3.2繪圖cadcam.ppt

1、3.2 計算機輔助繪圖,3.2.1 交互式繪圖 3.2.2 程序參數(shù)化繪圖 3.2.3 尺寸驅(qū)動式參數(shù)化繪圖 3.2.4 參數(shù)化圖庫的使用和建立 3.2.5 工程圖的自動生成,3.2.1交互式繪圖,交互式繪圖是指在交互式繪圖系統(tǒng)的支持下，用戶使用鍵盤、鼠標(biāo)等輸入設(shè)備通過人機對話的方式進(jìn)行繪圖的方法。 常用交互式繪圖軟件：AutoCAD、THCAD、PICAD等。,交互式繪圖步驟,設(shè)置繪圖環(huán)境：圖幅、單位、文字樣式、標(biāo)注樣式等，并顯示整個繪圖范圍。 設(shè)置圖層：根據(jù)情況確定圖層的數(shù)目及參數(shù)。 設(shè)置繪圖輔助狀態(tài)。 設(shè)置當(dāng)前層。 布局各個視圖位置。 繪制基本視圖。利用對齊等方式作其它視圖的輪廓線。 對

2、各個視圖的細(xì)節(jié)進(jìn)行處理，如倒角、剖面線等。 尺寸標(biāo)注。 整理視圖。 打印輸出。,交互式繪圖的特點,用戶輸入繪圖命令及有關(guān)參數(shù)后，能實時地在圖形顯示設(shè)備上得到所繪的圖形、并能直接進(jìn)行編輯修改，直至滿意為止，整個繪圖過程非常直觀、靈活。 繪圖效率低。對于那些只有相同結(jié)構(gòu)而只是尺寸不同的圖形來說，其上作效率不高的缺陷顯得尤為突出。,交互式繪圖系統(tǒng)的組成,硬件部分主要包括計算機主機、顯示器、鼠標(biāo)、繪圖儀等圖形輸入輸出設(shè)備； 軟件部分由操作系統(tǒng)、支持交互式繪圖的CAD軟件及相關(guān)的應(yīng)用程序所組成。,3.2.2 程序參數(shù)化繪圖,在機械工程圖中，由于很多零部件的形狀是相似的，例如鍵 銷、螺釘 螺母、滾動軸承等

3、，繪制這些零件的視圖一般可采用程序參數(shù)化繪圖方法完成。 程序參數(shù)化繪圖的基本原理是以圖形的坐標(biāo)值為變量，用一組參數(shù)來約定圖形的尺寸關(guān)系(稱這組參數(shù)為尺寸約束參數(shù))，根據(jù)圖形頂點的連接關(guān)系，可方便地確定變量和尺寸約束參數(shù)之間的數(shù)學(xué)關(guān)系。,例、繪制如下飯金零件圖,用戶只要輸入(x1,y1,a,b,c,d)等參數(shù)即可，根據(jù)用戶輸入的參數(shù)程序?qū)⒆詣拥赜嬎愦_定圖形中各實體的其它幾何參數(shù)。,x6=x1 y3=y4=y1+d x4=x5=x1+a-b y2=y1 x2=x3=x1+a y5=y6=y1+c,尺寸約束,參數(shù)化繪圖編程步驟,1、確定參數(shù) (1)對于抽象的幾何圖形，可以用尺寸標(biāo)識作為圖形參數(shù)。 (

4、2)機械圖中的圖形已不再是抽象的幾何圖形，而是表示具體的零件或結(jié)構(gòu)，因此參數(shù)的名稱和定義應(yīng)盡量結(jié)合工程實際。舉例 (3)優(yōu)先考慮描述零件規(guī)格、性能的參數(shù)作為圖形參數(shù)。舉例 (4)為便于用戶操作，參數(shù)的數(shù)量應(yīng)盡量少。 標(biāo)準(zhǔn)件的尺寸查手冊(數(shù)表程序化、文件化等)。舉例 采用簡化畫法。舉例,參數(shù)化繪圖編程步驟,2、通過已確定參數(shù)確定構(gòu)成圖形的各實體的幾何參數(shù) 如:,Px1=-k Py1=dk/2 Px2=x0 Py2=dk/2,P2,P1,(X0,y0),參數(shù)化繪圖編程步驟,3、調(diào)用圖形函數(shù)或命令繪制圖形 AutoLisp: Command “l(fā)ine” (list P1x,P1y)(list P2

5、x,P2y)” ”) VBA: sPnt(0)= P1x :sPnt(1)= P1y :sPnt(2)=0 ePnt(0)= P2x :ePnt(1)= P2y:ePnt(2)=0 Set lineObj =ThisDrawing . ModelSpace . Addline (sPnt,ePnt),Dim lineObj As AcadLine,形狀特征拼合法,對機械工程圖進(jìn)行比較分析可發(fā)現(xiàn)，盡管許多零件的整體形狀不同，但有些局部形狀是相似的。 例如軸類零件，一般都可將其分解為由圓柱段、圓錐段、螺紋段、花鍵段等若干軸段組成，而每個軸段往往又包含有倒角、圓角、鍵槽、遲刀槽、中心孔等結(jié)構(gòu)。 人們

6、將這些具有特定工程意義的結(jié)構(gòu)稱之為形狀特征，若將這些形狀特征賦予參數(shù)，編制成繪圖程序，通過調(diào)用這些特征繪圖程序，可以拼合成各種不同的零件圖形，這種繪圖方法被稱之為形狀特征拼合法。,軸類零件特征的分解及其參數(shù),程序參數(shù)化繪圖特點,程序參數(shù)化繪圖快捷、高效。 必須進(jìn)行程序的編制，這對工程技術(shù)人員的素質(zhì)要求較高，且編程工作量較大 。,3.2.3 尺寸驅(qū)動式參數(shù)化繪圖,垂直約束,坐標(biāo)約束,尺寸驅(qū)動式參數(shù)化繪圖,基本思想：無須對圖形實體進(jìn)行準(zhǔn)確定位，而是以草圖形式快速繪制圖形，然后進(jìn)行必要的尺寸標(biāo)注，最后通過驅(qū)動程序產(chǎn)生由尺寸標(biāo)注所控制的準(zhǔn)確圖形。 特點：保留了交互式繪圖的靈活性，又具有程序參數(shù)化繪圖的

7、快捷高效性，是目前被計算機圖形系統(tǒng)普遍采用的一種繪圖方式。,尺寸驅(qū)動參數(shù)化繪圖原理,尺寸驅(qū)動參數(shù)化繪圖一般是由尺寸驅(qū)動參數(shù)化軟件模塊在非參數(shù)化圖形基礎(chǔ)上引入了約束機制實現(xiàn)的。在參數(shù)化圖形中，除了包含各圖元的幾何信息外，還包含了各種約束條件。 這里所述的約束主要有拓?fù)浼s束（也稱結(jié)構(gòu)約束）和尺寸約束兩種。 拓?fù)浼s束：即為各圖元之間的平行、垂直、相切、對齊、相等、對稱等拓?fù)潢P(guān)系（如圖）； 尺寸約束：表示圖形中各組成圖元的長度、角度、半徑及相對位置等。,通過這兩類約束,建立一系列方程組,通過求解這些方程組得到相應(yīng)圖形的確切形狀。,尺寸驅(qū)動方法,驅(qū)動點,被動點,建立幾何數(shù)據(jù)與參變量之間的對應(yīng)機制。該機制

8、通過尺寸標(biāo)注線來實現(xiàn)。尺寸標(biāo)注線可以認(rèn)為是一個向量，上面標(biāo)注的內(nèi)容就是參變量的現(xiàn)值，反映了圖形的尺寸大小，終點坐標(biāo)就是要修改的幾何數(shù)據(jù)，其終點稱為該尺寸線的驅(qū)動點。被驅(qū)動實體所對應(yīng)的點為被動點，當(dāng)要改變參數(shù)值時，可以根據(jù)尺寸線向量計算出新的終點坐標(biāo)，以此來修改數(shù)據(jù)庫中被動點的幾何數(shù)據(jù)，使它們得到新的坐標(biāo)值。,約束聯(lián)動,修改某一尺寸，不僅要滿足幾何元素、尺寸元素的要求，還應(yīng)滿足圖形的拓?fù)潢P(guān)系，如圖所示，若C點不隨著B點移動，當(dāng)a改變后，AB、BC不能保持原有的垂直關(guān)系，即AB、BC的拓?fù)潢P(guān)系被改變。要保證垂直關(guān)系不變，C點必須隨著B點右移一個單位。這種通過約束關(guān)系實現(xiàn)驅(qū)動的方法稱為約束聯(lián)動。,3

9、.2.4參數(shù)化圖庫的使用與建立,在機械產(chǎn)品及工藝裝備設(shè)計中，往往需要使用大量的如螺栓、螺母、軸承、液壓元器件等標(biāo)準(zhǔn)件。如果這些標(biāo)推件圖形需要設(shè)計者一個個重復(fù)繪制的話，將會大大降低設(shè)計效率。因此，一個功能完善的繪圖軟件系統(tǒng)不僅應(yīng)提供基本的標(biāo)準(zhǔn)件圖形庫，供用戶設(shè)計時直接選用；同時還應(yīng)向用戶提供比較方便的建立自己圖形庫的開發(fā)手段，以適應(yīng)各類用戶個性化需求。,例：PCCAD標(biāo)準(zhǔn)件參數(shù)化圖庫的調(diào)用,建立用戶圖形庫的途徑,對于一些形狀固定、大小比例不變的圖形，可用圖塊或符號的方式建庫。如在AutoCAD中可使用形(Shape)或圖塊(Block)的功能來實現(xiàn)，先將所需建庫的圖形詳細(xì)繪制，然后作為單獨的圖塊

10、或符號賦予名稱進(jìn)行有序地存儲，使用插入命令來調(diào)用。 對于一些標(biāo)準(zhǔn)件和通用件，可使用前面介紹的程序式繪圖方法，編制相應(yīng)的圖形參數(shù)式繪圖程序，然后組成一個個圖形程序庫。 利用現(xiàn)有繪圖軟件系統(tǒng)提供的參數(shù)化圖庫管理工具建立參數(shù)化圖庫。,3.2.5 工程圖的自動生成,目前，三維實體造型技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟，利用三維造型軟件，獲得物體的三維模型，通過投影、剖切可自動生成各種工程圖。很好地解決了傳統(tǒng)二維繪圖中始終存在的投影線，截交線難求的問題。 工程圖和實體模型是互相關(guān)聯(lián)的，實體模型的修改可以立刻反映到工程圖上，徹底解決了由于設(shè)計修改引起的圖檔更新問題。 目前，具有此功能的軟件有Solidworks、Pro/E

11、、UG、MDT等。,開槽圓柱頭螺釘（GB65-85）,深溝球軸承(GB/T276-1994),普通平鍵的圖形參數(shù),普通平鍵的俯視圖不應(yīng)以R、L為參數(shù)，而應(yīng)以d、L為參數(shù)。,齒輪的圖形參數(shù),雖然在齒輪的視圖上標(biāo)注的是分度圓、齒頂圓，但是應(yīng)該用齒輪的模數(shù)、齒數(shù)、變位系數(shù)等作為齒輪的圖形參數(shù)代替分度圓和齒頂圓直徑。,螺栓簡化畫法,在不影響零件表達(dá)的情況下，圖形的某些部分采用簡化畫法，使其與某些參數(shù)建立一定關(guān)系，從而省去一些參數(shù)。,常見的幾何約束類型,關(guān)系式,用來反映尺寸或參數(shù)之間的數(shù)學(xué)關(guān)系的數(shù)學(xué)表達(dá)式稱為關(guān)系式，這種數(shù)學(xué)關(guān)系本質(zhì)上反映了專業(yè)知識和設(shè)計的意圖。關(guān)系式像尺寸和拓?fù)浼s束一樣，可以驅(qū)動設(shè)計模型。 關(guān)系式是尺寸和拓?fù)浼s束的