языках, входящих в стандартное программное обеспечение ЭВМ и входят в состав программного обеспечения подсистем документирования САПР.

Выбор типа плоттера для подсистемы документирования зависит от многих факторов. Так, например, если на центральном процессоре ЭВМ предусмотрен режим вывода графической информации как основной, то целесообразно использовать графопостроитель с минимальными программными возможностями. В этом случае все операции по интерполяции, компоновке сборочных чертежей, генерации символов может выполнять ЦП ЭВМ. Если же доля работ по документированию в общем объеме задач базовой ЭВМ невелика и на ЦП решаются расчетные задачи с выводом информации на различные устройства вывода, то целесообразно использовать графопостроитель, в котором операции интерполяции и генерации символов реализованы аппаратно на встроенном процессоре. Графические устройства с максимальными функциональными возможностями и объемом электронной аппаратуры применяют, когда в системе имеется несколько графических устройств, а также разнообразных устройств ввода-вывода и решаются различные по сложности задачи, требующие получения графической информации.

17.3. Структурная схема планшетного графопостроителя

Сообщение о работе, поступающее на вход графопостроителя через интерфейс вводавывода ЭВМ либо считываемое с НМН содержит заголовок, данные и признак окончания чертежа (графика). В заголовке содержится последовательность команд, необходимая для подготовки устройства к работе. Данные содержат информацию о координатных точках графических элементов и коды символов. Приказ “конец графика” свидетельствует об окончании формирования документа и о необходимости смены листа.

Работа графопостроителя по вычерчиванию может осуществляться в абсолютных координатах либо в приращениях, по шагам (инкрементный режим). При работе в абсолютных координатах кодовые посылки команд содержат значения приращений ∆ x и ∆ y, на которые необходимо переместить пишущий узел. При работе в абсолютных координатах с помощью линейной интерполяции вычерчиваются прямые линии и отрезки, а с помощью круговой интерполяции окружности и дуги. Для работы достаточно по две - три пары кодовых посылок (команд), одна из которых содержит знак и значение координаты (начала, конца, центра) по оси х, другая - по оси у.

Для вычерчивания кривых сложной формы используется инкрементный режим работы, при котором пишущий узел за одну команду перемещается по осям координат на один единичный шаг. Изображение формируется при пошаговом продвижении пера (или пера и бумаги в барабанном и растровом графопостроителях). Число приращений в пересчете на один дюйм для планшетных графопостроителей может достигать 500, а для барабанных обычно равно 200. Существенным преимуществом инкрементных графопостроителей является то, что инкрементный режим позволяет реализовать основные графические функции программным способом и строить контроллеры графопостроителей на базе микроЭВМ. Такие контроллеры могут воспринимать и описание изображений на языках высокого уровня. Последнее обстоятельство существенно сокращает объем графической информации в центральной ЭВМ и разгружает центральный процессор от работ по преобразованию исходных данных.

Команда на вычерчивание символа содержит координаты места на поле чертежа, код вида и размера символа а также код необходимого угла поворота символа.

На рис. 17.4 приведена структурная схема планшетного графопостроителя. Схема состоит из трех блоков: блока преобразования и подготовки данных, блока управления и построителя. Назначение основных устройств блока преобразования и подготовки данных было рассмотрено в предыдущих разделах. Емкость БЗУ у некоторых типов плоттеров достигает

768 Кбайт. Управляет и синхронизирует работу всех устройств блок местного управления, обычно выполненный на 32-разрядном микропроцессоре. Генератор управляемых частот предназначен для изменения скоростей вычерчивания разных участков линий чертежа c учетом инерционности механизмов: начальные и конечные участки линий вычерчиваются с меньшей скоростью, чем середина за счет осуществления разгона и торможения пишущего узла; символы также вычерчиваются медленнее, чем протяженные линии.

Рис. 17.4. Структурная схема планшетного графопостроителя

В тех случаях, когда управление плоттером строится на базе ЭВМ, функция интерполяции может быть реализована программно, а блок местного управления лишь отрабатывает результаты работы этой программы.

Преобразованные и подготовленные данные в виде кодовых посылок поступают на блок управления построителем, где декодируются и после коммутации и усиления поступают по каналам управления перемещением и подъемом пера на шаговые двигатели построителя.

Графопостроители барабанного типа имеют ограничение по ширине используемого для документирования носителя и низкую точность воспроизведения чертежа, но благодаря малым инерционным массам вращающихся и перемещающихся деталей они обеспечивают большую скорость вычерчивания, чем устройства планшетного типа.

17.4. Структурная схема растрового графопостроителя

Растровые графопостроители с электростатическим, электрохимическим, электротермическим и другими немеханическими способами регистрации изображений на обычные и специальные носители получили распространение для получения рабочих чертежей непосредственно в производственных помещениях благодаря своему высокому быстродействию и невысокой требовательности к условиям эксплуатации.

На рис. 17.5 приведена структурная схема растрового графопостроителя. Использование увлажненной электрохимической бумаги при электрохимическом способе регистрации исключает возможность реверса и старт-стопного режима при транспортировании носителя, применяющихся в барабанных графопостроителях. Бумага непрерывно, со скоростью порядка 30 мм/с, протягивается ведущим барабаном между гребенкой из электродов и контрэлектродов. На некоторые из них подается напряжение, благодаря чему бумага окрашивается в точках, соответствующих точкам линий и символов выводимого чертежа.

От ЭВМ Векторное представление

информации

Устройство преобразования вектор - растр

узел

Рис. 17.5. Структурная схема растрового графопостроителя

Управление электродами осуществляется выходным регистром устройства управления. С целью экономии аппаратных средств, а именно объема памяти, и удобства преобразования информации изображение хранится в ЭВМ или в НМН в векторном виде, то есть как совокупность отрезков прямых и фрагментов кривых линий. Перед выводом на растровый графопостроитель изображение должно быть преобразовано в последовательность строк, разрядность которых соответствует числу электродов в пишущем узле, что представляет собой достаточно трудоемкую вычислительную операцию, требующую для обеспечения необходимого быстродействия применения специального процессора. Зачастую этот процессор встраивается в устройство управления графопостроителем. Одной из первых принцип растрового черчения воплотила в системе графического отображения Star 2 ком-

пания Belltelephone.

Во время вывода каждая очередная строка, соответствующая координате по оси y, управляет подачей напряжения на соответствующие электроды пишущего узла. В то же время осуществляется синхронное перемещение носителя по координате х. Приведенная к векторному способу вывода скорость регистрации графической информации в растровых устройствах достигает десятков метров в секунду и определяется значением межэлектродной емкости и чувствительностью носителя. Разрешающая способность достигает 5 - 10 линий/ мм. Время, затрачиваемое на формирование чертежа, практически не зависит от его сложности, насыщенности линиями и текстами.

К недостаткам растровых графопостроителей с металлическими электродами относится выгорание электродов, приводящее к ухудшению качества изображения, и необходимость применения специальных бумаг. Совершенствование растровых графопостроителей ведется в направлении использования волоконно-оптических способов регистрации, лишенных указанных недостатков и позволяющих значительно увеличить скорость и качество печати.

В приложении приводятся технические характеристики некоторых типов графопостроителей.

Контрольные вопросы к главе 17

1. Из каких основных частей состоит устройство автоматической регистрации графической информации - графопостроитель (плоттер)?

2.Назовите три типа графопостроителей.

3.Как осуществляется управление шаговыми двигателями (ШД), приводящими в движение пишущий узел (носитель)?

4.Какое устройство преобразует цифровой код в унитарный, подаваемый на ШД?

5.Назовите значения величин единичного шага плоттера.

6.Где производятся вычисления при выводе сложных кривых, выше 3-го порядка?

7.Назовите два способа нанесения символов на поле чертежа.

8.Какие операции выполняет плоттер в процессе вычерчивания графических документов?

9.Назовите два режима работы графопостроителя по вычерчиванию линий.

10. Назовите значение емкости БЗУ плоттера какого либо типа.

11. Перечислите достоинства и недостатки растровых графопостроителей.

12. Какова разрешающая способность графопостроителей разного типа?