвищення якості виконання креслень. Якість зображення на звичайному кресленні повністю залежить від майстерності конструктора, тоді як друкують пристрої викреслюють високоякісні лінії і тексти незалежно від індивідуальних здібностей людини. Крім того, більшість зроблених вручну креслень мають неохайний вигляд із-за частого стирання лінії. Програмні засоби будь САПР дозволяють швидко стерти зайві лінії без будь-яких наслідків для кінцевого креслення; · Можливість багаторазового використання креслення. Побудова зображення всього креслення або його частини можна зберегти для подальшої роботи. Зазвичай це корисно тоді, коли до складу креслення входять складові, які мають однакову форму. Збережено креслення може бути використаний для подальшого проектування; · Прискорення розрахунків та аналізу при проектуванні. В даний час існує велика різноманітність програмного забезпечення, яке дозволяє виконувати практично всі проектні розрахунки; · Високий рівень проектування. Потужні засоби комп'ютерного моделювання (наприклад, метод кінцевих елементів) дозволяють проектувати нестандартні геометричні моделі, які можна швидко модифікувати і оптимізувати, що дозволяє знизити загальні витрати до такого ступеня, яка раніше була недосяжна через великих витрат часу; · Скорочення витрат на удосконалення. Засоби імітації та аналізу, включені в САПР, дозволяють різко скоротити витрати часів »і коштів па дослідження та удосконалення прототипів, які є дорогими етапами процесу проектування; · Інтеграція проектування з іншими видами діяльності. Інтегрована обчислювальна мережа з високоякісними засобами комунікації забезпечує САПР більш тісну взаємодію з іншими інженерними підрозділами. Конструктор повинен досконально знати правила оформлення креслярсько-графічної документації (ГОСТи ЕСКД), вільно володіти програмними засобами, необхідними для роботи, і мати уявлення про склад і можливості свого автоматизованого робочого місця (АРМ). В даний час вже отримали достатньо широке поширення так звані системи проектування «високого рівня», такі як Pro / ENGINEER (США), EUCLID QUANUM (Франція), до них також слід віднести і T-FLEX CAD, СПРУТ (Росія). До систем «середнього рівня» можна віднести Mechanical Desktop (фірма Autodesk), SolidWorks 96 (фірма SolidWorks) та ін Нарешті, системи «низького рівня» - AutoCAD, MiniCAD (США), КОМПАС (фірма АСКОН, Росія). Необхідно відзначити, що наведена градація названих систем дуже умовна. Строго кажучи, системи низького рівня до САПР ніякого відношення не мають. Це графічні редактори, призначені для автоматизації інженерно-графічних робіт, спільно з комп'ютером і монітором представляють собою «електронний кульман», то є хороший інструмент для виконання конструкторської документації. 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 розроблювані креслення вироби в міру їх виникнення; · Розрахунки - на рівні типових розрахунків деталей машин; · Вибір - ухвалення рішення, яким шляхом направити розробку проекту на шкоду іншим варіантам на основі технічних даних (наприклад, креслень прототипів виробів, розрахунків тощо); · Пошук - робота з архівами (сюди входить пошук вже існуючих рішень, ознайомлення з історією видозміни вироби ...), причому коло вибору і пошуку, як правило, обмежений прототипами конкретної галузі. Здавна креслення виконується з використанням креслярських інструментів (лінійки, трикутника, циркуля і т.п.) на планшеті (столі, креслярської дошці). Точність виконання креслення залежить від кваліфікації конструктора та 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 плоскопаралельному дві взаємно перпендикулярні лінійки. У цьому випадку точність креслення залежить ще й від налаштування Кульман. Методика ж виконання графічного документа в тому і іншому випадку однакова. Ця ж методика може бути застосована і при використанні комп'ютера, який забезпечує окрім точності побудов ще й важко перераховуваними виробничі зручності. Недарма комп'ютер, обладнаний будь-яким графічним редактором, називають «електронним кульманом».

1. Системи AutoCAD 1.1 Призначення системи AutoCAD Одна із самих популярних графічних систем автоматизованого проектування - AutoCAD. У залежності від кваліфікації користувача, AutoCAD може ефективно використовуватися для вирішення широкого кола завдань: креслення, конструювання, дизайнерських робіт, створення мульт-і слайд-фільмів і т.д. Незважаючи на велику кількість команд (їх в останній версії більше 300), AutoCAD має зручний для користувача інтерфейсом і ефективною системою ведення діалогу з користувачем. AutoCAD є систему, що дозволяє автоматизувати креслярсько-графічні роботи. У графічному пакеті AutoCAD є все, що необхідно конструктору для створення креслення. Інструментів ручного креслення в автоматизованому середовищі відповідають графічні примітиви (точка, відрізок, окружність і ін), команди їх редагування (стирання, перенесення, копіювання і т. п.), команди установки властивостей примітиву (завдання товщини, типу і кольору графічних об'єктів) . Для вибору листа потрібного формату і масштабу креслення в системі є відповідні команди налаштування креслення. Для нанесення розміру конструктору необхідно лише визначити 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 проставляння розмірів. У автоматизованому середовищі конструктору немає потреби напружувати зір при виконанні окремих дрібних частин креслення, так як йому надаються кошти управління зображенням на екрані. Відповідні команди AutoCAD дозволяють збільшувати зображення креслення на екрані або зменшувати його при необхідності (аналогічно перегляду зображення через лінзу), а також переміщати кордону видимої на екрані частини креслення без зміни масштабу зображення. Система надає конструктору можливість об'єднувати графічні об'єкти в єдиний блок, який зберігається під певним ім'ям і при необхідності вставляється в будь-якій креслення, що позбавляє конструктора вiд креслення одних і тих же часто повторюваних елементів креслення. Проектувальник також може створювати зображення окремих елементів креслення або окремих деталей зборки на різних шарах. Це дозволяє контролювати сумісність деталей при компонуванні. Включаючи або вимикаючи шари, можна вводити або виводити деталі з загального компонування, створюючи тим самим зручність у підборі різних варіантів конструкції виробу. Шари корисно використовувати навіть в простих кресленнях, розміщуючи на кожному окремому шарі заготівлю креслення, обведення, розміри, написи, осьові лінії для подальшої можливості швидкого вибору групи об'єктів та їх редагування. Розробники системи, орієнтуючись на широке коло користувачів, заклали в пакет багаті можливості налаштування AutoCAD на будь-яку предметну область. Досвідчені користувачі можуть налаштовувати панелі інструментів і створювати нові, розробляти слайд фільми за допомогою пакетних файлів, вводити нові типи ліній і зразки штрихування, утворювати нові меню. Вбудований в систему AutoCAD мова програмування AutoLISP дозволяє описувати часто зустрічаються об'єкти в параметричній формі. Викликаючи такий об'єкт, конструктор може змінювати його розміри, а значить, і геометричну форму, забезпечуючи тим самим багатоваріантність графічного зображення. Крім створення двомірних креслень, система AutoCAD дозволяє моделювати тривимірні об'єкти і надавати тривимірним кресленнями 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 версії 14, в AutoCAD включено безліч засобів, що дозволяють зробити креслення надбанням Інтернету. Розроблена фірмою AutoDesk і що з'явилася на ринку в кінці 1982 р. система AutoCAD одержала надзвичайно широке поширення. AutoCAD є середовище проектування, яка постійно розвивається. Розробники системи намагаються зберегти наступність як в командах, так і в загальній структурі. Від версії до версії зберігаються вже стали звичними для користувача можливість запуску команд з діалогової рядка, використання командного та випадаючих меню. Ранні версії системи - AutoCAD 1910 і AutoCAD 11 - призначені для роботи в DOS, а версії 12, 13, 14 і 2000 - у Windows. Хоча більшість команд AutoCAD, пов'язані з побудовою і редагуванням креслень, у версіях для DOS і для Windows співпадають, екранний інтерфейс Windows-версій для знайомих команд зовсім інший. Більш того, відрізняються один від одного екранні інтерфейси AutoCAD 13 для Windows 3.1 і AutoCAD 14 для Windows 95, Розробка 14-й версії системи стала великим досягненням фірми AutoDesk. Суттєвим нововведенням даної версії в порівнянні з попередньою стало значне збільшення швидкості роботи та зменшення обсягів використаної пам'яті. Для порівняння в табл. 2.1 представлені необхідні обчислювальні ресурси, необхідні для нормальної роботи в різних версіях AutoCAD.

Таблиця 2.1. Мінімальні вимоги до ресурсів комп'ютера версій AutoCAD

Версія AutoCAD	Процесор	Середа	Оперативна пам'ять	Пам'ять на жорсткому диску
10	PC-XT	DOS 2	640 Кбайт	30 Мбайт
13	Intel 386	MS-DOS 5.0, Windows 3.1X	64 Мбайт	77 Мбайт
14	Intel 486	Windows 9X, Windows NT	32 Мбайт	11 лютого Мбайт
2000	Pentium	Windows 9X, Windows NT	32 Мбайт	120 Мбайт

Значним досягненням стало розвиток засобів управління зображенням. Для роботи з різними частинами креслення його можна просто «перетягувати» до появи потрібного фрагмента. Остання версія AutoCAD 2000, на відміну від кожного попереднього, є не результатом технологічного стрибка в розвитку системи, а радше результатом еволюційного розвитку. У ній користувач працює у звичній для нього середовищі, знайомій йому за версією "AutoCAD 14. Однак більше 400 удосконалень роблять роботу конструктора істотно зручніше і простіше.

2. Технологія автоматизованого проектування в системі AutoCad

2.1 Основи AutoCad

Креслити в системі AutoCAD - значить, формувати на екрані дисплея зображення з окремих графічних елементів (примітивів), які вводяться за допомогою відповідних команд графічного інтерфейсу. Команди формуються в процесі звернення до меню і панелей інструментів і являють собою деяку послідовність «підкомандами», які вибираються в кожному черговому спливаючого меню. Наприклад, фраза «Виберіть View> Zoom> All (Вигляд> Показати> Усі)» означає, що потрібно спочатку клацнути на рядку View (Вид) у головному меню AutoCAD, потім в меню, вибрати пункт Zoom (Показати) і, нарешті, в останньому меню, вибрати пункт Аll (Усі). Виклик команд і введення графічних елементів здійснюється за допомогою миші або клавіатури. Терміни, що застосовуються при описі використання миші в AutoCAD: · Курсор - покажчик миші на екрані (вид курсору в залежності від роду діяльності може змінюватися, приймаючи форму або перехрестя, або маленького квадрата (прицілу), або стрілки, або кисті руки); · Приціл - маленький квадрат, використовуваний при виборі об'єктів у графічній зоні; · Вказати - підвести курсор до графічного об'єкта і клацнути лівою кнопкою миші; · Вибрати - підвести курсор, що має форму стрілки, і клацнути на пункті меню, піктограмі панелі інструментів або елементі керування діалогового вікна; · Клацнути - натиснути і швидко відпустити кнопку миші (якщо не обумовлено, то ліву кнопку); · Двічі клацнути - швидко виконати два клацання (інтервал між натисканнями повинен бути як можна коротше); · Протягнути - перемістити курсор, за яким буде слідувати графічний об'єкт; · Клацнути і протягнути - натиснути ліву кнопку миші і, не відпускаючи її, перемістити курсор, за яким буде тягнутися по екрану вибраний об'єкт. Для введення даних та виконання команд можна використовувати і клавіатуру. Запуск AutoCAD в операційному середовищі Windows здійснюється командою Start> Programs> AutoCAD> AutoCAD (Пуск> Програми> AutoCAD>; AutoCAD). Кнопка Start (Пуск) розташована на панелі задач у нижній частині екрана. Робочий екран AutoCAD в тому вигляді, яким він постає перед користувачем, в рядку заголовка (в самому верху екрана) представляє ім'я файлу, автоматично присвоєне майбутньому кресленням, - Drawing 1. На екрані можна виділити чотири функціональні зони: 1. Робоча графічна зона - це велика область у середині екрана, саме в ній і буде, виконуватися креслення. У лівому нижньому кутку зони знаходиться піктограма користувальницької системи координат. Напрями стрілок збігаються з позитивним напрямком осей. 2. Системне меню і панелі інструментів. У самому верху знаходиться рядок заголовка, а відразу під нею рядок - системного меню AutoCAD. Нижче розміщуються два рядки, зайняті панелями інструментів. Зліва від робочої зони розташовані «плаваючі» панелі інструментів Draw (Малювання) і Modify (Редагування). Їх можна переміщати в будь-яке місце екрана. У AutoCAD існує ще безліч інших панелей інструментів, які викликаються в міру необхідності. 3. Командний рядок. Під робочою графічної зоною знаходиться командний рядок. Будь-яку команду AutoCAD можна запустити, набравши її ім'я в командному рядку. Але навіть якщо команда запущена за допомогою піктограми панелі інструментів або пункту меню, то в командному рядку відображається реакція системи на відповідну команду. Крім того, все, що вводиться з клавіатури, негайно з'являється в командному рядку. Завжди стежте за командним рядком. Будь-яка команда ініціюється лише після завершення попередньої. У командному рядку при цьому має бути запрошення на введення команди «Command:» («Команда:»). Якщо ви випадково викликали не ту команду або заплуталися в опціях поточної команди, покинути її, не завершуючи, можна натисканням на клавіатурі клавіші Esc. 4. Рядок стану. У рядку стану відображаються координати перехрестя. Вони змінюються в міру переміщення перехрестя з допомогою миші. Натискання клавіші Enter в останньому рядку команди забезпечує виконання та завершення команди. Будь-яку команду можна завершити клацанням правою кнопкою миші на будь-якому місці графічної робочої зони. При цьому на екрані з'явиться контекстне меню. Вибір рядка Enter (Введення) (клацання по ній лівою кнопкою миші) забезпечить виконання команди. Збереження файлу креслення в системі AutoCAD буде таким же, як і в системі Windows. Для того щоб уникнути втрати інформації та полегшити пошук створених креслень (файлів), їх бажано зберігати в окремій папці. AutoCAD дозволяє скасувати будь-яку виконану команду або групу команд. Для того щоб відновити зображення після небажаного його видалення, достатньо в верхньому рядку панелі інструментів клацнути мишею на піктограмі лівою стрілки Undo (Скасувати). Для виходу із системи можна використовувати одну з таких дій: · Клацнути мишею на кнопку Close (Закрити) - хрестик у правому верхньому куті екрану; · Набрати в командному рядку слово Quit і натиснути Enter; · Вибрати в меню File> Exit (Файл> Вихід). Якщо інформація в кресленні не була збережена, то AutoCAD запропонує її зберегти. Можна прийняти цю пропозицію, відповівши Yes (Так), можна вийти з системи без збереження останніх змін, відповівши No (Ні), і відмовитися від виходу і повернутися до креслення, натиснувши Cancel (Скасувати).