52D cad «Электронный кульман»

Проектирование с помощью компьютера (Computer-Aided Design, CAD) – тер­мин, используемый для обозначения широкого спектра компьютерных инстру­ментов, которые помогают инженерам, архитекторам и другим профессионалам в осуществлении проектирования. Являясь ключевым инструментом в рамках концепции управления жизненным циклом изделия (PLM), системы CAD вклю­чают в себя множество программных и аппаратных средств – от систем двумер­ного черчения до трехмерного параметрического моделирования поверхностей и объемных тел.

По областям применения автоматизированное проектирование традиционно подразделяется на архитектурно-строительное (АЕС CAD), механическое (MCAD), проектирование электронных приборов и устройств (EDA).

Исторически CAD-системы начались с 2D-программ, обеспечивающих созда­ние традиционных чертежей в электронном виде. Это значительно снизило тру­доемкость создания и особенно модификации и тиражирования конструкторской документации. 2D CAD остаются достаточно популярными и в настоящее время, они используются и как самостоятельные системы, и как вспомогательные прило­жения к ЗD-системам, обеспечивая оформление чертежной документации. Чер­тежные CAD-системы являются универсальным инструментом, так как их изоб­разительные возможности годятся для выполнения как машиностроительных, так и архитектурно-строительных чертежей, электрических и гидравлических принципиальных схем, планов местности и т. п.

Наиболее типичным представителем семейства чертежных редакторов являет­ся AutoCAD (см. Рис. 5 .18), который, несмотря на появившиеся позднее ЗD-возможности, часто используется именно как «электронный кульман». Облегченная версия AutoCAD LT целевым образом предназначена только для 2D-черчения. На его примере и рассмотрим типичную для 2D-системы функциональность.

5.1Чертежные инструменты

В составе развитого 2D-пакета традиционно существуют инструменты по­строения типовых геометрических элементов: линий, дуг, окружностей, эл­липсов, сплайновых кривых. Для ускорения процесса черчения также автома­тизированы построения прямоугольников, многоугольников, заливка области различными типами штриховок. При построении широко используются так называемые объектные привязки – автоматическое определение координат ба­зовых точек построения по уже существующим в чертеже объектам: концу или середине отрезка, ближайшей точке на контуре, центру дуги или окружности и т.д.

Специализированные инструменты обеспечивают создание текстовых эле­ментов, выносок и аннотаций. Автоматизированная простановка размеров обес­печивает быстрое образмеривание чертежей в соответствии с национальными и отраслевыми стандартами.

Рис. 5.18 Рабочая сессия AutoCAD

5.2Иерархия объектов

Традиционно иерархия объектов в 2D CAD основана на парадигме слоев (layers). При таком подходе чертеж как бы складывается из стопки прозрачных листов, для которых возможно управление видимостью, доступом к редактированию, об­щими параметрами для всех объектов слоя – типом, цветом линий и т. п. Таким образом, различные элементы чертежа можно и нужно располагать на своих сло­ях, например на плане здания так можно разделить контуры стен, элементы элек­тропроводки, трубопроводов.

Внутри слоя объекты можно собирать в группы (groups), ведущие себя при ба­зовом редактировании (перемещения, повороты, масштабирование) как единый цельный объект.

Отдельной сущностью являются так называемые блоки (blocks), представляю­щие собой отдельный чертеж, загруженный в отдельную область памяти, а их вставки (inserts) в основной чертеж представляют собой лишь ссылки на блоки, снабженные информацией о месте вставки, угле поворота и масштабе. Этот меха­низм позволяет существенно экономить ресурсы компьютера и время на создание типовых и часто встречающихся элементов. Применение блоков показано на Рис. 5 .19.

Блоки могут быть оформлены и как внешние ссылки на непосредственно файлы чертежей (external reference). В этом случае обеспечиваются базовые возможности коллективной работы, когда от­дельные элементы чертежа создаются разными разработчиками.

Рис. 5.19 Использование блоков обозначений электротехнических компонент в AutoCAD Electric

Интерфейс пользователя в системах 2D-черчения является в достаточной сте­пени устоявшимся и чаще всего повторяет интерфейс AutoCAD. Он основан на использовании системы команд, которые можно вводить в командную строку, а также продублирован набором меню и пиктограмм, которые по сути автоматизировано исполняют те же команды. Указание координат может производиться как путем их ввода в командную строку, так и путем позиционирования перекре­стья курсора в поле чертежа. Этим же курсором элементы чертежа могут выби­раться как индивидуально, так и групповым методом. При выборе геометриче­ских элементов появляются рукоятки (handles), обеспечивающие возможность детального редактирования объектов, а также предоставляются панели парамет­ров (property sheets), дающие возможность настраивать числовые и текстовые па­раметры объектов.