ПАРАМЕТРИЗАЦИЯ КАК ОСНОВНОЙ МЕТОД КОМПЬЮТЕРИЗАЦИИ ОБУЧЕНИЯ ЧЕРЧЕНИЮ

          Болотов В.П.

Бесспорными лидерами на мировом рынке графических компьютерных систем являются системы CorelDRAW и AutoCAD. Поэтому обучение компьютерному выполнению чертежей целесообразно осуществлять именно в этих системах. Однако черчение заключается не только в выполнении графических построений. Выполнение чертежа детали часто сопровождается вычислениями, которые должны обеспечиваться расчетно-графической средой системы. Массовость задания форм чертежа может быть обеспечена возможностью параметрического описания и задания формы детали.

Параметрическое задание формы детали и построение на его основе чертежа являются более высоким принципом организации работы. Нужно стремиться создать банк данных описания деталей, который можно было бы использовать для построения сборочных чертежей, деталирования при проектировании и изготовлении. Параметризация форм деталей требует программирования на языках типа СИ, Бейсик или AutuLisp (системы AutoCAD), что само по себе является трудоемким процессом. Предлагается более простой подход, заключающийся в использовании системы "Вектор", в которой можно совместить расчеты, параметризацию форм деталей и процесс построения чертежей.

Принцип решения задач состоит в дооформлении макрокоманд сценария, (формирующегося в системе каждый раз автоматически) интерактивного расчетно-графического построения чертежа в программу, которая обладала бы массовостью (в зависимости от размеров) задания форм детали и, соответственно, по ним чертежей детали.

Рассмотрим несколько примеров.

Пример 1. На рис. 1 показана плоская деталь с двумя отверстиями. Деталь может иметь различные размеры по длине и ширине, различные диаметры отверстий с различным расположением их на пластине. Кроме того, плоская деталь может произвольно располагаться на экране дисплея (или плоскости листа). Требуется составить программу, которая бы обладала массовостью задания чертежей данной детали. Параметризация детали показана на рис. 1,а.

Построение детали в системе "Вектор" можно выполнить по следующей схеме:

1) вводим исходные данные:
: p1=60.,60. s1=120.0 s2=80. s3=9. s4=11. s5=31.
: s6=30. s7=30. s8=50.

2) для удобства задаем точки построения (рис.1,б)
: p2=x1+s1,y1 p3=x2,y1+s2 p4=x1,y3 p5=x1+s5,y1+s6  p6=x3-s7,y1+s8

В состоянии "Отрезок прямой" задаем начало и конец отрезка.

В состоянии "Окружность" задаем центр и радиус окружности.

Все выполненные действия в системе "Вектор" автоматически записываются в файл mgd.scn. Изменив с помощью команд Нортона имя с новым расширением .mac, его можно сделать программой повторения всех действий сеанса, причем с новыми данными.

В системе "Вектор" можно моделировать и трехмерные образы как в ортогональных, так и аксонометрических проекциях.

Пример 2. На рис. 2,а задана трехмерная деталь в двух проекциях. Деталь может иметь различные размеры по длине, ширине и толщине, различные диаметры отверстий с различным расположением их. Деталь может произвольно располагаться в пространстве. Требуется составить программу, которая обладала бы массовостью задания данной детали. Параметризация детали показана на рис.2,а.

Далее с помощью операций системы можно построить ортогональные чертежи трехмерной детали или проволочный каркас детали в аксонометрических проекциях. Однако для изображений детали в аксонометрических проекциях удобнее использовать операции булевой алгебры (сложения, вычитания, объединения) и получать различные проекции реалистических изображений. Такие возможности реализованы в системе CG, в которой задача решается по следующей схеме:

1) задается параллелепипед - нижнее основание детали по точке привязки и векторам, определяющим направления и длины сторон;
2) отверстия определяются как разница основания и цилиндров отверстий;
3) вертикальная пластина задается также, как в пункте 1.
4) отверстия в вертикальной пластине задаются также, как в пункте 2, с тем отличием, что вектор направления цилиндра будет направлен по направлению оси y.

Расчетные возможности систем "Вектор" и CG в данных примерах не показаны. Однако они есть и заключаются в работе с вещественными числами (регистрами чисел), значениями типа точек (регистрами точек), целыми (регистрами целых) и т.д. Более подробно с возможностями систем можно познакомиться по их документации.

Параметризация сборочных чертежей конструкций очень трудоемка, и курсант не всегда может с ней справиться. Поэтому основная (до 95 %) доля всей работы выполняется на подготовительном этапе, на котором преподавателем должна быть создана макрокоманда параметрического задания. Курсанту же предлагается провести анализ конструкции с новыми данными, и, используя его файлы формата систем CorelDRAW, AutoCAD или CG, довести модель конструкции до окончательно оформленного чертежа или твердотельного изображения. Такой подход применим уже не только в черчении, но и в курсовом и дипломном проектировании.