Конспекты лекций по дисциплине Системы автоматизированного проектирования (САПР)
реклама
БОУ Чувашской Республики СПО «ЧТСГХ» Минобразования Чувашии СМК – 02/01 – 20.08 КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ по дисциплине ОП.07. Системы автоматизированного проектирования (САПР) для студентов 3 специальности 270843 Монтаж, наладка и эксплуатация электрооборудования промышленных и гражданских зданий курса РАССМОТРЕНО СОСТАВИЛ на заседании цикловой комиссии ___________Павлова И.В. физико-математических дисциплин и ИТ «29» августа 2013 г. Протокол № _1_ Председатель комиссии __________________/Михопарова О.В. СОГЛАСОВАНО Методист________________/Козлова А.М. 2013 г. Введение Настоящий специальный курс лекций разработан на основе требований Государственного образовательного стандарта среднего профессионального образования и рабочей программы дисциплины «Системы автоматизированного проектирования (САПР)». Задачей специального курса лекций является упорядочение знаний студентов, изучающих учебную дисциплину «Системы автоматизированного проектирования (САПР)». Цель дисциплины – приобретение и освоение студентами теоретических основ систем автоматизированного проектирования (САПР) и расчета, ознакомление с принципами построения современных САПР: привить навыки решения инженерных задач при проектировании сложных технических систем с помощью САПР. Данный специальный курс формирует у обучающихся информационнокоммуникационную компетентность – позволяет обобщить знания, умения и навыки по информатике, информационным технологиям, инженерной графике, необходимые для изучения специальных дисциплин профессионального цикла и в практической деятельности. На сегодняшний день на предприятиях, ведущих разработки сложных технических объектов, всё больше утверждается оригинальный подход к автоматизации конструкторской деятельности, в основе которого – первоначальное создание трехмерных пространственных моделей изделий, а затем получение с готовой модели чертежнографической документации в количестве необходимом для производства. Изучение данного специального курса лекций обеспечивает подготовку технически грамотного современного специалиста и формирование у обучающихся умений самостоятельно и избирательно применять различные средства САПР для автоматизации инженерных работ на производстве и для профессионального роста. 2 СОДЕРЖАНИЕ Раздел 1. Общие понятия САПР ............................................................. 4 1.1. Классификации САПР. 1.2. САПР по профилю специальности. Раздел 2. Система автоматизированного проектирования Компас 3D ............................................................................................................................. 11 2.1. САПР КОМПАС 3D Интерфейс системы, основные приемы работы 2.2. Построение пространственных моделей в САПР Компас Раздел 3. Работа со специализированным САПР ............................... 36 3.1. Основные функции и интерфейс САПР ПРЕСС. 3 Раздел 1. Общие понятия систем автоматизированного проектирования (САПР). Тема 1.1. Классификации САПР Введение в САПР Автоматизация проектирования занимает особое место среди информационных технологий. Во-первых, автоматизация проектирования — синтетическая дисциплина, ее составными частями являются многие другие современные информационные технологии. Так, техническое обеспечение систем автоматизированного проектирования (САПР) основано на использовании вычислительных сетей и телекоммуникационных технологий, в САПР используются персональные компьютеры и рабочие станции. Математическое обеспечение САПР отличается богатством и разнообразием используемых методов вычислительной математики, статистики, математического программирования, дискретной математики, искусственного интеллекта. Программные комплексы САПР относятся к числу наиболее сложных современных программных систем, основанных на операционных системах, языках программирования и других, современных CASE технологиях, реляционных и объектно-ориентированных системах управления базами данных (СУБД), стандартах открытых систем и обмена данными в компьютерных средах. Во-вторых, знание основ автоматизации проектирования и умение работать со средствами САПР требуется практически любому инженеру разработчику. Компьютерами насыщены проектные подразделения, конструкторские бюро и офисы. Работа конструктора за обычным кульманом, расчеты с помощью логарифмической линейки или оформление отчета на пишущей машинке стали анахронизмом. Предприятия, ведущие разработки без САПР или лишь с малой степенью их использования, оказываются неконкурентоспособными как из-за больших материальных и временных затрат на проектирование, так и из-за невысокого качества проектов. Появление первых программ для автоматизации проектирования за рубежом и в СССР относится к началу 60 х гг. Тогда были созданы программы для решения задач строительной механики, анализа электронных схем, проектирования печатных плат. Дальнейшее развитие САПР шло по пути создания аппаратных и программных средств машинной графики, повышения вычислительной эффективности программ моделирования и анализа, расширения областей применения САПР, упрощения пользовательского интерфейса, внедрения в САПР элементов искусственного интеллекта. К настоящему времени создано большое число программно-методических комплексов для САПР с различными степенью специализации и прикладной ориентацией. В результате автоматизация проектирования стала необходимой составной частью подготовки инженеров разных специальностей; инженер, не владеющий знаниями и не умеющий работать в САПР, не может считаться полноценным специалистом. Подготовка инженеров разных специальностей в области САПР включает базовую и специальную компоненты. Наиболее общие положения, модели и методики автоматизированного проектирования входят в программу курса, посвященного основам САПР, более детальное изучение тех методов и программ, которые специфичны для конкретных специальностей, предусматривается в профильных дисциплинах. Понятие инженерного проектирования Проектирование технического объекта — создание, преобразование и представление в принятой форме образа этого еще не существующего объекта. Об раз объекта или его составных частей может создаваться в воображении человека в результате творческого процесса или генерироваться в соответствии с некоторыми алгоритмами в процессе взаимодействия человека и ЭВМ. В любом случае инженерное проектирование 4 начинается при наличии выраженной потребности общества в некоторых технических объектах, которыми могут быть объекты строительства, промышленные изделия или процессы. Проектирование включает в себя разработку технического предложения и (или) технического задания (ТЗ), отражающих эти потребности, и реализацию ТЗ в виде проектной документации. Обычно ТЗ представляют в виде некоторых документов. Результатом проектирования, как правило, служит полный комплект документации, содержащий достаточные сведения для изготовления объекта в заданных условиях. Эта документация и есть проект или точнее описание объекта. Более коротко, проектирование — процесс, заключающийся в получении и преобразовании исходного описания объекта в окончательное описание на основе выполнения комплекса работ исследовательского, расчетного и конструкторского характера. Преобразование исходного описания в окончательное порождает ряд промежуточных описаний, подводящих итоги решения некоторых задач и используемых для обсуждения и принятия проектных решений для окончания или продолжения проектирования. Проектирование, при котором все проектные решения или их часть получают путем взаимодействия человека и ЭВМ, называют автоматизированным в отличие от ручного (без использования ЭВМ) или автоматического (без участия человека на промежуточных этапах). Система, реализующая автоматизированное проектирование, представляет собой систему автоматизированного проектирования (в англоязычном написании CAD System — Computer Aided Design System). Автоматическое проектирование возможно лишь в отдельных частных случаях для сравнительно несложных объектов. Превалирующим в настоящее время является автоматизированное проектирование. Проектирование сложных объектов основано на применении идей и принципов, изложенных в ряде теорий и подходов. Наиболее общим подходом является системный подход, идеями которого пронизаны различные методики проектирования сложных систем. Системный подход к проектированию Основные идеи и принципы проектирования сложных систем выражены в системном подходе. Для специалиста в области системотехники они являются очевидными и естественными, однако, их соблюдение и реализация зачастую сопряжены с определенными трудностями, обусловливаемыми особенностями проектирования. Как и большинство взрослых образованных людей, правильно использующих родной язык без привлечения правил грамматики, инженеры используют системный подход без обращения к пособиям по системному анализу. Однако интуитивный подход без применения правил системного анализа может оказаться недостаточным для решения все более усложняющихся задач инженерной деятельности. Основной общий принцип системного подхода заключается в рассмотрении частей явления или сложной системы с учетом их взаимодействия. Системный подход выявляет структуру системы ее внутренние и внешние связи. Системы автоматизированного проектирования и управления относятся к числу наиболее сложных современных искусственных систем. Их проектирование и сопровождение невозможны без системного подхода. Поэтому идеи и положения системотехники входят составной частью в дисциплины, посвященные изучению современных автоматизированных систем и технологий их применения. Системы автоматизированного проектирования и их место среди других автоматизированных систем Структура САПР. Как и любая сложная система, САПР состоит из подсистем»: Различают подсистемы проектирующие и обслуживающие. 5 Проектирующие подсистемы непосредственно выполняют проектные процедуры. Примерами проектирующих подсистем могут служить подсистемы геометрического трехмерного моделирования механических объектов, изготовления конструкторской документации, схемотехнического анализа, трассировки соединений в печатных платах. Обслуживающие подсистемы обеспечивают функционирование проектирующих подсистем, их совокупность часто называют системной средой (или оболочкой) САПР. Типичными обслуживающими подсистемами являются подсистемы управления проектными данными (PDM — Product Data Management), управления процессом проектирования (DesPM — Design Process Management), пользовательского интерфейса для связи разработчиков с ЭВМ, CASE (Computer Aided Software Engineering) для разработки и сопровождения программного обеспечения САПР, обучающие подсистемы для освоения пользователями технологий, реализованных в САПР. Виды обеспечения: САПР Структурирование САПР по различным аспектам обусловливает появление видов обеспечения: В САПР. Принято выделять семь видов обеспечения: Техническое (ТО), включающее различные аппаратные средства (ЭВМ, периферийные устройства, сетевое коммутационное оборудование, линии связи, измерительные средства); Математическое (МО), объединяющее математические методы, модели и алгоритмы для выполнения проектирования; Программное (ПО), представляемое компьютерными программами САПР; Информационное (ИО), состоящее из баз данных (БД), систем управления базами данных (СУБД), а также других данных, используемых при проектировании; отметим, что вся совокупность используемых при проектировании данных называется информационным фондом САПР, а БД вместе с СУБД носит название банка данных (БнД); Лингвистическое (ЛО), выражаемое языками общения между проектировщиками и ЭВМ, языками программирования и языками обмена данными между техническими средствами САПР; Методическое (МетО), включающее различные методики проектирования, иногда к МетО относят также математическое обеспечение; Организационное (ОО), представляемое штатными расписаниями, должностными инструкциями и другими документами, регламентирующими работу проектного предприятия. Разновидности САПР Классификацию САПР делают по приложению, целевому назначению, масштабам (комплексности решаемых задач), характеру базовой подсистемы и т. д. По приложениям наиболее представительными и широко используемыми являются следующие группы САПР: САПР для применения в отраслях общего машиностроения. Их часто называют машиностроительными САПР или MCAD (Mechanical CAD) системами; САПР для радиоэлектроники. Их названия — ECAD (Electronic CAD) или EDA (Electronic Design Automation) системы. САПР в области архитектуры и строительства; Кроме того, известно большое число более специализированных САПР, или выделяемых в указанных группах, или представляющих самостоятельную ветвь в классификации. Примерами таких систем являются САПР больших интегральных схем (БИС); САПР летательных аппаратов; САПР электрических машин и т.п. 6 По целевому назначению различают САПР или подсистемы САПР, обеспечивающие разные аспекты проектирования. Так, в составе MCAD появляются CAE/CAD/CAM системы: САПР функционального проектирования, иначе САПР-Ф или CAE (Computer Aided Engineering) системы. Конструкторские САПР общего машиностроения — САПР-К, часто называемые просто CAD системами; Технологические САПР общего машиностроения — САПР-Т, иначе называемые автоматизированными системами технологической подготовки производства АСТПП или системами CAМ (Computer Aided Manufacturing). По масштабу различают отдельные программно-методические комплексы (ПМК) САПР, например, комплекс анализа прочности механических изделий в соответствии с методом конечных элементов (МКЭ) или комплекс анализа электронных схем; системы ПМК; системы с уникальными архитектурами не только программного (software), но и технического (hardware) обеспечений. По характеру базовой подсистемы различают следующие разновидности САПР: САПР на базе машинной графики и математического моделирования. Эти САПР ориентированы на приложения, где основной процедурой проектирования является конструирование, т.е. определение пространственных форм и взаимного расположения объектов. Поэтому к этой группе систем относится большинство графических ядер САПР в области машиностроения. САПР на базе СУБД. Они ориентированы на приложения, в которых при сравнительно несложных математических расчетах перерабатывается большой объем данных. Такие САПР преимущественно встречаются в технико-экономических приложениях, например, при проектировании бизнес-планов, но имеют место также при проектировании объектов, подобных щитам управления в системах автоматики. САПР на базе конкретного прикладного пакета. Фактически это автономно используемые программно-методические комплексы, например, имитационного моделирования производственных процессов, расчета прочности по методу конечных элементов, синтеза и анализа систем автоматического управления и т.п. Часто такие САПР относятся к системам CAE. Примерами могут служить программы логического проектирования на базе языка VHDL, математические пакеты типа MathCAD. Комплексные (интегрированные) САПР, состоящие из совокупности подсистем предыдущих видов. Характерными примерами комплексных САПР являются CAE/CAD/CAM-системы в машиностроении или САПР БИС. Так, САПР БИС включает в себя СУБД и подсистемы проектирования компонентов, принципиальных, логических и функциональных схем, топологии кристаллов, тестов для проверки годности изделий. Для управления столь сложными системами применяют специализированные системные среды. Тема1.2. Обзор современных САПР по профилю специальности Уровень современного аппаратного и программного обеспечения персональных компьютеров позволяет успешно решать задачи машинного проектирования. Система автоматизированного проектирования (САПР) позволяет: – ускорить расчеты и выполнение чертежей при проектировании; – повысить качество получаемой конструкторской документации; – успешно решать задачи интегрирования, проектирования с другими видами инженерной деятельности, надежного хранения и передачи информации. Эффективность САПР в значительной мере определяется возможностями прикладного программного обеспечения, т.е. набором программ, позволяющим решать конкретные задачи проектирования. В зависимости от возможностей современные САПР можно условно разбить на три уровня: нижний, средний и высший. 7 Системы нижнего уровня (например, AutoCAD, VersaCAD, Компас) обеспечивают выполнение чертежных работ, предоставляя возможность создания и редактирования двумерных и трехмерных изображений объектов. Название: nanoCAD Разработчик: Нанософт Страна разработки: Россия Краткое описание: Первая отечественная свободно распространяемая базовая САПР-платформа для различных отраслей. Платформа nanoCAD содержит инструменты базового проектирования, совместима с другими САПР-решениями. Система изначально ориентирована на полную поддержку стандартов ЕСКД. При этом она обладает возможностью перенастройки на стандарты предприятия или другие национальные стандарты. nanoCAD 2 поддерживает объемное отображение 3D-объектов. nanoCAD 2 сохраняет в DWG-файле информацию о proxy-объектах, созданных в других САПР, что позволяет использовать nanoCAD 2 совместно с САПР других производителей. Название: Компас Разработчик: АСКОН Страна разработки: Россия Краткое описание: Система КОМПАС-3D предназначена для создания трехмерных ассоциативных моделей отдельных деталей и сборочных единиц, содержащих как оригинальные, так и стандартизованные конструктивные элементы. Параметрическая технология позволяет быстро получать модели типовых изделий на основе однажды спроектированного прототипа. Основные компоненты КОМПАС-3D — система трехмерного твердотельного моделирования, универсальная система автоматизированного проектирования КОМПАСГрафик и модуль проектирования спецификаций. 8 Название: AutoCad Разработчик: Autodesk Краткое описание: Самая популярная в мире среда автоматизированного проектирования, избранная многими разработчиками в качестве базовой графической платформы для создания машиностроительных, архитектурных, строительных, геодезических программ и систем инженерного анализа. Ранние версии AutoCAD оперировали элементарными объектами, такими как круги, линии, дуги и др., из которых составлялись более сложные объекты. Начиная с версии 2010, в AutoCAD реализована поддержка параметрического черчения. Это гарантирует, что при внесении любых изменений в проект, определённые параметры и ранее установленные между объектами связи сохраняются. Системы среднего уровня (например, Т-FLEX CAD, Solid Edge) сокращают сроки выпуска документации и время разработки проектов за счет автоматизации выпуска конструкторской и технологической документации, программирования 2,5-координатной обработки заготовок на станках с ЧПУ. Эти системы позволяют создать объемную модель изделия, по которой определяются инерционно-массовые, прочностные и иные характеристики, контролируется взаимное расположение деталей, моделируются все виды ЧПУ–обработки, отрабатывается внешний вид по фотореалистичным изображениям, выпускается документация. Кроме того, обеспечивается управление проектами на базе электронного документооборота. Экономический эффект состоит в многократном повышении производительности труда при резком сокращении ошибок и соответственно в улучшении качества изделий. Название: T-Flex Разработчик: Топ-Системы 9 Страна разработки: Россия Краткое описание: Топ Системы разработчик программного комплекса T-FLEX CAD/CAM/CAE/CAPP/PDM, полностью интегрированные программные решения T-FLEX CAD/CAM/CAE/CAPP/PDM для электронного документооборота (PDM), системы автоматизации проектирования (САПР), подготовки производства и управленческой деятельности на предприятии, подготовки программ для станков с ЧПУ. Название: Solid Works Разработчик: SolidWorks Corp. Страна разработки: США Краткое описание: SolidWorks - мощное средство проектирования, базирующееся на передовых технологиях гибридного параметрического моделирования, интегрированных средствах электронного документооборота SWR-PDM/Workflow и широком спектре специализированных модулей. Разработчиком SolidWorks является SolidWorks Corp. (США), независимое подразделение холдинга Dassault Systemes (Франция) - мирового лидера в области высокотехнологичного программного обеспечения. Концептуальные идеи, положенные разработчиками в основу SolidWorks, и такие качества, как высокая производительность и надежность, интуитивно понятный интерфейс, русификация и поддержка ЕСКД, предопределяют успех внедрения SolidWorks на предприятиях отечественной промышленности. Системы высшего уровня (EDS Unigraphics, Pro/Engineer, CATIA или CADDS) обеспечивают интеграцию всего цикла создания изделия от проектирования, подготовки к производству до изготовления. Они позволяют конструировать детали с учетом особенностей материала, проводить динамический анализ сборки с имитацией сборочных приспособлений и инструмента, проектировать оснастку с моделированием процессов изготовления, что исключает брак в оснастке и делает ненужным изготовление натурных макетов, то есть значительно уменьшаются затраты и время на подготовку к производству изделия. Программы математического анализа таких САПР могут включать прочностной, кинематический и динамический анализ. Моделирование механообработки позволяет оценить качество деталей с точки зрения их деформации. 10 Название: CATIA Разработчик: Dassault Systemes Страна разработки: Франция Краткое описание: CATIA V5 – CAD/CAM/CAE – система для описания изделия и его моделирования на разных этапах жизненного цикла. Разработана в 1998 году на основе нового ядра CNEXT, содержащего средства как для описания геометрии изделия, так и для описания процессов его создания, с возможностью сохранять и накапливать используемые при этом приемы и методы в виде корпоративных знаний. Система CATIA (Computer Aided Threedimensional Interactive Application) - одна из самых распространенных САПР высокого уровня. Это комплексная система автоматизированного проектирования (CAD), технологической подготовки производства (CAM) и инженерного анализа (САЕ), включающая в себя передовой инструментарий трёхмерного моделирования, подсистемы программной имитации сложных технологических процессов, развитые средства анализа и единую базу данных текстовой и графической информации. Система позволяет эффективно решать все задачи технической подготовки производства - от внешнего (концептуального) проектирования до выпуска чертежей, спецификаций, монтажных схем и управляющих программ для станков с ЧПУ. Подробнее рассмотрим одну из популярных на отечественном рынке САПР КОМПАС, разработанную компанией АСКОН (СанктПетербург). Раздел 2. Система автоматизированного проектирования Компас 3D Тема 2.1. САПР КОМПАС 3D Интерфейс системы, основные приемы работы Разработанный в конце 80-х годов графический редактор КОМПАС изначально был ориентирован на быстрое и удобное выполнение чертежей, и стал весьма популярен среди пользователей. Кроме графического редактора КОМПАС включает в себя целый ряд программных продуктов, значительно повышающих эффективность и качество проектирования. Он одинаково удобен как для машиностроения, так для и приборостроения, строительства и архитектуры. Задача КОМПАС-ГРАФИК – подготовка и выпуск чертежно-конструкторской документации. Основные возможности КОМПАС-ГРАФИК: геометрические построения средствами «электронного кульмана»; редактирование изображения (сдвиг, повтор, копирование, масштабирование, деформация, симметрия и т.д.) форматирование текстовых надписей; оформление технических требований и основных надписей; сохранение типовых фрагментов чертежа и их перенесение в другой чертеж; 11 использование библиотек типовых параметрических изображений; создание сборочных чертежей и т.д. Основа комплекса – графическая система КОМПАС-ЗD – предназначена для разработки и оформления конструкторской документации. Система позволяет создавать трехмерные параметрические модели отдельных деталей и сборочных единиц. В КОМПАС-ЗD модели твердых тел создаются последовательными операциями над объемными примитивами (сферы, призмы, цилиндры, конусы и т.д). Они образуются путем перемещения плоской фигуры (эскиза) в пространстве по определенной траектории. Эскиз изображается средствами чертежно-графического редактора КОМПАС-ГРАФИК. После создания полной трехмерной модели можно выполнить чертеж данного изделия в ортогональных проекциях с полуавтоматическим нанесением размеров. В среде КОМПАС используются специализированные библиотеки по общему машиностроению: деталям крепления, подшипникам, материалам, электродвигателям и др. Для создания собственных библиотек пользователя имеются средства разработки приложений КОМПАС-МАСТЕР. Графический редактор КОМПАС-ГРАФИК предназначен для быстрого и удобного создания конструкторской документации в полном соответствии с требованиями ЕСКД. В КОМПАС-ГРАФИК единицами измерения длины служат миллиметры, углов градусы. Система использует правую декартовую систему координат. При работе в КОМПАС-ГРАФИК основное управление осуществляется при помощи указателя мыши. При наведении курсора на пиктограмму автоматически рядом с ней появляется всплывающая подсказка, что облегчает освоение системы. Некоторые команды могут быть недоступны для выбора. Это так называемые запрещенные команды, для которых в данный момент времени отсутствуют условия их выполнения. Изображения на чертеже получаются путем ввода и последующего редактирования геометрических примитивов. Примитивы эти сгруппированы по типам и вызываются кнопками на инструментальной панели геометрия. Инструментальная панель для ввода геометрии Одна из шести разновидностей команды «Отрезок» Панель имеет расширенные команды. Например, кнопка «Ввод отрезка» позволяет вызвать дополнительную панель из шести команд различных вариантов построения отрезка. После нажатия кнопки она становится подсвеченной, следовательно – система готова к построению отрезка. При этом появляется строка параметров объекта при вводе отрезка. Строка параметров при вводе отрезка 12 Построение отрезка начинается с указания координат начальной точки и выбора стиля линии (клавиша «Поля стиля»): основная (по умолчанию), тонкая, осевая, штриховая и др. Построение других геометрических примитивов проводят аналогично, учитывая различия при вводе параметров (диаметр, радиус, центр и т.д.) В системе имеются ряд других команд построения геометрических примитивов: «Фаска», «Скругление», «Штриховка» (с заданием шага штриховки и угла). Важным моментом в разработке рабочего чертежа детали является редактирование чертежа, осуществляемое согласно командам панели «Редактирование». Панель инструментов «Редактирование» Возможны при этом различные операции (сдвиг, поворот, масштабирование и др.). Кроме того, при редактировании возможны удаление с чертежа лишних объектов или их частей, перемещение объектов на поле чертежа. Окно редактирования размерной надписи Окно выбора квалитета Заключительной операцией проектирования является оформление чертежа, которая включает нанесение размеров, технологических обозначений, технических требований и др. КОМПАС–ГРАФИК позволяет наносить все типы размеров, предусмотренных ЕСКД. Для редактирования размерной надписи в программе имеется специальное окно. С помощью этого окна можно сформировать любой текст размерной надписи. Кроме того, нажав на клавишу «Квалитет», можно выбрать с помощью дополнительно появившегося 13 на экране диалогового окна необходимый квалитет точности, после чего система автоматически задает значение отклонений в зависимости от величины размера. Для указания шероховатости поверхностей на экран выводится специальный знак командой из меню «Вставка→Неуказанная шероховатость». В диалоговом окне необходимо сначала выбрать тип знака, а затем значение шероховатости из предполагаемого списка. Для ввода одной или нескольких текстовых надписей на чертеже служит команда «Текст», вызываемая одноименной кнопкой на инструментальной панели. Для создания технических требований в меню «Вставка» предусмотрена команда «Технические требования». Для заполнения основной надписи, автоматически размещенной системой на листе чертежа, следует поместить курсор в любую её графу и дважды нажать левую клавишу мыши. После этого можно вводить текст в графы основной надписи. Повторение двойного нажатия клавиши мыши на выбранной графе основной надписи предоставляет возможность полуавтоматического её заполнения. Например, в графе «Материал» появляется диалоговое окно с библиотекой для его выбора. Для ввода чертежа на печать необходимо перейти в режим предварительного просмотра с помощью кнопки «Просмотр для печати» на панели управления. Система позволяет изменять масштаб, перемещать и поворачивать изображение. Система позволяет осуществлять вывод, как на принтер, так и на плоттер, при этом, если формат листа принтера меньше реального размера чертежа, система автоматически рассчитает необходимое для вывода число листов. ОСНОВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ РАБОЧЕГО ОКНА ПРОГРАММЫ КОМПАС-ГРАФИК. КОМПАС (КОМПлекс Автоматизированных Систем) функционирует под управлением операционной системы Windows. После запуска появляется главное окно системы, которое имеет стандартные элементы управления, в котором пока нет ни одного открытого документа и присутствует минимальный набор командных кнопок. Для начала необходимо выбрать документ, щелкнуть клавишей «мыши» по пиктограмме с изображением формата с основной надписью «Новый лист» или выполнить команду Файл - Создать -Лист. На экране появится изображение пустого формата А4 с основной надписью, а также набор кнопок для вызова команд. Основные элементы окна указаны цифрами. 14 1 2 4 3 5 6 9 8 7 1-заголовок окна – содержит название документа 2- строка меню – в ней расположены все основные меню системы, в каждом меню хранятся связанные с ним команды. 3-панель управления – в ней собраны команды, которые часто употребляются при работе с системой. 4- кнопки управления окнами. 5- панель переключения – производит переключение между панелями 6-панель инструментов – состоит из нескольких отдельных страниц (панель геометрии, размеров, редактирования и др.) 7-строка состояния объекта – указывает параметры объекта 8-текущие координаты 9- поле чертежа с рамкой (формат А4). Типы графических документов КОМПАС-ГРАФИК Название документа Лист чертежа Содержание документа Лист чертежа представляет собой чертеж объекта и его оформление: чертежи (файлы .CDW). задание формата листа бумаги; типа основной надписи (штампа); технические требования; неуказанная шероховатость; объекты связанной с листом спецификации. Фрагмент чертежа Отличается от чертежа только отсутствием элементов оформления и предназначается для хранения типовых решений и конструкций для последующего использования (вставки) в других 15 Деталь документах; Фрагменты (файлы .FRW). Фрагмент можно в любой момент времени поместить в чертеж и наоборот. Предназначен для построения детали в трех проекциях. Деталь – файл с расширением .M3D ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЕ ПАНЕЛИ КОМПАС. Инструментальная панель находится в левой части главного окна и состоит из двух частей. В верхней части расположены девять кнопок переключателей режимов работы, а в нижней части – панель того режима работы, переключатель которого находится в нажатом состоянии. Отдельные кнопки в правой нижней части имеют небольшой черный треугольник. При щелчке мышью на такой кнопке и удержании ее в нажатом состоянии некоторое время рядом с ней появляется новый ряд кнопок-пиктограмм с подкомандами. Основные инструментальные панели показаны в таблице: 1 2 3 4 5 6 7 8 Инструментальная панель геометрии обеспечивает возможность начертить любую линию или фигуру любым стандартным типом линии, а также выполнить штриховку любой области. Инструментальная панель размеров На этой панели расположены кнопки, позволяющие обратиться к командам простановки размеров. Инструментальная панель технологических обозначений На этой панели расположены кнопки, позволяющие обратиться к командам простановки технологических обозначений. Инструментальная панель выделения. На этой панели расположены кнопки, позволяющие обратиться к командам выделения графических объектов документа и командам снятия выделения. Инструментальная панель измерений. На ней расположены кнопки вызова команд, позволяющих измерить длину объекта, расстояние или угол между объектами, площади и массо-центровочные характеристики объектов. Инструментальная панель редактирования содержит команды, позволяющие проводить редактирование элементов чертежа – копирование, масштабирование, поворот, сдвиг, зеркальное отображение, деформацию и многое другое. Инструментальная панель параметризации содержит команды, позволяющие упростить построение чертежа. Инструментальная панель ассоциативных видов содержит команды, позволяющие создать новый вид детали, задать стандартное размещение видов, или выполнить сечение. ИНФОРМАЦИОННЫЕ СТРОКИ КОМПАС. В главном окне расположены строки атрибутов объекта: Строка параметров объектов содержит значения характерных параметров элемента, который в настоящий момент редактируется или создается на чертеже. Например, при рисовании отрезка на ней отображается координаты начальной и конечной точек, длина отрезка и угол наклона, а также тип линии, которым этот отрезок будет вычерчен. Строка текущего состояния отображает текущие параметры КОМПАС-ГРАФИК, а именно: вид (в чертеже), слой, масштаб отображения в окне, шаг курсора, координаты 16 текущего положения курсора. Также там находятся кнопки управления объектными привязками, сеткой и локальными системами координат. Строка сообщений подсказывает очередное действие для выполнения текущей команды или дает пояснения для элемента, на который в данный момент указывает курсор. Ниже приведены атрибуты объекта (при вводе отрезка). Строки атрибутов объекта строка параметров объектов строка текущего состояния строка сообщений АЛГОРИТМ ПОСТРОЕНИЯ ОТРЕЗКА. 1. Запустить программу КОМПАС (ЛК мыши). 2. Файл Создать Чертеж. 3. Включите кнопку Геометрия на панели инструментов (ЛК мыши). 4. На панели управления найдите кнопку Показать все и щелкните на ней (ЛК мыши). Появится целое изображение формата в уменьшенном виде. 5. Выберите кнопку-пиктограмму Ввод отрезка на инструментальной панели геометрии и щелкните на ней левой кнопкой мыши. Появится строка параметров объекта при вводе отрезка. 6. Введите координаты Х и У первой точки т1 отрезка: дважды щелкнуть мышью в поле (окошечке) справа от надписи т1 параметра первой точки и, не перемещая больше мыши, наберите на клавиатуре значение координаты X1. 7. Для ввода второй координаты первой точки нажмите клавишу TAB курсор переместится в следующее поле, наберите значение координаты У1. 8. Зафиксируйте значения первой точки отрезка нажатием клавиши ENTER или щелчком на кнопке т1. 9. Таким же образом назначьте координаты второй точки отрезка. После нажатия Enter на чертеже появится изображение отрезка. 10. Система остается в режиме ожидания для построения следующего отрезка. Если в этом нет надобности, то необходимо прервать текущую команду. Для этого надо щелкнуть на кнопке STOP слева в строке параметров объекта. АЛГОРИТМ СТИРАНИЯ ОТРЕЗКА 1. Укажите на построенный отрезок. Для этого нужно установить прицел перекрестия на отрезке и щелкнуть левой кнопкой мыши. Отрезок выделится 17 (инвертируется) другим цветом, а на его концах появятся черные квадратики (маркеры), обозначающие границу выделения. 2. Нажмите клавишу Delete на клавиатуре. Отрезок будет удален. ИЗМЕНЕНИЕ РАЗМЕРА ИЗОБРАЖЕНИЯ Для увеличения какой-либо области документа используется кнопка «Увеличить масштаб рамкой» Для плавного изменения масштаба используется кнопка «Приблизить/Отдалить» Перемещение изображения в окне документа без изменения масштаба достигается нажатием кнопки «Сдвинуть» Для отображения в окне всего документа служит кнопка «Показать все» (F9) Для перестроения видов текущего чертежа служит кнопка «Перестроить» (F5) Для обновления изображения в активном окне служит кнопка «Обновить» (CTRL+F9) ВЫБОР ФОРМАТА ЧЕРТЕЖА И ОСНОВНОЙ НАДПИСИ Для изменения формата чертежа следует выбрать меню Сервис – Менеджер документа: В этом же диалоге можно поменять ориентацию листа, библиотеку и стиль оформления основной надписи и многое другое. СИСТЕМЫ КООРДИНАТ. В КОМПАС-ГРАФИК используется правая декартова система координат. Начало абсолютной системы координат, задаваемых системой по умолчанию, всегда находится в левом нижнем углу формата. Для фрагмента, ввиду отсутствия у него формата, понятие левого нижнего угла отсутствует, поэтому при создании нового фрагмента начало системы координат отображается в центре окна. Однако использование системы координат, заданной по умолчанию, не всегда приемлемо. На практике часто бывает более удобно отменять расстояние от какой-то точки на детали, а иногда и под каким-то углом. В этом случае целесообразно поместить в эту точку начало системы координат. Такая система координат называется локальной (ЛСК). При этом все координаты будут рассчитываться и отображаться именно в этой текущей системе. Количество ЛСК на чертеже не ограничено. Для удобства поиска каждой ЛСК присваивается уникальное имя, а после того как надобность в ней отпадает, ЛСК может быть быстро удалена с чертежа. Для создания ЛСК служит команда Локальная СК из меню Вставка либо кнопка Локальная СК, расположенная в строке текущего состояния. 18 После вызова команды на экране появляется изображение осей ЛСК, которое можно перемещать мышью в нужную точку чертежа. До фиксации точки начало координат ЛСК и угла наклона осей целесообразно назначить для этой системы новое имя, так как по умолчанию система предложит имя СК1. Имя набирается в строке параметров объекта. Там же следует ввести координаты начала и угол наклона ЛСК. После фиксации ЛСК на поле чертежа следует нажать кнопку Создать объект на панели специального управления. После создания первой ЛСК та же команда из меню Вставка обеспечивает вызов на экран диалогового окна, с помощью которого можно осуществить практически все операции над ЛСК. Для изменения параметров любой из имеющихся ЛСК сначала выбирается необходимая система из списка, а затем задаются нужные значения координат начальной точки и угол наклона осей. Дальнейшие действия полностью аналогичны описанным выше. Оси текущей ЛСК могут по желанию пользователя отображаться на экране, а могут и не отображаться. Эта возможность реализуется кнопкой Настройка… в строке параметров ЛСК. В появившемся на экране диалоговом окне надо убрать галочку из окошка – Показывать. Здесь же можно выбрать стиль отрисовки осей системы координат (тип линии и ее цвет). РАБОТА С ИНСТРУМЕНТАЛЬНОЙ ПАНЕЛЬЮ ГЕОМЕТРИЯ. Все команды построения геометрических примитивов, которые сгруппированы по типам объектов, вызываются кнопками, расположенными на инструментальной панели геометрии. Кнопки, позволяющие вызвать дополнительную панель команд, помечены треугольником в правом нижнем углу. Если на экране нет кнопки, показанной в описании команды, следует нажать на кнопку для ввода аналогичного типа объекта и удержать ее до появления дополнительной панели команд. После чего, не отпуская левой клавиши мыши, надо передвинуть курсор на нужную кнопку и отпустить клавишу. Каждый графический примитив может быть выполнен линиями определенных типа, толщины, цвета и расположен на определенном слое чертежа. 19 Размеры объекта можно задать в соответствующих полях строки параметров объекта, причем если активна кнопка АUTO, то построение объекта будет выполнено при вводе минимально необходимого количества параметров. ЗАПОЛНЕНИЕ ОСНОВНОЙ НАДПИСИ Для заполнения основной надписи (штампа) активизируйте режим её заполнения одним из способов: с помощью курсора ЛКМ и выберите верхнее меню Вставка Основная надпись; двойным щелчком ЛКМ в любой точке штампа; нажатием ПКМ на штампе Заполнить основную надпись. Перед заполнением штампа увеличьте его во весь экран с помощью команд управления масштабом. При заполнении ячеек система автоматически выравнивает текст в ячейке (по центру или выравнивает его по левой границе), подбирает необходимую высоту и ширину символов для равномерного заполнения ячеек. Установите курсор в ячейку нажатием ЛКМ и заполните с клавиатуры все необходимые ячейки, зафиксируйте введенные данные нажатием кнопки «Создать» в строке параметров основной надписи. ПРИВЯЗКИ. В процессе работы с графическим документом постоянно возникает необходимость точно установить курсор в некоторую точку (начало координат, центр окружности, конец отрезка и т.п.), иными словами, выполнить привязку к уже существующим точкам или объектам. Без такой привязки невозможно создать точный чертеж. Для быстрого и точного позиционирования курсора в характерных точках на чертеже в системе КОМПАС–ГРАФИК используют привязки геометрических объектов. КОМПАС-3D предоставляет возможности привязок к характерным точкам (пересечение, граничные точки, центр и т.д.) и объектам (по нормали, по направлениям осей координат). Все варианты привязок объединены в меню, которое можно вызвать при создании, редактировании или выделении объектов нажатием правой кнопки мыши. Существуют три типа привязок – глобальные (действующие постоянно), локальные (действующие однократно) и клавиатурные. Глобальная привязка (если она установлена) постоянно действует при вводе и редактировании объектов. Например, если включена глобальная привязка к пересечениям, 20 то при вводе каждой точки система автоматически будет выполнять поиск ближайшего пересечения в пределах ловушки курсора. Локальную привязку требуется всякий раз вызывать заново. После того, как был использован один из вариантов привязки, система не «запоминает», какой именно это был вариант. Поэтому, когда потребуется выполнить к другой точке такую же привязку, ее придется вызвать снова. Это неудобно в том случае, если требуется выполнить несколько однотипных привязок подряд. Позволяет включить или отключить какие-либо глобальные привязки и настроить их работу в текущем окне. Позволяет отключать действие всех глобальных привязок, а затем включать их вновь в прежнем составе. Когда Вы работаете с чертежом, иногда бывает удобно включить изображение сетки на экране и назначить привязку к ее узлам. При этом курсор, перемещаемый мышью, начнет двигаться не плавно, а дискретно по узлам сетки, то есть с определенным шагом. Такой режим работы можно сравнить с вычерчиванием изображения на листе миллиметровой бумаги. КОМПАС-3D LT предоставляет самые широкие возможности отображения и настройки сетки. Сетка может по-разному выглядеть в разных окнах, даже если это окна одного и того же документа. Возможна установка различных шагов сетки по ее осям, отрисовка сетки с узлами, а также назначение повернутой относительно текущей системы координат и непрямоугольной (искаженной) сетки. Кроме того, изображение сетки на экране не связано жестко с установкой привязки по этой сетке. Для того чтобы включить изображение сетки в активном окне, нажмите кнопку Сетка в Строке текущего состояния системы. При этом кнопка останется нажатой. Другим способом включения сетки является нажатие комбинации клавиш <Ctrl>+<G>. Изображение сетки в окне будет включено до тех пор, пока Вы повторно не нажмете клавиши <Ctrl>+<G> или не отожмете кнопку Сетка. Следует заметить, что изображение сетки на экране еще не говорит о том, что перемещение и привязка курсора выполняется по ее точкам. Включение нужного варианта привязки выполняется отдельно. 21 Справедливо и обратное замечание: изображение сетки в окне может быть выключено, однако на установленную привязку по сетке это не влияет. Если Вы работаете с одним и тем же документом в нескольких окнах одновременно, то в каждом из этих окон сетка может иметь различные параметры (шаг, угол наклона, тип изображения и т.д.). Для того чтобы выполнить однократную привязку по сетке, выберите нужный вариант (По сетке) в меню локальных привязок, вызвав его на экран щелчком правой кнопки мыши. КОМПАС-3D LT позволяет настроить параметры сетки, которые будут действовать по умолчанию для всех новых окон документов. Окно настройки параметров сетки: РЕДАКТИРОВАНИЕ ЧЕРТЕЖА. В процессе разработки нового документа или для внесения изменений в уже имеющийся чертеж часто приходится вносить определенные коррективы, иногда существенно изменяющие даже внешний вид детали или узла. Для этих целей КОМПАСГРАФИК предоставляет рабочему удобные средства редактирования чертежа. В КОМПАС имеются знакомые нам кнопки характерные для всех Windowsприложений: Отмена действий. Повтор действий Во время работы с чертежом или фрагментом Вам приходится постоянно выполнять различные операции над объектами - удалять их, копировать, перемещать, поворачивать и так далее. Некоторые команды действуют таким образом, что после их запуска нужно сначала указать объекты, а затем начинается выполнение собственно операции над этими объектами. Например, именно таким образом работают команды деформации и удаления области. Однако большинство команд КОМПАС работают по-другому - нужные объекты должны быть выбраны до запуска команды на исполнение. Например, операции копирования и поворота затрагивают именно те объекты, которые были выделены перед вызовом команды. КОМПАС предоставляет пользователю самые разнообразные возможности выделения объектов и, соответственно, отмены их выделения - как с помощью мыши, так и с помощью команд меню. Выделенные объекты отображаются на экране специальным цветом, который можно изменить в диалоге настройки. 22 ВЫДЕЛЕНИЕ ОБЪЕКТОВ МЫШЬЮ. Самым простым и одновременно очень эффективным способом является выделение с помощью мыши: Щелкните левой кнопкой мыши по объекту. Цвет объекта изменится - он будет прорисован тем цветом, который установлен для выделенных объектов в настройках системы. Для отмены выделения объекта, щелкните левой кнопкой мыши в любом месте вне этого объекта. Выделение будет снято, и объект прорисуется своим нормальным цветом. Для выделения нескольких объектов, нажмите клавишу <Shift> и удерживайте ее нажатой, одновременно щелкая левой кнопкой мыши на нужных объектах. После окончания селектирования отпустите клавишу <Shift>. Аналогичным образом можно и отменять выделение объектов. Можно выделить несколько объектов - с помощью прямоугольной рамки. Установите курсор на свободное место (так, чтобы он не захватывал никаких объектов), нажмите левую кнопку мыши и перемещайте курсор, удерживая кнопку нажатой. На экране будет отображаться рамка, следующая за курсором. Захватите несколько объектов этой рамкой и отпустите кнопку мыши. Обратите внимание! Если рамка будет начерчена слева направо, то выделятся все объекты, целиком попавшие внутрь рамки. Если вы начертите рамку справа налево, то выделятся все объекты, хотя бы частично попавшие в рамку. ВЫДЕЛЕНИЕ ОБЪЕКТОВ С ПОМОЩЬЮ КОМАНД. КОМПАС позволяет селектировать самые различные объекты и их комбинации с помощью команд, собранных на странице меню Выделить. На этой же странице находятся команды для отмены выделения объектов. Выбирайте нужные команды в меню и выделяйте с их помощью нужный набор объектов либо отменяйте выделение. После вызова любой из команд на Инструментальной панели отображаются кнопки различных вариантов селектирования для более быстрого доступа к командам. Кроме того, на Панели специального управления появляется кнопка Прервать команду, с помощью которой можно завершить текущую команду селектирования. Когда Вы переключаетесь на другую команду селектирования, выделение с отмеченных ранее объектов не снимается. УДАЛЕНИЕ ОБЪЕКТОВ. Помимо команд ввода и редактирования объектов, КОМПАС предоставляет пользователю широкий набор средств удаления. Удалять можно как отдельные объекты, так и произвольные их сочетания. Будьте внимательны при выделении и последующем удалении макроэлементов. Не всегда все входящие в удаляемый сложный объект примитивы видны в текущем окне отображения (например, часть из них находится на выключенных слоях). Поэтому Вы можете случайно удалить лишнее. Если Вы все же допустили ошибку при удалении, немедленно воспользуйтесь командой отмены и восстановите предыдущее состояние документа. Удаление только что созданного объекта Если Вы ошиблись при построении объекта, можно сразу же удалить его, отменив последнее выполненное действие. Для этого выберите команду Отменить в меню Редактор либо нажмите комбинацию клавиш <Ctrl>+<Z>, либо нажмите кнопку Отменить . Ошибочно введенный объект немедленно исчезнет из документа. Удаление произвольного набора объектов 23 Удалить объекты в КОМПАС очень просто. Выделите любыми удобными способами ненужные объекты. После этого нажмите клавишу <Delete>, и все выделенные объекты немедленно будут удалены из документа. Удаление вспомогательных объектов В процессе работы над чертежом часто используются различные вспомогательные построения. В КОМПАС предусмотрены различные варианты построения бесконечных прямых, для которых всегда используется вспомогательный стиль линии. Кроме того, любому геометрическому примитиву при создании или редактировании можно назначить вспомогательный стиль. Если нужно очистить весь чертеж от ставших ненужными вспомогательных построений и точек, выберите в меню Удалить Вспомогательные кривые и точки Во всех видах. Если нужно очистить от ставших ненужными вспомогательных построений и точек только текущий вид, выберите в меню Удалить Вспомогательные кривые и точки В текущем виде. При работе во фрагменте КОМПАС команда Удалить Вспомогательные кривые и точки очищает от вспомогательных элементов весь документ. Удаление всех объектов документа Вы можете удалить сразу все содержимое документа. Для этого выберите Удалить Все. Перед удалением КОМПАС предупредит Вас о том, что отменить эту операцию будет невозможно. Если Вы все-таки подтвердили удаление всех объектов документа, то команда Отменить станет после этого недоступной. Единственным способом восстановить содержимое документа, имевшееся после предыдущей записи на диск, будет его закрытие без сохранения на диске и повторное открытие. Удаление области При разработке чертежной документации (особенно сборочных и компоновочных чертежей) изображения деталей очень часто накладываются друг на друга. Естественно, что невидимые линии контуров деталей не должны изображаться на документе, но удаление их поодиночке является рутинной работой и занимает немало времени. КОМПАС предоставляет пользователю эффективные средства быстрой очистки заданной области (удаления все объектов внутри заданной границы). При этом требуется только корректное указание границ области, которыми могут быть замкнутые геометрические объекты (сплайны, контуры, окружности), сформированная последовательность пересекающихся объектов или нарисованная вручную временная ломаная линия. Одновременно могут быть очищены несколько расположенных в разных местах областей с границами, заданными различными способами. Допускается удаление области как внутри границы, так и снаружи от нее. Редактор Удалить Область или нажмите кнопку на Инструментальной панели редактирования. По умолчанию система ожидает указания замкнутого геометрического объекта как границы области. Если требуется сформировать границы удаляемой области другими способами (ручным рисованием или обходом по стрелке), используются кнопки на Панели специального управления. Количество задаваемых областей не ограничено. Если нужно переключиться на удаление снаружи от границы, используйте кнопки Режим очистки области на Панели специального управления. Для запуска удаления указанных областей нажмите кнопку Панели специального управления. Удаление части объекта Создать объект на 24 Очень часто при редактировании чертежа нужно не удалять весь элемент, а только стереть какую-то его часть. КОМПАС-ГРАФИК предоставляет пользователю большой набор команд для выравнивания объектов по границе, их усечения и т.д. Усекать можно геометрические объекты КОМПАС (окружности, кривые Безье, эллипсы и т.д.). Усечение объекта КОМПАС позволяет быстро и удобно удалять части объектов, ограниченные точками пересечения с другими объектами (иначе говоря, усекать объекты). Для усечения выполните Редактор Удалить Часть кривой или нажмите кнопку Усечь кривую на Инструментальной панели редактирования. Укажите курсором часть геометрического объекта, которую необходимо удалить (усечь). Если нужно оставить указанный участок кривой и удалить внешние относительно него участки, переключите кнопку Удалить/оставить участок в Строке параметров объектов. Удалить указанный участок (по умолчанию). Оставить указанный участок. Усечение объекта по указанным точкам Для удаления части объекта, ограниченной двумя явно заданными точками, выполните Редактор Удалить Часть кривой между 2 точками или нажмите кнопку Усечь кривую 2 точками на Инструментальной панели редактирования. Укажите курсором геометрический объект для операции. Последовательно укажите две точки, ограничивающие ту часть кривой, которую следует удалить. Не обязательно указывать точки, точно расположенные на объекте. Укажите точку внутри удаляемого участка. Если нужно оставить указанный точками участок кривой и удалить внешние относительно него участки, переключите кнопку Удалить/оставить участок в Строке параметров объектов. Усекать по точкам можно любые геометрические объекты. Выравнивание объекта по границе Выровнять несколько объектов по указанной границе часто требуется при построении тел вращения, а также во многих других случаях. Рассмотрим выравнивание по границе на примере, где нужно выровнять линии по оси вращения. Исходное изображение Изображение после выравнивания Нажмите кнопку Выровнять по границе на Инструментальной панели редактирования. Укажите в качестве границы ось вращения (после указания она будет подсвечена). Последовательно указывайте курсором вертикальные линии, которые должны быть выровнены по оси. 25 Выравнивать по границе и использовать в качестве границ можно любые геометрические объекты. Если объект пересекается с границей выравнивания несколько раз, то учитываются все пересечения (как показано на примере выравнивания эллипса по кривой Безье). Удаление объектов оформления чертежа В чертеже, помимо видов, содержащих геометрическую информацию, есть основная надпись, технические требования и знак обозначения шероховатости неуказанных поверхностей. Если потребуется удалить один из этих объектов оформления чертежа, используйте соответствующие команды меню Удалить (Содержимое основной надписи, Технические требования или Неуказанная шероховатость). РЕДАКТИРОВАНИЕ ЧЕРТЕЖА С ПОМОЩЬЮ МЫШИ. КОМПАС предоставляет конструктору возможность редактировать объекты, не прибегая к помощи команд, используя одну мышь. В этом режиме можно быстро изменить положение характерных точек объекта, выполнить редактирование его параметров, а также переместить или скопировать объект. Редактирование характерных точек объекта. Для редактирования характерных точек объекта (концов отрезка, центра и квадрантов окружности и т.п.) его необходимо выделить, щелкнув на нем мышью. При этом объект выделяется другим цветом, а характерные точки отображаются в виде маленьких черных квадратов – маркеров. Подведите к характерной точке курсор, при этом он изменит свою форму, после чего нажмите левую клавишу мыши и, не отпуская ее, перемещайте точку в нужное положение. Редактирование параметров объекта. Для того, чтобы начать редактирование параметров существующего объекта (например, изменение текста размерной надписи или угла наклона штриховки), установите курсор на этом объекте и дважды щелкните левой кнопкой мыши. В Строке параметров объектов появятся поля параметров указанного объекта. Вы можете вводить нужные значения параметров как вручную, так и с использованием геометрического калькулятора. Процесс редактирования параметров объекта аналогичен тем действиям, которые выполняются при создании объекта способом, принятым в системе по умолчанию, поэтому можно использовать все доступные приемы работы со Строкой параметров (фиксация и расфиксация, запоминание и т.д.). После ввода новых значений параметров щелкните мышью на фантоме объекта или нажмите кнопку Создать объект на Панели специального управления. Перемещение объектов при помощи мыши Вы можете сдвигать объекты чертежа или фрагмента при помощи мыши, не прибегая к командам меню. Для перемещения объектов мышью выполните следующее. 26 1. Выделите объекты, которые нужно передвинуть. 2. Установите курсор так, чтобы он захватывал какой-либо из выделенных объектов, и нажмите левую кнопку мыши. Затем перетаскивайте объекты в нужное место, удерживая кнопку мыши нажатой. На экране отображается фантом перемещаемых объектов. После того, как нужное положение объектов достигнуто, отпустите кнопку мыши. Объекты будут удалены со старых мест и помещены в новые места. Копирование объектов при помощи мыши Вы можете выполнять копирование объектов чертежа или фрагмента при помощи мыши, не прибегая к командам меню. Для копирования объектов мышью выполните следующее. 1. Выделите объекты, которые нужно скопировать. 2. Установите курсор так, чтобы он захватывал какой-либо из выделенных объектов, нажмите клавишу <Ctrl>, нажмите левую кнопку мыши, отпустите клавишу <Ctrl>. Затем перетаскивайте объекты в нужное место (клавишу мыши после небольшого перемещения объектов можно отпустить). На экране отображается фантом перемещаемых объектов. 3. После того, как нужное положение объектов достигнуто, щелкните левой кнопкой мыши. Объекты будут скопированы в указанное место, а оригиналы останутся в прежнем положении. 4. Вы можете продолжать копирование в другие места, нажимая и отпуская для фиксации очередной копии левую кнопку мыши. Для завершения процесса копирования нажмите клавишу <Esc>. РЕДАКТИРОВАНИЕ ОБЪЕКТОВ С ПОМОЩЬЮ КОМАНД. Команды для редактирования чертежа вызываются из меню Редактор или с помощью соответствующих кнопок на инструментальной панели редактирования. Кнопки на этой инструментальной панели сгруппированы по типу действий, которые они вызывают. Позволяет выполнить сдвиг одного или нескольких выделенных объектов. Варианты: Сдвиг указанием и Сдвиг по углу и расстоянию. Позволяет выполнить поворот выделенных объектов. После вызова команды необходимо указать центр поворота, базовую точку и новое положение базовой точки. Можно задать удаление или сохранение исходных выделенных объектов после выполнения операции. Позволяет выполнить масштабирование выделенных объектов документа. После вызова команды необходимо указать значение коэффициента масштабирования и центр масштабирования Позволяет симметрично отобразить выделенные объекты документа. Последовательно укажите первую и вторую точки, через которые проходит ось симметрии. Вы можете явно задать параметры оси симметрии (угол наклона и координаты точек), введя их в поля Строки параметров объектов. Для того, чтобы использовать в качестве оси симметрии начерченный ранее отрезок или прямую, нажмите кнопку Выбор объекта на Панели специального управления, а затем укажите курсором нужный элемент Позволяет выполнить копирование выделенных объектов. Позволяет выполнить копирование выделенных объектов документа. Команда будет недоступна, если ни один элемент не выделен, либо если есть выделенные целиком виды чертежа. Выделенные объекты копируются в свои виды и на свои слои. Укажите курсором базовую точку копирования и ее новое положение. Вы также можете ввести величину сдвига копии вдоль осей X и Y в соответствующие поля Строки параметров объектов. После фиксации нового 27 положения базовой точки система копирует выделенные элементы и ожидает указания следующего места для копирования. Варианты инструмента Копия: Тема 2.2. Построение пространственных моделей в САПР Компас ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ СОЗДАНИЯ ПРОСТРАНСТВЕННЫХ МОДЕЛЕЙ Построение трехмерной твердотельной модели заключается в последовательном выполнении операций объединения, вычитания и пересечения над простыми объемными элементами (призмами, цилиндрами, пирамидами, конусами и т.д.). Многократно выполняя эти простые операции над различными объемными элементами, можно построить самую сложную модель. Для создания объемных элементов используется перемещение плоских фигур в пространстве. Плоская фигура, в результате перемещения которой образуется объемное тело, называется эскизом, а само перемещение — операцией. Эскиз может располагаться на одной из стандартных плоскостей проекций, на плоской грани созданного ранее элемента или на вспомогательной плоскости. Эскизы создаются средствами модуля плоского черчения и состоят из одного или нескольких контуров. Контур — одно из основных понятий при описании эскиза. При построении эскиза под контуром понимается графический объект (отрезок, дуга, сплайн, прямоугольник и т.д.) или совокупность последовательно соединенных графических объектов. Самопересечение контура запрещено! Пример эскиза с 4-мя контурами. Пример создания модели детали: 1 Создание призмы. 2 Добавление цилиндра. 3 Добавление усеченной пирамиды. 28 4 5 6 Вычитание цилиндра. Вычитание двух цилиндров. Добавление фасок и скруглений. БАЗОВЫЕ ОПЕРАЦИИ ТРЕХМЕРНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ. Система КОМПАС-3D располагает разнообразными операциями для построения объемных элементов, четыре из которых считаются базовыми. Операция выдавливания – Выдавливание эскиза перпендикулярно его плоскости. Операция вращения – Вращение эскиза вокруг оси, лежащей в его плоскости. Эскиз тела вращения состоит из одного или нескольких контуров со стилем линии Основная и оси вращения в виде отрезка со стилем линии Осевая. Ни один из контуров не должен пересекать ось вращения или ее продолжение. Кинематическая операция – Перемещение эскиза вдоль направляющей. Операция по сечениям – Построение объемного элемента по нескольким эскизам (сечениям) 29 Для четырех базовых операций, добавляющих материал к модели, существуют аналогичные операции, вычитающие материал. Операция может иметь дополнительные возможности (опции), которые позволяют изменять или уточнять правила построения объемного элемента. Например, если в операции выдавливания прямоугольника дополнительно задать величину и направление уклона, то вместо призмы будет построена усеченная пирамида. 30 Процесс создания трехмерной модели заключается в многократном добавлении или вычитании дополнительных объемов. Примерами вычитания объема из детали могут быть различные отверстия, проточки, канавки, пазы (красные стрелки), а примерами добавления объема — бобышки, выступы, ребра (желтые стрелки). Главное окно системы в режиме трёхмерного моделирования: Стандартная панель Панель текущее состояние Панель Вид Главное меню Заголовок окна Дерево Модели Модель Компактная панель Строка сообщений Курсор системы Окно Модели Панель свойств 31 Литература: 1 КОМПАС-3D V12. Руководство пользователя. [pdf-формат] – АСКОН, 2010. 2 Кудрявцев, Е.М. Компас -3D. Проектирование в архитектуре и строительстве, 2008. 3 Ганин, Н.Б. Автоматизированное проектирование в системе КОМПАС-3D V12. САПР, 2010. Вопросы для повторения: 1. Из каких отдельных страниц состоит инструментальная панель «Компас»? 2. Чем фрагмент отличается от чертежа? 3. С помощью, какой команды можно изменить формат листа чертежа в «Компас»? 4. Опишите последовательность действий для заполнения основной надписи чертежа. 5. С помощью, какой команды можно изменить тип основной надписи? 6. Что такое привязка? Какие основные типы привязок используются в «Компас»? 7. Что такое сетка? Какие у неё параметры? С помощью, какой кнопки можно включить её отображение на экране? 8. С помощью, какой кнопки можно убрать искажения появившиеся в процессе редактирования чертежа? 9. Какая система координат используется в «Компас»? 10. Какая система координат называется локальной? Для чего она используется? 11. Сколько локальных систем координат может задавать пользователь «Компас»? 12. С помощью, какой из страниц панели инструментов выполняется первоначальное создание графического объекта? 13. Что такое эскиз, с помощью каких инструментов он создается? 14. Что такое контур эскиза? Какие требования к нему предъявляются? 15. К чему сводится процесс получения сложной трёхмерной модели? 16. Перечислите базовые операции моделирования и поясните их суть. Назначение системы КОМПАС БИБЛИОТЕКИ В КОМПАС-ГРАФИК Компоновка и последовательность выполнения всех операций на чертеже аналогична традиционному способу черчения. Решающее значение для повышения производительности труда и качества разрабатываемой документации КОМПАС-ГРАФИК имеет наличие в нем большого количества библиотек. Вызываются они посредством кнопки «Менеджер библиотек» в меню «Сервис». В появившемся диалоговом окне следует выбрать необходимую библиотеку, на примере показана библиотека «Машиностроение», с подразделом «Конструкторская библиотека». Выбор конструкторской библиотеки Наличие широкой сети библиотек позволяет исключить вычерчивание стандартных изделий. Так, например, после «Конструкторской библиотеки» можно открыть следующее окно с разделом «Подшипники» и далее с соответствующими подразделами. Здесь можно выбрать подшипник в соответствии с проведенными расчетами, а также со всеми параметрами и готовым чертежом. 32 Выбор параметров и стиля изображения подшипника В открывшемся диалоговом окне можно выбрать тип изображения (разрез, упрощенное изображение), а также параметры штриховки. Аналогично выполняют процедуру построения манжет, маслоуказателей, сливных пробок, рым-болтов и др. Преимуществом компьютерной графики является также возможность изобразить комплектующий элемент в любом свободном месте чертежа, а затем переместить его в нужное место и в требуемое положение. Причем при наличии в сборочной единице нескольких одинаковых элементов нет необходимости вычерчивать их все – остальные создаются с помощью копирования. СИСТЕМА КОМПАС SHAFT 2D Диалоги ввода параметров ступеней в системе КОМПАС-Shaft 2D КОМПАС-Shaft 2D — это интегрированная система проектирования тел вращения. С ее помощью можно создавать параметрические модели валов и втулок, строить на их 33 поверхностях шлицевые, шпоночные и резьбовые участи, канавки, кольцевые пазы и т.д. Количество ступеней модели может быть любым, а формы — различными: цилиндр, конус, шестигранник, квадрат, сфера. Кроме простых ступеней, модель может содержать элементы механических передач: цилиндрические шестерни с внешними и внутренними зубьями, конические шестерни с прямыми и с круговыми зубьями, элементы червячных, цепных, клиноременных и зубчато-ременных передач. Процесс создания модели в КОМПАС-Shaft 2D не требует изучения специальной литературы. Нужно только следовать рекомендациям библиотеки и вводить параметры ступеней в соответствующих диалогах. Объемная модель построенная по плоской модели КОМПАС-Shaft 2D Вся структура модели представляется в виде дерева ступеней и элементов, каждый из которых можно отредактировать. По команде пользователя библиотека автоматически преобразует модель КОМПАС-Shaft 2D в чертеж, на котором, кроме фронтального вида конструкции, могут находиться виды модели слева и справа, а также сечения, выносные элементы, основные размеры и т.п. Пользователю останется лишь окончательно оформить чертеж. Фронтальный вид модели остается объектом библиотеки. Если возникнет необходимость посмотреть или изменить параметры ступеней, то можно вызвать КОМПАС-Shaft 2D двойным щелчком мыши по этому виду. Плоская модель КОМПАС-Shaft 2D может стать прообразом твердотельной модели, которую можно сгенерировать нажатием одной кнопки на панели инструментов главного окна библиотеки. При этом в дереве построения модели КОМПАС-3D будут присутствовать те же элементы, что и в дереве ступеней и элементов модели КОМПАСShaft 2D. Библиотека Компас Shaft 2D включает в себя комплекс программ расчета механических передач КОМПАС GEARS 2D. Cистема предназначена для выполнения расчетов следующих типов передач: Цилиндрическая передача внешнего зацепления; 34 Цилиндрическая передача внутреннего зацепления; Коническая передача с круговыми зубьями; Коническая передача с прямыми зубьями; Червячная цилиндрическая передача; Роликовая цепная передача; Клиноременная передача; Зубчатоременная передача. Чтобы работать с системой КОМПАС GEARS, необходимо выбрать Сервис– Менеджер библиотек – Расчет и построение – Расчеты механических передач. Окно системы управления библиотеками Менеджер библиотек с открытыми системами папки (каталога) Окно системы управления библиотеками Менеджер библиотек с добавленной и раскрытой системой КОМПАС SHAFT 2D Система Компас GEARS 2D предоставляет интуитивно понятный интерфейс, поэтому работать с библиотекой не составляет никакого труда. При помощи соответствующих переключателей можно выбрать необходимый тип расчета и нажатием кнопки «Выполнить», запустить его. Главное окно системы Комплекс программ КОМПАС GEARS Начальное окно системы «Расчеты цилиндрической зубчатой передачи внешнего зацепления» 35 Диалоговое окно Вариант расчета Диалоговое окно Геометрический расчет с раскрытой вкладкой Страница 1 Раздел 3. Работа со специализированным САПР Тема 3.1. Основные функции и интерфейс САПР ПРЕСС. Программы для расчета электроснабжения. Проектирование систем электроснабжения помещений и зданий содержит ряд последовательных операций, связанных с расчетами и выбором изделий (комплектующих). Набор операций строго определен нормативными документами и указаниями. Зачастую это последовательность однотипных расчетов, результаты которых зависят от размеров помещений и зданий, материалов соединительных проводов и кабелей, параметров источников электроснабжения и потребителей и др. Расчеты можно значительно упростить, а время проектирования снизить, путем применения программных модулей с набором расчетных формул, справочно-технической документации, баз данных изделий и оборудования, удобного входного и выходного интерфейсов. В этом направлении уже давно работают как крупные разработчики программного обеспечения для рынка САПР (например, CSoft Development), так и индивидуальные группы программистов и отдельные создатели программных продуктов. Особенно следует выделить студенческие разработки, отличающиеся простотой и удобством выполнения проектных и расчетных работ, связанных с проектированием систем электроснабжения. Работы по созданию программных продуктов в сфере проектирования систем электроснабжения помещений и зданий ведутся в двух направлениях: создание прикладных программ для использования на индивидуальных компьютерах (возможно и в сетевом режиме); онлайн-расчеты с использованием широких возможностей, которые предоставляет Internet. В настоящее время на уровне профессионального использования в проектных организациях применяются программные модули, выполненные на основе AutoCAD и входящие в систему автоматизированного проектирования (САПР) энергетических объектов. Эти модули позволяют решать задачи проектирования различной сложности, но доступны только для подготовленных пользователей. 36 Отличительной особенностью подобных САПР является законченность проекта с выводом необходимой технической документации, включая чертежи (двухмерные или трехмерные), возможность создания и подключения неограниченного набора программных модулей, возможность использования больших баз данных (БД) изделий и оборудования, развитые интерфейс и выходные модули. С другой стороны, для использования профессиональных программных продуктов необходимы определенные навыки и знания, что не всегда доступно простому пользователю. Кроме того, каждая программа САПР требует специальной предварительно подготовки БД изделий, адаптированную под данную программу (набор технической и графической информации). Подготовка и обновление таких БД также требует больших временных затрат. Крупные зарубежные фирмы имеют свои САПР, ориентированные на свои изделия и оборудование. Выделим ряд известных разработчиков и пакетов САПР, применяемых для электроснабжения промышленных и бытовых объектов. CSoft Development является ведущим разработчиком программного обеспечения для рынка САПР в области машиностроения, промышленного и гражданского строительства, архитектурного проектирования, землеустройства и ГИС, электронного документооборота, обработки сканированных чертежей, векторизации и гибридного редактирования. В настоящее время CSoft Development представляет более 40 разработок — начиная от полнофункциональных приложений, которые продаются в более чем 60 странах мира, и заканчивая комплексными системами для промышленных предприятий и проектных организаций. Перечень некоторых программных модулей приведен ниже. ElectriCS ADT. Система ElectriCS ADT предназначена для автоматизированного проектирования систем электроснабжения промышленных предприятий и других организаций. ElectriCS 3D. Программный пакет ElectriCS 3D предназначен для автоматизированной (автоматической и интерактивной) раскладки кабелей различного назначения при проектировании, реконструкции и эксплуатации зданий, сооружений и открытых территорий. ElectriCS Light. Система ElectriCS Light предназначена для светотехнических расчетов при проектировании осветительных установок промышленных предприятий. Расчеты производятся на основе «Справочной книги по светотехнике» (под ред. Ю. Б. Айзенберга. – М.: Энергоатомиздат, 1983). ElectriCS Storm. Система ElectriCS Storm предназначена для автоматизированного проектирования молниезащиты и заземления зданий и сооружений. EnergyCS Электрика. Программный комплекс EnergyCS Электрика предназначен для выполнения электротехнических расчетов при проектировании и эксплуатации распределительных сетей низкого и среднего напряжения. EnergyCS. Комплекс программ EnergyCS предназначен для выполнения электротехнических расчетов при проектировании и эксплуатации электроэнергетических систем любой сложности. EnergyCS Line. Программный комплекс EnergyCS Line предназначен для автоматизации проектирования механической части воздушных линий электропередач (ВЛ), волоконно-оптических линий связи (ВОЛС), подвешиваемых на опорах ВЛ, а также гибких ошиновок открытых распределительных устройств (ОРУ) электрических станций и подстанций. Project StudioCS Электрика. Программа Project StudioCS Электрика предназначена для автоматизации проектирования системы электроснабжения (СЭС) объектов 37 гражданского и промышленного строительства в строгом соответствии с действующими стандартами. Project StudioCS СКС. Программа предназначена для автоматизированного проектирования структурированных кабельных систем (СКС) зданий в среде AutoCAD. SchematiCS. Приложение SchematiCS работает на платформе AutoCAD, применяется для автоматизации создания принципиальной схемы любой сложности и формирования ее структурной модели. Model Studio CS Открытые распределительные устройства. Программный комплекс Model Studio CS Открытые распределительные устройства является первым продуктом серии Model Studio CS. Предназначен для разработки компоновочных решений в трехмерном пространстве открытых распределительных устройств, выполнения расчетов гибкой ошиновки, выпуска проектной и рабочей документации (чертежей, спецификаций и т.д.). «Кад Групп» предлагает программные модули для инженерных коммуникаций. В их состав входят: ElectriCA — программный комплекс предназначен для автоматизации выполнения работ на этапах проектирования и эксплуатации распределительных сетей низкого и среднего напряжения. ElectriCS — САПР предназначен для проектирования электрооборудования, используемого в различных отраслях промышленности: в авиастроении, общем и транспортном машиностроении, станко- и приборостроении. ElectriCS 3D — мощная система для автоматизированной раскладки кабелей на промышленных и других предприятиях. Разработка и развитие системы ElectriCS 3D осуществляются при участии специалистов высокого уровня. Уникальные технологии ElectriCS 3D обеспечивают интеллектуальность самой системы и высочайшее качество выходных документов. ElectriCS ADT — программный комплекс, предназначенный для проектирования систем электроснабжения промышленных объектов любой размерности: небольших предприятий и крупных заводов, месторождений и т.д. ElectriCS Light — программный продукт для автоматизации выполнения светотехнических расчетов при проектировании осветительных установок промышленных и гражданских строительных объектов и территорий. ElectriCS Storm — программный продукт, предназначенный для автоматизированного проектирования конструкций молниезащиты, а также для расчетов устройств заземления зданий и сооружений. Energy CS — программный комплекс предназначен для выполнения расчетов электрических систем. Project StudioCS Электрика — САПР для автоматизации проектирования системы электроснабжения (СЭС) строительных объектов различного назначения. Так программный комплекс ElectriCA позволяет проводить электротехнические расчеты и анализ режимов работы сложноразветвленных разомкнутых трехфазных электрических сетей с нулевым проводом или без него (одно- и двухфазные сети рассматриваются как частные случаи трехфазной четырехпроводной сети), обеспечивает оперативный расчет при изменении состояний коммутационных аппаратов и позволяет анализировать последствия оперативных переключений, позволяет одновременно выполнять расчет для множества режимов сети, определяемых состоянием коммутационных аппаратов, производит автоматический выбор оборудования по результатам анализа одного или множества возможных режимов, позволяет использовать различные способы расцветки информации (по классам напряжения, по связанности с источниками питания, по величине отклонений напряжений, по степени загрузки оборудования и т.п.), может легко интегрироваться в САПР с любым графическим ядром, 38 оставаясь независимой программой со встроенным графическим редактором и собственной базой данных. Может применяться при проектировании распределительных сетей промпредприятий, систем собственных нужд электрических станций, при разработке технических условий на подключение новых потребителей к существующим источникам питания, для оперативного контроля и анализа возможных режимов существующих электрических сетей переменного тока, для проверки установленного в сети оборудования по допустимой перегрузке, по условиям коротких замыканий и селективности срабатывания защитных аппаратов. Программный комплекс ElectriCA функционирует в операционной системе Windows NT/2000/XP. Программный комплекс «ЭЛЕКТРА» (www.rflira.ru): в автоматизированом режиме выполняются следующие разделы электротехнической части проекта: электроосвещение, расчет нагрузок, электросиловое оборудование с выдачей монтажных таблиц. Программный комплекс состоит из следующих подсистем: ЭПОС - система автоматизированного проектирования распределительных и питающих сетей силового электрооборудования КАРМЭН (Комплексный Автоматизированный Расчет Мощностей Электрический Нагрузок) - подсистема для расчета электрических нагрузок. КАРМЭН-М - программа предназначена для расчета нагрузок многоэтажного здания. ПРОМИНЬ - подсистема системы автоматизированного проектирования для светотехнических расчетов. КАДЕТ представляет собой прикладную систему, использующую AutoCad в качестве базового графического ядра. Программные комплексы функционируют в среде Windows. «Русская промышленная компания» (www.cad.ru), Группа инжиниринговых компаний "Антрел" (www.antrel.ru), «АСКОН»-система «Компас» (www.ascon.ru) и ряд других организаций предлагают программные модули для автоматизации работ при проектировании электроснабжения объектов на напряжение 0.4 кВ. Для массовых пользователей, не имеющих навыков работы со сложными программными продуктами и системами, рекомендуется использование простых прикладных программ, которые можно применять для локальных задач проектирование небольших объектов электроснабжения бытовых и общественных зданий. Кроме того, с помощью этих программ можно осуществлять проверку и экспертизу проектов. Одним из ярких примеров подобных прикладных программ является программа «Электрик» - бесплатная программа для электриков и проектировщиков. 39 Программа позволяет: рассчитать мощность по 1ф/3ф току; рассчитать ток по 1ф/3ф мощности; по заданному сечению и условиям прокладки определить ток и мощность; рассчитать потери напряжения; рассчитать токи короткого замыкания; определить диаметр провода, кабеля, шнура и спецкабеля; определить сечение провода, кабеля, шнура и спецкабеля; проверить выбранное сечение на: o нагрев; o экономическую плотность тока; o потери напряжения; o корону, выбрать сечение провода, кабеля, шнура и спецкабеля при определенной прокладке и потерю напряжения для проводников до 1000 В при определенной длине; определить ток плавки материала проводника; определить сопротивление; определить нагрев; определить энергию электрической цепи; определить количество теплоты, выделяющейся в цепи(работа); рассчитать заземление, как одиночного, так и контура; рассчитать промерзания грунта для работ по заземлению и прокладке кабелей; выбрать автоматы защиты; произвести расчет работ и выбор оборудования связанных с электрификацией и др. Набор модулей, в целом, достаточен для выполнения проектных операций при разработке системы электроснабжения помещения. Можно выполнить ряд контрольных проверок, подготовить отчет операций. К недостаткам программы можно отнести ограниченность предложенных схем применения при различных системах заземления. Кроме того, набор справочных данных весьма ограничен и статичен. Не учитываются текущие изменения номенклатуры изделий на реальном рынке электротехники. Отсутствуют сведения о производителях, поставщиках и ценах. Все это приводит к необходимости дополнительных проверок при формировании сметы проекта. 40 Из расчетных модулей слабым звеном является расчет тока короткого замыкания в цепи. Предложенная модель весьма упрощенная, не учитывает параметры энергосистемы, питающей трансформатор. Тем не менее, это одна из наиболее доступных в настоящий момент программа расчета для электриков и проектировщиков. «Большой вклад» в программное обеспечение расчета параметров энергосистемы вносят студенты, размещая свои проекты (для курсовых и дипломных работ) на сайтах в Интернете. Так на Twirpx.com размещен набор программ, ряд которых представляют безусловный интерес. Вот их перечень: Калькулятор Пирогова - расчёт трёхфазных электрических нагрузок и выбор проводников по длительно допустимому току согласно ПУЭ и генерацией отчётов Часть программы INPOSOFT v 2.0 - выбор предохранителей. РОСА-2. Бесплатная программка для расчета систем электроснабжения. LineNet (демо версия). Оригинальная программа позволяющая моделировать и производить расчет систем электроснабжения, согласно смоделированной схеме. Расчёт трансформаторов и индуктивностей TransNew - расчёт броневых трансформаторов блоков питания. Программа содержит справочные данные по обмоточным проводам. Transformer - расчёт сварочного трансформатора. Сu-электрик. Бесплатная программа для расчета электроснабжения. Данный продукт позволяет произвести выбор проводников и произвести расчёт их стоимости. Выбор предохранителей ( прилагается база данных с предохранителями). Пересчёт из одних единиц измерения в другие. Программа расчёта тягового электроснабжения Программа по расчёту параметров асинхронного электродвигателя, характеристик электропривода, есть справочное руководство и теоретический материал. Программа пересчёта температуры, ЦЕЛЬСИЯ, КЕЛЬВИНА, ФАРЕНГЕЙТА, РАНКИНА. Electronic Workbench 4.1 Рисуйте любую схему (диоды, транзисторы, логика, приборы) Удобная форма в Excel для расчёта освещения. Можно пользоваться на практике. Набор форм в Excel для расчёта самозапуска электродвигателей, токов КЗ. Программа SimCalc - калькулятор для симметричных составляющих. Программа расчёта для РС - "Электроснабжение сельскохозяйственных потребителей". И хотя программы разрозненные, можно просчитать элементы схемы электроснабжения, просто и удобно. Интересна полнофункциональная программа «Аврал 2.1». Программа "Аврал" предназначена для автоматизированного расчёта однофазного короткого замыкания в сети электроснабжения с глухозаземленной нейтралью номинальным напряжением ~380/220 В. Расчёт выполняется в соответствии с требованиями Госэнергонадзора. В программе заложены сопротивления наиболее распространённых силовых трансформаторов марки ТМ номинальной мощностью 25…1000 кВ*А. Схему соединения обмоток трансформатора можно выбирать: "звезда/звезда-ноль, треугольник/звезда-ноль, звезда/зигзаг-ноль". Электрические сети могут быть выполнены воздушными и/или кабельными, алюминиевыми или медными, с параллельной прокладкой и без неё. Сечения применяемых медных проводников равны 1,5…240 мм2, алюминиевых - 2,5…240 мм2. Программа позволяет учитывать уменьшение тока однофазного короткого замыкания введением в расчёт сопротивления электрической дуги и переходного сопротивления контактов. 41 Программа предназначена для специалистов по проектированию сетей и систем электроснабжения жилых, общественных и производственных зданий. Интерфейс программы интуитивно понятен и прост и не нуждается в особенных объяснениях. В программе присутствует система подсказок и контроля ввода данных: при неправильном или ошибочном вводе выдается сообщение об ошибке; при наведении курсора на поле ввода данных в строке состояния появляется поясняющая надпись. Перспективным следует признать использование расчетных программ в онлайновом режиме, непосредственно в Internet. Система "ОНЛАЙН-ЭЛЕКТРИК" - система электротехнических расчетов предназначена для решения именно таких задач, возникающих при проектировании систем электроснабжения. При этом, не нужно приобретать, скачивать и устанавливать прикладные программы на своем компьютере, отсутствует необходимость отслеживания и постоянного обновления версий программного обеспечения, используются справочные материалы непосредственно с Интернет-сайтов, есть возможность подключения к системе из любой точки планеты, осуществляется экспорт результатов расчетов в файлы известных форматов. Ниже приведены основные программы расчета в режиме онлайн. ОНЛАЙН-РАСЧЕТЫ СИСТЕМ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ 1. Онлайн-расчет заземляющего устройства 2. Онлайн-расчет молниезащиты 42 3. Онлайн-расчет условного центра 4. Онлайн-пересчет локальной сметы в текущие цены электрических нагрузок (ЦЭН, УЦЭН) при использовании базисно-индексного метода 5. Выбор числа и мощности трансформаторов 6. Технико-экономическое сравнение вариантов ТП ТП 7. Расчет трехфазных электрических нагрузок 8. Симметрирование и расчет электрических нагрузок в электрической сети до 1000 В 9. Расчет и выбор компенсирующего устройства на шинах низшего напряжения КТП 10. Расчет потерь мощности и энергии в силовом трансформаторе 11. Расчет потерь мощности и энергии в линии электропередачи 12. Расчеты релейной защиты и автоматики 13. Выбор сечения кабеля 6-10 кВ с изоляцией из сшитого полиэтилена 14. Расчет потерь напряжения в воздушных и кабельных линиях 0,127-330 кВ 15. Расчет электроосвещения 16. Расчет токов короткого замыкания - результаты расчета формируются в формате программы MS WORD. Далее приводится пример отчета по расчету электроосвещения. Пример отчета Расчет освещения помещения Целью светотехнического расчета является разработка рекомендаций по расположению оптимального количества светильников нужного типа в помещении для создания комфортных, удовлетворяющих всем нормам условий пребывания человека. Одним из наиболее важных качественных показателей освещения, регламентируемых нормативными документами, является коэффициент пульсации. Для офисных помещений нормируемый коэффициент пульсации в соответствии с СанПиН 2.2.1/2.1.1.1278–03 составляет не более 10%, а если в помещениях планируется работа за компьютером, это значение составляет не более 5%. Наиболее простым и эффективным способом устранения пульсаций светового потока является использование светильников с электронной пускорегулирующей аппаратурой. При выборе светильников также нужно определиться с типом потолка в помещении для того, чтобы понять, каким образом фиксировать на нем осветительные приборы. Обобщая изложенное, приходим к следующему заключению: при освещении данного помещения целесообразно использовать светильники TOP 236 (зеркальный). По методу коэффициентов использования необходимое количество светильников N в осветительной установке определяется с помощью формулы: где EН – нормативный уровень освещенности, лк; S – площадь помещения, м2; КЗ – коэффициент запаса; KИ – коэффициент использования; n – количество ламп в светильнике; ФЛ – световой поток одной лампы в светильнике. 43 Основным критерием, по которому определяется необходимое количество осветительных приборов, является нормируемый уровень освещенности EH. Этот показатель для помещения по СанПиН 2.2.1/2.1.1.1278–03 (СНиП 23-05-95) составляет 0,5 лк для расчетной плоскости на высоте 1м от пола. Площадь помещения определим по формуле: где a – длина помещения, м; b – ширина помещения, м. S=9*6,5=58,5 м2. Коэффициент запаса КЗ определяем в зависимости от типа помещения и принимаем равным 1,25. Коэффициент использования KИ характеризует эффективность использования светового прибора в помещении. Для его определения необходимо знать индекс помещения ? и коэффициенты отражения стен, пола и потолка. Рассчитываем индекс помещения (рис. 1): где h1 – высота помещения, м; h2 – высота расчетной поверхности, м. Коэффициенты отражения стен, пола и потолка принимаем равными: потолок(80); стены(50); пол(30). Найдем коэффициент использования по таблице для светильника TOP 236 (зеркальный): KИ =0,57. Количество ламп в светильнике выбранного типа составляет n=2, каждая из которых имеет световой поток ФЛ =1150 лм. Определяем требуемое количество светильников по формуле (1): Таким образом, для данного помещения осветительная установка должна состоять из 1 выбранного светильника с равномерным распределением по поверхности потолка. С учетом допуска -10%-+20% количество светильников может варьироваться от 1 до 2 шт. Аналогично выводится информация о расчете по другим модулям. Онлайн-расчеты удобны и эффективны, но требуют расширения программных модулей до уровня 44 прикладных программ и отработки связей с базами данных электротехнических изделий и оборудования. Полезным и эффективным является использование специальных экзаменаторов и обучающих программ, с помощью которых можно проверить уровень своих знаний и подготовиться к выполнению проекта. Такие экзаменаторы есть в программе «Электрик», в системе «Онлайн-Электрик» и др. Выводы: Сектор программного обеспечения на рынке проектирования систем электроснабжения общественных и бытовых объектов достаточно заполнен. В нем преобладают программные модули САПР, которые используются в крупных проектных организациях и ориентированы на определенный круг потребителей. Кроме того, подобные системы работают с определенным набором БД изделий и оборудования, определенных производителей. И, хотя возможности таких систем практически не ограниченные, исходные справочники (БД) имеют низкую степень обновляемости, особенно в ценовом отношении. В последнее время стали популярными простые прикладные программы, ориентированные на решения локальных задач, в частности, в системах электроснабжения общественных и бытовых зданий. Такие программы не требуют AutoCAD, мощных компьютеров и удобны в работе даже для решения относительно сложных электротехнических задач. Кроме того, они мобильны, легко обновляемы, могут работать с различным набором справочной информации (БД). Тем не менее, их надо устанавливать на компьютерах и отслеживать обновления. Для определенного набора задач весьма эффективны онлайн-расчеты. Так для оперативной проверки результатов проектирования непосредственно на объекте имея доступ в Интернет можно выполнить тот или иной расчет, подобрать альтернативное изделие, оценить его стоимостные показатели, условия поставки и т.п. Проблем, связанных с обновлением версий, подключением новых БД, связи непосредственно с изготовителями или поставщиками изделий, здесь не существует. В настоящее время остро стоит вопрос с альтернативным выбором изделий, отвечающим заданным технико-экономическим показателям. Многообразие аналогичных изделий ставит не простую задачу правильного выбора. Все это можно выполнить только, имея оперативно обновляемую БД изделий. По нашему мнению, основная задача, связанная с программным комплексом в области проектирования систем электроснабжения, лежит в плоскости справочноинформационной поддержки: наличие постоянно обновляемых БД с расширенными информационными данными и возможностями. Другим направлением, требующим особого внимания, является постоянное обучение пользователей, контроль и проверка их знаний. Этим самым мы достигнем осмысленного использования того или иного программного продукта, снизим число ошибок, повысим качество выполненного расчета или проекта. В этом направлении и работает система iElectro. Этому посвящено и справочное пособие: «Выбор, проектирование и монтаж электроустановок зданий»/Е.Г. Акимов, м.:2009, ориентированное на пользователей с начальным уровнем подготовки. А в настоящее время подготавливается набор программ для расчета системы электроснабжения помещений и зданий в прикладном и онлайновом вариантах. Готовится курс обучения по электротехнике для начинающих пользователей с набором контрольных тестов и экзаменаторов. Но главное наше преимущество – это наличие оперативно-обновляемых информационных материалов по различным отраслям промышленности. Использование их в программных модулях существенно повышает качество выполняемых расчетов и проектов. 45
