Размещено на http://www.allbest.ru/

1

ОСНОВЫ КОМПЬЮТЕРНОЙ ГРАФИКИ

Компьютерное черчение на основе чертежно - графического редактора "Компас - график" для Windows

интерфейс чертеж программа редактор графика

ТЕМА 1. Роль компьютерной графики в истории человечества

История компьютерной графики начинается издалека.

14 - 15 века вошли в историю человеческой культуры как Эпоха Возрождения - Эпоха Ренессанса. Вам хорошо знакомы имена выдающихся личностей этой эпохи. Это художники: Леонардо да Винчи, Рафаэль, Тициан и др., скульпторы: Микеланджело и др., астрономы: Коперник, Галилей, Кеплер, медики: Парацельс, Сервет, Гарвей и многие другие.

Остановимся на имени Леонардо да Винчи. Как вы думаете, какая философия мастера стала выдающимся достижением Эпохи Возрождения? “Визуальное изучение природы может выявить скрытые от глаз законы”,- этот постулат привел фактически к научной революции того времени, в основе которого лежит принцип прямого наблюдения явлений окружающего мира и визуальная фиксация фактических данных. Почему? Создавая свои гениальные полотна Леонардо да Винчи постоянно задавался вопросом типа: как правильно изобразить статическую натуру и натуру в движении? Какая наука может дать ответ? Механика. Как правильно изобразить собственно человека? Какая наука может дать ответ? Анатомия и физиология. Как правильно изобразить натуру в перспективе, с учетом освещенности, расположения теней? Какая наука может дать ответ? Начертательная геометрия. Необходимость научного объяснения подобных вопросов заставила работать по открытию законов природы. Таким образом толчком для развития науки стало творчество художников. Значит можно сделать первый вывод: Графика- лежит в основе Эпохи Возрождения.

За эпохой Возрождения последовал расцвет европейской цивилизации.

А что сегодня происходит в искусстве? Какие новые технологии появились здесь? В первую очередь - это компьютерные технологии. Достаточно привести следующие примеры: компьютерная музыка, компьютерные мультфильмы, виртуальная реальность, компьютерные картины, компьютерный дизайн.

И графика сегодня - компьютерная. Каким наукам даст она сегодня толчок? Сейчас трудно предсказать. Но ясно одно: мы стоим на пороге не просто нового века, а новой эпохи, которую можно назвать “Неоренессансом”. В США, например, уже сегодня в ведущих вузах создают неоренессансные группы, куда входят вместе с учеными и компьютерные художники. Значит можно сделать второй вывод: Компьютерная графика лежит в основе неоренессанса.

В 20-м веке в математике появляется очень важный раздел, изучающий геометрические свойства “неразрывных фигур”. Этот сравнительно молодой и современный раздел математической науки был назван топологией.

Известный французский писатель Андре Вейль сказал: “За душу каждого математика борются ангел топологии и дьявол абстрактной алгебры”, выразив этим:

1. необычайное изящество и красоту топологии

2. то, что современная математика представляет собой переплетение идей топологии и алгебры

В последние годы топология все больше и все прочнее занимает свое достойное место в прикладных науках: физике, химии, биологии.

Таким образом, современная графика, играет значительную роль в научной визуализации процессов, состояний, объектов, изучаемых в самых разных науках. Следовательно, можно сделать третий вывод графика (сегодня это компьютерная графика) определяет ведущую тенденцию в развитии большинства наук (физики, математики, химии и т.д.)

Вы изучаете информатику. Какие операционные системы вы знаете?

Перечислим некоторые из них: MS DOS, WINDOWS, UNIX, OS-2 и др. Наиболее распространённые из них: MS DOS, WINDOWS отличаются друг от друга, в первую очередь, своим внешним оформлением.

WINDOWS, в отличие от MS DOS, обладает богатым графическим интерфейсом, многооконностью, простой графической навигацией. Кроме того, вспомните сегодняшнюю виртуальную реальность, мультимедиа, компьютерные фильмы, игры и т.д.

Сразу становится очевидным четвертый вывод:

Компьютерная Графика и предметно-образный стиль - это основной канал общения между человеком и компьютером.

Совершенно очевидна фундаментальная роль геометрического, пространственного мышления в промышленной деятельности, в технике. Графика - это язык техники, а чертёж - главный носитель технической информации. Не случайно даже египетские пирамиды, храмы и дворцы Греции и Рима возводились по чертежам, а слово “техне” издавна обозначало мастерство и умение людей. Поэтому сегодня любой культурный человек должен владеть языком чертежа.

А что сегодня происходит в мире? Научно-технический прогресс всё более и более наращивает свой ход. Вот что по этому поводу говорит академик Ю.П. Гуляев: "Информатизация всей страны - это важнейшее условие научно-технического прогресса и развития нашего общества, условия того, чтобы мы не выпали на ходу всё ускоряющего своё движение поезда мировой цивилизации". А информатизация - это в первую очередь - компьютеризация, и альтернативы этому процессу просто не существует. Сегодня это понимают все. Поэтому сегодня в технике важно не просто владеть языком чертежа, а владеть компьютерным языком чертежа. Компьютерная графика - это культура современного графического труда.

Таким образом, общий вывод можно сделать следующий:

В современных условиях информатизации всей страны ведущая роль принадлежит компьютерной графике.

В качестве примера рассмотрим Нижегородский автозавод. Как вы думаете, сколько времени проходит от замысла главного конструктора до момента, когда новая модель автомобиля сходит с конвейера? До недавнего времени это было ~ 5 лет. Сейчас автозавод это делает за 2-2,5 года. Пример - знаменитая “Газель”. За счёт чего, как вы думаете? Да только за счёт использования новых информационных технологий, в частности - систем автоматизированного проектирования "Catja", "Kompas", "AutoCad" и др. Наш дальнейший разговор пойдет о системах автоматизированного проектирования.

ТЕМА 2. Системы автоматизированного проектирования

Окружающий нас мир бесконечно многообразен. Понятие "вещество" стало первым абстрактным понятием науки. В разнообразии материальных объектов ученые пытались увидеть некоторое единство, отыскать "первоматерию", атомы вещества.

Понятие "энергия" стало следующим обобщенным понятием в истории науки. Его появление было связано с развитием техники. Физические, химические, биологические процессы стали рассматриваться с позиции передачи и преобразования энергии.

Однако, желая исследовать все более сложные объекты в технике, биологии, обществе, наука встала перед фактом невозможности детального описания их поведения на языке материально--энергетических моделей. В середине 20 века появляется новая наука -- кибернетика. Эта наука породила новый системно--информационный взгляд на природу. Центральным понятием кибернетики стало понятие "информация", которое сегодня трактуется специалистами не просто как сведения о чем--либо, а как продукт взаимодействия данных и адекватных им методов, как динамический объект.

Таким образом, вещество--энергия--информация -- это три фундаментальных понятия науки, с помощью которых человек представляет и моделирует общие законы развития природы и общества.

С другой стороны, эти понятия являются основными компонентами любого производственного процесса. До недавнего времени в этих процессах основное внимание уделялось только материалам и энергии. Об информации заговорили лишь после изобретения ЭВМ.

И сразу же новым методом организации производства становится создание АСУ -- автоматизированных систем управления и САПР -- систем автоматизированного проектирования. Параллельно развивается автоматизация технологии производства:

* технологическое оборудование с числовым программным управлением от ЭВМ.

* автоматизированные системы управления технологическими процессами.

В 80-х годах началась интеграция всех указанных направлений. За прошедшее время приоритетные направления в такой интеграции менялись не единожды, но, в конечном счете, таким приоритетом стало направление САПР. Почему? Все определяется качеством продукта, а качество продукта определяется качеством проекта, оно же напрямую связано с автоматизацией проектирования. Сегодня автоматизация проектирования - задача высокоприоритетная, и никакая корпоративная информационная система не спасет предприятие, которое не может оперативно предложить рынку качественную продукцию.

Современные системы автоматизированного производства (САПР) позволяют вести проектирование комплексно, начиная с постановки задачи и кончая получением чертежей и программ для оборудования с числовым программным управлением (ЧПУ). Применение подобных систем позволяет ускорить не только выполнение чертежей, но и изготовление деталей в десятки раз.

Системы автоматизированного проектирования используются сейчас людьми самых разнообразных профессий--от инженеров до художников-дизайнеров. Сфера применения САПР обширна и с каждым годом расширяется. Наиболее интенсивно САПР используется, например, в инженерно-конструкторской деятельности, для изготовления чертежей, при разработке печатных плат и интегральных схем, архитектурном проектировании, при подготовке технической документации.

Без использования САПР в сфере производства радиоэлектроники и вычислительной техники обойтись практически невозможно.

ПРИМЕРЫ различных САПР:

* AUTOCAD, CHERRYCAD, БАЗИС, КОМПАС

* SOLIDWORKS, CADDY, CADKEY, PT/MODELER

* UG, PROIENGINEER, CATIA.

Разработка САПР “КОМПАС” осуществлена предприятием АО “ АСКОН” (г. САНКТ-ПЕТЕРБУРГ).

Костяк коллективa был обpaзовaн из сотpудников Констpуктоpского Бюpо Мaшиностpоения (г.Коломнa, Московскaя обл.), котоpое в 70-80 годaх было головной оpгaнизaцией по СAПP в министеpстве обоpонной пpомышленности.

В 1986 году здесь была создана одна из первых отечественных САПР--чертежно-графическая система КАСКАД на базе ЭВМ СМ-1420. Её главной отличительной чертой являлась специализированная модель чертежа, ориентированная на поддержку ЕСКД. Система КАСКАД-СМ широко применялась не только в конструкторских бюро машиностроения, но и на многих предприятиях бывшего министерства оборонной промышленности.

Развитие системы связано с появлением на предприятиях оборонной отрасли первых персональных IBM - совместимых компьютеров. Одновременно с аппаратными средствами на предприятиях бывшего СССР стали “проникать” и некоторые зарубежные программные продукты, среди которых (в области САПР на персональных компьютерах) наиболее широко распространился AUTOCAD американской компании AUTODESK.

Анализ версий системы AUTOCAD показал, что применение её (как и многих других западных продуктов) сильно затруднено ввиду различий в технических стандартах, громоздкой архитектуры и, самое главное, сложности в освоении.

В связи с этим и появилась идея создания конкурентно способной чертежной системы, работающей на IBM PC с процессорами 8086 и 80286 и обладающей популярными для пользователя свойствами: простота, эффективность, поддержка отечественных стандартов и ориентация на типичную для России технологию работы конструктора.

С момента основания предприятия АСКОН (1989 г.) программные продукты стали выпускаться с торговым наименованием "КОМПАС". В1990 году был выпущен первый продукт “АСКОН” - чертёжно-графический редактор "КОМПАС 3.0", а также набор прикладных библиотек типовых элементов для разработки различных схем, сборочных чертежей и т. д.

Система ”КОМПАС 4.0" (1991 г.) позволила осуществить комплексный подход к автоматизации проектно-конструкторских и технологических работ.

В 1992 году центральным продуктом фирмы является "КОМПАС 4.5", который позволил расширить круг задач конструирования и подготовки производства.

Стремительно развивающаяся компьютерная индустрия и выход новейших операционных систем WINDOWS 95 и WINDOWS NT 4.0 явно обозначили новый виток гонки иформационных технологий. За видимой частью айсберга (измененный интерфейс, пиктограммные меню, удобная и наглядная работа с файлами) надо видеть главное - WINDOWS не ограничивается красивым оформлением, это качественно новый уровень работы пользователя, архитектуры комплекса, тесная интеграция разнородных систем, встроенные сетевые возможности и многое другое. Здесь стали реальностью многие задачи, решение которых в среде DOS в принципе не представлялось возможным.

Версия "КОМПАС" для WINDOWS является новым поколением систем чертежно-конструкторской графики и развитием популярной системы "КОМПАС 4.5" для DOS. Сохранив преимущество мощного графического редактора, изначально ориентированного на выпуск чертежей и полную встроенную поддержку ЕСКД, "КОМПАС" для WINDOWS перешел на качественно новый уровень.

Что же означает слово КОМПАС?

КОМПАС -- это комплекс автоматизированных систем проектно-конструкторских и технологических разработок на базе ПЭВМ.

Перечислим программы, представленные на схеме системы.

КОМПАС-ГРАФИК- это ядро системы КОМПАС. Это - графическая система для конструктора, предназначенная для автоматизации, подготовки и выпуска чертежно-графической документации, ориентированной на ЕСКД.

КОМПАС-ЧПУ - это САПР для управляющих программ для оборудования с ЧПУ.

КОМПАС-АВТОПРОЕКТ - это САПР технологических процессов.

КОМПАС-К3 - это система трехмерного твердотельного моделирования (ускоренная работа с аппроксимацией твердыми гранями).

КОМПАС-БИБЛИОТЕКИ - это прикладные библиотеки типа: архитектурно-строительная, машиностроительная, гидравлических и пневматических схем и т.д.

КОМПАС-МЕНЕДЖЕР - это система управления проектом.

КОМПАС-3D - это система трехмерного твердотельного конструкторского моделирования.

КОМПАС-МАСТЕР - инструментальное средство разработчика САПР.

АПС - ассоциация пользователей системы “КОМПАС”. Примерами систем, разработанными на базе "КОМПАС", не разработчиками, а пользователями системы (причем в разных городах нашей страны) являются следующие системы: РАЗМЕР-Ц - (город Санкт-Петербург) расчет размерных цепей. ИНТЕХ - (город Одесса) САПР раскроя листового материала для машин термической резки.

SHAFT - (город Курган) САПР тел вращения.

SPRING - (город Курган) САПР пружин.

Здесь приведен пример лишь небольшой части системы КОМПАС. На сегодняшний день их более 50. Из приведенных примеров становиться понятно, почему же КОМПАС - это комплекс автоматизированных систем.

ТЕМА 3. ЗНАКОМСТВО С ЧЕРТЕЖНО-КОНСТРУКТОРСКИМ РЕДАКТОРОМ “КОМПАС-ГРАФИК”

Функции системы.

На уроках “Черчение” вы выполняете чертежи с помощью традиционных чертежных инструментов: карандаши, ластик, измерительная линейка, угольник, транспортир, готовальня. Чертежи выполняются на листе бумаги, которая крепится к чертежной доске с помощью кнопок.

Работу значительно облегчают компьютерные системы автоматизации проектно-конструкторских работ - САПР. Мы с вами начинаем знакомиться с чертежно-конструкторским редактором “Компас-График” - основной программой САПР “КОМПАС 5.8” для WINDOWS. Эта система широко используется на заводах и в учебных заведениях России. Она разработана специально для операционной среды MS WINDOWS и в полной мере использует все ее возможности и преимущества для предоставления пользователю максимальной эффективности и удобства в работе. В то же время версия 5.8 поддерживает файлы чертежей и фрагментов, созданные в предыдущих версиях 3.х и 4.х для MS DOS, поэтому сделанные ранее наработки могут быть использованы без каких - либо затруднений.

Чертежно-конструкторский редактор “Компас-График” обеспечивает:

* ввод геометрической информации с экрана дисплея компьютера при помощи клавиатуры и мыши;

* ввод элементарных графических элементов: отрезков, дуг, окружностей, текста;

* выполнение вспомогательных построений ( касательных, параллельных, перпендикулярных линий, сопряжений и т. д. );

* простоту и минимум действий при вводе составных чертежных элементов и элементов оформления чертежа: размеров, штриховки, таблиц и т. д. ;

* полуавтоматическое заполнение граф штампа;

* и многое другое, что облегчает работу конструктора и позволяет достичь высокого качества выполняемых чертежей.

Внимание !

Вы должны рассматривать чертежно-конструкторский редактор “Компас-График” как современный инструмент для создания чертежей.

Запуск системы.

Для того, чтобы начать работать с системой, нужно щелкнуть мышью на ее пиктограмме в программной группе КОМПАС:

* нажать кнопку Пуск на панели задач;

* в главном меню выбрать пункт Программы;

* выбрать пункт меню Компас LT 5.8;

* выбрать команду Компас LT 5.8.

После самого первого запуска Компас-График вы увидите главное окно системы, в котором пока нет ни одного открытого окна документа. Для того, чтобы увидеть все элементы экрана системы, необходимо открыть какой--либо документ.

Открытие/закрытие документов.

Для того, чтобы открыть/закрыть какой--либо документ нужно выбрать в меню Файл команду Открыть/Закрыть и указать полное имя нужного документа.

Помощь системы.

В любой момент работы с системой вы можете быстро получить помощь, то есть необходимую справочную информацию. Помощь является контекстно--зависимой. Это означает, что отображаемая на экране тема будет соответствовать тому действию, которое выполняется в данный момент. Получить нужную информацию можно одним из следующих способов:

* < F1> --подсказка по текущему действию:

* нажмите на клавишу < F1>;

* выберите нужную команду на странице меню Помощь;

* кнопка Помощь панели управления--подсказка по объектам рабочего экрана:

1.нажмите на кнопку Помощь;

2.курсор мыши превратится в вопросительный знак со стрелкой;

3.перетащите мышь на нужный объект экрана;

4.щелкните левой кнопкой мыши;

* ярлычки-подсказки--подсказка о назначении кнопки управления экраном:

1.подведите курсор к интересующей вас кнопке и задержите на некоторое время ;

2.рядом с курсором появится своеобразная этикетка с кратким описанием назначения этой кнопки.

ТЕМА 4. ИНТЕРФЕЙС СИСТЕМЫ "КОМПАС-ГРАФИК"

Интерфейс "Компас-график" для Windows .

Интерфейс "Компас-график" для Windows обладает рядом достоинств:

* "Компас-график " для Windows --стандартное приложение Windows, поэтому его интерфейс практически не отличается по своему внешнему виду от других приложений Windows;

* объекты обработки снабжены наглядными значками;

* технология операции с файлами, папками основана на аналогии с бытовыми операциями (например, удаление файла - с помощью мыши перетащить удаляемый файл в “корзину”);

* любую операцию можно выполнить множеством способов;

* управление "Компас-график" для Windows можно легко осуществлять с помощью мыши;

* Продуманная система подсказок, сообщений помогает быстро освоить логику операций;

Работа с мышью.

Как известно, мышь управляет указателем на экране. Двигая мышь по ровной поверхности, перемещается указатель на экране. Указатель мыши может менять форму в зависимости от того, на каком объекте или элементе управления он установлен. Это свойство называется контекстной чувствительностью. Оно упрощает работу с системой, поскольку на экране наглядно видно что можно сделать с объектом. Чаще всего указатель мыши выглядит как стрелка. Каждому пользователю необходимо освоить четыре технологические операции:

* указать - перемещение мыши так, чтобы указатель мыши оказался на нужном объекте;

* щелкнуть кнопкой мыши - указать на элемент и нажать клавишу мыши;

* перетащить элемент - указать на элемент, передвигать мышь, удерживая клавишу мыши нажатой;

* дважды щелкнуть клавишей мыши - дважды быстро нажать и отпустить клавишу мыши. В системе используются две кнопки мыши: левая и правая. Основной кнопкой мыши является левая кнопка, с её помощью выполняется большинство действий. Договоримся сокращенно называть левую кнопку мыши--ЛКМ, а правую--ПКМ.

Окна "Компас-График".

Как известно, окна - это функционально-независимые участки экрана, в каждом из которых может выполняться самостоятельная задача.

В "Компас-График" существует три вида окон:

*главное окно

*окно документа

*диалоговое окно

Рассмотрим главное окно системы. Основные элементы окна показаны на рисунке:

1. Строка заголовка ? как обычно, это строка с названием. В ней указано название системы "Компас-График LT 5.8". Перемещая строку, можно передвигать окно. Если строка заголовка высвечена, окно активно.

2. Верхнее меню системы--названия всех страниц (разделов) меню команд. Выбирая команду меню, мы сообщаем системе, какая работа должна быть выполнена, а в диалоговом окне, определяем параметры. В "Компас-Графике" используются три типа меню: верхнее (горизонтальное), ниспадающее, контекстное.

Каждый пункт верхнего меню - группа однотипных операций. При выборе пункта горизонтального меню раскрывается ниспадающее меню. Список команд в ниспадающем меню может быть разделен горизонтальными линиями на несколько разделов. В каждом разделе собраны команды со схожими функциями. Некоторые из команд имеют свои собственные подменю. В этом случае справа от названия команды отображается маленькая треугольная стрелка. Щелчок мыши или нажатие <ENTER> на названии такой команды приводит к разворачиванию страницы подменю. Принципиально новым элементом интерфейса "Компас-График" для Windows является контекстное меню (меню объекта). Если вы укажите мышью на какой-либо объект и щелкните правой кнопкой, на экране появится меню операций, которые можно выполнить над этим объектом в данной ситуации. Набор команд этого меню зависит от контекста (ситуации).

Контекстное меню - это меню, содержащее команды, непосредственно связанные с объектом, для которого оно вызвано.

Стандартные обозначения в любом меню "Компас-График" для Windows аналогичны обозначениям в меню "Компас-График" для Ms Dos: затемненные команды, подчеркнутая буква, многоточие, комбинация клавиш справа от команды, переключатель “галочка”.

3. Панель управления--набор кнопок команд общего назначения (создание новых документов, открытие существующих документов, вывод на принтер и т.д.). Состав панели управления различен для разных режимов работы в системе. Набор кнопок на панели управления может быть изменен пользователем при помощи меню Настройка системы, Сервис. При помощи этого же меню можно отключить панель управления или вновь включить.

4. Кнопки Свернуть/Развернуть/Закрыть ? известные кнопки, позволяющие сворачивать на панель задач окна, разворачивать их обратно, восстанавливать их до первоначальных размеров или завершить работу с системой.

5. Инструментальная панель--набор кнопок-переключателей системных панелей:

* панель геометрии

* панель размеров

* панель редактирования

* панель измерений

Одновременно на экране отображается только одна инструментальная панель из перечисленных.

6. Системная инструментальная панель--конкретная системная инструментальная панель.

7. Окно документа--месторасположение документа системы. Окно документа является подчиненным по отношения к главному окну системы и располагается только внутри него. Для управления окном документа предназначены системные кнопки, аналогичные кнопкам на главном окне.

8. Строка сообщений--информация по текущему действию или по тому элементу экрана, к которому подведен курсор.

9. Строка параметров объектов--значения характерных параметров элемента при его вводе или редактировании. Эти параметры доступны для изменения, что позволяет легко управлять объектом. Для того, чтобы изменить значение параметра, необходимо нажать кнопку, расположенную рядом с полем этого параметра.

10. Рамка-линия, отмечающая одну из сторон восстановленного (неразвернутого) окна. Перетаскивая какую-либо сторону рамки, вы изменяете высоту или ширину окна. Перетаскивая угол рамки, вы меняете одновременно высоту и ширину окна.

11. Строка текущего состояния--параметры текущего состояния системы.

12. Панель специального управления--набор кнопок, позволяющих контролировать процесс выполнения конкретной команды. Панель специального управления появляется на экране только тогда, когда вызвана конкретная команда.

Кроме того, в любом окне существуют, как обычно, вертикальная и горизонтальная полосы прокрутки.

Вертикальная полоса прокрутки ? вертикальная полоса прокрутки появляется в нижней части окна, если содержащаяся в нем информация по высоте превышает размеры окна.

Горизонтальная полоса прокрутки ? горизонтальная полоса прокрутки появляется в нижней части любого окна, если содержащаяся в нем информация по ширине превышает размеры окна.

Диалоговое окно.

С помощью диалогового окна, выдаваемого на экран после выбора какой--либо команды, определяются необходимые для этой команды параметры.

Основные способы задания параметров в диалоговых окнах приведены ниже.

Элемент окна диалога	Действия
Флажок - квадратик рядом со словом фразой.	ЛКМ в квадратике,чтобы установить илиотменить параметр. Галочка или крестик - параметр активизирован.
Командная кнопка - кнопка с название команды.	ЛКМ на кнопке. Основные команд. кнопки: OK, Отмена, Справка.
Список - окно с перечнем элементов.	ЛКМ на нужном элементе из списка.
Кнопка выбора - кнопка рядом с название параметра.	ЛКМ чтобы установить параметр. Он будет выполнен, если в кружочке появилась точка.
Поле ввода - прямоугольное окно для ввода текста.	ЛКМ внутри окна. Затем наберите новый текст или отредактируйте существующий.

Задание параметров в диалоговых окнах можно рассмотреть на примере диалогового окна команды Настройка текущего листа, Параметры листа, Формат.

ТЕМА 5. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ СИСТЕМЫ "КОМПАС-ГРАФИК"

Типы документов.

Вспомним следующие понятия:

ЕСКД - Единая Система Конструкторской Документации. Это комплекс государственных стандартов ( нормативных документов ), которые устанавливают единые правила выполнения и оформления конструкторских документов ( чертежи деталей, сборочные чертежи, схемы, некоторые текстовые документы и т.д. ). ЕСКД служит для единообразного оформления и выполнения чертежей в различных отраслях промышленности России.

Так например, виды и комплектность конструкторских документов на изделия всех отраслей промышленности устанавливает ГОсударственный СТандарт (ГОСТ) 2.108 - 68. В соответствии с указанным ГОСТ:

Чертеж детали - это необходимое и достаточное количество видов, сечений и разрезов для изготовления этой детали.

В соответствии с ГОСТ 2.305 - 68:

Вид - это изображение обращенной к наблюдателю видимой части поверхности предмета

Оформление чертежа предполагает наличие трех основных элементов:

* формат ( ГОСТ 2.301 - 68)- определенный размер листа чертежа.

Основные форматы: А0 (841r1189); А1 (594r841); А2 (420 r594);

А3 (297 r420); А4 (210 r297);

* рамка ( ГОСТ 2.104 - 68) - линии, ограничивающие поле чертежа по определенному правилу. Линии рамки - сплошные, толстые, основные. Их проводят сверху, справа и снизу на расстоянии 5 мм от внешней рамки. С левой стороны - на расстоянии 20 мм от нее.

* основная надпись ( ГОСТ 2.104 - 68) - прямоугольник, в котором помещаются основные характеристики изделия и выполненного на него конструкторского документа. Он располагается в правом нижнем углу и выполняется по определенным правилам.

Чертеж в конечном счете нужен для того, чтобы с его помощью рабочий изготовил деталь, поэтому чертеж должен давать полное представление не только о форме детали, но и о других , не менее важных параметрах :

* шероховатость поверхности ( ГОСТ 2789 - 73) - это качество обработки изделия.

Классы обработки: от 1 до 14. Чем больше указанное число, тем чище обрабатывается деталь.

* технические требования (ГОСТ 2.310-68, 9.073-77, 9.032-74, 9012-59, 9013-59 ) - это сведения о характере обработки, виде покрытия и свойствах материалов, то есть это дополнительные сведения об изготовлении детали.

Поэтому чертеж, как правило, снабжается дополнительной информацией, например:

Заусеницы не допускаются.

Покрытие: Хим. Окс. ГОСТ 9. 306 - 85.

Острые кромки притупить.

Таким образом, в черчении оформление чертежа производится по определенному ГОСТ и его основными составляющими элементами являются:

1. Формат.

2. Рамка.

3. Основная надпись(штамп).

4. Шероховатость поверхности.

5. Технические требования.

Элементы 1-3 являются обязательными составляющими для любого чертежа, а 4-5 -- для рабочих чертежей.

Перейдем к описанию основных понятий системы “Компас”.

В системе все расстояния вычисляются в миллиметрах. При работе с системой используется декартова система координат. Начало абсолютной системы координат чертежа всегда находится в левой нижней точке габаритной рамки формата.

“Чертеж” в системе “Компас” -- это основной документ системы, подразумевающий лист чертежа. Он хранится в отдельном файле специального двоичного формата ( тип файла по умолчанию *.cdw) и состоит из: рамки, основной надписи, видов, технических требований, шероховатости поверхности.

“Вид” в системе “Компас” -- это любое изображение на чертеже, а не обязательно какая--либо проекция детали в строго геометрическом толковании. В частном случае - это вообще отсутствие какого-либо изображения.

У вида и у чертежа существует своя система координат. Положение вида в системе координат чертежа определяется : точкой привязки, углом поворота и масштабом.

ПРИМЕР.

Точка О1 -- это точка привязки вида в системе координат чертежа,

угол j -- это угол поворота вида в системе координат чертежа,

М1:1 -- это масштаб вида.

Любой вид может находиться в одном из следующих состояний и выделяется соответствующим цветом:

* текущий ( синий цвет )

* активный ( любой цвет )

Рассмотрим статус вида подробно.

1.Текущий вид ( синий цвет ).

Это рабочий вид, то есть тот, в котором мы в данный момент времени находимся. В нем можно производить все возможные действия, допустимые в системе. Он может быть один и только один в данный момент времени.

2.Активный вид ( цвет любой ).

Это вид, в котором мы в данный момент времени не находимся, но с его элементами можем производить все возможные действия, допустимые в системе. Видов может быть несколько в данный момент времени. Максимальное количество видов--999. Нулевой вид называется системным видом. Чтобы не перепутать, в каком виде мы работаем, в системе предусмотрели разную окраску различных видов. Все элементы одного вида изображаются одним цветом, другого вида - другим цветом. Кроме цвета в виде можно менять тип линии, ее толщину.

Фрагмент в системе “Компас” -- это другой тип документа системы (тип файла по умолчанию *.frw). Он отличается от чертежа отсутствием объектов оформления. Во фрагменте нет рамки, основной надписи, знака неуказанной шероховатости, технических требований. Фрагмент отлично подходит для эскизирования, разработок новых тем.

ТЕМА 6. ГРАФИЧЕСКИЙ АППАРАТ РАБОТЫ

Вспомним из курса ручного черчения, какие инструменты используются при ручном создании чертежа. Это - карандаш, бумага, циркуль, чертежные угольники, транспортир, рейсшина.

Работая с системой “Компас”, мы будем использовать новый компьютерный инструмент работы. Итак, начнем наше знакомство.

Курсор.

Это указатель на экране, с помощью которого можно вызывать команды меню, вычерчивать и редактировать различные объекты и выполнять множество других действий.

Стандартный вид курсора: или

Смена формы курсора производится по нажатию клавиш < CTRL \ K>.

Управление курсором осуществляется клавишами управления курсором на основной или дополнительной клавиатуре.

Смена шага курсора производится несколькими способами:

1) нажатием клавиши < / > на дополнительной клавиатуре.

2) щелчком мыши по специальному полю в строке текущего состояния.

Внешний вид курсора зависит от того, какое действие выполняется в данный момент времени (стрелка, перекрестие, вопросительный знак и т.д.).

Выделение объектов.

Это указание необходимых объектов для различных операций над ними: удаления, копирования, перемещения и т.д. Большинство команд "Компас-График" работают таким образом, что перед запуском команды объекты необходимо сначала выделить. Выделенные объекты отображаются на экране зеленым цветом. Выделять объекты можно с помощью мыши и с помощью команд меню.

Выделение объектов мышью.

1. Подведите курсор к нужному объекту. Рамка курсора должна захватывать объект.

2. Щелкните ЛКМ. Цвет объекта изменится.

3. Для того, чтобы отменить выделение объекта, щелкните ЛКМ в любом месте вне этого объекта. Цвет объекта изменится на предыдущий.

4. Если необходимо выделить несколько объектов одновременно, нажмите клавишу <Shift> и удерживая ее одновременно щелкайте ЛКМ на нужных объектах.

5. Если необходимо выделить несколько объектов одновременно можно воспользоваться другим способом:

установите курсор на свободном месте, нажмите ЛКМ и перемещайте курсор, удерживая кнопку нажатой. На экране будет отображаться рамка (окно), следующая за курсором. Захватите несколько объектов этой рамкой и отпустите мышь. Все объекты, целиком попавшие в эту рамку будут выделены.

Выделение объектов с помощью команд меню.

1. Выбрать панель инструментов Выделить.

2. Выбирайте нужные команды и выделяйте с их помощью нужный набор объектов. Поясним предлагаемые системой команды.

Объект--позволяет выделить отдельный объект активного документа.

Рамкой-- позволяет выделить объекты активного документа с помощью прямоугольной рамки.

Вне рамки-- позволяет выделить объекты активного документа, не попавшие в заданную прямоугольную рамку.

Секущей рамкой-- позволяет выделить объекты активного документа, частично попавшие в заданную прямоугольную рамку.

Секущей ломаной-- позволяет выделить объекты активного документа, пересекая их ломаной линией.

Вид-- позволяет выделить один или несколько видов листа чертежа. С помощью этой команды виды выделяются как единые объекты.

После вызова команды на экране появляется дополнительное меню, в котором содержатся варианты задания видов для выделения:

* Указанием. Следует последовательно выбрать виды для выделения. Указание выполняется фиксацией курсора в точке внутри нужного вида.

* Выбором. После выбора этого варианта на экране появляется диалоговое окно со списком видов, имеющихся в чертеже. Следует выбрать нужные виды и нажать кнопку <Ok>.

По типу-- позволяет выделить объекты активного документа в соответствии с их типом (отрезки, дуги, окружности и т.д.)

По стилю кривой-- позволяет выделить объекты активного документа в соответствии с их стилем (штриховая, утолщенная, тонкая и т.д.)

Все-- позволяет выделить сразу все объекты активного документа.

Прежний список-- позволяет выделить объекты активного документа, которые выделялись в предыдущий раз.

Мышь.

Координаты положения курсора мыши отображаются в первом окне строки состояния.

Комбинация клавиш <CTRL / О> заставляет мышь двигаться ортогонально, то есть по узлам сетки, которая образуется в результате пересечения взаимно перпендикулярных прямых, расстояние между которыми равно величине шага курсора. Такой режим работы можно сравнить с вычерчиванием изображения на листе миллиметровой бумаги. Другим способом включения сетки является нажатие кнопки Сетка в строке текущего состояния или нажатие <Ctrl / G>.

Многие приемы работы с мышью в "Компас-График" являются стандартными для Windows.

Перемещение объектов мышью.

1. Выделите объекты, которые нужно передвинуть.

2. Установите курсор так, чтобы он захватывал какой--либо из выделенных объектов, и нажмите ЛКМ . Затем перетаскивайте объекты в нужное место, удерживая кнопку мыши. Импаек54

3.Отпустите ЛКМ. Объекты будут удалены с прежних мест и помещены в новые места.

Копирование объектов мышью.

1. Выделите объекты, которые нужно скопировать.

2. Нажмите клавишу <Ctrl>.

3. Не отпуская клавишу <Ctrl>, установите курсор так, чтобы он захватывал какой--либо из выделенных объектов, и нажмите ЛКМ. Затем перетаскивайте объекты в нужное место, удерживая кнопку мыши. Во время перетаскивания клавишу <Ctrl> можно отпустить. На экране отображается фантом перемещаемых объектов.

4. Отпустите ЛКМ. Объекты будут скопированы в указанное место, а оригиналы останутся в прежнем положении.

5. Вы можете продолжать копирование в другие места, фиксируя положение очередной копии. Для отказа от копирования нажмите клавишу <Esc>.

Простое редактирование объектов.

1. Выделите объект, который нужно отредактировать.

2. Установите курсор на одну из характерных точек объекта (при этом внешний вид курсора изменится на четырехстороннюю стрелку), нажмите ЛКМ и, не отпуская ее, перемещайте курсор. Объект начнет менять свою форму. Для удобства на экране изображается фантом. После того, как достигнуто нужное положение ЛКМ надо отпустить.

Простое удаление объектов.

1. Выделите объекты, которые нужно удалить.

2. Нажмите клавишу <Delete>.

Масштаб изображения.

Это увеличение или уменьшение изображения какой--либо части документа. Такое визуальное изменение масштаба изображения никак не влияет на реальные координаты геометрических объектов. Можно провести такую аналогию: лист бумаги с чертежом закреплен на кульмане, а вы приближаетесь к нему или удаляетесь от него, видя изображение крупнее или мельче, но никак не изменяя самого чертежа.

Существует несколько вариантов визуального масштабирования:

1. Явное задание масштаба изображения. Отрабатывается в строке текущего состояния в поле управления масштабом М 1.0 или клавишей <Alt>+<M>.В качестве центра нового изображения будет взят центр предыдущего окна.

2. Изменение масштаба изображения в 2 раза. Отрабатывается командой Увеличить/Уменьшить масштаб из меню Сервис или кнопкой панели управления Увеличить/Уменьшить или клавишами <Shift / + >, <Shift / - >. В качестве центра нового изображения будет взят центр предыдущего окна.

3. Изменение масштаба части изображения. Отрабатывается в меню Сервис, команда Увеличить масштаб окном или кнопкой панели управления Увеличить окном или клавишей <Ctrl / I >.

Под термином окно понимается габаритный прямоугольник для увеличения элементов изображения. После указания границ этого прямоугольника изображение будет увеличено таким образом, чтобы область документа, ограниченная этим прямоугольником , целиком была вписана в окно.

4. Отображение документа целиком. Отрабатывается в меню Сервис, команда Показать все или кнопкой панели управления Показать все.

5. Обновление изображения. В процессе работы над чертежом на экране могут появляться вспомогательные линии и символы. Возникает необходимость в принудительном удалении с экрана оставшегося "мусора" . Для этой цели служит команда Обновить меню Сервис или кнопка Обновить на панели управления или клавиша <Ctrl / F9>.

Для реального масштабирования существует команда Масштабирование в меню Операции. Это изменение масштаба на экране дисплея с пересчетом реальных координат.

ТЕМА 7. Аппарат точных построений

Для того, чтобы строить точные чертежи по размерам, мало знать, как работает меню системы, как пользоваться новым инструментом работы. В компьютерном чертеже главное - точность построения, так как компьютерный чертеж - это математическая модель детали, передаваемая на станок с числовым программным управлением, выполненная на нем с точностью тысячной доли миллиметра. Поэтому от чертежа зависит - бракованная получится деталь или нет. Существует несколько методов точных построений. Рассмотрим их подробнее.

Метод точных построений.

Каждый чертежный объект, создаваемый в системе "Компас-График", обладает некоторым набором характеристик или параметров.

*Координаты.

Например, параметрами отрезка являются координаты Х и У его начальной и конечной точек. Для отображения и ввода точных значений координат предназначены специальные поля Х и У, отображаемые в правой части строки текущего состояния. Координатной плоскостью является плоскость экрана, ось абсцисс направлена горизонтально (слева направо), ось ординат - вертикально (снизу вверх). Точка начала системы координат находится (по умолчанию) в левом нижнем углу экрана и называется нулевой точкой вида. Для фрагмента нулевая точка располагается в центре окна. В нулевой точке отображаются стрелки, определяющие направление осей координат.

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 7.

1. Создать новый фрагмент.

2. Начертить в нем:

? точку с координатами (20,20)

? вспомогательную прямую, проходящую через точку (15,15) и точку (10,10)

? отрезок длиной 50мм

? квадрат 45r45мм

? окружность R=30мм

? дугу по трем любым точкам

? эллипс с центом в точке (35,35)

? любую NURBS--кривую

? любую кривую Безье

* Параметры.

Помимо значений координат чертежные объекты имеют еще и другие параметры. Например, отрезок кроме значений координат граничных точек имеет еще несколько характеристик--длину и угол наклона. Для других объектов количество параметров может быть значительно больше (например у эллипса). Таким образом, возможны различные комбинации параметров при построении или редактировании объектов. Для такого управления точным построением чертежных объектов и существует строка параметров объектов.

Рассмотрим на примере построения отрезка все особенности работы с параметрами объектов.

1. Значение каждого параметра отображается в отдельном поле, слева от которого написано краткое название параметра. Для отрезка: р1--координаты начальной точки, р2-- координаты конечной точки, ln--длина, an--угол.

2. Слева от названия параметра находится небольшая кнопка. Если в ней отображается галочка--система находится в состоянии ожидания ввода данного параметра, если в ней отображается перекрестие-- значение введено и параметр зафиксирован, если в ней отображается пустое место-- параметр является вспомогательным, хотя и доступен для ввода.

3. Для явного ввода значений в поле параметра надо на нем щелкнуть ЛКМ и ввести нужное число. Другим способом является нажатие клавиши <Alt> и клавиши с подчеркнутым в названии параметра символом (например, <Alt / A> для ввода угла наклона отрезка). После ввода не забудьте нажать <Enter>.

4. Любой из параметров вводимого объекта можно зафиксировать. При этом значение данного параметра будет неизменно, остальные параметры будут доступны для изменения. Признаком того, что параметр зафиксирован является то, что на соседней с ним кнопке стоит знак перекрестия. Для того, чтобы отменить фиксацию параметров, установите курсор на кнопке рядом с полем этого параметра и щелкните ЛКМ.

5. После ввода параметров по умолчанию объекты создаются немедленно. Если вы не хотите, чтобы объекты создавались автоматически, нужно отжать кнопку Автоматическое создание объекта на панели специального управления. Для подтверждения создания очередного объекта, нужно дополнительно нажать кнопку Создать объект.

6. Для завершения текущей команды ввода или редактирования нужно выполнить одно из следующих действий:

? нажать клавишу <Esc>

? отжать кнопку команды

? нажать кнопку любой другой команды

? нажать кнопку Прервать команду на панели специального управления

7. Часто удобно пользоваться контекстно--зависимым меню, вызываемым нажатием ПКМ в любой момент выполнения команды ввода или редактирования.

8. Для отмены ошибочно выполненной команды нужно выбрать команду Отменить меню Редактор. Для противоположного действия-- команду Повторить меню Редактор или нажать соответствующие кнопки панели управления.

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 8.

1. Создать новый фрагмент.

2. Начертить в нем:

? прямоугольник 20r50мм

? концентрические окружности R30мм,40мм,50мм

? прямоугольный треугольник с катетами 30мм и 60мм

? провести в нем медиану к гипотенузе

? горизонтальную и вертикальную прямые, проходящие через точку (0,0)

? окружность R20мм с осями

? дугу R20мм с центром в точке (5,5)

? впишите эллипс в построенный прямоугольник

? замкнутую ломаную

Метод точных привязок.

Часто бывает неудобно пользоваться только параметрическим методом точных построений, а иногда этого просто и недостаточно. Для точных построений существует так называемый метод точных привязок курсора.

Этот метод основан на точной привязке курсора к характерным точкам уже имеющихся графических элементов и позволяет быстро установить курсор - “привязать” к этим характерным точкам.

Характерными точками графических элементов являются: конечные точки отрезка или дуги, центр окружности или дуги, точка касания или пересечения, полученная с помощью аппарата вспомогательных построений, пересечение графических элементов, ближайшая по перпендикуляру к текущему положению курсора точка ближайшего элемента и др.

Все варианты привязок объединены в меню, которое можно вызвать при создании, редактировании или выделении объектов по нажатию ПКМ, а так же с помощью клавиатуры.

Внимание! Для привязки нужно поместить курсор в точку, которая находится рядом с нужной точкой.

Все перечисленные в таблице клавиши находятся на дополнительной клавиатуре, которая должна быть включена.

Способы привязки к характерным точкам

Характерные точки	Способ привязки
Конечные точки отрезка или дуги	<5>
Центр окружности или дуги	<5>
Точка касания или пересечения, полученная с помощью аппарата вспомогательных построений	<5>
Пересечение графических элементов	<Alt / 5>
Нулевая точка вида	<Ctrl / 0>
Середина объекта (для окружности--центр, для текста--середина основания)	<Shift / 5>
Ближайшая по перпендикуляру к текущему положению курсора точка ближайшего графического элемента	<Delete>

Примеры характерных точек.

В "Компас-График" предусмотрены две разновидности привязки--локальная (однократная) и глобальная (действующая по умолчанию).

Команды меню локальных привязок.

Команды меню привязок аналогичны командам привязок, осуществляемым с помощью клавиатуры. Рассмотрим локальные дополнительные привязки.

Команда По Y на объект.

Позволяет выполнить привязку к ближайшей точке указанного объекта в положительном направлении оси У текущей системы координат.

Команда Против Y на объект

Позволяет выполнить привязку к ближайшей точке указанного объекта в направлении, противоположном оси У текущей системы координат.

Команда По X на объект.

Позволяет выполнить привязку к ближайшей точке указанного объекта в положительном направлении оси Х текущей системы координат.

Команда Против Х на объект.

Позволяет выполнить привязку к ближайшей точке указанного объекта в направлении, противоположном оси Х текущей системы координат.

Команда Ортогональность.

Включает или отключает ортогональное движение курсора.

Команды меню глобальных привязок.

Глобальная привязка всегда действует по умолчанию при выполнении операций ввода или редактирования. Сами команды аналогичны локальным привязкам. Кнопка вызова диалога настройки глобальных привязок расположена в строке текущего состояния.

Внимание !

Локальная привязка является более приоритетной, чем глобальная.

ТЕМА 8. ПОСТРОЕНИЕ ОТДЕЛЬНОГО ВИДА

Вспомогательные построения.

Вспомним, что построение чертежа начинается со вспомогательных построений в тонких линиях. Построения изображений в тонких линиях необходимы для построения контура детали, правильного взаимного размещения проекций чертежа и использования проекционных линий при детальном построении проекций. После выполнения построений в тонких линиях контур детали обводится линией основного типа, а вспомогательные тонкие линии стираются.

Система “Компас” поддерживает идеологию вспомогательных построений. В этой связи можно говорить о двух способах вспомогательных построений.

1 способ.

Существует специальное меню “Ввод вспомогательных прямых”. Это меню содержит следующие команды вспомогательных построений:

* произвольная прямая

* горизонтальная прямая

* вертикальная прямая

* параллельная прямая

* касательная прямая из внешней точки

* касательная через точку кривой

* прямая, касательная к двум кривым

* биссектриса

Графические элементы, построенные с помощью этих команд меню, отображаются на экране черным цветом и играют роль тонких линий ручного чертежа. Кроме этого, вспомогательные линии часто используются с целью получения искомых точек пересечения и касания геометрических элементов. При выборе любой команды построения вспомогательных прямых в строке параметров объектов появляется кнопка--переключатель Точки пересечений. Если включен режим простановки точек пересечения, то при создании новой вспомогательной прямой система будет автоматически проставлять точки пересечения этой прямой со всеми графическими объектами. Стиль этих точек--вспомогательные. Для того, чтобы отключить автоматическую простановку точек пересечения, нажмите кнопку--переключатель Точки пересечений еще раз.

Таким образом, с помощью вспомогательных линий производятся геометрические построения, после чего по завершении построения контура детали этот контур обводится основным типом линии, а черные линии удаляются:

*меню Удалить

*команда Вспомогательные линии

2 способ.

Можно сразу поменять тип линии на вспомогательный и все построения производить в этом стиле, а затем, как и в предыдущем случае, после построения контура детали этот контур обвести основным типом линии, а вспомогательные линии удалить.

Типы линий в системе “Компас”.

Вспомним по ГОСТ 2.303 - 68, какие типы линий используются при построении чертежа:

* сплошная толстая основная ( линия видимого контура );

* штриховая ( линия невидимого контура );

* сплошная тонкая ( размерная, выносная, линии вспомогательных построений);

...