43.Техническое обеспечение сапр.

Традиционное проектирование занимает 15% вычислительных операций. Для САПР необходимы специализированные средства, в основном это автоматизированное рабочее место (АРМ). АРМ – для решения сложных проектных задач в автономном режиме (для трех- и двухмерного представления объектов проектирования), инвариантные к различным видам объектов проектирования и для решения типовых инженерных, конструкторских и технологических задач.

Техническое обеспечение САПР включает в себя различные технические средства (hardware), используемые для выполнения автоматизированного проектирования, а именно ЭВМ, периферийные устройства, сетевое оборудование, а также оборудование некоторых вспомогательных систем (например, измерительных), поддерживающих проектирование.

Используемые в САПР технические средства должны обеспечивать:

1. выполнение всех необходимых проектных процедур, для которых имеется соответствующее ПО;

2. взаимодействие между проектировщиками и ЭВМ, поддержку интерактивного режима работы;

3. взаимодействие между членами коллектива, выполняющими работу над общим проектом.

Первое из этих требований выполняется при наличии в САПР вычислительных машин и систем, с достаточными производительностью и емкостью памяти.

Второе требование относится к пользовательскому интерфейсу и выполняется за счет включения в САПР удобных средств ввода-вывода данных и прежде всего устройств обмена графической информацией.

Третье требование обусловливает объединение аппаратных средств САПР ввычислительнуюсеть.

44. Технические средства машинной графики

Технические средства машинной графики классифицируются по следующим признакам: назначению, степени автоматизации, методу обработки информации, способу отсчета текущих координат (рис. 1.26). Устройства ввода графической информации (УВГИ) увеличивают производительность труда, повышают достоверность кодируемой информации. В полуавтоматических устройствах кодирование информации происходит при участии человека, который, перемещая регистрирующий орган, обходит последовательно все элементы графического документа. Перемещение регистрирующего органа фиксируется. Применяются дополнительные панели ввода графической информации (клавиатура, сканер, мышь) – это устройства различных типов, например: ПАСГИ, ЭМ-709, ГАРНИ, Benson, Calcomp и др.

Рис. 1.26. Технические средства машинной графики

Полуавтоматические устройства ввода графической информации сопрягаются с ЭВМ, выполняющими контроль ошибок, допущенных оператором, позволяют выбирать фрагменты из библиотеки элементов, ранее введенных участков изображения, и осуществляют оперативный вывод закодированной информации. Существуют системы QED и IED фирмы Quest Automation и системы Anistigid фирмы Anisto, которые выполняют такие операции.

Автоматические устройства ввода графической информации характеризуются большим быстродействием и отсутствием несистематических ошибок, но для их работы требуются графические документы высокого класса и точности.

По методу считывания различают устройства непрерывного, дискретного и непрерывно-дискретного действия. Для графической информации большого объема желательно использовать дискретные устройства, обладающие более жесткими требованиями к точности. В зависимости от способа отсчета текущих координат УВГИ разделяются на электромеханические, оптико-механические, магнитные, контактные и звуковые.

Сканирующие устройства служат для преобразования глиняной модели в эквивалентную математическую модель, которая формируется в ЭВМ в результате съемки параметров глиняной модели. Щуп сканирующего устройства, перемещаемый по поверхности глиняной модели, представляет собой светочувствительный элемент, который замыкается при касании поверхности модели. Для каждой точки соприкосновения происходит автоматическая запись ее координат, рассчитанных относительно некоторой базовой точки. Таким образом, из совокупности тысяч дискретных точек глиняной модели сканирующее устройство формирует трехмерный образ, например корпуса автомобиля. Результаты съемки размеров модели поступают в мини-компьютер, соединенный с устройством сканирования, которое способно записывать трехмерные координаты со скоростью 4 точки в секунду, автоматически увеличивая плотность измерений при съемке критических областей.

После введения данных в компьютер они могут выводиться на экран дисплея и подвергаться дальнейшей обработке. Таким же образом можно получить комбинацию из нескольких наиболее удачных конструктивных решений. Щуп устройства сканирования можно заменить на фрезу, с помощью которой автоматически формируется вторая половина модели по данным, воспроизводимым при сканировании.

Представителями группы устройств вывода графической информации (рис. 1.27) являются чертежные автоматы, позволяющие получить документацию в виде чертежей, графиков, схем, диаграмм. Классификацию чертежных автоматов можно провести по следующим признакам: способу программного управления; методу обработки данных; принципу действия исполнительного механизма.

Рис. 1.27. Устройство вывода графической информации

Чертежные автоматы работают как в автономном режиме от машинных носителей информации, так и непосредственно от ЭВМ (Benson серии 100, 200, 300). Недостатки чертежных автоматов: малое быстродействие; низкая надежность. Чертежные автоматы входят в комплекс периферийных устройств со своей малой ЭВМ, которая сопрягается с вычислительными устройствами.

Чертежные автоматы типа «Итекан» различны по назначению, программному управлению и конструктивному исполнению. Изображение вычерчивается цветными чернилами, тушью или карандашом на обычной бумаге или кальке линиями различной толщины. Размеры рабочего поля 818x40 000 мм, скорость вычерчивания 40 мм/с.

К устройствам графического вывода информации относятся программно-управляемые координатографы, предназначенные для изготовления прецизионных фото оригиналов печатных плат, полосковых, микрополосковых линий. От чертежных автоматов координатографы отличаются повышенной точностью и способом нанесения изображения. Изображение наносится экспонированием, вырезанием, гравированием, скрайбированием и другими способами.

Программно-управляемые координатографы отличаются большими размерами рабочего поля. Управление осуществляется через каналы связи или с помощью промежуточных носителей информации.

Координатограф КПА-1200 предназначен для изготовления фотошаблонов микросхем и печатных плат. В состав координатографа входят: фотосчитыватель; пульт управления; координатный стол с размерами рабочего поля 1200x1200 мм; устройство управления с блоками ввода информации; операционное устройство; интерполятор; блок задания скоростей; блок обработки информации; блок ориентации инструмента; блок технологических операций; блок управление приводом; цифровая индикация; блок центрального управления.

Скорость перемещения от 25 до 90 мм в секунду.

Наиболее перспективные устройства ввода-вывода графической информации – дисплеи. Скорость обмена информации этих устройств сравнима со скоростью обработки информации в ЭВМ.

Дисплеи классифицируются по признакам:

– назначение и вид выводимой информации;

– метод формирования изображения;

– физические принципы создания информации.

Дисплеи служат для обработки символьной информации (высокая надежность и экономичность).

Сканеры осуществляют ввод изображения по контуру рисунка. Дисплеи позволяют выводить на экран графические изображения, имеют широкий набор встроенных функций преобразования информации: сдвиг, масштабирование, поворот, редактирование и мультиплексирование.