
- •Введение
- •1. Модели. Элементы моделей
- •2. Построение кривых
- •3. Построение поверхностей
- •4. Типы моделей
- •5. Полигональные сетки
- •6. Описание геометрических форм
- •6.1. Описание поверхностей. Параметрическое описание поверхностей
- •Эллипсоид
- •Xacoscos,
- •Общие случаи нормали к поверхности
- •Описание поверхностей неявными функциями
- •6.2. Поточечное описание поверхностей.
- •6.3. Синтез изображений методом обратной трассировки лучей
- •Система координат, применяемая в методе обратной трассировки лучей
- •6.4. Способы представления моделей геометрических объектов
- •6.5. Кривые и поверхности nurbs
- •7. Структура твердотельной модели
- •8. Синтез твердого тела по процедурному описанию
- •8.1 Векторная полигональная модель
- •8.2. Воксельная модель
- •8.3. Равномерная сетка
- •8.4. Неравномерная сетка. Изолинии
- •9. Преобразование моделей описания поверхности
- •10. Понятие кубических сплайнов
- •11. Интерполяция b-сплайнами
- •12. Выпуклые оболочки
- •Основные понятия и идеи
- •12.1. Метод обхода грэхема
- •12.2. Обход методом джарвиса
- •13. Геометрмческое моделирование криволинейных объек тов с использованием барицентрических координат
- •13.1. Линейная интерполяция и барицентрические координаты
- •13.1.1. Барицентрические координаты на прямой
- •13.1.2. Барицентрические координаты на плоскости
- •13.1.3. Барицентрические координаты в пространстве
- •13.2. Метод определения точек, инцидентных треугольной порции поверхности, по заданным локальным координатам
- •13.2.1. Алгоритм задания квадратичной параболы
- •13.2.2. Анализ алгоритма кастельжо для произвольной кривой
- •13.2.3. Обобщённый алгоритм для треугольной порции поверхности
- •13.3. Аппроксимация поверхностей обобщенными полиномами бернштейна
- •13.3.1. Свойства треугольной порции поверхности безье
- •13.3.2. Свойства обобщенных полиномов бернштейна
- •14. Особенности аппроксимации обводов параметрическими полиномами в форме бернштейна
- •14.1. Методы полиномиальной аппроксимации одномерных обводов
- •14.1.1. Общая постановка задачи аппроксимации дискретного набора данных
- •14.1.2. Аппроксимация обводов параметрическими полиномами
- •14.1.3. Аппроксимация обводов параметрическими полиномами бернштейна
- •14.2. Геометрические свойства производных полиномов бернштейна
- •14.2.1. Вычисление первой производной
- •14.2.2. Вычисление производных высшего порядка
- •14.3. Методы полиномиальной аппроксимации двумерных обводов
- •Метод тензорного произведения
- •Каркасный метод
- •14.3.3. Метод булевой суммы (поверхности Кунса)
- •15. Стандарты в графических системах сапр и современные растровые графические файлы
- •15.1. Графические системы класса 2d
- •15.2. Графические системы класса 3d
- •15.3. Стандарты обмена данными
- •16. Системы подготовки и выпуска конструкторско-технологической документации. Организация конструкторской подготовки производства
- •17. Графические диалоговые системы
- •17.1. Краткий обзор зарубежных cad-систем
- •Технологические модули в pt/Products. Интеграция процессов проектирования и изготовления
- •Работа со стандартными библиотеками посредством pt/LibraryAccess и pt/Library
- •17.2. Отечественные разработки
- •Компас 5
- •T-flex cad
- •Заключение
- •394026 Воронеж, Московский просп., 14
17. Графические диалоговые системы
САПР объединяет технические средства, математическое и программное обеспечение, параметры и характеристики которых выбирают с учётом особенностей задач инженерного проектирования и конструирования.
Основная функция САПР - выполнение автоматизированного проектирования на всех или отдельных стадиях проектирования объектов и их составных частей. Реально действующая САПР может рассматриваться как сложная система, состоящая из функционально-целевых блоков, соответствующих определённым классам операций, процедур или задачам обобщённого алгоритма проектирования. Поэтому САПР можно представлять не только как совокупность взаимодействующих составляющих обеспечений системы, но и какиерархическую (илисетевую)структуруфункциональных блоков определённого целевого назначения и иерархии.
Системы автоматизированного проектирования классифицируются по типу, разновидности и сложности объекта проектирования; уровню и комплектности автоматизации проектирования; характеру и числу выпускаемых проектных документов; числу уровней в структуре технического обеспечения.
По типу объекта проектирования различают САПРизделиймашиностроения и приборостроения;технологических процессов в машиностроении и приборостроении;объектов строительства; САПР организации и управления, научных исследований, технического дизайна и т.д.
По выполняемым задачам, функциональным возможностями соответственно цене многочисленные механические CAD/CAM системы, широко представленные сегодня на рынке, можно условно разделить на три уровня:
К высшемууровню относятся системы комплексного трехмерного твердотельного и поверхностного геометрического моделирования с широким набором специализированных модулей, библиотеками, средствами анализа, управления проектом, разработки управляющих программ для оборудования с ЧПУ, возможностью оформления чертежей и т.д. Это такие системы, как Pro/ENGINEER, UNIGRAPHICS, CATIA, I-DEAS, CADDS, EUCLID-IS.
К нижнемууровню относятся системы "плоского", двумерного моделирования, в основном упрощающие процедуру создания конструкторской документации. Это, например, AutoCAD, Teflex, КОМПАС, CADMECH и др.
Между этими двумя уровнями существует целый ряд систем, по функциональным возможностям приближающимся к высшему уровню, а по цене - к нижнему. Такого рода системы являются системами так называемого среднегоуровня.
Впервые понятие CAD (Computer Aided Design - ” проектирование и конструирование с помощью ЭВМ” ) зародилось в конце 50-х годов в Массачусетском Технологическом Институте (США). В нашей стране это понятие (CAD) отождествляется с понятием автоматизированноепроектирование.В 70-е годы оно распространилось как международное обозначение технологии конструкторских работ с применением вычислительной техники. При этом под аббревиатурой CAD подразумевалась обработка данных средствами машинной графики.
Однако с расширением применения САПР и одновременно с развитием их возможностей понятие автоматизированное проектированиечасто стали необоснованно использовать для обозначения любых систем, располагающих графическим выводом. Но конструирование и черчение с помощью ЭВМ - это всего лишь часть функций, выполняемых САПР. Существуют различные типы САПР, предназначенные для работы в конкретных предметных областях. Например:
CAD |
Проектирование и конструирование с помощью ЭВМ (Computer Aided Design). |
CAM |
Автоматизация производства (Computer Aided Manufacturing). |
CAQ |
Поддерживаемое компьютером обеспечение качества (Computer Aided Quality). |
CAP |
Автоматизированное проектирование технологических процессов (Computing Aided Planning). |
CIM |
Взаимодействие всех сфер деятельности предприятия, поддерживаемое ЭВМ (Computer Integrated Manufacturing). |
CAE |
(Computing Aided Engineering). |
В прошлые годы в нашей стране по области применения можно было выделить следующие автоматизированные системы, участвующие в общем цикле создания нового изделия и организации его серийного выпуска на предприятии (приближённые аналоги зарубежных САПР):
АСУ |
Автоматизированная система управления на уровне объединения (главка) отрасли. |
АСУП |
Автоматизированная система управления производством на уровне предприятия. |
АСУ ТП |
Автоматизированная система управления технологическим процессом. |
АСТПП |
Автоматизированная система технологической подготовки производства. |
АСНИ |
Автоматизированная система научных исследований. |
Существуют и другие автоматизированные системы.
Если само понятие автоматизированное проектированиеутвердилось в 50-е годы, то первые фирмы, которые занялись созданием САПР, были основаны в США примерно в 1968 г. В ФРГ первая САПР была введена в 1973 г. Развитие САПР осуществляется за счёт постоянного совершенствования таких характеристик, как программное обеспечение, быстродействие, качество выводимых материалов, отношение цены к производительности и др.
В курсе "Компьютерное конструирование" терминСАПРиспользуется как аналог зарубежному термину CAD,т.е.средства машиннойграфикибудут рассматриваться какчастьполного процесса проектирования, и под термином CAD понимается разработка геометрии и составление чертежей на дисплее ЭВМ.