Автоматизации чертежно-графических работ

Автоматизации чертежно-графических работ

Библиотека предназначена для автоматизации чертежно-графических работ, связанных с разработкой и вычерчиванием функциональных схем автоматизации, проектируемых для контроля и управления технологическими процессами всех отраслей добывающей и перерабатывающей промышленности.  

Контрольно-измерительные приборы и автоматика (рисунок 3.2) Библиотека предназначена для автоматизации чертежно-графических работ, связанных с вычерчиванием принципиальных схем контроля и управления технологическими процессами всех отраслей добывающей и перерабатывающей промышленности. Графическое изображение элементов соответствует требованиям ГОСТ 2.729-68.  

Большинство специализированных систем программирования, в том числе систем для моделирования инженерных процессов, относятся к языкам программирования с проблемной ориентацией. Во многих странах применяют системы программирования с проблемной ориентацией. Большинство из них разработано для автоматической подготовки управляющих программ к станкам с ЧПУ и автоматизации проектноконструкторских работ,, включая автоматизацию чертежно-графических работ.  

Автоматизация чертежно-графических работ  

Х1У.З. Автоматизация чертежно-графических работ с применением ЭВМ  

Подготовка настоящего издания учебника В.С. Левицкого нами — его учениками и соратниками — предпринята потому, что его учебник — один из немногих учебников для ВУЗов, в котором начата практическая постановка вопроса автоматизации выполнения чертежа, как современного этапа развития инженерной графики. Поэтому, устранив досадные ошибки, переработав текст в соответствии с изменениями в ГОСТах Российской Федерации, мы дополнили раздел Автоматизация чертежно-конструкторских работ до новой главы (гл. 12) — Автоматизация выполнения чертежей . Это позволило расширить название учебника Машиностроительное черчение и автоматизация выполнения чертежей , и показать единство традиционной и компьютерной инженерной графики, воссоединив безукоризненную графическую и техническую терминологию учебника В.С. Левицкого с методами и средствами автоматического выполнения реальной рабочей документации учебного процесса курса машиностроительного черчения.  

Автоматизация проектирования началась с наиболее простого — с чертежных, графических работ, а также с выполнения на ЭВМ стандартных инженерных расчетов.  
В книге описываются методы и средства механизации и автоматизации проектирования, выполнения чертежно-графических работ, средства копирования и размножения технической документации в машинО строении и приборостроении.  

При решении проблемы механизации и автоматизации проектно-конструкторских работ можно выделить две части одну —требующую от человека творческого труда и другую — нетворческую, связанную с подготовкой необходимых исходных данных для проектирования,. выполнением чертежно-графических работ, оформлением документации, ее копированием, размножением и другими работами. Удельные веса этих частей в общем балансе времени, требуемого для разработки изделия, вполне соизмеримы, и, следовательно, для повышения производительности труда в проектно-конструкторских работах необходимо заниматься вопросами механизации и автоматизации обеих частей процесса.  

Наиболее полное решение задач выбора оптимального инженерного решения, механизации и автоматизации трудоемких чертежно-графических работ возможно при применении автоматизированных систем технического проектирования (4].  

Одним из направлений в совершенствовании автоматизации проектно-конструкторских и чертежно-графических работ является применение электронно-вычислительных машин (ЭВМ), к которым подключены устройства и выводы графической информации. Особенно прогрессивно их при.менение для вариантного инженерного проектирования. Созданная в СССР система автоматизированного проектирования объектов строительства (САПР-ОС) позволяет вести комплексную авто.матизацию процессов строительного проектирования, регистрацию и передачу информации, в том числе и графическую, что имеет большое значение в архитектурно-строительном проектировании.  

В настоящее время как в нашей стране, так и за рубежом для автоматизации технологической подготовки производства, в том числе работ по автоматизации конструкторских расчетов, чертежно-графических работ и процесса конструирования станочных приспособлений, все большее применение находят ЭВМ.  
П7.16. Развитие механизации и автоматизации графических работ пока значительно отстает от механизации и автоматизации других производственных процессов. Применение чертежных станков, чертежных приборов, инструментов и приспособлений, а также трафаретов и шаблонов значительно повышает производительность труда [1J.

В настоящее время способы и сроки изготовления проектно-конструкторской и технологической документации отстают от высоких темпов развития народного хозяйства нашей страны. В связи с этим вопросами механизации и автоматизации чертежно-конструкторских и проектных работ занимаются многие научно-исследовательские институты. Все большее развитие получает разработка на базе ЭВМ различных систем автоматизации проектирования (С.АПР), создание автоматизированных мест конструктора и проектировщика (АРМ). Для изготовления конструкторской документации используются графические дисплеи, электронно-графические планшеты, графопостроители и другое оборудование, облегчающее труд конструктора. Разработаны и применяются различные устройства, автоматически выполняющие различные чертежи, в том числе чертежи деталей по заданному чертежу общего вида, чертежи печатных плат, текстовую документацию и т. д.  

В наше время многие ученые проводят теоретические исследования в области графических дисциплин, работают над созданием машин, приборов, аппаратов для механизации и автоматизации чертежных работ, а также для размножения конструкторской документации.  

Пакет ФАП-КФ, получивший достаточно широкое распространение на ВЦ различного профиля, ориентирован на автоматизацию геометрического моделирования фигур и инженерно-графических работ. С помош,ью операторов пакета возможно решение задач моделирования кинематики плоских и пространственных механизмов, расчета размерных цепей на изображении фигуры, программирования алгоритмов автоматизированного создания чертежно-конструкторской документации, подготовки управляющих программ для станков с ЧПУ, раскроя материала на фигурные заготовки и других задач, которые могут быть решены путем геометрического моделирования.  

Встроенный в систему чертежно-графический редактор КОМПАС-ГРАФИК обеспечивает эффективную автоматизацию проектно-конструкторских работ в различных отраслях деятельности. В машиностроении, архитектуре, строительстве, составлении планов и схем — везде, где необходимо разрабатывать и выпускать графические и текстовые документы.

Чертежно-графический редактор КОМПАС-ГРАФИК предназначен для автоматизации проектно-конструкторских работ в машиностроении, архитектуре, строительстве, составлении планов и схем — везде, где необходимо разрабатывать и выпускать чертежную и текстовую документацию.  
Комплекс программных средств, используемых для автоматизации чертежных работ, - обычно диалоговые графические редактирующие системы. Инженер, работающий с такой системой, может создавать плоские сечения и виды с помощью трех основных групп операций. Первая группа - это операции над элементарными объектами типа точка, отрезок прямой или окружности и т.д. С помощью этих операций инженер может на экране графического видеотерминала создавать и модифицировать плоские контуры - объекты, составленные из элементарных объектов, во многом аналогично тому, как он это делал бы, используя кульман, линейку, карандаш и циркуль. Как было показано выше, непроизводительные затраты в обоих случаях будут примерно эквивалентны, т. е, использование только операций над элементарными объектами не дает заметного прироста производительности труда инженера по сравнению с ручным черчением за кульманом.  
В отличие от предыдущего класса моделей, графические примитивы не превращаются системой в пикселы при создании элементов чертежа, а составляют описание чертежа, хранимое в компьютерном банке чертежей. При необходимости получить изображение чертежа на экране графического дисплея или на графопостроителе описание чертежа в терминах графических примитивов переводится в описание растрового изображения или в команды графопостроителя. Подобная модель принята в таких системах автоматизации чертежных работ, как  

Средства рационализации и автоматизации конструкторских работ. Определенные возможности для рационализации конструирования открывают как организационные, так и технические средства. К ним можно отнести прежде всего организационные мероприятия, направленные на систематизацию конструкторских работ. Среди технических средств можно назвать устройства ввода и вывода алфавитно-цифровой информации (телетайпы, клавишные машины, быстропечатающие устройства, ленточные перфораторы, автоматические чертежные машины), а также графические экранные устройства — дисплеи.  

С развитием народного хозяйства непрерывно растет количество и сложность разрабатываемых и выпускаемых изделий. Это в свою очередь усложняет разработку конструкторской документации и увеличивает ее объем. Наибольшая часть проектно-конструкторских работ приходится на графическое оформление. В общем объеме проектных работ графика занимает от 40 до 70%. Большая трудоемкость чертежных работ снижает производительность труда конструктора и увеличивает стоимость проектных работ. Сократить затрату времени и снизить стоимость чертежно-кон-структорских работ можно путем механизации и автоматизации наиболее трудоемких процессов с помощью различных технических средств. Комплекс технических средств для механизации и автоматизации управленческих и инженерно-технических работ составляет организационную технику, или оргтехнику. К средствам оргтехники относятся приборы, устройства, приспособления и машины, от точилок для карандашей до графического дисплея (графической связи проектировщика с ЭВМ).
Такие машины появились в начале 80-х годов и получили название "персональные ЭВМ" (ПЭВМ), поскольку стало экономически оправданным их индивидуальное (персональное) использование. Типичными представителями этого нового класса ЭВМ являются РС XI фирмы 1ВМ и ЕС-1841. По экспертным оценкам, к середине 80-х годов основная масса потребителей САПР (70-80%) использовала системы на базе персональных ЭВМ, обеспечивающие автоматизацию наиболее типичных рутинных работ инженера несложные инженерные расчеты, подготовку текстовой и чертежной документации, делопроизводство и т.д. Таким образом, ПЭВМ фактически представляет собой индивидуальное орудие труда инженера, заменяющее такие традиционные средства, как пишущая машинка, арифмометр, карандаш, циркуль, кульман и т.д., используемые в процессе создания и изменения текстовой и графической документации, а также в делопроизводстве.

Автоматизация чертежно-графических работ производится с помощью электронно-вычислительной техники (ЭВТ). Первая попытка использовать ЭВМ для автоматизации графических работ в Советском Союзе была сделана проф. С. А. Фроловым в 1962 г. В настоящее время все большее развитие получает разработка на базе ЭВМ различных систем автоматизации проектных работ (САПР), в том числе создание автоматизированных рабочих мест конструктора и проектировщика (АРМ). Примене ие автоматизированного оборудования, управляемого с помощью средств электронно-вычислительных машин (ЭВМ), повышает качество и производительность конструкторского труда. Применение вычислительной техники для расчетных и информационных задач намного опередило применение этой техники при выполнении графических работ. В настоящее время вопрос об автоматизации графических работ находится в центре внимания многих НИИ. Этому содействует Единая система ЭВМ (ЕС ЭВМ), созданная специалистами СССР и стран — участников СЭВ. Для изготовления чертежей применяют графопостроители, электронно-графические планшеты, графические дисплеи и другое оборудование, облегчающее труд конструктора. Графопостроители бывают планшетного и рулонного типов. Все графопостроители состоят из электромеханического двухкоординатного регистрирующего построителя (ДРП) и электронной системы приема и переработки графических данных. Координатная система ДРП планшетного типа включает в себя траверсу и перемещающуюся вдоль нее каретку с пишущим узлом (рис. 380). Пишущий узел двигается в направлении оси у, а каретка— в направлении оси х. Пишущий узел имеет перьедержа-тели, состоящие из нескольких пишущих элементов, число которых достигает шести. Пишущие элементы (самописцы) могут заряжаться разноцветными пастами и чернилами. Каждый из них вычерчивает линии или символы одной толщины и одного цвета. В чертежном автомате рулонного типа (рис. 381) пишущий узел 2 перемещается с помощью шагового двигателя по направлению оси X, а ведущий барабан перемещает бумагу / вдоль оси у. При одновременном перемещении пишущего узла и бумаги оба движения складываются, образуя требуемую траекторию. Команды, управляющие чертежным автоматом, наносят на перфоленту, магнитную ленту или передают по каналу ЭВМ.. Для ввода в ЭВМ данных о чертеже необходимо преобразовать изображение  

Комплекс вопросов, связанных с вводом, преобразованием и выводом геометрической и графической информации, и возникающих в связи с использованием ЭВМ, называют машиннойграфикой, одна из основных проблем которой — математическое обеспечение (МО), ориентированное на решение задач начертательной геометрии. Создание такого МО необходимо для автоматизации процессов проектирования и чертежно-графических работ. Составление программ решения задач машинной графики требует специальных знаний, связанных с электронной вычислительной техникой и программированием. Однако алгоритмы решения этих задач нельзя создать без знания основ начертательной геометрии, В связи с этим машинная графика становится специальным разделом инженерной графики и начертательной геометрии.  

Однако поиск необходимых справочных данных традицион ными методами с учетом технической оснащенности конструкторских работ, т.е. вручную, остается трудоемким, отнимает время и силы исполнителей, рассредоточивает их внимание и не позволяет в полной мере обеспечить создание оптимальных конструкций машин и изделий. Это объясняется целым рядом обстоятельств. Например, при отсутствии информационно-поисковых систем разработчик в большинстве случаев, потратив часть времени на безуспешный поиск нужной информации в огромном массиве не сгруппированных по конструктивно-технологическим признакам чертежей, прекращает поиск и приступает к созданию собственной конструкции из новых оригинальных узлов и деталей. Аналогично, из-за необходимости вьшолнения вручную чертежно-графических работ и отсутствия необходимых нормативных данных для расчетов, конструктор отказьшается от проработки определенного числа вариантов и, остановившись на одном, не может гарадтировать его технико-экономическую оптимальность. Выход из создавшегося положения может быть найден при внедрении средств автоматизации конструирования, начиная с систем поиска необходимой информации. Для этого можно использовать различные системы поиска информации от средств малой механизации с применением различных механизированных карточек до систем с ЭВМ.  [c.204]

Механизацией и автоматизацией труда проектантов и конструкторов. Все это приводит к тому, что 10% рабочего времени конструкторов и проектировщиков, например, в бывшем Латвийском совнархозе уходило на поиск необходимой информации, до 9% затрачивалось на выполнение технических и экономических расчетав, 45—60% — на чертежно-графические работы, из них пятая часть — на вспомогательные операции (заточку карандашей, проверку правильности крепления н фиксации рейсшины и т. п.), 9—11% отнимало размножение проектно-конструкторской документации и сверка копий с оригиналами, 4 /о —согласование различных вопросов и документов.
Чертежно-графический автомат Итекан-3 с исполнительным двухкоординатным механизмом барабанного типа предназначен для вычерчивания чертежей на рулонной, перфорированной по краям бумаге длиной до 40 м и шириной 420 мм. Основные особенности его работы те же, что и у автомата Итекан-2М , однако благодаря малой инерционности исполнительного механизма он при достаточной точности обладает повышенной производительностью. При использовании автомата Итекан-3 выше и степень автоматизации процесса в целом, так как он не требует ручной замены бумаги при переходе от чертежа к чертел<у.

Познавательная функция графической модели может быть реализована в иных формах изображения, более удобных для восприятия самим автором. Пространственно-графическая модель в этом случае служит промежуточной опорой сознания в творческом процессе создания искомой конструкции и поэтому выступает главным средством представления информации. Пространственный эскиз, технический набросок элемента конструкции, ее структуры является здесь основной формой изображения. Одних ортогональных проекций в подобных задачах бывает недостаточно для выявления характера объемно-пространственной структуры, особенно на начальных стадиях формирования конструктивного образа. Даже от опытных проектировщиков можно слышать жалобы на недостаточное пространственное воображение и на трудности, связанные с графическим выражением первоначально нечетких конструктивных идей. Ход от общего и неясного к конкретному и определенному — естественный путь рождения нового в познавательном процессе. Особенно это важно в условиях автоматизации проектирования, когда всю работу, связанную с окончанием выполнения чертежной кострукции, берет на себя машина.  

Стандарты ЕСКД устанавливают наиболее простые правила выполнения часто применяемых узлов и деталей содержат правила выполнения чертежей электрических и радиотехнических устройств, тары условные графические обозначения, правила выполнения чертежей однотипных изделий учитывают возможность исполнения чертежных работ с помощью средств автоматизации w механизации.  

Комплексная автоматизация проектных работ привела к конструктивному объединению разнообразных устройств в рабочее место оператора-ироектнровщика. Рабочее место, имеющее непосредственно связь с ЭВМ, называют терминалом. В состав терминала оператора-проектировщика включают электрифицированную пишущую машинку (ЭПМ) для текстового общения с ЭВМ, документирования числовых и текстовых результатов дисплей для графического общения с ЭВМ и отображения промежуточных графических результатов чертежный автомат для документирования промежуточных и окончательных графических результатов устройства автоматического или полуавтоматического ввода графической информации аппаратуру дистанционной передачи данных и сопряжения с каналом ЭВМ процессор — малую универсальную или специализированную ЭВМ — для управления устройствами терминала и первичной обработки информации, поступающей от оператора-проектировщика.  

С точки зрения автоматизации процесса конструирования наиболее важными устройствами в составе АРМ являются средства ввода и вывода графической информации. К ним относится рулонный графопостроитель, графопостроитель планшетного типа (чертежный автомат), полуавтомат кодирования графической информации (ПКГИ) и устройство преобразования графической информации (УПГИ). УПГИ включает графический дисплей, дисплейный процессор, устройство ввода графической информации и устройство сопряжения с процессором АРМ. Емкость памяти дисплейного процессора для хранения изображения составляет 4096 18-разрядных чисел, размер рабочего поля экрана 210x297 мм, разрешающая способность 0,5 мм, число типов линий 7, число набираемых символов 140. При частоте регенерации изображения 50 Гц информационная емкость экрана составляет до 1000 символов. Если устройство ввода графической информации непосредственно работает с экраном, используется световое перо. Световым пером необходимо указать на какую-либо светящуюся точку на экране, и далее движение светового пера будет отслеживаться в виде соответствующего изображения. При необходимости, нажимая на специальную клавишу на клавиатуре дисплея, световым пером можно удалять элементы изображения. Устройства ввода графической инфор мации, работающие независимо от экрана, управляют положением светового указателя на экране с помощью рычажного или шарового устройства управления.  

Отдельную группу представляют программы, предназначенные для имитационного моделирования процессов перегрузки различных грузов, нагрузок и напряжений в механизмах и металлоконструкциях кранов. Используются программы для автоматизации графических и чертежных работ. К ним относятся программы построения графиков функций, вычерчивания щ графопостроителе сборочных чертежей металлоконструкций, отдельных деталей механизмов и т. д. Большинство программ для краностроения разработано во ВНИИПТмаше,,Всесоюзном институте автоматизированного складирования (Мкнтяжмаш), ЛПИ им. М. И. Калинина, ЛИВТе, МВТУ им. Н. Э. Баумана, ЦНИИ строительных конструкций им. В. А. Кучеренко, ПО Жданов-.тяжмаш и ряде других организаций.