Создание чертежей и электрических схем в графическом редакторе.

Практическое занятие

Создание чертежей и электрических схем в графическом редакторе.

Цель работы: Научиться чертить основные графические примитивы с использованием различных способов ввода их координат: автоматического ввода, ручного ввода и Геометрического калькулятора. С помощью системы компьютерного черчения научиться выполнять геометрические построения, которые рекомендуется проводить в курсе геометрии с помощью циркуля и линейки.

Оборудование, приборы, аппаратура, материалы: Компьютер с операционной системой Windows, система компьютерного черчения КОМПАС.

1. Краткие теоретические сведения.

Системы автоматизированного проектирования (САПР) являются векторными графическими редакторами, предназначенными для создания чертежей.

При классическом черчении с помощью карандаша, линейки и циркуля производится построение элементов чертежа (отрезков, окружностей, прямоугольников и так далее) с точностью, которую предоставляют чертежные инструменты. Использование САПР позволяет создавать чертежи с абсолютной точностью и обеспечивает возможность реализации сквозной технологии проектирования и изготовления деталей. На основе компьютерных чертежей генерируются управляющие программы для станков с числовым программным управлением (ЧПУ), в результате по компьютерным чертежам изготавливаются высокоточные детали из металла, дерева и так далее.

В качестве примера системы автоматизированного проектирования рассмотрим систему KOMIIAC-3D, которая позволяет создавать чертежи любого уровня сложности с полной поддержкой российских стандартов. Версия КОМПАС-3D LT специально предназначена для обучения компьютерному черчению в школах, техникумах и вузах, и право на ее использование в учебных целях предоставляется бесплатно российской компанией АСКОН.

В центре рабочего окна K0MIIAC-3D размещается система координат. Положение курсора отсчитывается от начала системы координат, а текущие значения его координат X и У отображаются в правой части строки текущего состояния, расположенной в нижней части окна приложения.

Создание и редактирование чертежа реализуется с помощью инструментальной панели, которая по умолчанию размещается в левой верхней части окна приложения. Инструментальная панель включает в себя пять различных рабочих панелей, каждая из которых содержит набор кнопок определенного функционального назначения и панель переключения, которая обеспечивает переход от одной рабочей панели к другой.

Рабочая панель Геометрические построения содержит кнопки, позволяющие рисовать на чертеже определенные объекты: точку, отрезок, окружность, прямоугольник и др.

Панель Редактирование содержит кнопки, которые позволяют вносить изменения в чертеж, производя над объектами различные операции: перемещение, копирование, масштабирование и пр.

Панель Выделение позволяет осуществлять различные варианты выделения объектов: выделение отдельных объектов, групп объектов и так далее.

Панель Измерения позволяет измерять расстояния (вычисляются и отображаются в миллиметрах), углы (в градусах), периметры и площади различных объектов.

Панель Размеры и технологические обозначения позволяет грамотно оформить чертеж: обозначить на чертеже размеры деталей, сделать надписи и так далее.

Выбор создаваемого чертежного объекта (точка, отрезок, окружность, прямоугольник и пр.) осуществляется с помощью панели Геометрические построения. После выбора объекта щелчком мыши по соответствующей кнопке появляется строка параметров объекта. Каждый объект обладает определенным набором параметров, которые характеризуют его размеры и положение на чертеже.

Например, после выбора на панели Геометрические построения кнопки Ввод отрезка появится строка с полями для задания значений параметров отрезка: координат его начальной (р1) и конечной (р2) точек, длины (In), угла наклона (an) и стиля линии.

Строка параметров включает в себя кнопки состояния полей и сами поля. По внешнему виду кнопки можно судить о состоянии поля. Поле может находиться в одном из трех состояний: фиксированном (обозначается крестиком), в режиме ожидания ввода (обозначается галочкой) и просто доступном для ввода.

При создании и редактировании объектов работа со строкой параметров сводится к активизации нужных полей и вводу в них значений параметров. После ввода минимального набора значений параметров, достаточных для построения объекта (для отрезка — это координаты начальной и конечной точек), система автоматически создает объект.

Можно осуществлять Автоматический ввод параметров, Ручной ввод параметров и Ввод параметров с использованием Геометрического калькулятора

2. Задания

Задание 1. Начертить отрезок с использованием автоматического ввода.

1. На панели Геометрические построения щелкнуть на кнопке Ввод отрезка.

Появится строка параметров отрезка, а в строке сообщений появится запрос Укажите начальную точку отрезка или введите ее координаты:

2. Установить курсор в поле чертежа на точку с начальными координатами отрезка и произвести щелчок.

При этом в поля координат точки pi будут внесены значения координат указанной на чертеже точки, а в строке параметров символ «галочка» сменится на символ «крестик». Это означает, что введенные параметры зафиксируются.

3. Установить курсор в поле чертежа на точку р2 с конечными координатами отрезка и произвести щелчок. Отрезок построен.

Ручной ввод позволяет задавать координаты точек вычерчиваемых объектов путем ввода чисел с клавиатуры.

Задание 2. Начертить прямоугольник с использованием ручного ввода.

1. На панели Геометрические построения щелкнуть на кнопке Ввод прямоугольника.

Появится строка параметров прямоугольника, содержащая поля координат левой верхней (p1) и правой нижней (р2) вершин, высоты (h) и ширины (w) прямоугольника, стиля линии:

1. Активизировать поля координат точки p1 совместным нажатием на клавиатуре клавиш {Alt}+{1}. Ввести числовые значения координат, осуществляя переход между полями координат х и у с помощью клавиши {Tab}.

2. Активизировать поля координат точки р2 совместным нажатием на клавиатуре клавиш {Alt}+{2}. Ввести числовые значения координат. Прямоугольник построен. Геометрический калькулятор позволяет при рисовании объектов снимать значения их параметров с других объектов, размещенных на чертеже. Построим, например, окружность, радиус которой равен длине ранее начерченного отрезка.

Задание 3. Начертить окружность с использованием Геометрического калькулятора.

1. На панели Геометрические построения щелкнуть на кнопке Ввод окружности.

Появится строка параметров окружности, содержащая поля координат центра окружности (с), точки на окруж­ности (р), радиуса окружности (rad) и стиля линии:

1. Установить курсор в поле чертежа на предполагаемую точку центра окружности и произвести щелчок, в поля координат центра окружности будут внесены координаты указанной на чертеже точки.

2. Щелкнуть правой кнопкой мыши в поле Радиус окружности и в появившемся меню выбрать пункт Длина кривой. Указатель мыши примет форму мишени.

3. Выбрать отрезок и щелкнуть левой кнопкой мыши. Система автоматически измерит длину выбранного отрезка и построит окружность с таким радиусом.

Задание 4. Выполнить в системе компьютерного черчения следующие геометрические построения.

1. Отложить от луча ОМ угол, равный заданному углу А.

2. Построить треугольник по двум сторонам и углу между ними.

3. Построить треугольник по трем сторонам.

4. Даны прямая и точка на ней Построить прямую, проходящую через данную точку и перпендикулярную к данной прямой.

1. Геометрическое построение угла, равного заданному

Начертим геометрические объекты, заданные в условии задачи: произвольный угол и отрезок.

1. Построить произвольный угол А (начертить два отрезка, выходящих из одной точки с использованием автоматического ввода параметров).

2. Построить произвольный луч ОМ (начертить отрезок с использованием автоматического ввода параметров).

Введем обозначение точек на чертеже с помощью панели Размеры и технологические обозначения.

3. С помощью панели управления вызвать панель Размеры и технологические обозначения. Щелкнуть на кнопке Ввод текста и последовательно ввести обозначения угла и краев отрезка.

Построим окружность произвольного радиуса с центром в вершине заданного углаА, которая пересечет стороны угла в точках Б и С.

4. Выбрать инструмент Ввод окружности и построить окружность с центром в точке А (с использованием автоматического ввода). Обозначить точки пересечения окружности со сторонами угла буквами В и С.

Построим окружность того же радиуса с центром в начале заданного луча ОМ, которая пересечет луч в точке D.

5. Выбрать инструмент Ввод окружности и построить окружность с центром в точке О (с использованием ручного ввода) и заданным радиусом АВ (с использованием Геометрического калькулятора).

Для ввода радиуса щелкнуть на поле rad правой кнопкой мыши и в контекстном меню выбрать пункт Между 2 точками.

6. Отметить на чертеже точки А и В, окружность заданного радиуса будет построена.

Обозначить точку пересечения окружности с лучом ОМ буквой D.

Построим окружность с центром в точке D заданного радиуса ВС.

1. Выбрать инструмент Ввод окружности и построить окружность с центром в точке D (с использованием ручного ввода) и заданным радиусом ВС (с использованием Геометрического калькулятора).

2. Выбрать инструмент Ввод окружности и щелкнуть на точке О.

Для ввода радиуса щелкнуть на поле rad правой кнопкой мыши и в контекстном меню выбрать пункт Между 2 точками.

Отметить на чертеже точки В и С, окружность заданного радиуса будет построена. Обозначить точку пересечения окружностей буквой Е.

9. Соединить отрезком точки О и Е. Угол ЕОМ, равный
углу А, будет построен.

2. Построение треугольника по двум сторонам и углу между ними

Начертим геометрические объекты, заданные в условии задачи: произвольный угол и два отрезка.

1. Построить произвольный угол А (начертить два отрезка, выходящих из одной точки с использованием автоматического ввода параметров).

2. Построить два отрезка MN и PQ (начертить отрезки с использованием автоматического ввода параметров).

3. Ввести обозначение точек на чертеже с помощью панели Размеры и технологические обозначения.

Построим угол, равный заданному.

1. Построить угол К, равный заданному углу А (см. предыдущее задание). Отложим на сторонах угла отрезки, равные заданным отрезкам MN и PQ.

2. Для этого надо построить две окружности с центром в точке К, радиусы которых равны длинам заданных отрезков (с использованием Геометрического калькулятора).

3. Выбрать инструмент Ввод окружности и построить две окружности заданных радиусов с центром в точке К. Для этого щелкнуть на поле rad правой кнопкой мыши и в контекстном меню выбрать пункт Длина кривой. Выбрать один из заданных отрезков, окружность заданного радиуса будет построена.

1. Обозначить точки пересечения сторон угла и окружностей В и С.

2. Соединить отрезком точки В и С. Треугольник будет построен.

3. Построение треугольника по трем сторонам

Начертим геометрические объекты, заданные в условии задачи: три отрезка (длина ни одного из них не должна превышать сумму длин двух других).

1. Построить три отрезка MN, PQ и RS (начертить отрезки с использованием автоматического ввода параметров).

2. Ввести обозначение точек на чертеже с помощью панели Размеры и технологические обозначения.

Проведем прямую и отложим на ней отрезок, равный по длине заданному отрезку RS.

1. Выбрать инструмент Ввод вспомогательной прямой и начертить горизонтальную прямую.

2. Скопировать отрезок RS командой [Операции-Копии-Указанием] и поместить его на горизонтальную прямую щелчком мышью. Обозначить концы отрезка буквами А и В.

Построим две другие стороны треугольника, равные заданным отрезкам MN и PQ.

5. Выбрать инструмент Ввод окружности и построить две окружности с радиусами, равными длинам отрезков MN и PQ, с центрами в точках An В (с использованием Геометрического калькулятора).

Для ввода радиуса щелкнуть на поле rad правой кнопкой мыши и в контекстном меню выбрать пункт Длина кривой.

Выбрать один из заданных отрезков, окружность заданного радиуса будет построена.

1. Пересечение окружностей обозначить буквой С.

1. Выбрать инструмент Ввод отрезка и построить отрезки АС и ВС (с использованием автоматического ввода).

1. Треугольник будет построен.

4. Построение перпендикуляра к заданной прямой

Начертим геометрические объекты, заданные в условии задачи: проведем прямую а и установим точку М на ней. 1. Выбрать инструмент Ввод вспомогательной прямой и начертить горизонтальную прямую. Ввести обозначение «а»

2. Выбрать инструмент Ввод точки и установить точку М на прямой а.

На равных расстояниях от точки М построим на прямой точки А и Б.

3. Выбрать инструмент Ввод окружности и построить окружность произвольного радиуса с центром в точке М. Обозначить пересечение окружности с прямой точками А и В.

Построим две окружности с центрами в точках А и Б с радиусом АВ.

1. Построить окружность с центром в точке Лис радиусом АВ. Для этого на панели Геометрические построения щелкнуть на кнопке Ввод окружности. Построить окружность с использованием Геометрического калькулятора, для этого щелкнуть правой кнопкой мыши на поле Радиус окружности и в появившемся меню выбрать пункт Между 2 точками. После того как курсор примет форму мишени, щелкнуть на точках А и Б. Окружность с заданным радиусом будет построена.

2. Аналогично построить окружность с центром в точке Б и с радиусом АВ.

Через точки пересечения окружностей Р и Q проведем прямую.

1. Обозначить точки пересечения окружностей буквами Р и Q. Соединить точки пересечения окружностей отрезком (в режиме ручного ввода).

2. Данная прямая пройдет через точку М и будет являться пeрпeндикулярoм к прямой а.

5. Построение биссектрисы неразвернутого угла. Начертим геометрические объекты, заданные в условии задачи: два отрезка, исходящих из одной точки под произвольным неразвернутым углом.

1. Построить два отрезка, исходящие из одной точки (начертить отрезки с использованием автоматического ввода параметров).

2. Ввести обозначение угла на чертеже буквой А с помощью панели Размеры и технологические обозначения.

Построим окружность произвольного радиуса с центром в вершине заданного угла А.

1. Щелкнуть на кнопке Ввод окружности и построить окружность произвольного радиуса с центром в точке А (в режиме автоматического ввода).

2. Активизировать панель Размеры и технологические обозначения, щелкнуть на кнопке Ввод текста и ввести обозначения точек пересечения окружности со сторонами угла буквами В и С.

Построим две окружности радиуса ВС с центрами в точках В и С.

5. Выбрать инструмент Ввод окружности и построить две окружности заданного радиуса с центрами в точках В и С (с использованием Геометрического калькулятора).

Для этого щелкнуть на поле rad правой кнопкой мыши и в контекстном меню выбрать пункт Между 2 точками. Точку пересечения окружностей обозначить Е.

Через вершину угла А и точку пересечения окружностей Е проведем прямую.

6. Щелкнуть на кнопке Ввод отрезка и начертить отрезок через точки А и Е (в режиме автоматического ввода). Луч АЕ будет являться биссектрисой заданного угла.

3. Контрольные вопросы

1. Что такое САПР? Их назначение.

2. Привести примеры наиболее популярных САПР?

3. Перечислите основные способы создания графических объектов в САПР КОМПАС.

4. Указать основные панели инструментов САПР КОМПАС.