Введення:
Дана тема присвячена темі "Машинна графіка та основи САПР в текстильній та легкій промисловості". Розвиток машинобудування нерозривно пов'язане з розвитком машінопотребляющіх секторів народного господарства. У промисловості відбувається процес безперервного вдосконалення: зростає обсяг продукції, з'являються нові технологічні процеси, безперервно підвищується рівень механізації і автоматизації виробництва. Відповідно зростають вимоги до показників машин, їх продуктивності, ступеня автоматизації. Деякі машини з появою нових технологічних процесів стають непотрібними. Виникає необхідність створення нових машин або докорінної зміни старих. Проектування машин,
призначених для певної відросли промисловості, повинно передувати ретельне вивчення цієї відросли, динаміки її якісного і кількісного розвитку, потреб у даній категорії машин і ймовірності появи нових технологічних процесів і методів виробництва.
Збільшення номенклатури виробів текстильної та легкої промисловості і скорочення термінів їх розробки зажадали нових підходів до проектування. Виникла необхідність математичного моделювання, сувора наукова алгоритмізація і автоматизація різних проектних процедур з метою широкого застосування ЕОМ.
Глава1:
Метою автоматизації проектування виробів текстильної та легкої промисловості є підвищення якості продукції, зниження матеріальних витрат на виготовлення, скорочення термінів проектування. Для автоматизованого проектування характерно систематичне використання ЕОМ при раціональному розподілі функцій між ЕОМ і людиною. При цьому найкраща форма організації процесу проектування досягається при застосуванні САПР - систем автоматизованого проектування.
САПР - комплекс засобів автоматизації проектування, взаємопов'язаний з підрозділами проектної організації і виконує автоматизоване проектування. Під автоматизацією проектування розуміється такий спосіб проектування, при якому всі проектні операції і процедури або їх частина здійснюється при взаємодії людини і ЕОМ. У результаті функціонування САПР - від технічного завдання, послідовно, проходячи ряд проектних стадій користувач отримує робочий проект об'єкту проектування (робочі креслення, технічний опис та ін.) Однією з важливих складових частин САПР є машинна графіка. САПР виконує ряд процедур певним чином логічно пов'язаних між собою і службовців для прийняття проектних рішень. САПР можуть бути використані в різних галузях науки, техніки та виробництва: для автоматизації проектування окремих деталей, предметів і вузлів; механізмів і машин, комплексів машин і агрегатів; виробничих ліній цілих виробничих підприємств і комплексів. Розробка, впровадження та розвиток елементів і підсистем САПР в різних підгалузі текстильної та легкої промисловості є одним із важливих завдань щодо виведення відросло на сучасний рівень світового промислового виробництва товарів широкого споживання.
Завдяки потужним обчислювальним засобам САПР за допомогою інформаційно-пошукових систем, що містять бази і банки даних готових проектно-конструкторських рішень, можливо досить швидко внести зміни до розмірів, форму і порядок обробки деталі, що виготовляється, в послідовність технологічних операцій, змінити весь виробничий процес. Розроблені елементи і підсистеми САПР дають значну ефективність у тому випадку, коли результати автоматизованого проектування використовуються в звичайному виробництві. Ефективність у цьому випадку обумовлюється тим, що при сучасних темпах розвитку науки і техніки виникає протиріччя між зростаючим рівнем науково-технічних досягнень і існуючими методами і засобами традиційного проектування. Процес проектування нового складного виробу триває при встановленому порядку кілька років. За цей час у ряді галузей з'являються нові наукові ідеї та рішення, які виведуть виробництва на новий рівень і породжують нове покоління машин, приладів та установок. У текстильної та легкої промисловості дана тенденція виражена більш чітко, де значний вплив на процес проектування виробів надає мода. Розробка та впровадження елементів та підсистем САПР дозволяє значною мірою подолати протиріччя між темпами розвитку науки і техніки та процесам проектування, підвищити ефективність проектування, скоротити його терміни. Використання систем автоматичного проектування дає значне підвищення продуктивності праці в усіх сферах виробництва.
Глава 2:
Технічне забезпечення САПР включає центральний обчислювальний комплекс на базі високопродуктивної ЕОМ з великим об'ємом оперативної і зовнішньої пам'яті і ряд терміналів - пунктів зв'язку людини і ЕОМ, призначених для забезпечення діалогового режиму роботи, а також випуску текстової та креслярської документації. Бурхливий розвиток електроніки призвело до створення цілої серії обчислювальних машин, що відрізняються високими експлуатаційними характеристиками. В даний час в САПР знаходять застосування ЕОМ єдиної системи-ЄС ЕОМ. Незважаючи на великі відмінності у швидкодії і обсязі пам'яті всі сучасні ЕОМ складаються з аналогічних пристроїв. Включення і зупинка машини здійснюється з пульта управління, який призначений також для завдання режимів роботи, управління ходом обчислювального процесу і контролем за станом ЕОМ. Процесор керує роботою всіх пристроїв ЕОМ завдяки пристрою управління. Наявність арифметичне-логічного пристрою дозволяє виробляти арифметичні дії над числами. Однією з характеристик процесора є швидкодія. Внутрішня пам'ять - це сховище ЕОМ; Оперативна пам'ять служить для зберігання інформації в процесі її обробки на ЕОМ. При виключенні ЕОМ інформація не зберігається. Постійна пам'ять служить для зберігання інформації і не стирається при виключенні. Так як в оперативній пам'яті не зберігається інформація необхідне використання зовнішньої пам'яті для довготривалого зберігання інформації великих об'ємів. Пристрій введення і виведення інформації об'єднує в одну групу, яку називають пристроями введення-виведення (клавіатура, сканер, миша; монітор, принтер, графобудівники).
Глава 3:
Складовою частиною САПР є машинна графіка-сукупність засобів і прийомів, за допомогою яких здійснюється введення, перетворення та виведення з ЕОМ графічної інформації. Машинна графіка-нова, інтенсивно розвивається останнім часом область застосування засобів обчислювальної техніки. Термін "машинна графіка''позначає обробку на ЕОМ графічної інформації, а також введення результатів у вигляді різних графічних зображень. Графічна інформація найбільш ємне і наочне уявлення великого обсягу інформації, однак, практичне застосування машинної графіки довгий час стримувалося відсутністю відповідного обладнання і математичного забезпечення. Особливий інтерес до машинної графіку став виявлятися у зв'язку з розвитком автоматизованих систем проектування на базі ЕОМ, які інтенсивно розробляються і впроваджуються в даний час не тільки в машинобудуванні, приладобудуванні, радіоелектроніці, але і в текстильній промисловості та інших галузях.
Графічна інформація становить основний обсяг проектної та конструкторської документації, тому автоматизація цих робіт на базі ЕОМ з застосуванням засобів машинної графіки дозволяє істотно полегшити працю проектувальника і конструктора і значно підвищити продуктивність їх праці.
До складу технічних засобів машинної графіки входять пристрої введення і виведення графічної інформації.
Пристрої графічного вводу (УГВ) призначені для перетворення графічної інформації в цифрові коди ЕОМ. існують різні конструкції таких пристроїв, принцип роботи яких заснований на відомих фізичних явищах. У залежності від ступеня участі людини в кодуванні графічної інформації УГВ поділяються на автоматичні т напівавтоматичні.
У свою чергу автоматичні УГВ за принципом дії можна розділити на два типи - скануючі і стежать. Скануючі пристрої вводять графічну інформацію порядково, як у передавальної телевізійної трубки, за допомогою розгортають систем. Стежать УГВ відстежують лінії креслення, прогнозуючи можливу зміну ліній і роблячи пошук найближчих точок лінії при випадковому сході. Принцип дії обох типів УГВ заснований на використанні фотоелектричного ефекту.
Маючи можливість введення графічної інформації без участі людини, автоматичні УГВ тим не менш не отримали широкого застосування в силу деяких їх недоліків. Одним з недоліків таких систем є великий обсяг оперативної пам'яті ЕОМ, який потрібен для роботи з пристроями, а також високі вимоги до якості вводиться графічної інформації, висока вартість.
Найбільше застосування на практиці отримали напівавтоматичні УГВ. Розроблено цілу серію напівавтоматичних УГВ, заснованих на використанні різних фізичних ефектів. У напівавтоматичних пристроях оператор-користувач аналізує креслення, виділяє елементи, які необхідно занести в пам'ять машини, після чого по його команді ЕОМ обчислює координати точок та подає їх до цифрових кодах.
В даний час широкого поширення набули дискретні ємнісні напівавтоматичні УГВ. Креслення підлягають кодуванню, розміщується на планшеті. На планшеті під кресленням розташована координатна сітка, утворена двома системами перпендикулярних шин (провідників). У процесі роботи оператор за допомогою спеціального пристрою типу указки збуджує в шинах електричний потенціал у вигляді коротких імпульсів. Час проходження імпульсу по шині залежить від відстані, тому величина часу однозначно характеризує координату точки. При цьому похибка вимірювання складає десяті частки міліметра.
До пристроїв виведення графічної інформації належать графобудівники і графічні дисплеї.
Графобудівники, звані також креслярськими автоматами, призначені для декодування цифрових кодів при виведенні з ЕОМ та відображення на кресленні у вигляді графічної і текстової інформації. Залежно від фізичних принципів, що використовуються для одержання зображення, креслярські автомати підрозділяються на електронні, електрохімічні, електромеханічні та ін
Найбільшого поширення в САПР електромеханічні креслярські автомати, що характеризуються високою точністю і якістю зображення, а також можливістю отримання креслень великих розмірів.
Електромеханічні креслярські графічні автомати (ЧГА) поділяються на планшетні і рулонні. Креслярський автомат планшетного виду містить планшет з напрямними лінійками, за якими в напрямку осі Х переміщається траверсу, а вздовж траверси в напрямку осі У - каретка з пишуть вузлом. Папір при цьому залишається нерухомою. Пишучий вузол містить, як правило, 3 самописця для зображення ліній різної товщини і кольору. Переміщення траверси і каретки здійснюється за допомогою крокових електродвигунів, на які надходять імпульси з блоку управління ЧГА. Отримані лінії являють собою траєкторію сумарного руху траверси і каретки.
На відміну від ЧГА планшетного типу в рулонних креслярських автоматах по одній координати У рухається каретка з пишуть вузлом, а по координаті Х переміщається спеціальна перфорована папір, що приводиться в рух реверсивним барабаном. У результаті обертального руху барабана в тому чи іншому напрямку і зворотно-поступального переміщення каретки уздовж твірної барабана виходить лінія заданої траєкторії.
Графобудівники можуть працювати в двох режимах: автономному та централізованому. При роботі в автономному режимі графічна інформація виводиться з ЕОМ на проміжний носій, а потім вводиться в графічний пристрій. Автономний режим використовується в тих випадках, якщо Графобудівник знаходиться на значних відстанях від ЕОМ. Виведення інформації на магнітну стрічку відбувається значно швидше, ніж креслення креслення на графобудівнику, тому навіть якщо ЕОМ укомплектована графопостроителем, іноді використовується автономний режим з метою економії часу. Централізований режим роботи використовується в тих випадках, коли Графобудівник підключений через канал зв'язку безпосередньо до ЕОМ. У цьому випадку з'являється можливість оперативно отримувати необхідні креслення в міру вирішення того чи іншого завдання. Недоліком пір'яних графопостроителей є відносно невисока швидкість введення графічної інформації. Електричний растровий графічний пристрій на ділянки паперу завдає електричний заряд. Над папером розпорошується позитивно заряджений барвник, де було завдано заряд. Недоліком таких графопостроителей є низька якість зображення.
До пристроїв графічного введення-виведення відносяться графічні дисплеї. Графічні дисплеї є більш універсальними, тому що дозволяють виводити на екран текстову і графічну інформацію. Графічний дисплей передбачає можливість коректування зображення на екрані за допомогою світлового пера. Таким чином можна здійснювати різноманітні перетворення графічної інформації (поворот, зсув, масштабування). В даний час з'явилися високоякісні растрові дисплеї, які дозволяють поєднати в одному пристрої функції алфавітно-цифрового і графічного дисплеїв.
Діалогові графічні комплекси призначені для вирішення різних завдань автоматизованого проектування. До їх складу входять міні-і мікроЕОМ і набір пристроїв підготовки, введення, відображення, документування і зберігання даних. Комплекс може працювати і в автономному режимі, і в зв'язку з іншими ЕОМ.
В автономному режимі - для вирішення завдань, які потребують великого обсягу пам'яті. У режимі зв'язку-для вирішення завдань, що вимагають обробки великих обсягів інформації. Структура і склад комплексу визначається функціональним призначенням та класом вирішуваних завдань.