Systemy CADW1

2

Konsultacje

pok. 120X, MiBMczwartek: 1115 - 1245

tel.: 061 665-27-18anna.karwasz@put.poznan.pl

Zaliczenie wykładów:Sprawdzian końcowy na ostatnich zajęciach

Zaliczenie ćwiczeń:Ocena wykonanych rysunków w czasie zajęćSprawdzian praktyczny

3

Literatura

.1 Bober A., Dudziak M., Zapis konstrukcji

.2 Dobrzański T., Rysunek techniczny maszynowy, WNT, Warszawa 2004

.3 Feld M., Projektowanie w automatyzacja procesów technologicznych części maszyn, WNT, Warszawa 1994

.4 Feld M., Technologia budowy maszyn, PWN, Warszawa 1993

.5 Pikoń A., AutoCAD

.6 Weiss Z., Techniki komputerowe w przedsiębiorstwie, WPP, Poznań 1998

4

Plan zajęć

Definicja CAD Systemy wspomagające grafikę inżynierską Rys historyczny Grafika rastrowa, wektorowa, prezentacyjna Modelowanie w systemach CAD Współrzędne Opis programu AutoCAD Zastosowanie Formaty arkuszy Rodzaje linii Podziałka

5

Definicja CAD

CAD (Computer Aided Design) - komputerowo wspomagane

projektowanie

6

Systemy wspomagające

Auto CAD Mega CAD Pro DESKTOP Solid Works Pro Engineer Catia Mechanical Desktop SolidEdge CADDS5 I-DEAS

7

Są to narzędzia i techniki wspomagające prace w zakresie projektowania, modelowania geometrycznego oraz tworzenia i opracowywania dokumentacji konstrukcyjnej, w tym struktury produktu i list kompletacyjnych.

Systemy CAD są też stosowane do opracowywania dokumentacji technologicznej (karty i formularze operacji technologicznych wraz ze szkicami), przeznaczonej do obróbki na konwencjonalnych obrabiarkach.

8

12

Rys historyczny

Systemy CAD w początkowych fazach rozwoju były nazywane systemami Computer Aided Drafting

Pierwszy wyświetlacz o matrycy 256 punktów powstał w roku 1948.

Pierwszy program CAD, przeznaczony do interaktywnej pracy, opracował D.T. Ross w roku 1954.

13

System posługiwał się wektorową grafiką punktową (długość wektora równa 0) oraz tzw. działkiem świetlnym, później nazywanym piórem.

W latach1956 do 1959, w USA, rozpoczęto prace nad 5-osiowymi systemami sterowania obrabiarek i zasady grafiki wektorowej przeniesiono na te zagadnienia. Powstały zasady opisu i prezentacji graficznej modeli 3D, a w roku 1959 powstał pierwszy ploter do prezentacji grafiki 3D, z możliwością przedstawiania rysunków przestrzennych.

14

W kolejnych latach następowały dalsze etapy rozwoju systemów CAD:

lata 1960-1965: wprowadzenie linii ukrytych, skalowanie, obroty, pióro świetlne oraz pierwsze stacje graficzne zorientowane na CAD;

lata 1973-1980: wprowadzenie objętościowych modeli 3D oraz zasad modelowania powierzchni swobodnych na podstawie tzw. splinów (Bezier, Coons), opracowanie i zatwierdzenie pierwszych norm dotyczących przetwarzania graficznego oraz neutralnych formatów wymiany danych, normy IGES lnitial Graphic Exchange Standard umożliwiających uporządkowanie zasad i standardów budowy graficznych urządzeń wejścia/wyjścia.

15

lata osiemdziesiąte: rozwinięcie standardu IGES oraz włączenie systemów CAD do zasad modelowania produktu i projektowania technologicznego oraz planowania i sterowania produkcją. Integracja geometryczna i funkcjonalna z systemami CAPP, CAM i PPC oraz prace nad normą STEP;

lata dziewięćdziesiąte: dalsza integracja w otwarte wielofunkcyjne systemy o rozproszonej strukturze danych, zarządzanie dokumentacją, wyposażenie systemów CAD w moduły sztucznej inteligencji i integracja z systemami ekspertowymi, obiektowe podejście w przetwarzaniu graficznym, coraz szersze zastosowanie techniki tzw. features, nazywanych w literaturze polskiej obiektami elementarnymi, i pełna integracja z systemami EDM/PDM.

16

Grafika rastrowa, wektorowa, prezentacyjna

Grafika rastrowa

Obraz jest budowany z prostokątnej siatki leżących blisko siebie punktów (tzw.pikseli). Piksel (ang. pixel - wyraz utworzony ze zbitki dwóch angielskich słów: picture+element) jest to najmniejszy element obrazu bitmapowego. Jeden piksel to bardzo mały kwadrat (rzadziej: prostokąt) wypełniony w całości jednolitym kolorem. Piksel stanowi także najmniejszy element obrazu wyświetlanego na monitorze komputera.

17

Cechy grafiki rastrowej

Programy malarskie działają na mapach bitowych, złożonych z pikseli

Zdjęcie legitymacyjne 3x4 cm 300 dpi, ok. 350×470 punktów = 165 K punktów = 0.5 MB w wiernym kolorze.

Pocztówka 10x15 cm300 dpi, ok. 1200×1800 pikseli =ok. 2.2 M punktów = 6.6 MB!

18

Podstawowe formaty grafiki rastrowej

BMP - standard Windows, brak kompresji, używany np. do tła

TIF - Tagged File Image Format, różne warianty, kompresja bez strat LZW, używany przez faksy

GIF - Graphics Interchange Program, popularny, dobra kompresja dla koloru 1, 2, 4, 8-bitowego

JPG - Joint Photographic Experts Group, prawie najlepsza kompresja (nieodwracalna) dla wiernego koloru

PCX - 256 kolorów, kompresja do 3 razy, stracił na popularności

19

Przykłady

20

Programy do grafiki rastrowej

PC-Paintbrush; Fractal Designs Painter Photoshop, Picture Publisher i Photostyler.

Retuszowanie, separacja barw i korekcja koloru; Kai's Power Tools (KPT) - program do efektów specjalnych.Płynne przekształcanie (morphing i warping): AVS, apE, VDE, Iris Explorer, Khoros 

PhotoGenetics - wybieramy transformacje składane za pomocą algorytmu genetycznego. Genuine Fractals - pozwala na powiększanie zdjęć do drukowania bez utraty jakości!

Corel, część WordPerfect Corporation, potężny pakiet dla grafików ale dla amatorów za duży

21

Grafika wektorowa

Jeden z dwu podstawowych rodzajów grafiki komputerowej (obok grafiki rastrowej zwanej czasem "bitmapową").

W grafice wektorowej wszelkie obrazy tworzone są za pomocą figur geometrycznych. Jest to grafika generowana w całości komputerowo i nie ma ona bezpośredniego przełożenia na obrazowanie obiektów z natury. Wszystko jest tutaj z rozmysłem tworzone od początku przez operatora komputera.

22

Cechą grafiki wektorowej jest to, że zapamiętywane są charakterystyczne dla danych figur dane (parametry),

np. dla okręgu będzie to środek i promień, dla odcinka współrzędne punktów końcowych, a dla krzywych parametrycznych współrzędne punktów kontrolnych. Program, jeśli musi narysować obraz na urządzeniu (bądź to rastrowym, bądź wektorowym), na podstawie posiadanych danych wygeneruje obraz tych figur – bardzo ważna zaleta tej reprezentacji to możliwość dowolnego powiększania obrazów, bez straty jakości.

23

Formaty graficzne

EPS (Encapsulated Postscript, najczęstszy format, ale niezbyt dobrze realizowany przez większość programów,

EPS dopuszcza nagłówki przechowujące obraz w formie rastrowej (zwykle w formacie TIF) przy niskiej rozdzielczości),

WMF (Windows MetaFile), tworzony przez narzędzia do rysowania

CDR (Corel Draw), CGM (Computer Graphics Metafile, czyli metaplik grafiki

komputerowej), DRW (Micrografx Designer), PIC, PICT, DXF (głownie do CAD, rysunków technicznych), HPGL - do ploterów

24

Przykłady

25

Programy do grafiki wektorowej

Adobe Illustrator, Aldus Freehand , Canvas for Windows CorelDraw!, Corel Photo-Paint, refleksy świetlne (ray tracing),

efekty fotorealistyczne - CorelDream 3D i CorelMotion 3D; Corel WebDesigner; Corel Trace - wektoryzacja grafiki rastrowej.

Corel Xara - prostszy, łatwiejszy, darmowy, doskonałe możliwości, zoomowanie.

Draw Perfect, Harvard Graphics, Fractal Design Painter (Fractal Design Corp.)

Micrografx ABC Graphics Suite: Picture Publisher, Micrografx Designer, ABC Flowcharter, ABC Media Manager.

Van Gogh for Windows, polska firma Vadim Biblioteka przestrzennych obiektów graficznych OpenGL ChemWindows,edytor wzorów chemicznych

26

Programy do grafiki prezentacyjnej

Freelance Graphics for Windows (Lotus), pełna wersja 97 dostępna jest darmowo na CD dołączanych do PC World Komputer

PowerPoint z Microsoft Office Visual Tools for Presenters MS-Graph Microsoft Harvard Graphics for Windows (SPC)

27

Grafika dwuwymiarowa

Kolejnym kryterium, wg którego klasyfikuje się zastosowania grafiki, jest charakter danych

Grafika dwuwymiarowa

Grafika 2D Termin ten może się odnosić zarówno do działu informatyki zajmującego się grafiką dwuwymiarową i technikami dotyczącymi jej obróbki, jak i do samych obrazów cyfrowych mogących składać się z tekstu, grafiki oraz obiektów 2D. Grafika dwuwymiarowa jest wykorzystywana głównie w tych zastosowaniach, w których pierwotnie używano tradycyjnych technologii drukowania oraz rysowania - m.in. typografii, kartografii, kreślarstwie, reklamie, filmie animowanym itp. Wszystkie obiekty są płaskie.

28

Przykład

29

30

31

Grafika trójwymiarowa

Grafika 3Dnazwa jednej z dziedzin grafiki komputerowej zajmującej się głównie wizualizacją obiektów trójwymiarowych. Nazwa pochodzi od angielskiego sformułowania Three-Dimensional Graphics.Obiekty są umieszczone w przestrzeni trójwymiarowej i celem programu komputerowego jest przede wszystkim przedstawienie trójwymiarowego świata na dwuwymiarowym obrazie.

32

Przykład

33

37

Modele geometryczne 2D i 3D utworzone i zapisane za pomocą systemów CAD, są zazwyczaj wielokrotnie wykorzystywane w wielu innych obszarach projektowania i wytwarzania

do wszelkiego rodzaju analiz obliczeniowych, np. metodą elementów skończonych – MES

symulacji kinematyki i dynamiki układów przestrzennych

38

Grafika inżynierska

Ręczne tworzenie rysunku

Automatyczne tworzenie rysunku

39

Płaszczyzny rzutujące

40

41

42

Elementy i symbole rysunkowe stosowane w systemie CAD

Elementy geometryczne tzw „prymitywy”

Punkt Prosta Koło Wielokąt Elipsa

Krzywa wymiarowanieKreskowanie przekroju

43

Metody konstruowania punktu

44

Metody konstruowania linii

Prosta

Połączenie dwóch elementów

Styczna do dwóch krzywych

Styczna do łuku lub kąta

Odległość

Równoległa do prostej w określonej odległości

Prostopadła od punktu do prostej

Poziome, pionowe lub osie

45

Metody konstruowania łuku

Promień

Środek i promień

Punkt środkowy i styczna

Środek i dwa punkty

Łuk przez trzy punkty

Zaokrąglenie dwóch prostych

46

Współrzędne określają lokalizację obiektów w obszarze modelowania

Rodzaje współrzędnych2D (na płaszczyźnie)• Kartezjańskie• Biegunowe3D (w przestrzeni trójwymiarowej)• Kartezjańskie• Biegunowe• Walcowe

47

Współrzędne kartezjańskie 2D

48

Współrzędne biegunowe 2D

5<30

4<120

4 5-5 -4

5

4

49

Prawoskrętny układ współrzędnych kartezjańskich

y

x

z

50

Zastosowanie

Tworzenia wszelkiego rodzaju rysunków architektonicznych i urbanistycznych

Projektowania wnętrz i ich wyposażenia Tworzenia rysunków technicznych

elektronicznych, mechanicznych, budowlanych chemicznych, dla przemysłu samochodowego i lotnictwa

Sporządzania map i planów kartograficznych Wykonywania ilustracji technicznych

i schematów montażowych

W zasadzie nie ma żadnych ograniczeń odnośnie rodzaju wykreślanych rysunków.

51

Podstawowe formaty arkuszy

A4 (210x297) A3 (297x420) A2 (420x594) A1 (594x841) A0 (841x1189)

52

Podstawowe rodzaje linii

Ciągła

Kreskowa

Punktowa

Dwupunktowa

Falista

Zygzakowa

53

Grubość linii i ich dobór

Cienka

Gruba

Bardzo gruba

54

Podziałki

Zwiększająca 50:1, 20:1, 10:1, 5:1, 2:1

Naturalna 1:1

Zmniejszająca 1:2, 1:5, 1:10, 1:50, 1:100, 1:200, 1:500, 1:1000, 1: 5000,

1:10 000