VI Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2014

Введение

В настоящее время увеличение производительности труда разработчиков новых изделий, сокращение сроков проектирования, повышение качества разработки проектов являются важнейшими проблемами, решение которых определяет уровень ускорения научно-технического прогресса общества. В деятельности различных организаций широко внедряется компьютеризация, поднимающая проектную работу на качественно новый уровень, более обоснованно решаются многие сложные инженерные задачи, которые раньше рассматривались лишь упрощенно. Во многом это происходит благодаря использованию эффективных специализированных программ, которые могут быть как самостоятельными, так и в виде приложений к общетехническим программам. Данная автоматизация проектирования реализуется благодаря использованию систем автоматизированного проектирования.

В современном обществе очень высока доля людей, которые профессионально используют системы автоматизированного проектирования в своей деятельности. Однако таких систем очень много, поэтому специалисты должны четко представлять, какую систему удобно использовать для решения таких профессиональных задач, как умение читать конструкторскую и технологическую документацию; выполнять комплексные чертежи геометрических тел и проекции точек, лежащих на поверхности; выполнять эскизы, технические рисунки и чертежи деталей, их элементов, узлов в ручной и машинной графике; выполнять графические изображения технологического оборудования и технологических схем в ручной и машинной графике и многое другое.

Для того чтобы из большого количества разнообразных систем автоматизированного проектирования, выбрать оптимально удовлетворяющую профессиональным запросам специалистов, необходимо разработать критерии сравнения и рекомендации по выбору систем автоматизированного проектирования. Это и определяет актуальность данного исследования.

Цель исследования: провести сравнительный анализ систем автоматизированного проектирования и выявить ту, которая в наилучшей степени удовлетворяет профессиональной деятельности специалиста, обрабатывающего графическую информацию с помощью систем автоматизированного проектирования.

Объект исследования: анализ функционального наполнения систем автоматизированного проектирования.

Предмет исследования: характеристики и особенности использования систем автоматизированного проектирования.

Задачи: 1. Анализ учебной, технической, специальной, нормативной, научно-популярной литературы.

2. Определение критериев сравнения систем автоматизированного проектирования.

3. Систематизация функциональных возможностей систем автоматизированного проектирования.

4. Разработка рекомендаций по работе в системе автоматизированного проектирования.

Основу исследования систем проектирования составили работы зарубежных и отечественных авторов. В трудах А. И. Кондакова, А. В. Петухова, П. Ю. Бунакова, Ю. И. Рудина, P.M. Боровика и А. В. Старикова представлена информация об использовании систем автоматизированного проектирования в технологических процессах. Возможности автоматизации проектирования различных систем рассматриваются в трудах И. П. Норенкова, В. М. Гинзбурга, А. П. Карасева, В. П. Корячко и В. М. Курейчик.

1. Обзор систем автоматизированного проектирования

Для выявления систем автоматизированного проектирования в наибольшей степени удовлетворяющей конкретным запросам пользователей необходимо провести сравнительный анализ этих систем.

С этой целью в сети Интернет (http://www.2d-3d.ru) в период с 12.10.2013 г. по 7.12.2013 г., проводился опрос. В нем участвовало 29 человек. Респондентам был предложен список современных систем автоматизированного проектирования и сформулирован вопрос: «Какой продукт систем автоматизированного проектирования, по вашему мнению, является лучшим и почему?» По результатам проведенного статистического исследования было выявлено, что из 29 участников опроса 7 отдали свое предпочтение AutoCAD, такое же количество человек проголосовало и за ArchiCAD, за КОМПАС проголосовало 5 человек, за SolidWorks 6 человек, за T-FLEX CAD и за nanoCAD проголосовало по 2 человека. Все результаты исследования представлены на Рис.1.

Рис. 1. Результат Интернет-опроса.

Таким образом детально современные системы автоматизированного проектирования целесообразно рассматривать в соответствии с их рейтингом популярности: AutoCAD, ArchiCAD, SolidWorks, КОМПАС, T-FLEX CAD, nanoCAD.

1. AutoCAD (сайт производителя - www.autodesk.ru) - двух- и трёхмерная система автоматизированного проектирования и черчения, разработанная компанией «Autodesk» (США).

Функциональные возможности: использование элементарных графических примитивов в области двумерного проектирования для получения сложных объектов; предоставление обширных возможностей работы со слоями и аннотативными объектами; использование механизма внешних ссылок позволяющее разбивать чертеж на составные файлы, а также использование динамических блоков расширяющих возможности автоматизации 2D-проектирования обычным пользователем без использования программирования; поддержка двумерного параметрического черчения; возможность динамической связи чертежа с реальными картографическими данными; управление трёхмерной печатью и поддержка облаков точек и многое другое.

Последней на данный момент версией является AutoCAD 2014, которая вышла в 2013-ом году. Для эффективной работы с программой AutoCAD 2014 необходимо учитывать требования, представленные в таблице 1.

Таблица 1.

Системные требования для AutoCAD 2014

Операционная система	Microsoft Windows 8 (64-бит и 32-бит), Microsoft Windows 7 (64-бит и 32-бит), Microsoft Windows XP (64-бит и 32-бит)
Процессор	Для 32-разрядной версии требуется: - для Windows 7: процессор Intel Pentium 4 или двухъядерный процессор AMD Athlon с тактовой частотой 3 ГГц или выше, с поддержкой SSE2; - для Windows XP: процессор Pentium 4 или двухъядерный процессор AMD Athlon с тактовой частотой 1,6 ГГц или выше, с поддержкой SSE2. Для 64-разрядной версии требуется процессор AMD Athlon 64, AMD Opteron, Intel Xeon с поддержкой Intel EM64T или Intel Pentium 4 с поддержкой Intel EM64T (все – с поддержкой SSE2).
Память	Требуется 2 ГБ оперативной памяти (рекомендуется 4 ГБ).
Пространство на жестком диске	6 ГБ для полной установки.
Монитор	Требуется разрешение не менее 1024 x 768 и поддержка режима true color (рекомендуется разрешение 1600 х 1050 и выше).

1. ArchiCAD (сайт производителя - www.archicad.ru) — программное обеспечение для архитектурно-строительного проектирования разработанного компанией «Graphisoft» (США).

Функциональные возможности: разработка полного набора документации по проекту в одном файле; использование концепции виртуального здания; возможность извлечения разнообразной информации о спроектированном объекте: поэтажные планы, фасады, разрезы, экспликации, спецификации, презентационные материалы; поддержка взаимодействия с различными инженерными программами через формат IFC, уникальные инструменты для организации совместной работы в рамках одной проектной группы (они очень эффективны при работе с масштабными проектами, когда, работая с обширным комплексом задач, проектантов существенно ограничивает необходимость согласовывать работу, как архитекторов, так и инженеров) и многое другое.

Последней на данный момент версией является ArchiCAD 17, которая вышла в 2013-ом году. Для эффективной работы с программой ArchiCAD 17 необходимо учитывать требования, представленные в таблице 2.

Таблица 2.

Системные требования для ArchiCAD 17

Операционная система	Windows 8 (64-бит)Windows 7 (64-бит)Windows Vista (64-бит)	Macintosh® OS X 10.8 Mountain LionMacintosh® OS X 10.7 LionMacintosh® OS X 10.6 Snow Leopard
Процессор	Требуется 64-разрядный процессор Intel Core2 Duo или выше.
Память	Требуется 4 ГБ оперативной памяти. Рекомендуется использовать 8 ГБ и более для сложных моделей.
Пространство на жестком диске	Для полной установки программы требуется минимум 5 Гб.Дополнительно для работы со сложными моделями и трехмерной визуализации требуется около 10 Гб.
Монитор	Требуемое разрешение: 1024x768.Рекомендуемое разрешение: 1280x1024 или выше.
Видеокарта	Поддержка режима OpenGL 2.0 с объемом видеопамяти не менее 256 МБ. Рекомендуется использование видеокарт с объемом видеопамяти 512 МБ и более.

1. SolidWorks (сайт производителя - www.solidworks.ru) — система автоматизированного проектирования, инженерного анализа и подготовки производства изделий любой сложности и назначения, продукт разработанный компанией «SolidWorks Corporation» (США).

Функциональные возможности: использование гибридного параметрического моделирования; создание мультипликации (анимации) на основе 3D моделей; оформление чертежей по ЕСКД; проектирование сборок различной сложности; наличие экспертных систем; проектирование изделий с учетом специфики изготовления; работа с импортированной геометрией; редактирование на основе параметров и истории построения модели; "прямое" редактирование и многое другое.

Последней на данный момент версией является SolidWorks 2014, которая вышла в 2013-ом году. Для эффективной работы с программой SolidWorks 2014 необходимо учитывать требования, представленные в таблице 3.

Таблица 3.

Системные требования для SolidWorks 2014

Операционная система	Windows Vista, 7, 8 (Windows 8 только 64-разрядная).
Процессор	Intel и AMD процессоры с поддержкой технологии SSE2 (рекомендуются ОС 64bit).
Память	Требуется минимум 2Гб RAM или более.
Пространство на жестком диске	Для полной установки программы требуется 5 Гб или более.
Видеокарта	Рекомендуются сертифицированные графические карты для рабочих станций с поддержкой OpenGL и протестированные драйверы к ним.

1. КОМПАС (сайт производителя - www.kompas.ru) — система автоматизированного проектирования, разработанная российской компанией «АСКОН» (Россия).

Функциональные возможности: автоматическая генерация ассоциативных видов трёхмерных моделей (ассоциация с моделью: изменения в модели приводят к изменению изображения на чертеже); синхронизация данных в основной надписи чертежа с данными из трёхмерной модели; возможность связи трёхмерных моделей и чертежей со спецификациями, то есть при «надлежащем» проектировании спецификация может быть получена автоматически; изменения в чертеже или модели могут передаваться в спецификацию, и наоборот; наличие большого количества дополнительных библиотек к программам семейства, автоматизирующих различные специализированные задачи и многое другое.

Последней на данный момент версией является КОМПАС 3D V14, которая вышла в 2013-ом году. Для эффективной работы с программой КОМПАС 3D V14 необходимо учитывать требования, представленные в таблице 4.

Таблица 4.

Системные требования для КОМПАС 3D V14

Операционная система	Windows 8, 7 SP1 и выше, Vista SP2 и выше, XP SP3 (32-разрядная).
Процессор	Pentium III с тактовой частотой 800 МГц.
Память	Требуется 512 Мб оперативной памяти.
Пространство на жестком диске	Требуется минимум 3 Гб.

1. Система T-FLEX CAD (сайт производителя - www.tflex.ru) - профессиональная конструкторская программа, разработанная компанией «Топ системы» (Россия).

Функциональные возможности: использование широких средств для автоматизации проектирования, специальных инструментов для работы с большими сборками, единой документной структуры; возможность вести коллективную разработку; оформление и управление непараметрическими и сборочными чертежами; наличие системы подготовки спецификаций и многое другое.

Последней на данный момент версией является T-FLEX CAD 12, которая вышла в 2012-ом году. Для эффективной работы с программой T-FLEX CAD 12 необходимо учитывать требования, представленные в таблице 5.

Таблица 5.

Системные требования для T-FLEX CAD 12

Операционная система:	Windows XP, Windows 7 (64-бит), Windows 8 (64-бит)
Процессор:	Core i7 или аналог
Объем оперативной памяти:	Минимум 2 Гб. Рекомендуемый объем 8 Гб и больше.
Видеокарта:	NVIDIA или AMD с памятью 1Гб и выше и поддержкой OpenGL 2.0 и выше

1. nanoCAD (сайт производителя - www.nanocad.ru) – первая свободно распространяемая базовая САПР-платформа для различных отраслей, разработанная компанией «Нанософт» (Россия).

Функциональные возможности: прямая поддержка DWG (чертежи, разработанные в nanoCAD, можно открыть в среде AutoCAD без дополнительных преобразований, и наоборот, чертежи, разработанные в среде AutoCAD, открываются в среде nanoCAD); включены инструменты, которые позволяют работать с растровыми подложками (редактировать не только общие параметры растра, но и устранять перекосы, выравнивать изображение, стирать часть изображения ластиком, либо наоборот дорабатывать изображение с помощью инструмента Карандаш); обладает уникальной возможностью привязываться к данным на монохромном растровом изображении и многое другое.

Последней на данный момент версией является nanoCAD free 5.1, которая вышла в 2013-ом году. Для эффективной работы с программой nanoCAD free 5.1 необходимо учитывать требования, представленные в таблице 6.

Таблица 6.

Системные требования для nanoCAD free 5.1

Операционная система	Microsoft® Windows8; Microsoft® Windows 7; Microsoft Windows Vista; Microsoft Windows XP.
Процессор	Intel Pentium 4 или аналогичный AMD Athlon или выше.
Оперативная память	От 512 Мб, рекомендовано 2 Гб и больше при работе с большими проектами
Пространство на жестком диске	Для полной установки программы необходимо около 400 Мб. Дополнительно для работы необходимо 1-3 Гб.
Монитор	Минимально требуемое разрешение: 1024х768. Рекомендуемое разрешение: 1280х1024 или выше.
Видеокарта	Видеоадаптер с OpenGL-совместимой аппаратной 3D акселерацией.

Таким образом, сравнительный анализ систем проектирования по основным характеристикам представлен в таблице 7.

Таблица 7.

Сравнительный анализ САПР

Системы автоматизированного проектирования	Сравнительные характеристики
	Фирма-производитель	Распространение	Простота использования интерфейса	Язык интерфейса	Последняя версия (год выхода)	Рейтинг популярности
AutoCAD	Autodesk	Цена: 150 774 руб. Наличие бесплатной версии для обучения	+	Английский, Русский	AutoCAD 2014 (2013 г.)	10
КОМПАС	Аскон	Цена: 93 000 руб.	+	Только русский	КОМПАС 3D V14 (2013 г.)	8
SolidWorks	SolidWorks Corporation	Цена: 232 450 руб. Наличие бесплатной версии для обучения	-	Мультиязычный	SolidWorks 2014 (2013 г.)	9
ArchiCAD	Graphisoft	Цена: 48 837 руб.	+	Английский, Русский	ArchiCAD 17 (2013 г.)	10
T-FLEX CAD	Топ Системы	Цена: 98 850 руб.	+	Только русский	T-FLEX CAD 12 (2012 г.)	7
nanoCAD	Нанософт	Бесплатно	-	Только русский	nanoCAD free 5.1 (2013 г.)	7

На основе проведенного анализа наиболее популярной для использования и изучения является система автоматизированного проектирования - AutoCAD. Она является признанным мировым лидером среди САПР, обладает множеством различных функций. Для ее изучения можно использовать бесплатную версию программы, что является неоспоримым преимуществом.

1. Возможности AutoCAD.

Для систем автоматизированного проектирования характерны, как правило, некоторые особенности, например для ускорения работы в системе используется библиотека элементов, для работы с инструментами есть система всплывающих подсказок и вспомогательных меню и т.д. Рассмотрению особенностей системы автоматизированного проектирования AutoCAD и посвящен данный параграф.

1. Автоматизированное проектирование – библиотека элементов.

Библиотека элементов в системах автоматизированного проектирования представляет собой набор готовых деталей и элементов, которые можно вставлять в чертежи. В комплект AutoCAD входят библиотеки компонентов, содержащие свыше полумиллиона стандартных деталей и элементов. Они соответствуют различным стандартам оформления, принятым во всем мире. Кроме того, есть возможность настраивать библиотеки стандартных деталей, с нуля создавать собственные библиотеки компонентов и использовать библиотеки компонентов, созданные другими. Некоторые библиотеки устанавливаются вместе с программами, а другие создаются пользователями. Библиотеки компонентов позволяют значительно сэкономить время и усилия, поскольку они содержат большое количество готовых компонентов, которые можно многократно использовать.

Для управления библиотеками материалов Autodesk или создания пользовательских библиотек для определенных проектов нужно использовать команду «Фильтр», также с помощью этой команды можно изменить отображаемые материалы, размер миниатюр и объем отображаемых данных. Команда «Фильтр» содержит следующий список параметров:

• поиск - поиск материала по внешнему виду в нескольких библиотеках;

• панель «Материалы в документах» - отображение материалов, сохраненных вместе с открытым чертежом;

• панель "Библиотека" - список категорий библиотеки материалов, доступных в текущий момент. Материалы в выбранной категории отображаются справа. Кнопки для применения или редактирования материала становятся доступными после наведения указателя мыши на образец материала.

Раскрывающийся список "Параметры отображения" - содержит параметры для фильтрации и отображения списков материалов.

Материалы в документах (только раздел "Материалы в документах") - содержит параметры для фильтрации отображаемых материалов:

• тип вида - настройка отображения в списке крупных или небольших миниатюр, информации или только текста;

• сортировка - определяет порядок отображения материалов документа (материалы можно сортировать по имени, типу и цвету, а в разделе "Библиотека" можно также сортировать материалы по категории);

• размер миниатюры - устанавливает размер отображения образца материала.

Библиотека (только раздел "Библиотека") - отображение указанной библиотеки:

• избранное - специальная пользовательская библиотека, в которой хранится коллекция определенных пользователем материалов (эту библиотеку нельзя переименовать;

• библиотека Autodesk - содержит материалы, предоставленные корпорацией Autodesk, которые можно использовать во всех приложениях;

• пользовательские библиотеки - пользовательские библиотеки, которые можно создать или импортировать в текущий чертеж;

• показать/скрыть дерево библиотек - отображение или скрытие списка материалов библиотеки (левая панель).

Создание, редактирование и изменение материалов библиотеки.

Материал характеризуется рядом своих свойств. Доступные свойства зависят от выбранного типа материала. Невозможно изменить материалы в Autodesk Materials Library, но их можно использовать в качестве основы для новых материалов.

Для того, чтобы создать материал нужно использовать команду Создание новых материалов :

1. Выбрать вкладку "Визуализация", панель "Материалы", "Обозреватель материалов" .

2. На панели инструментов "Обозреватель материалов" нажать "Создать материал" и выбрать материал.

3. В редакторе материалов ввести имя.

4. Задать параметры цвета материала.

5. Задать свойства, такие как блеск, непрозрачность, преломление, полупрозрачность и т. д.

Для редактирования материала нужно использовать Редактор материалов . Редактор материалов содержит параметры свойств, таких как глянец, прозрачность, выделение и текстура. Доступные параметры свойств изменяются в зависимости от типа обновляемого материала. Для редактирования параметров можно дважды щелкнуть на образце материалов или использовать контекстное меню.

Обновление типового материала - изменение существующего материала (из библиотеки материалов Autodesk), или начало использования типового материала. Изменения отображаются в области предварительного просмотра образца материала. Можно изменить форму изображения, которое отображается в области просмотра.

Для эффективной работы систем автоматизированного проектирования всем пользователям, которые ранее работали с другими программными продуктами или которым нужно документы, созданные в AutoCAD использовать в других программах, необходимо рассмотреть возможность адаптации с другими программными продуктами и техническими устройствами.

1. Адаптация к другим программным продуктам или техническим устройствам.

Широкое распространение AutoCAD в мире обусловлено не в последнюю очередь развитыми средствами разработки и адаптации, которые позволяют настроить систему под нужды конкретных пользователей и значительно расширить функционал базовой системы. Большой набор инструментальных средств для разработки приложений делает базовую версию AutoCAD универсальной платформой для разработки приложений. На базе AutoCAD самой компанией Autodesk и сторонними производителями создано большое количество специализированных прикладных приложений, таких как AutoCAD Mechanical, AutoCAD Electrical, AutoCAD Architecture, GeoniCS, Promis-e, PLANT-4D, AutoPLANT, СПДС GraphiCS, MechaniCS, AutoCAD Civil 3D, AutoCAD MEP и многие другие.

AutoCAD Electrical – приложение, разработанное для проектировщиков электрических систем управления. Оно отличается высоким уровнем автоматизации стандартных задач и наличием обширных библиотек условных обозначений.

AutoCAD Civil 3D — решение для проектирования объектов инфраструктуры, предназначенное для землеустроителей, проектировщиков генплана и проектировщиков линейных сооружений. Помимо основных возможностей, AutoCAD Civil 3D может выполнять такие виды работ, как геопространственный анализ для выбора подходящей стройплощадки, анализ ливневых стоков для обеспечения соблюдения экологических норм, составление сметы и динамический расчет объёмов земляных работ.

AutoCAD MEP – приложение, ориентированное на проектирование инженерных систем объектов гражданского строительства: систем сантехники и канализации, отопления и вентиляции, электрики и пожарной безопасности. Реализовано построение трехмерной параметрической модели, получение чертежей и спецификаций на её основе.

AutoCAD WS – приложение, доступное непосредственно из среды AutoCAD, позволяет работать с чертежами через Интернет и с мобильных устройств.

Также в AutoCAD появилась функция, благодаря которой можно импортировать модели, созданные в таких приложениях, как SolidWorks, Pro/ENGINEER, CATIA, Rhino и NX, и тем самым добиться значительной экономии времени. Адаптированными настройками AutoCAD и измененными вспомогательными файлами можно пользоваться, даже работая на другом компьютере.

Передавать и повторно использовать данные стало значительно удобнее и проще благодаря поддержке формата PDF. Поддержка шрифтов TrueType, функции импорта и вставки подложек, а также мощные возможности публикации AutoCAD упрощают точную передачу данных в формате PDF.

Встроенные возможности подключения к Facebook и Twitter помогают обмениваться в этих сетях проектами, подготовленными в AutoCAD, с друзьями.

Также в программе реализовано управление трёхмерной печатью (результат моделирования можно отправить на 3D-принтер) и поддержка облаков точек (позволяет работать с результатами 3D-сканирования).

С момента создания AutoCAD, прошло более 30 лет. И за все это время компания Autodesk выпустила 28 релизов программы AutoCAD. Каждый раз разработчики дополняли программу новыми разными функциональными возможностями и новшествами. Последними выпущенными версиями являются AutoCAD 2013 и AutoCAD 2014.

1. Своеобразие последних версий AutoCAD.

Сравнительно недавно в свет вышла версия AutoCAD 2014, еще не зарекомендовавшая себя среди пользователей, но, тем не менее, обладающая новыми интересными возможностями:

1. Закладки файлов – расположение под лентой панелей закладок открытых файлов, наподобие закладок страниц в браузере. Контекстное меню закладок позволяет открывать, закрывать, сохранять и сохранять под новым именем отдельный файл или все файлы, а также копировать путь расположения файла чертежа в буфер обмена или открывать это самое расположение. Видимость закладок файлов контролируется на одной из вкладок ленты.

2. Улучшения командной строки – исправление опечаток при вводе команд, интеллектуальные подсказки на основании введенных букв команд. Поиск названий команд, имен системных переменных и другим объектам AutoCAD по содержащимся в них сочетаниям букв, а не только по первым буквам.

3. Слои и ссылки – «натуральная» сортировка слоев, нумерованных на конце числом. В менеджере слоев теперь можно объединять несколько слоев в один слой. По ссылкам – при просмотре списка слоев в окне Свойств слои чертежей-ссылок не отображаются, хотя они все-таки видны в свойствах слоев на ленте. Сделано это для того, чтобы не загружать список слоев текущего чертежа, ведь свойства слоев ссылок все равно нельзя редактировать. С другой стороны, в разделе слоев ленты можно отключить видимость конкретных слоев чертежа-ссылки. По тем же соображениям «спрятаны» типы линий, относящиеся к ссылкам. В чертежах с несколькими ссылками можно менять способ их вставки и тип пути в менеджере внешних ссылок применительно ко всем ссылкам сразу, а не отдельно для каждого чертежа-ссылки.

Но в настоящий момент времени большинство пользователей пользуются AutoCAD 2013, так как она в сравнении с AutoCAD 2014 более распространена среди пользователей и многие из них не имеют возможности скачать и установить AutoCAD 2014. Данная программа также обладает своими особенностями:

1. Доработанная командная строка. В новой версии обзавелась рядом дополнительных функций, в том числе и возможностью выбора опций команды из программной строки, что позволяет выбирать за короткий промежуток времени требуемую функцию лишь несколькими кликами мышки.

2. Новые настройки интерфейса. Одна из них позволяет автоматически добавлять элементы при удлинении пути. Многофункциональные привязки позволят отредактировать числа строк в массиве. Для изменений свойств можно воспользоваться командной строкой или лентой.

3. Динамический просмотр изменений (предварительный). Если на объект переместить элемент, то последний изменит свой вид еще до завершения операции. Также командой Offset можно увидеть результат действия еще до подтверждения точного местоположения.

4. Улучшение представления в двухмерном пространстве 3D объектов. Представления объектов можно просматривать в видовом экране. Теперь можно выполнять такие действия: выбор объектов для представления, настройка отображения двухмерных объектов, создание сечений, использование мультифункциональных привязок, создание детализаций, добавление сносок и размеров.

5. Улучшение гибкости команды Presspull. Она применима для выбора и растягивания любых объектов в проекте, создания поверхностей и твердых тел. С новыми опциями пользователь может изменять состав инструментов. Также в новом Автокад расширены сетевые возможности. Команда Options дает доступ к онлайн хранилищу, способным принять до 3Гб информации.

В связи с вышеуказанным в данной работе более подробно будет рассмотрена работа в среде AutoCAD 2013.

1. Работа в среде AutoCAD 2013

Продемонстрировать все действия, которые будет реализовать пользователь в среде AutoCAD 2013 можно на примере создания чертежа 3D болта М16 с метрической резьбой.

Открыть программу AutoCAD 2013. Перед созданием детали на вкладке Рабочее пространство выбрать Классический AutoCAD. Для создания нового чертежа на панели Быстрый доступ выбрать команду Создать . Откроется диалоговое окно, в котором предлагается выбрать один из нескольких стандартных шаблонов. Выделить значок acadiso.dwt и нажать Открыть.

Для удобства создания детали необходимо добавить следующие панели инструментов: Рисование, Редактирование тела, Редактирование, ПСК, Визуальные стили, 3D навигация, Зумирование, Моделирование, Свойства. Для этого нужно зайти в Сервис->Панели инструментов->AutoCAD и выбрать нужные панели.

При создании болта, изначально необходимо создать головку болта. Сначала нужно выбрать Многоугольник , указать число сторон - 6 и нажать Enter. Ввод необходимых данных можно провести двумя способами:

•  

  1. Ввод в командной строке (рис. 2).

Рис. 2. Командная строка.

•  

  1. Ввод при включенном режиме динамического отображения ввода (рис. 3).

Рис. 3. Динамическое отображение ввода.

Указать центр многоугольника и выбрать параметр Описанный вокруг окружности (рис. 4).

Рис. 4. Параметры размещения.

Затем ввести радиус окружности 12 мм и нажать Enter (рис. 5).

Рис. 5. Полученный многоугольник.

Повернуть объект при помощи Видового куба (рис. 6).

Рис. 6. Видовой куб.

Выбрать команду Выдавить . Выделить многоугольник и нажать Enter, затем задав высоту 10 мм снова нажать Enter (рис. 7).

Рис. 7. Многоугольник с высотой сторон 10 мм.

Теперь можно приступить к созданию фаски по головке болта. Для начала нужно создать Новую ПСК, для этого необходимо выбрать ПСК с 3 точками . Затем указать начальную точку координат и направление по оси X и Y (рис. 8).

Рис. 8. Пользовательская система координат по 3 точкам.

Выбрать Полилинию . Указать начальную точку на пересечении осей XYZ. Для создания первой полилинии навести курсор на ось Y, задать значение полилинии 3.055 и нажать Enter, затем указав наклон линии 60 градусов снова нажать Enter. После создать еще одну производную полилинию по оси X. Затем выбрать команду Сопряжение и выделить полилинии так, чтобы в итоге получился треугольник, из которого будет сделано 3d-тело (рис. 9).

Рис. 9. Полученный из полилиний треугольник.

Выделив треугольник, выбрать команду Вращать , навести курсор на ось Y, зажать Shift и нажать правую кнопку мыши. Выбрать параметр Середина между точками и указать первую и вторую точки вращения (рис. 10).

Рис. 10. Точки вращения треугольника.

Затем задать направление вниз от центра первой и второй точек и нажать Enter, чтобы получился каркас головки болта (рис. 11).

Рис. 11. Каркас головки болта.

Выбрать команду Визуальный стиль отображения «Концептуальный» . Затем выбрать команду Вычитание , выделить основную деталь - головку болта, нажать пробел и после выделить объект, который нужно вычесть. В итоге получиться готовая головка болта с фаской (рис. 12).

Рис. 12. Готовая головка болта с фаской.

Теперь можно приступить к созданию оси болта. Для начала нужно вернуть мировую систему координат МСК и включив Динамическую ПСК перевернуть головку так, чтобы было видно ее дно. Затем выбрать Круг и привязав его к середине головки болта, задать радиус 8 мм и нажать Enter. После этого выбрать команду Вытягивание , выделить круг, задать параметр вытягивания 60 мм и нажать Enter. Получится заготовка для болта (рис. 13).

Рис. 13. Заготовка болта.

Выбрать команду Сопряжение кромок . Указать кромку на дне головки болта, задать радиус 1 мм и нажать Enter 2 раза. После этого создать Фаски кромок на дне оси болта. Так как шаг резьбы будет 2 мм нужно задать расстояние кромки равное 2 мм. Для этого в командной строке нужно ввести Р, нажать Enter. После ввести первое значение - 2 мм и нажать Enter, затем ввести второе значение - 2 мм и нажать Enter 3 раза (рис. 14).

Рис. 14. Нижние и верхние фаски кромок.

При помощи видового экрана сделать вид сверху и перейти к созданию резьбы болта. Перейти в 2d каркас . Выбрать Отрезок и создать ось, выбрав начальную точку в центре нижнего основания болта. Затем ввести длину оси 44 мм, нажать Enter и продлить ее вверх еще на 4 мм, 2 раза нажать Enter. Выделить полученную ось и продлить ее вниз на 2 мм, нажать Enter (рис. 15).

Рис. 15. 2D каркас болта с осью.

Теперь можно приступить к созданию 3D-спирали. Выбрать команду Спираль . Указать центр спирали на нижней точки оси и включить режим Орто . Задать радиус 8 мм для нижнего основания и 8 мм для верхнего основания, а также высоту спирали 46 мм (рис. 16).

Рис. 16. Первая спираль болта.

Затем нужно создать еще одну спираль. Выбрать центр, в верхней части оси. Указать начало второй спирали в конце первой спирали. Задать радиус спирали верхнего основания 11 мм и указать высоту спирали 4 мм. Выделить первую спираль, зайти в Свойства и задать количество витков 23 и высоту витков 2 мм. Для второй спирали указать количество витков 2 и высоту витков 2 мм. Получится вот такая спираль (рис. 17).

Рис. 17. Готовый каркас спирали.

Сделать вид сверху при помощи Видового куба . Для удобства увеличить масштаб. Выбрать Полилинию , задать начальную точку в начале спирали и ввести значение 1.8 мм. Включить режим Полярного отслеживания и задать произвольный отрезок с наклоном 120 градусов, нажать Enter. Затем снова выделить начало спирали и задать произвольный отрезок с наклоном 60 градусов, нажать Enter. После выбрать команду Сопряжение и выделить первый и второй отрезки. Получится данный треугольник (рис. 18).

Рис. 18. Треугольник (вид сверху) в начале спирали.

Перенести треугольник так, чтобы начало спирали и центр треугольника совпали при помощи команды Переместить . Задать трехмерный вид изображения с помощью видового куба. Выбрав 3d поворот , выделить треугольник и нажать пробел. Указать начало поворота в начале спирали. Выбрать ось (она зеленого цвета), пересекающую треугольник посередине, задать угол вращения 90 градусов и нажать Enter. Затем передвинуть треугольник на 0.2 мм при помощи команды Переместить (рис. 19).

Рис. 19. Перемещение перевернутого треугольника.

Объединить спирали, нажав команду Соединить , выбрать первую и вторую спирали и нажать пробел. Выделить часть спирали у нижнего основания, и выбрать с помощью красной стрелки показать Определяющие. Затем выбрать команду Сдвиг , выделить треугольник и нажать пробел. После чего нажать на начало спирали и выбрать траекторию сдвига по спирали (рис. 20).

Рис. 20. Вид спирали после выбора траектории сдвига.

Выбрать Визуальный стиль отображения «Концептуальный». Используя команду, Вычитание вычесть из оcи болта спираль (рис. 21).

Рис. 21. Полученная спираль в 3D виде.

Для того, чтобы задать текстуру болта нужно зайти в Сервис->Палитры->Обозреватель материалов->Библиотека Autodesk->Металл->Металлоконструкция. Затем выбрать один из материалов и с помощью мышки перенести его на болт. После этого нужно удалить все вспомогательные линии. И выбрать Визуальный стиль отображения «Реалистичный» , после чего можно увидеть готовый 3D болт с резьбой (рис. 22).

Рис. 22. Готовый металлический болт с метрической резьбой.

Заключение

Значимость систем автоматизированного проектирования в современной профессиональной деятельности специалиста - технического работника достаточно велика.

Выявленные в ходе исследования критерии сравнения, в том числе и результаты опроса проведенного в сети Интернет, позволили определить наиболее популярную систему автоматизированного проектирования – AutoCAD. Данная система удовлетворяет большинству требований специалистов, имеет большую функциональную наполненность, обладает невысокой стоимостью и при этом имеет бесплатную версию. Также AutoCAD широко используется в большинстве строительных компаний, является мировым лидером среди систем автоматизированного проектирования, и предъявляет вполне разумные технические требования для ее установки. Эта система достаточно эффективна в работе с различными устройствами. Можно отправить на 3D-принтер полученные модели и работать с результатами 3D-сканирования. Чертежи, выполненные в данной системе можно экспортировать в PDF-файл, что облегчает работу при повторной передаче и использованию данных. Создано большое количество приложений, которые позволяют работать с чертежами через Интернет (Facebook и Twitter) и с мобильных устройств.

Все действия, которые производит пользователь при выполнении чертежей, не затратны по времени за счет наличия инструментов, палитр и библиотек. Используя пошаговые инструкции, можно легко и просто выполнить и продемонстрировать необходимый чертеж.

Список литературы

•  
  •  

    1. Большаков В., Бочков А. Основы 3D-моделирования // Изучаем работу в AutoCAD, КОМПАС-3D, SolidWorks, Inventor, 2012. - 304 c.

    2. Жарков Н. AutoCAD 2013 // Официальная русская версия. Изд-во: Наука и Техника, 2013. - 624 c.

    3. Малюх В.Н. Введение в современные САПР: курс лекций. – М.:ДМК Пресс, 2010. - 192 с.

    4. Обзор систем автоматизированного проектирования. [Электронный ресурс]. URL: http://project-help.ru/actual/obzor_sapr.html (дата обращения: 08.11.2013).

    5. Официальный сайт компании «Autodesk». [Электронный ресурс]. URL: http://www.autodesk.ru/ (дата обращения: 08.11.2013-20.12.2013).

    6. Официальный сайт компании «Graphisoft». [Электронный ресурс]. URL: http://archicad.ru/ (дата обращения: 08.11.2013).

    7. Официальный сайт компании «SolidWorks Corporation». [Электронный ресурс]. URL: http://www.solidworks.ru/ (дата обращения: 08.11.2013).

    8. Официальный сайт компании «АСКОН». [Электронный ресурс]. URL: http://ascon.ru/ (дата обращения: 09.11.2013).

    9. Официальный сайт компании «Нанософт». [Электронный ресурс]. URL: http://www.nanocad.ru/ (дата обращения: 08.11.2013).

    10. Официальный сайт компании «Топ системы». [Электронный ресурс]. URL: http://www.tflex.ru/ (дата обращения: 09.11.2013).

    11. Полещук Н.Н. AutoCAD 2013. Изд-во: БХВ-Петербург, 2013. - 464 c.

    12. ФГОС СПО по специальности 110809 «Механизация сельского хозяйства» - 2009. [Электронный ресурс]. Систем. требования: Adobe Acrobat Reader. – URL: http://www.edu.ru/db/mo/Data/d_09/prm370-1.pdf(дата обращения: 13.11.2013).

Код для цитирования: Скопировать