Toma BPTAC Notite de Curs

8/19/2019 Toma BPTAC Notite de Curs

1/99

BAZELEPROIECTARIITEHNOLOGICEASISTATEDECALCULATOR (BPTAC)

.Definitii, concepte

.Scurtistorical dezvoltariiCAD/CAM

.Ciclulde productiesitehnologiaCAD/CAM

.Structuraunuiprocesde proiectaresifabricare

C1


2/99

BAZELEPROIECTARIITEHNOLOGICEASISTATEDE CALCULATOR(

BPTAC)CURS 1

1.1Definitii,concepte

Aparitiasidezvoltareacontroluluinumericînanii50,marcheazaînceputulprocesuluideautomatizareamasinilor-unelte.Esteunfaptrecunoscutcaintroducereacomenziinumericeaînsemnatdebutulunuiprocesdeinovareînactivitatiledeproiectaresiproductieabunurilor.Astaziexistafabriciaproapecompletautomatizatecaresuntcapabilesamanufacturezeodiversitat

edeproduse.Inproiectareasifabricareaasistatedecalculatorsuntdouadomeniicares-audezvoltatsimultan,fiindtratateîntr-oviziunecomunapebazalegaturilornaturalecareexistaîntreactivitatiledeproiectaresimanufacturare:-CAD

-CAM.

CAD/CAMesteunacronimcareînseamnaproiectaresifabricarecuajutorulcalculatorului.

Proiectareaasistatadecalculator-Computer-aideddesign-CADestedefinitacaoactivitatedeutilizareaunuisistemdecalculînproiectarea,modificarea,analizasioptimizareaproiectarii.Sistemuldecalculesteformatdinechipam

entesiprogramecareasigurafunctiilenecesareînproiectare.

Fabricareaasistatadecalculator(înlimbaengleza,Computer-aidedmanufacturingCAM),sedefinestecautilizareunuisistemdecalculînactivitateadeplanificare,conduceresicontrolaloperatiiloruneifabrici,prinoriceinterfatadirectasauindirectadintrecalculatorsiresurseledeproductie.


3/99


BPTAC)CURS 1

Aplicatii

CAM

monitorizaresi control

sustinereafabricatiei

a) monitorizareasistata

Calculator

Procesdefabricatie

Calculator

Procesdefabricatie

b) Control asistat

Monitorizareasicontrolul

asistatde calculator

Calculator

Operatiideproductie

Utilizareacalculatoruluiin activitatidesustinereafabricatiei


4/99


5/99


BPTAC)CURS 1C

Aparitia si dezvoltarea proiectarii si fabricatiei asistate de calculator îsiare originea în introducerea sistemelor automate de monitorizare sicontrol al proceselor de productie.

Din punct de vedere istoric, câteva evenimente remarcabile sunt citate

de unii autori cu referire la aparitia primelor tehnologii automate1.2 Scurtistorical dezvoltariiCAD/CAM

-moaramecanicapentrufaina,-OliverEvansdinPhiladelphiaîn1795,-primafabricaautomatadinlume;

-primaliniedeansamblareautomata(uzineleFord,SUA-1913);


6/99

-Inanul1923apareprimulechipamentdetransfer,curoldeindexareapieselorde-alungullinieidefabricatieMorisEnginesLtd.Anglia

BAZELEPROIECTARII

TEHNOLOGICEASISTATEDE CALCULATOR(BPTAC)CURS 1C

-primulrobotindustrialdenumitUNIMATE-bazatpeprincipiilecontroluluinumeric,afosti

ntrodusînanul1960lauzinaGeneralMotors

SUA.


7/99

BAZELE PROIECTARII TEHNOLOGICE ASISTATE DE CALCULATOR(BPTAC)CURS 1

C

-în1962-1963,aparesistemulSKETCHPAD(IvanSutherlandlaMassachusettsInstituteofTechnology(MIT).Evenimentulevidentiatprintrecereadelautilizareacalculatoaruluipentrurealizareacalculeloringinerestilautilizareacalculatoruluiingrafica,amarcatinceputulereiCAD.VersiuneaperfectionataaluiSKETCHPADpermitedesenareaobiectelorîntreidimensi-uni,ceeacefaceaposibilaobtinereacelortreiproiectii

-înanul1964,firmaGeneralMotorsanuntasistemulDAC1(dinengleza,designaugmentedbycomputers);


8/99

inanul1970,înJaponia,seimplementeazaideeadecontrolalmaimultormasini-uneltecuajutorulunuisingurcalculator.Acestpasdeschidecaleaconceptuluicontroluluinumericdirect(DNC)sialcontroluluinumericasistatdecalculator(CNC).

BAZELE

PROIECTARIITEHNOLOGICEASISTATEDE CALCULATOR(BPTAC)CURS 1C

-anii'80marcheazaintensificareacercetarilorsistudiilorîndomeniulCAD/CAMsidezvoltareanoilortehnologiisiaalgoritmilordemodelareageometrica.SeextindsistemeleCAD/CAMprinintroducereaproiectariigeometricetridimensionalesiaparitiamultoraplicatiiingineresticumarfireprezentareaexactaasuprafetelor

-lasfârsitulanilor1970,managementuldindiferiteindustriiîncepeasarealizezeimpactulnoiitehnologiiCAD/CAMasupracresteriiproductivitatii.


9/99


BPTAC)CURS 1

-anii'90reprezintaperioadaîncarerezultateleeforturilordecercetareîndomeniulCAD/CAMsematurizeaza.Înacestianidevindisponibilinoialgoritmisicapacitatideproiectaresimanufacturareavansate.Acesteaplicatiisuntsustinutedemasinidecalculmaibunesimairapidesidesoftware-uridereteasicomunicaremaieficiente.Astazisedezvoltanoiconfiguratiihardwaresinoiconceptesoftwarecarecusigurantavoraduceîntr-unviitorapropiatmulteschimbari.

1.3. CICLUL DE PRODUCTIE SI TEHNOLOGIA CAD/CAM

ObunaîntelegereascopuluiCAD/CAMînactivitateauneifabricinecesitaoexaminareprealabilaadiverseloractivitatisifunctiicaretrebuiescîndepliniteînproiectareasifabricareaunuiprodus,încadrulunuicicludeproductie.

Uncicludeproductieestecondusdecatre:

-clienti-piatacaresolicitaunanumeprodus.

Înunelecazurifunctiiledeproiectaresuntrealizatedeclient,iarproductiaesteasiguratadeoaltafirma.Indiferentdesituatie,cicluldeproductieîncepecuunconceptsauoideeaprodusului.


10/99


BPTAC)CURS 1

Ideeaprodusului

Proiectare

Documentare

Tehnologiadefabricatie

Planificareaproductiei

Productie

Controlulcalitatii

Clienti

Etapele proiectarii si fabricarii într-un ciclu de productie

Conceptuleste cultivat, rafinat, analizat, îmbunatatit si transpus într-un plan de productie printr-un proces de proiectare inginereasca. Planuleste documentat prin elaborarea unui set de desene ingineresti carearata cum este produsul si asigura o serie de specificatii care indica cumar putea fi realizat. În figurade mai sus sunt prezentate activitatile deproiectare si fabricare a produsului.


11/99


BPTAC)CURS 1

Ciclude productiein conexiunecutehnologiaCAD/CAM

.Fisatehnologicaîntocmitacuprindeoperatiilesifazelenecesarefabricariiprodusului.

.InfluentatehnologieiCAD/CAMsemanifestaîntoateactivitatiledincadrulcicluluideproductie,asacumrezultadinfiguraalaturata.Proiectareaasistatadecalculatorsidocumentar

eaautomatasuntutilizateînetapadeconceptieaprodusului.

Calculatoarele sunt utilizate la proiectarea tehnologiei de fabricatie, laplanificarea productiei în conditii optime si la asigurarea calitatii produselor.


12/99


13/99

Pornind de la structura fundamentala prezentata în figura anterioara, se poate stabilinecesarul de personal pentru desfasurarea procesului de proiectare si fabricaresischimbul de informatii între membrii echipelor de lucru v. figura urmatoare.

Personalulimplicatin procesulde proiectaresifabricare

Proiectantulestepersonajulcentralinteresatdeactivitatiledesintezasianaliza.Înmulteindustrii,proiectareaestesarcinauneiechipedeproiectanti,cudiversespecializari,caretrebuiesacomuniceîntreei.

Temadeproiectare-vinedinpartea:

-compartimentuluidemarketingdacaprodusulestedelargconsum;

-clientului-carepoatefioorganizatieîncazulunuiproiectinginerescspecializat.

BAZELEPROIECTARIITEHNOLOGICEASISTATEDE CALCULATOR(BPTAC)CURS 1


14/99

Obligatiileproiectantului

-pe durata procesului de proiectare, proiectantulva continua sa se consulte cu beneficiarul, tinându-l la curent cu desfasurarea proiectului sisolicitându-i informatii suplimentare

-va discuta cu persoanele responsabile cumanagementul si planificarea productiei, cuspecialistii în marketing si preturi

-transmite informatiile despre produs, personaluluiînsarcinat cu elaborarea desenelor si adocumentatiei necesare atelierului si personaluluiexecutant, în cazul unui produs industrial, saufirmei constructoare, în cazul proiectului uneicladiri.

Descriereaformeigeometricesiaspectulvizualalobiectuluiproiectatvorfitransmisesubformadesenului(înproiectareatraditionala)sisubformaunormodelfizice.

BAZELEPROIECTARIITEHNOLOGICEASISTATEDE CALCULATOR(BPTAC)

CURS 1


15/99


.Instrumente CAD/CAM

.Cap II -Echipamentepentruproiectareasistatade calculator

.CalculatoaresisistemeCAD

C2


16/99


BPTAC)CURS 2

1.6.INSTRUMENTELECAD/CAM

Tehnicidemodelaregeometrica;ajutoaregrafice,manipularisivizualizare

Conceptie

Idem;animatie,ansambluri;pachetespecialedemodelare

Modelare si simularea

Programedeanaliza;programesipachetededicate

Analiza

Aplicatiidedicate;optimizarestructurala

Optimizare

Cotare;tolerante;listedemateriale;comandanumerica

Evaluare

Desenareasiextragereadetaliilor;reprezentariumbritesistructurate

Comunicare,documentare


17/99

Fig. 1 InstrumenteCAD utilizatein procesulde proiectare


18/99


BPTAC)CURS 2

ModelulgeometricdezvoltatîntimpulprocesuluiCADconstituiebazaactivitatilorCAM.DiferiteleactivitatiCAMpotsolicitadiverseinformatiidinbazadedateCAD.Încazulprocesuluideproiectaretehnologica,elementelecaresuntutilizateînprelucrare(ex.gauri,canale,etc.)trebuiesafierecunoscutepentruapermiteelaborareauneitehnologiieficiente.Înacordcutehnologiadefabricatieelaborataanteriorsicuordonareasculelorsidispozitivelornecesare,esterealizataprogramareanumericaamasinilor-unelte.Dupaproducereapieselor,programeleCADpotfiutilizatelainspectiaacestora.Aceastaoperatieesterealizataprinsuprapunereauneiimaginiapieseirealepesteoimagineetalonstocataînbazadedateamodelului

Fig. 2 Etapele implementarii unuiprocesCAM intr-un sistemCAD/CAM

ProgrameleCAMpotfiutilizatelainstruireasistemelorrobotizatepentrumontajulprodusuluifinal.InstrumenteleCAMcorespunzatoarefazelorprocesuluidemanufacturaresuntprezentateînfiguraurmatoare.


19/99

BAZELEPROIECTARIITEHNOLOGICEASISTATEDE CALCULATOR

(BPTAC)CURS 2

TehnicileCAPP(proiectareatehnologieidefabricareasistatadecalculator;înengleza,computer-aidedprocessplanning)permitabordarivariationale,generativesihibride.

Programeledeinspectieutilizeazamasinidemasurareîncoordonatecarecomparacoordonatelorpieselorrealecucelealepieseietalondinbazadedate.Programelepentrurobotipermitsim

ularea,programarea"off-line",procesareaimaginilorsiaplicatiiledevizualizareInstrumenteCAMnecesare

Fazadeproiectare

TehniciCAPPanalizacosturilor,specificatiidematerialesiscule

Proiectareatehnologiei

ProgramareNC

Generareaprogramuluipiesa

Software pentruinspectie

Inspectia

Simulareasiprogramarearobotilor

Montajul

Fig. 3 InstrumenteleCAM necesare


20/99

procesuluide fabricare


21/99


BPTAC)CURS 2

Fig. 4. DefinireainstrumentelorCAD pebaza

componentelorimplicate

DefinireainstrumentelorCAD/CAMsebazeazapeutilizareapracticasiindustrialaatehnologieiCAD/CAM.Eaestesuficientdelargapentruacuprindemultedetaliipecareutilizatoriia

rdorisaleadauge.InstrumenteleCADpotfidefinitecaintersectieatreidomenii:modelareageometrica,grafica-computersiinstrumenteledeproiectarev.figuraalaturata.

Concepteleabstractealemodelariigeometricesialegraficii-computertrebuieaplicateinventivspreaserviprocesuluideproiectare.


22/99

.Într-unmediudeproiectare,instrumenteleCADpotfidefinitecainstrumentedeproiectare(programedeanaliza,procedurieuristice,algoritmideproiectareetc.)caresuntsustinutedeechipamentedecalculsisoftwarev.fig.demaisus..InstrumenteleCADpotvariadelacelegeometrice,precummanipu-lareaentitatilorgraficesiverificareainterferentelor,pânalaaplicatiispecializatedea

nalizasioptimizare.Întreacestelimitesuntincluseanalizatolerantelor,calcululproprietatilormasicesimodelareasianalizacuelementefinite.AcestedefinitiinutrebuiesareprezinteorestrictieînutilizareaCADînproiectareainginereasca.

Instrumentedeproiectare

+

calculator

Hardware(unitatecentrala, terminale,dispozitiveI/O)

Software

(grafica modelare,programe aplicative)

BAZELEPROIECTARII

TEHNOLOGICEASISTATEDE CALCULATOR(BPTAC)CURS 2

Fig. 5 DefinireainstrumentelorCAD încadrulunuimediu de proiectare

Instrumente

CAD


23/99

.InstrumenteleCAMpotfidefinitecaintersectieatreidomenii:instrumenteleCAD,concepteledereteasiunelteledemanufacturarefigura6.

Conceperede retea

CAD

Masini-unelte


(BPTAC)CURS 2

Fig. 6. DefinireainstrumentelorCAM

pebazacomponentelorimplicate

Software

Masiniunelte

+ calculator

Hardware

Conceptede retea

Fig. 7. DefinireainstrumentelorCAM pebaza

componentelorimplicate

Instrumente

CAM

PrincipaleleelementenecesareimplementariiCAMîntr-unmediudefabricaresuntprezentateînfigura7.


24/99

.ImplementareaCAMpresupunesincronizareaîntimpa robotilorde:.celulelede fabricare,.sistemelede observare;.sistemelede manipulareamaterialelor.

Fabricare

Proiectare

Modelaregeometrica

Graficacomputer

Conceptede reteaBAZELEPROIECTARIITEHNOLOGICEASISTATEDE CALCULATOR(BPTAC)CURS 2

Fig. 8. Componentele instrumentelor CAD/CAM

SuccesulimplementariiCAMîntr-unsistemdefabricatieestedeterminatdedoifactoriprincipali:

-legaturadintreCADsiCAMcaretrebuiesafiebiunivoca(bazadedateCADtrebuiesareflectecerinteledemanufacturare,proiectantiitrebuiesagândeascaîntermeniicerintelorCAM,înfazafinalaaproiectului);

-echipamentedecalculsidesoftware-uldereteautilizat.

Fabricaviitoruluisinivelulacesteiadeautomatizaresuntdirectinfluentatederobusteteaconceptelorderetea.


25/99

.Cap 2. Echipamentepentruproiectareasistatade calculator

BAZELEPROIECTARII

TEHNOLOGICEASISTATEDE CALCULATOR(BPTAC)CURS 2

Unsistemmoderndeproiectareasistatadecalculatorsebazeazapegraficainteractiva.Sistemedecalculauconfiguratiispecificedomeniuluilordeactivitate.

SistemeleCAD/CAMsuntcaracterizatede:

-rapiditatearaspunsuluiinteractiv;

-capacitateadereprezentaregrafica.

-tastaturi alfanumerice,

-tastaturi cu functii programate,

-tablete digitizoare,

-creioane optice,

-stilouri electronice,-sisteme de tip mouse,-bila rotitoare,-buton de reglare,-joystick si dispozitive senzoriale.

Dispozitivele de intrareinclud


26/99

Terminalele grafice sunt destul de diferite fata devideoterminalele conventionale care, de regula, sunt utilizate numaipentru iesirile text.

Display-urile graficedispun de procesoare si controlere localecare realizeaza diverse functii grafice, cum sunt transformarile si

generarile grafice, la nivel de hardware, în scopul reducerii timpuluide raspuns dintre utilizator si sistem.


CURS 2

Fig.8 Configuratiacomponentelorhardware intr-un sistemCAD

Dispozitivelede iesirecuprind

-plotereleconventionale,-imprimantele-display-urilegrafice.


27/99

StatiadelucruCADesteinterfatasistemuluiculumeaexterioara.

ReprezintafactoruldeterminantaleficienteisistemuluiCADfatadecerinteleutilizatorului.

B

AZELEPROIECTARIITEHNOLOGICEASISTATEDE CALCULATOR(BPTAC)CURS 2

UnitateacentraladeprelucrareestecreierulsistemuluiCAD,careasigurapermanentprocesareacomenzilorsicontrolultuturorcomponentelor.

Dispozitiveledeiesiresunt,deregula,ploterelesiimprimantele,caretiparescrezultatelegraficesialfanumerice.

Unitateasecundaradestocareincludediscurilesibenzilemagneticesaualtesuporturiexternedememorie,demarecapacitate.

Functii

-asigurainterfatacuunitateacentraladeprelucrare;

-genereazaoimaginegraficastabila,pentruutilizator;

-furnizeazadescriereanumericaaimaginiigrafice;

-traducecomenzilecalculatoruluiînfunctiioperationale;

-înlesnestecomunicareaîntreoperatorsisistem.


28/99

2.2.CALCULATOARESISISTEMECAD

CalculatoareleutilizateinsitemeleCAD/CAMpotfigrupateînpatrucategorii:

-microcalculatoare;

-minicalculatoare;

-mainframes;

-supercalculatoare.

Microcalculatoarelesuntdenumite,deobicei,calculatoarepersonale.Acesteaincludunprocesorcentraldedicat,undisplaysidispozitivedeintrarepentruintrarigrafice.

Minicalculatoarelesaustatiiledelucrusuntmaiputernicedecâtmicrocalculatoarele,aucapacitatedememoraremaimare,auundiscdurpentrustocaresiundisplaygraficcolordemarerez

olutie.Deregula,acestemasiniauoconfiguratiesingleuser,darpotlucraînreteasimultiuser.ExempledeminicalculatoaresuntMicro-VAX,HP-ApollosiSUN.picedemicrocalculatoaresuntIBMPCsiAppleMacintosh.

BAZELEPROIECTARIITEHNOLOGICEASISTATEDE CALCULATOR(BPTAC

)CURS 2


29/99

Mainframessuntcalculatoaredemarevitezasicapacitatedestocareextinsa,caredeservescperândmaimultiutilizatori.Terminalul,înacestcaz,depindedenaturaaplicatieisipoatefidetipalfanumericsaudetipgrafic.

Supercalculatoarelesuntrezervateaplicatiilordecalculintensiv,cumsuntprognozameteorologica,fizicadeînaltaenergiesialteasemeneautilizari.Eleaucapacitatideprocesarep

aralelasilucreazaînreteacuunmainframe.


CURS 2

http://2.bp.blogspot.com/_RTUkKAMZNUU/TA_YAvlW0vI/AAAAAAAAAD0/aR8JURrR9eY/s200/2093-109847-1.jpg2.2.1Sistemebazatepemicrocalculatoare

Microcalculatoarele,popularizateinitialdeAppleComputersiIBM,auavutunimpactdeosebitasupradomeniuluiCAD.AstaziexistaoabundentaaprogramelorCADpentruPC-uri,mergânddeladesenareabidimensionala,lamodelareasolidasiaplicatiile3D.


30/99

Doifactoriprincipaliexplicasuccesulrapidalacestorsisteme:

-evolutiaexponentialaunorparametrica:viteza,capacitateasiacuratetea-microcalculatoarelepe32bitdispundesuficientamemoriedinamica,capacitatedestocaresivitezadelucrupentruaplicatiiledeCAD.

-dezvoltareaunorprogrameaplicativediverse,careacoperaaproapetoatecerinteleutilizatorilordindiferitedomeniideactivitate.

BAZELEPROIECTARIITEHNOLOGICEASISTATEDE CALCULATOR(BPTAC)CURS 2

2.2.2.SistemeCADbazatepeminicalculatoare

DezvoltareacircuitelorLSIsiapoiVLSI,aschimbatprincipiilefundamentalealearhitecturiicalculatoruluisiaduslaproliferareaminicalculatoarelor,înanii70.Primeleversiunialeacestoraeraupe16bit,lentesicustocarelimitata.Exemplu:seriaPDPafirmeiDEC.

Lasfârsitulanilor70,aparitiasuperminicalculatoarelor,caVAX11/780,pe32bit,aîncurajatdezvoltareaaplicatiilorCAD/CAMsiaajutatladesprindereaacestorademainframe-uri.


31/99


(BPTAC)CURS2

MinicalculatoareleaupermiscresterearapidaaindustrieiCAD/CAM.Costulscazut,usurintaprogramariisidimensiunilemiciauconstituitargumenteimportantepentrufabricantiisiclientiiinteresati.Superminicalculatoareledeastazidispundeviteza,acuratetesicapacitatedestocaremaiadecvateaplicatiilorCAD/CAMcomplexe.

Figura9-poateservicaschemadeprincipiuaunuisistemCADcondusdeunminicalculator.MajoritateasistemelorCADbazatepesuperminical-culatoaresuntlivratecasistemelacheie.UnastfeldesistemestecompusdinhardwaresisoftwarepentruCADsiesteoferitdeunsingurfurnizor.

Fig.9. Schema unuisistemCAD bazatpeminicalculatoare


32/99

Minicalculatoarelesuntmasinicareseutilizeazalaconstituireaconfiguratiilordincategoriastatiedelucru.Statiadelucruposedaounitatecentraladeprelucrare(CPU),daresteconectatalauncalculatormaiputernic,mainframe,caredetineprogramecomplexedeanaliza,proiectarecentralizatasibazededatepentrumanufacturare.Statiadelucruareacceslagestionaruldefisieresiladispozitiveledeiesiresipotficonectateînmaimultemoduri,douadintreelefiindaratateînfigura10.

BAZELEPROIECTARIITEHNOLOGICEASISTATEDE CALCULATOR(BPTAC)CURS

2

Fig.10. Statiede lucruconectatain retea

a) Configuratieclasica; b) configuratieLAN


33/99

Figura10barataoreteaîncareparticipatoatenodurile,indiferentdetip,mainframe,statiedelucrusaudispozitivedeiesiresipotfiprocesateinformatiiîntreoricaredintreacestea..

BAZELEPROIECTARII

TEHNOLOGICEASISTATEDE CALCULATOR(BPTAC)CURS2


34/99


.CalculatoaresisistemeCAD

.Sistemebazatepemicrocalculatoare;

.Sistemebazatepeminicalculatoare;

.Functii logice si dispozitive de intrare

.Dispozitive de control al cursorului

.Analiza comparativa a dispozitivelor de intrare

C3


35/99

.Mainframe-urilefigura1,(eng.)suntcomputermarifolositedeinstitu.iiguvernamentale.icompaniimaripentruprocesareadedateimportantepedomeniile:statistica,recensaminte,cercetare,proiectare,prognoza,planificareaproduc.iei,tranzac.iifinanciare..a.Încanuexistauncuvântromânesccorespunzator.Deseorimainframe-urilesuntnumite,cuonuan.aironica,bigiron(engl.marelefier).


CURS3

Fig.1. Mainframe al firme IBM an 2008

Mainframes-arputeatraducecu"cadrusaudulapprincipal",ceeaceprovinedelaaspectulexterioralprimelormainframe-uri-elearataucadulapurimaridemetal.Intimp,tehnologiiledefabrica.ies-audezvoltat,marimeafizicaamainframe-uriloramaiscazut,iarvitezalordecalculacrescutfoartemult.UnastfeldesistemCAD/CAMincludeunasaumaimultestatiideproiectaresidesenare.


36/99

Fiecarestatiedeproiectarecuprinde:

-undisplaygrafic,-undisplayalfanumericdecontrol;-otastatura.


3

Fig.6. Schema unui sistem CAD bazat pe mainframe

a) schema generala a sistemului, b) detaliile unei statii de lucru


37/99

Ostatiedelucrutipicaesteformata,înprincipal,dindouasegmentemajore:

-dispozitivedeintrare;

-dispozitivedeiesire.

Figura6.b.aratadetaliileuneistatiidelucrucudispozitiveledeintrare/iesirespecifice.Înaceastafigura,controlulcursoruluisefacecuuncreionelectronicsiotabletadigitizoare,întimpcetextulesteintrodusdelatastatura.Display-ulgraficestecompusdinmonitorulgraficsiprocesorsipoatefiunechipamentobisnuitsauunulcomplex,cuperformantedeosebite.


(BPTAC)CURS3

2.3. FUNCTII LOGICE SI DISPOZITIVE DE INTRARE

Sistemele CAD interactioneaza cu utilizatorul prin diferite tipuride dispozitive de intrare si iesire (I/O). Fiecare dispozitiv poate îndepliniuna sau mai multe functii.

Functiile dispozitivelor de intrare pot fi grupate în sase categoriilogice: -sir de caractere (string);

-buton;

-identificator (pick);

-detector (locate),

-evaluator (valuator);

-sir de pozitii (stroke). 18


38/99


39/99


(BPTAC)CURS3

Dispozitiveledeintrarepotfidivizateîntreicategorii:

-dispozitivedecontrolalcursorului;

-digitizoare;-tastaturi.

PrimeledouacategoriidedispozitivesuntutilizatepentruobtinereainteractiuniigraficecusistemulCAD.

Tastaturilesuntfolositelaintroducereacomenzilorsiadateloralfanumerice.

Interactiunegraficarealizatacuajutorulcontroleruluidecursorsialtabletei:

-creareasipozitionareadenoielementepedisplay-ulgrafic;

-respectivpunctareasauidentificarealocatiilorpeecran.

2.3.1. Dispozitive de control al cursorului

Înmodnormal,cursorulgraficiaformaunuispotluminospedisplay,careindicaundevaavealocscriereasaudesenarea.Posibilitateadeacontrolacursorulpermiteoperatoruluisaintroducadatedepozitieînsistem.Existaovarietatededispozitivedecontrolalcursorului,utilizateînsistemeleCAD,carecuprind:tasteledirectionaledepetastatura,butoaneledereglare,joystick-ul,bilarotitoare,mouse-ul,cadranul,creionuloptic,tabletasistiloulelectronic.


40/99


(BPTAC)CURS3

Tasteledirectionaledepetastatura,constituieoformafundamentaladecontrolalcursoruluiutilizatanunumaipeterminalelegrafice,cisipedisplay-urileobisnuite.Înacestsistem,patrubutoanedepetastaturasuntdesemnatepentrucelepatrudirectiiîncarecursorulgrafics

epoatedeplasa,dreapta,stânga,sussijos.Fig.7. Tastatura

Dispozitiveledetipbutondereglare(thumbwheel)figura8,utilizeazadouabutoanepentrupozitionareapeorizontalasipeverticalaacursorului.AcesttipdedispozitivestemontatdirectpetastaturasaucaparteintegrantaaterminaluluiCRTÎnacestcaz,cursorulestereprezentatdeintersectiaadoualiniiortogonalepeecran.

Fig. 8. Tastatura cu buton de reglare


41/99


(BPTAC)CURS3

Joystick-ulsaumansafigura9,permiteutilizatoruluisatrimitaunsemnalcalculatoruluiprinmiscareaînoricedirectieamansei,indicânddeplasarilexsiyalecursoruluipeecran.

Joystick-ulcontine,deregula,douapotentiometreinterne,câteunulpentrumiscarilepeceledouadirectiiortogonale,xsiy(fig.2.5).Existadouatipuridejoystickuri.Unulestepozitional,iarcelalaltsenumestejoystickdeviteza.

Fig.9. Joystick

Joystick-ulpozitionalutilizeazacoordonatelex,yfurnizatededispozitivpentruaindicacomponentelepedirectiilexsiyalevitezeicursoruluipeecran.

Joystick-uldevitezaesteprevazutcutraductoricareinregistreazaintensitateaforteideapasaresiarcuricareîladucînpozitiaverticalaatuncicândacestaesteeliberat.

http://t1.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcRAXC8CyPcPh3I5S7zVjilIb7Bg_lme5Dot30VRy

ngHLqh58mxMFig. 10. Joystickde viteza


42/99


(BPTAC)CURS3

Mouse-ulesteundispozitivdeintrareinventatlasfârsitulanilor60,carepermiteintroducereadedateînsistem.Potfidedouatipuridemouse:-mecanicefig11,sauopticefig12.

Fig. 12. Mouse opticFig. 11. Mouse mecanic

Bilarotitoare(trackball)esteundispozitivdeintrareasemanatorjoystick-uluisimouse-ului.Caformaconstructiva,trackball-ulesteunmouserasturnat,încarebilaestesituatadeasuprasipoatefimiscataliberînlocasulei(fig.13).

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/9/96/Trackball-Kensington-ExpertMouse5.jpgFig. 13. Bila rotitoare sau trackball

Cadranele(dials)suntutilizatecaevaluatoaresipotfiprogramatesaintroducavaloriînapli

catiilegrafice.


43/99

Tabletasicreionulelectronic-esteformatadintr-unecrancusensibilitateelectronicasiuncreionelectronic.Utilizatorulareposibilitateasadesenezecucreionulelectronic,saintroducainstructiunisausacontrolezecursorulpeosuprafataplana,separatadeecran.

Fig. 15. Tableta


3

Fig. 14. Creionoptic

Creionuloptic(lightpen)esteundispozitivcarepermiteinteractiuneacudisplay-uldirectpeecranulcalculatorului(fig.14).Lightpen-ulesteformatdintr-unfotodetectorcarepoatefimanevratmanualsipozitionatpeecran.Fotodetectorulsesizeazaluminavenitadelaecransiprinintermediulunuicircuitdesincronizarepoatedeterminacoordonatelex,yîncareestepozitionatcreionulopticpeecran.


44/99


BPTAC)CURS3

Digitizorulesteundispozitivdeintrareformatdintr-oplansetamaresinetedasiuninstrumentdetrasare/urmarirecarepoatefideplasatpesuprafataplansetei,dupacontururiexistente(fig.2.10).AceastaconstituieotehnicaasistemuluiCAD,utilizatalaînregistrareacoordonatelorunuidesendepehârtie,într-unfisierdedate.Instrumentulelectronicdeurmarire,numitstilousaupuc,esteprevazutcuuncomutatorcepermiteutilizatoruluisaînregistrezecoor

donatelex,yalepozitiilordorite.Fig. 16. Digitzor

Digitizorul

Altedispozitivedeintrare:manusadedate(dataglove)fig.17,dispozitiveleprinatingere(touchdevices)sidispozitiveactivateprincomandavocala.

Fig. 17. Manusade date


45/99


BPTAC)CURS3

2.3.2Analizacomparativaadispozitivelordeintrare

Tabelul1prezintaavantajelesidezavantajelecelormairaspânditedispozitivedecontrolalmiscariicursoruluipedisplay.

Tabelul2prezintadatelecomparativealeunorparametrifunctionalipentruuneledispozitivedeintraredescriseînacestcapitol.

Tabelul1


46/99


BPTAC)CURS3

Acesteinformatiireflectasensibilitateasifiabilitateatableteisiamouse-ului,atributecarecontribuielapopularitateasiraspândireaacestordispozitivedeintrareînsistemeleCAD.


47/99


.Conectarea in retea a sistemelor CAD

.Standarde grafice

.Structuri de date

.Modele de baze de date utilizate inprogramele CAD/CAM

C4


48/99


(BPTAC)CURS4

2.4.CONECTAREAÎNRETEAASISTEMELORCAD

ÎnateliereledeproiectareexistadiferitesistemeCAD/CAMsimultedispozitivedeintroduceresiafisareadatelor.

NecesitatiledeconectareaechipamentelorCAD/CAMsuntmultiple,datoritacaracteruluiinterdisciplinaralprocesuluideproiectaresifabricare.

Avantajealeconectariiechipamentelordecalcul

-acces la aceeasi baza de date;

-distribuireafunctiiloraceluiasprogramCAD/CAMinmaimultedepartamente(designsimanufacturare);-posibilitateadeutilizareîncomunaresurselorsiperifericelor(ploterelesiimprimantele);-perspectivaextinderiisistemelorCAD/CAMprinadaugareaunornoistatiidelucruintr-oma

nieraincrementala

Principalatehnologiedecomunicaredisponibilaînprezentesteaplicataînstructurilederetelelocale(LAN).Reteaualocalaesteunsistemdecomunicareadatelorcarepermitediverselortipuridedispozitivedigitalesadialoghezeîncadrulunuimediucomundetransmisie.

Celetreitipurideretelelocale,mairaspândite,suntînformadestea,inelsimagistrala.


49/99


(BPTAC)CURS4

Fig. 1.Retele locale

a) în stea; b) inel; c) magistrala

Avantaj:asiguraobazacentraladedatecareesteaccesibilatuturorutilizatorilor.Dezavantaj:ladefectareacalculatoruluicentral,întreagareteadevineinutilizabila.

Reteaua în forma de inel sau bandaînchisa (fig. 1.b) este recomandata cândcomponentele sunt similare, ca statiile delucru independente.

Avantaj:-datelesaufisiereledepeostatiedelucrupotfiutilizateîncomundecelelalteposturidinretea.

-ladefectareauneistatiidelucrunuafecteazafunctionareacelorlaltemasini.

Reteauamagistrala(fig.1c)esteunsistembucla-deschisa,recomandataatuncicânddispozitiveleconectatesuntdiferite.

Reteauaînstea(fig.1.a)esteformatadintr-uncalculatorcentral,uneoridenumitfileserver,lacaresuntconectatemaimultestatiidelucrusiperifericecentrale


50/99


(BPTAC)CURS4

Configuratiileprezentatepotfiutilizatesicombinatefigura2.Calculatorulcentralcontroleazareteauasteasidispozitivelecentrale,cumsuntploterelesiimprimantele.

Fig.3.Reteacombinataformatadintr-oconfiguratiesteasimagistrala

Performanteleuneiretelelocalesuntdirectlegatedeeficientasiusurintautilizariisistemuluideoperare,devitezadecomunicaresidepromptitudineaprotocoluluiutilizat.


51/99


(BPTAC)CURS4

Vitezadecomunicaredepindedesistemuldetransmitereutilizatînretea,dacaacestaestesincronsauasincron.Vitezelestandardsuntde300,1200,4800,9600si15600band(unbandesteechivalentcuunbytepesecunda).Retelelelocaledeînaltavitezautilizeazatransmisiisincronelavitezede4800bandsimaimari.Reteleledemicavitezatransmitasincron,lavitezerelativ

scazute,deregula300band.ProtocoluldecomunicaresuportatdesistemulCAD/CAMînretealocalaesteimportantînevitareaizolariisistemuluifatadealtefacilitatidecalcul.Protocolulesteformatulsaulimbajulutilizatdereteapentruatransmiteinformatiileprincablurileretelei.CelmairaspânditprotocolsuportatdediversesistemedeoperarecumsuntUnix,VMSsiMS-DOS,esteTCP/IP.

UnaltprotocolconsideratmaievoluatdecâtTCP/IP,esteNFS,careafostdezvoltatpentruaevitadezavantajulcreatdeUnix(numaiunsingurutilizator,într-unanumitmoment,poatecopiafisiereleoriginaledeperetea).CodulNFSlucreazacuoricefeldemediu,statiedelucrusiprotocol.Acestapermiteunaccestransparentlafisiere,prinutilizatorimultipli,simultan.Oretealocalapoateacoperispatiidepânala10km.

Comunicatiilepedistantamare,înmodnormal,folosescmodem-urisiliniitelefoniceînchiriatesauretelepublice.


52/99


(BPTAC)CURS4

AplicatiileCAD/CAMaccelereazaprocesuldeproiectare,marescproductivitatea,capacitateadeinovaresicreativitateaproiectantilor.Eleaucaracteristicicomune,indiferentdeechipamentelepecareruleaza.Deregula,suntprogrameinteractive,scriseînlimbajedeprogramarestandard:Fortran,PascalsauC.

Structurasisistemuldegestionareabazeidedateasoftware-uluideterminacalitatea,vitezadelucrusiusurintaregasiriiinformatiilor.UtilizatoriiprogramelordeCADtrebuiesa-siînsuseascasemanticasisintaxainterfetei.

Semantica-specificamoduldefunctionareasoftware-uluisiceinformatiisuntnecesarepentrufiecareoperatieasupraunuiobiect.Deexemplu,pentruageneraunblocsuntnecesaretreidimensiunisioorientare.Semanticaeste,deregula,limitatadeprincipiilesiteoriilecarestaulabazaunuidomeniudat.

Sintaxadefinesteformatulintrarilorsiiesirilordinsistem.Aceastaesteconsideratagramaticasoftware-ului,deoarecespecificaregulilepecareutilizatorultrebuiesalerespectepentruaîndepliniosemanticadorita.


53/99


(BPTAC)CURS4

PerformantaesteoaltacaracteristicaaprogramelordeCAD.Largireanumaruluideutilizatoriinteractividucelacrestereatimpuluideraspuns.Software-ulînceteaza,uneori,samairaspundasausaprimeascanoicomenzi,situatieîntâlnitasubnumeledeblocareasistemului.

CeamaiimportantacaracteristicaaunuiprogramdeCAD/CAMestecabazasadedatesafieintegratatridimensionala,asociativasicentralizata.Oastfeldebazadedateesteîntotdeaunabogataîninformatiinecesareproceselordeproiectaresifabricare.

Conceptuldecentralizarepresupunecaoricemodificareaunuimodelgeometricoperataîntr-unadinvederi,esteautomatreflectataîntoatecelelaltevederisauîncelecarevorfidefiniteulterior.

Conceptuldeintegraresereferalafaptulcaunmodelgeometricalunuiobiectpoatefiutilizatîndiferitefazealecicluluideproductie.

.


54/99


(BPTAC)CURS4

-operatori de software sunt ingineriii si proiectantii careinvata sa utilizeze softul;

-programatori de aplicatii -pot dezvolta noi programe carevor fi legate cu software-ul, dar ei nu sunt autorizati samodifice codul sursa existent. Ei au o pregatire extensiva,înprogramare si pot personaliza prin aplicatii softul)

-programatori de sistem -au privilegiul de a face modificariîn codul sursa. În esenta, ei sunt dezvoltatorii software-uluiînsusi.Ei cunosc organizarea interna a programului,structura bazei de date si sistemul de gestiune alacestuiaEi stiu, de asemenea, cum sa modifice interfata cuutilizatorul si, de regula, au o pregatire solida în grafica pecalculator, în analiza inginereasca si în stiinta

calculatoarelor.

Utilizatorii aiprogramelorCAD/CAM

Conceptul de asociativitate presupune ca datele de intrare sa poata firegasite în diverse forme. De exemplu, daca doua puncte care definescun segment de dreapta sunt date de intrare, atunci lungimea si cotaacestuia pot fi date de iesire


55/99


(BPTAC)CURS4

UnprogramCAD/CAMesteperceputcaoaplicatiesoftwaresuportatadeunsistemgrafic(fig.4,a).Înaceastaformaacoduluisursa,sistemulgraficesteorganizatpebazaapelurilordesubrutine.Astfel,aplicatiadevine,înmodinevitabil,dependentadedispozitive.

Dezavantaj:prinschimbareadispozitivelorI/Oaplicatiaîsipierdeactualitatea.

3.1.STANDARDEGRAFICE

Fig. 4.Organizarea tipica a unei aplicatii software CAD/CAM

a) structura fara standard grafic; b) structura cu standard (sistem) grafic.


56/99


(BPTAC)CURS4

Oportunitateasistemelorgrafice

-portabilitateaprogrameloraplicative;-portabilitateabazeidedateaimaginilor;

-portabilitateatextului;

-portabilitateabazeidedateaobiectului.

Avantajulsoftware-ulCAD/CAM=poatedeservimaimultegeneratii

deechipamente.

Portabilitatea=estevalabilasipentruprogramatoriidesistemeCAD.

Scopul unui standard grafic = aplicatie grafica independeta

de dispozitive


57/99


(BPTAC)CURS4

-GKS(GraficsKernelSystem)esteunstandardANSIsiISO

-PHIGS(ProgrammersHierarchicalInteractiveGraphicsSystem)

-VDM(VirtualDeviceMetafile)-VDI(VirtualDeviceInterface)-IGES(InitialGraphicsExchangeSpecification)afostintrodusîn1981castandardANSI;

-NAPLPS(NorthAmericanPresentation-LevelProtocolSyntax-acceptatînCanadasiAmericaîn1983)

Standardegrafice

Pentruproiectareamecanica-serecomandaunsistemcaresuporta

GKS-3DsauPHIGS.

Pentruoaplicatie2D-esteadecvatGKS-2D.


58/99


(BPTAC)CURS4

3.2.STRUCTURIDEDATE

Structura de date = un set de date sauelementeîntrecare existaun set

de relatii.Exemple: -o schema, un algoritm o secventa de pasi care sunt parcursipentru a îndeplini un obiectiv grafic, nongrafic sau de programare.

Fig. 5 Structuri de date ale unui obiect

a)obiect;b)structura de date bazata pe muchii;c)noduri;d)structura de date cu blocuri.


59/99


(BPTAC)CURS4

3.3.BAZADEDATE

Baza de date (BD) = o colectie organizata de date grafice si nongrafice

stocate pe un suport de memorie în calculator.Rolul = de a colecta si mentine datele într-o zona de stocare centrala,

astfel încât sa fie disponibila pentru operatori si factori de decizie.

Avantajele uneiBD centralizate

-Eliminarea redundantei;

-Aplicarea standardelor;

-Aplicarea restrictiilor de securitate;

-Mentinerea integritatii;

-Compensarea situatiilor conflictuale;

Bazelededatetrebuiesapoatastocadatepicturalepelângadatelealfanumericecaresuntstocateînbazelededateconventionale.


60/99


(BPTAC)CURS4

3.4.MODELEDEBAZEDEDATE

Baza de date relationala = datele sunt stocate in tabele aflate in legaturaunele cu altele, relatiile sunt stocate in fisiere care pot fi acesate secventia

lsau aleatoriu

Fig. 6. Baza de date relationale pentru obiectului din fig.5.


61/99


(BPTAC)CURS4

Fig.7.Bazadedateierarhicapentruobiectuldinfig.5

Bazadedateierarhica-datelesuntreprezentateîntr-ostructuraarborescenta.Vârfularboreluiestedenumitradacinav.figura7.

Dezavantajalacestuitipdebazadedateesteasimetriastructuriiarborescente,careestedificildeorganizat.


62/99


.Modele de baze de date utilizate inprogramele CAD/CAM.Managementul bazei de date.Sistemul de coordonate a bazei de date.Interfata cu utilizatorul.Module software

C5


63/99


(BPTAC)CURS4

Fig.7.Bazadedateierarhicapentruobiectuldinfig.5

Bazadedateierarhica-datelesuntreprezentateîntr-ostructuraarborescenta.Vârfularboreluiestedenumitradacinav.figura7.

Dezavantajalacestuitipdebazadedateesteasimetriastructuriiarborescente,careestedificildeorganizat.

3.4.MODELEDEBAZEDEDATE


64/99


(BPTAC)CURS4

Fig. 8. Baza de date in retea a obiectului din fig.5.

Baza de date în retea-permite modelarea tuturor relatiilor mult mai directdecât structura ierarhica v. figura 8,

Dezavantaj = complexitatea acesteia si dificultatea programarii.


65/99


(BPTAC)CURS4

Fig. 9. Baza de date orientata a structurii din fig.5

Bazadedateorientatapeobiecte(BDOO)-necesitaoperatiideaccesaresimanipulareorientatepeobiecte.Modelulorientatpeobiecttrebuiesapoataînmagazinatoateinformatiilereleva

ntealeacestuia.ModeleleBDOOincludrelatiiledintreentitati,reprezentarileobiectelorcomplexe,reprezentareaobiectelormolecularesidateabstracte.


66/99


(BPTAC)CURS4

BDOOprecumsibazelededatehibridesuntidealepentruaplicatiileCAD/CAM.

-Sacontinaaplicatiiinginerest;

-Sapermitamodificareadinamica,

-Naturaiterativaaproiectarii;

-Saoferecapacitatedestocaresigestionareaasolutiilordeproiectare;-Bazelededatetrebuiesasuporteutilizatorimultiplicarepotlucrasimultan;-Saprezintesuporttemporar;-Saprezintesecventedeproiectare;-Sapermitaaccesusor.

CerintesispecificatiialeuneiBDCAD/CAM:


67/99


(BPTAC)CURS4

3.5.MANAGEMENTULBAZEIDEDATE

Sistemuldemanagementalbazeidedate(SMBD)=esteunsoftwarecarepermiteaccesarea,utilizareasimodificareainformatiilorstocateînbazadedate.

RolulSMBD=deprotectieaBDfatadeabuzurielutilizatorilor.

Fig.10, Sistemulde management al bazeide date

a)sistem de management al bazei de date;b)conceptul de masina al bazei de date


68/99


(BPTAC)CURS4

3.6.SISTEMULDECOORDONATEABAZEIDEDATE

Existatreitipuridesistemedecoordonatenecesarepentruaintroduce,stoca,afisagraficasigeometriamodelului:

-sistemuldecoordonatedelucruWCS;

-sistemuldecoordonatealmodeluluiMCS(sistemuldecoordonateabazeidedatesausistemuldecoordonateuniversal);-sistemuldecoordonatealecranului-SCS(sitemuldecoordonatealdispozitivului).

MCS-este definit ca spatiul de referinta în functie de care sunt stocate toatedatele modelului geometric.

Originea MCSpoate fi aleasa arbitrar de catre utilizator, în timp ce orientarealui este aleasa de software

Pentru ca utilizatorul sa poata comunica eficient cu baza de date amodelului, trebuie inteleasa relatia dintre planele perpendiculare ale MCSsivederile modelului figura 11.


69/99


(BPTAC)CURS4

Fig. 11. Posibile orientari ale MCS în spatiu:

a)planul XY defineste vederea de sus a modelului;b)b) planul XY defineste vederea frontala a modelului.

Exemplu : Un model geometric care urmeaza a fi utilizat pentruproiectare si fabricare -este prezentat in figura 12.


70/99


(BPTAC)CURS4

Fig. 12. Modelul geometric al unui obiect

Fig. 13. Orientarea MCS-ului fata de obiect:

a) MCS in cazul figurii 11,a; b) MCSin cazul figurii 11,b.


71/99


(BPTAC)CURS4

Fig. 14. Vederi ale obiectului prezentat în figura 12

a) utilizarea MCS în figura 12, a -Proiectant I;

b) utilizarea MCS în figura 12, bProeictant II

Solutie: Proiectantul care foloseste sofware-ul corespunzator figurii 10,a îiesterecomandat sa activeze planul de constructie care corespundeplanului XZ, adica vederea frontala definita de software, înainte deînceperea constructiei.


72/99


(BPTAC)CURS4

3.7.INTERFATACUUTILIZATORUL

Interfatacuutilizatorul=ocolectiedecomenzipecareutilizatoriilepotfolosipentruainteractionacuunanumitsistemCAD/CAM.

Partea de comunicarecu utilizatorul

Partea de comunicarecu baza de date

Fig. 15. Structura generica aunei comenzi CAD/CAM

Exemplu:

Seconsideracreareauneiliniiîntredouapuncte(1,2,0)si(3,5,0)folosindcomanda"LINE:

-LINEesteconsiderataafiprimaparteacomenzii;-coordonatelesuntparteabazeidedate.

Figura16arataostructurademeniu.


73/99


(BPTAC)CURS4

Fig. 16. Structura tipica a unui meniu.


74/99


(BPTAC)CURS4

3.8.MODULESOFTWARE

3.8.1.Modululsistemuluideoperare(MSO)

MSO-furnizeaza utilizatorilor competenti, comenzi utilitare si de sistem,în conturile de lucru ale acestora. Functiile tipice ca manipularile fisierelor(stergere, copiere, redenumire etc.), directoarelor si subdirectoarelor,editarea textelor, programarea si organizarea conturilor, sunt suportate decatre modulul OS.

Fisierele generate pot fi clasificate în doua grupuri:

-grupul I -include toate fisierele conventionale (fisiere text).

-grupul II -include fisierele grafice (includ modelul geometric,texturile, umbririle etc).

Într-un sistem CAD/CAM, utilizatorului îi sunt disponibile doua niveluri deacces: -nivelul OS

-nivelul grafic.

Software-ul este flexibil si furnizeaza, de obicei, utilizatorilor o comandasau o procedura de a merge înainte sau înapoi între doua niveluri.


75/99


(BPTAC)CURS4

3.8.2.Modululdegrafica(MG)

MG-ofera utilizatorilor functii variate pentru a realiza modelarea siconstructia geometrica, editarea si manipularea geometriei existente,

documentatia si proiectarea Operatiile grafice tipice pe care utilizatorii lepot activa sunt crearea modelului, curatarea, documentarea si plotareafigura 17.

Fig. 17. Imaginea umbrita a unui cardan.


76/99


(BPTAC)CURS4

3.8.3.Modululaplicatiilor(MA)

Crearea unui model geometric al unui obiect reprezinta o modalitate sinu un scop pentru ingineri. Telul lor este sa poata utiliza modelul pentru

proiectare si productie. Modelul difera de la un soft la altul.Aplicatiile mecanice ale softurilor:

calculeleproprietatilormasice,analizaansamblului,analizatolerantelor,croireatablelor,modelareasianalizacuelementefinite,analizamecanismelor,tehniciledeanimatiesisimulare,analizaprocesuluideinjectieamaselorplasticeetc.Aplicatiiletehnologiceincludplanificareaprocesului,programareaNC,simulareamiscarilorrobotilor,tehnologiadegrupfig.18.

Fig. 18. Modelul unei chei utilizate in analiza cu elemente finite.


77/99


(BPTAC)CURS4

3.8.4.Modululdeprogramare(MP)

MP-oferautilizatorilorlimbajedependentedesistemsilimbajedeprogramarestandard.

Exempledelimbajedependentedesistem,VARPRO2siCVMAC,DALsirespectivGRIP(Computervision,GECalmasiMcDonnellDouglas)

3.8.5.Modululdecomunicatie(MC)

MC-estefoarteimportantpentruprocesuldeintegrareadintresistemulCAD/CAMsialtesistemedecalculsiresurseledeproductie.

MC-servestesipentrutransferareabazelordedateîntresistemeleCAD/CAM,utilizândstandardelegrafice,cumarfiIGES.


78/99


.Modelare si vizualizare

.Documentatia software-ului

.Dezvoltarea software-ului

.Modelare geometrica

.Modelarea si reprezentarea curbelor

.Curbe conice

C6


79/99


(BPTAC)CURS4

3.9.MODELARESIVIZUALIZARE

Modelarea= arta abstractizarii si reprezentarii unui fenomen, iar modelareageometrica nu face exceptie de la aceasta definitie.

Modelarea si simularea geometrica cu ajutorul calculatoarelor au ajuns saînlocuiesc prototipurile si testele reale.

Modelul geometric = o reprezentare completa a unui obiect care includesi informatiile lui grafice si cele care nu sunt grafice.

Obiectele2½Dsuntcaracterizatedesectiunisigrosimitransversaleuniformeîndirectiiperpendicularepeplanelesectiuniitransversale.

Moduri de reprezentare a obiectelor

-2½D,

-3D-printr-o combinatie 2½D si 3D


80/99


(BPTAC)CURS4

Fig. 19.Modele 2½D si 3D


81/99


(BPTAC)CURS4

Procedura de organizare a bazei de date pentru constructia unui obiecttridimensional real cuprinde:

-initiereaunuimodelnou;

-alegereaconfiguratieiecranului;

-definireaferestrelorconfiguratiei,cavederialemodelului;

-selectareaplanuluideconstructiesauaWCS-ului.

Fig. 20.Ierarhia tipica a bazei de date a unui model geometric


82/99


(BPTAC)CURS4

Fig. 21.Directiile standard de proiectie

Fig. 22.Vederile bidimensionale standard ale unui model geometric


83/99


(BPTAC)CURS4

Fig. 23.Vederile tridimensionale standard ale unui model geometric


84/99


(BPTAC)CURS4

3.10.DOCUMENTATIASOFTWARE-ULUI

Documentatiareprezintaunicasursadeinformarepecareopotconsultautilizatorii,înscopulcunoasteriiposibilitatilorprogramului.

Sepotidentificadouatipuridedocumente:

-documentedetipI-descriuorigineateoreticasisemanticaasoftware-ului,numitmanualdereferinta

-documentedetipII-descriusintaxasiinterfatacuutilizatorul,fiinddenumitghidulutilizatorului.Documentatiaon-linesifunctiilehelpfurnizatedecatresoftware-ulCAD/CAMînlocuieste,deobicei,aldoileatipdedocumentatie.

Software-ul CAD/CAM livrat utilizatorilor este rareori complet, astfel încât saîndeplineasca toate cerintele specifice ale utilizatorului.

Exista doua niveluri de dezvoltare a software-ului de catre utilizatori:

-Nivelul I se bazeaza pe interactiunea cu utilizatorul pentru a introduceinformatii si a codifica entitati grafice. Nu necesita cunostinte desprestructura BD a software-ului.-Nivelul II -necesita modificarea si accesarea bazei de date, motiv pentrucare necesita cunostinte mai detaliate despre structura BD a software-ului.

3.11.DEZVOLTAREASOFTWARE-ULUI


85/99


(BPTAC)CURS4

4.MODELAREAGEOMETRICA

4.1.Notiuniintroductive

Modelareageometrica

=ocolectiedemetodematematicecareinteractioneazaîntr-omanieraintegrata,pentruadescrieformaunuiobiect,saupentruaexprimaunprocesfizicîntermeniiunuimod

elgeometriccorespunzator.Aceastacolectiedemetodeincludeproiectareageometricaasistatadecalculator,modelareasolida,geometriaalgebricasigeometrianumerica

Proiectareageometricaasistatadecalculatoraplicamatematicacurbelorsiasuprafetelordemodelare,utilizândînprimulrând,ecuatiileparametricealegeometrieidiferentiale.

Modelareasolida,cunoscutadeobiceisubnumeledegeometrieconstructivasolida(CSG),permitecombinareaformelorsimplepentruarealizamodelesolidecomplexe.CSGîsiarebazamatematicaîntopologie,geometriaalgebricasialgebrabooleana.

Geometriaalgebrica=extindereacontemporanaageometrieianaliticeclasice,inclusivgeometriadiferentiala.


86/99


(BPTAC)CURS4

Geometrianumerica=seocupacuelaborareasianalizaalgoritmilorgeometricisiarelegaturistrânsecumetodelenumerice,teoriacalcululuisianalizacomplexa.

Proiectareageometricaasistatadecalculatorsigeometriaconstructivasolidasuntramuri

alemodelariigeometrice,întimpcegeometriaalgebricasinumericaseîndreaptacatrealtedomeniiCândseconstruiestemodelulunuiobiect,secreazaunsubstitutoreprezentare

.

În modelarea geometrica contemporana, forma unui obiect se definesteprintr-un set de declaratii matematice si relatii logice care satisfac un set de axiome.

Axiomele sunt interpretate ca fiind afirmatii adevarate despre model, iarproprietatile generale care rezulta prin analiza si evaluarea modelului, suntreprezentative pentru însusi obiectul modelat..

Modelarea geometrica este procesul crearii afirmatiilor despre model silegaturilor dintre acestea.

Prin intermediul graficii pe calculator si a capacitatii de randare, un modelgeometric devine baza de explorare si evaluare a calitatilor estetice sifunctionale ale unui obiect.


87/99


(BPTAC)CURS4

Concluzie

Modelareageometrica,utilizeazageometriaanaliticasidiferentiala,metodelevectorialesimatriceale,calculultensorial,topologiasiomultitudinedemetode

decalculnumeric,pentruarealizadescriereacomplexaaunuiobiectfaptcarenecesitaputereaunuicalculator.

-reprezentareaunuiobiectdejaexistent;

-reprezentareaabinitio,

-randarea,segenereazaoimagine

Acestetreicategoriisunt,desigur,înstrânsalegatura.

Aplicatii alemodelarii

geometrice:

Grafica pe calculator = forta motoare din spatele dezvoltarii celei mai mariparti din modelarea geometrica.

Analiza stiintifica este un domeniu aflat în permanenta schimbare, în carecomplexitatea modelatorilor de solide este în continua crestere. Modelatoriide solide permit constructia rapida a modelelor din elemente finite.


88/99


(BPTAC)CURS4

Deasemenea,modelatoriipermitanalizastructuralaautomata,staticasidinamica,apartilorcomponentesupuseuneivarietatideconditiiinitiale.Efecteleacestorsolicitarisuntprezentaterapidsicorectutilizândgraficapecalculator.

Ceamaiproductivaaplicatieamodelariigeometriceestefabricareaasistatadecalculator.4.2.MODELAREASIREPREZENTAREACURBELOR

Curbele sunt definite ca fiind locul geometric al unui punct în miscare, cuun singur grad de libertate.

Oaltadefinitiedescriecurbacafiindloculgeometricaluneifamiliidepuncte,deunsingurparametru.

4.2.1.Ecuatiileintrinsecialecurbelor

Oproprietateintrinsecadepindedoardereprezentareaîndiscutiesinudelegaturaeicuunsist

emdecoordonatesaualtcadrudereferintaextern.

O curba necesita doua ecuatii intrinseci:

-prima pentru a exprima curbura ei, ./1:


89/99


(BPTAC)CURS4

Ecuatia naturala a unei curbe pune în legatura curbura .1, torsiunea t silungimea arcului s:

(1)

(2)

Deexemplu,t=0esteoecuatienaturalacarecaracterizeazatoatecurbeleplane,iar1/.=0este,deasemenea,oecuatienaturalacarecaracterizeazatoateliniiledrepte.Oecuatienaturalaaditionala,auneicurbe,determinasimaimultcurba..

-a doua pentru a exprima torsiunea ei, t functie de lungimea arcului :

Rezolvândceledouaecuatiinaturale

simultanpentru1/.sitcafiindfunctiedes,seobtinecuatiileintrinseci.

Doua ecuatii naturale determina o curba în mod unic, cu exceptia pozitieisale în spatiu -v. figura 23.


90/99


(BPTAC)CURS4

Fig. 23.Definirea intrinseca a unei curbe

Curbura, .=1/., provine dinurmatoarea ecuatie intrinseca:

(3)

O descriere parametrica a uneicurbe în functie de lungimeaarcului începe cu ecuatiile

x = x(s) si y = y(s) .

Functiile x(s) siy(s)sunt datede ecuatiile:

(4)

Prin diferentierea acestor ecuatii si tinând cont de s si înlocuind . cu d./ds,dx/ds cu cos.si dy/dscu sin. se obtin ecuatiile diferentiale simultane:


91/99


(BPTAC)CURS4

(5)

4.2.2.Ecuatiileimplicitesiexplicitealecurbelor

În plan, ecuatia explicita a unei curbe ia urmatoarea forma generala:(6)

Sau a ecuatiei implicite de forma generala:

(7)

Ecuatiile implicite ale liniei drepte si curbei conice sunt:


92/99


(BPTAC)CURS4

Urmatoareleconditiideterminasimetriileposibilealeuneicurbeplane:

-dacaf(x,y)=±f(-x,-y),curbaestesimetricafatadeorigine(saualtpunct,datdeoaltatransformare);Ex:uncerc:x2+y2=r2

-dacaf(x,y)=±f(x,-y),curbaestesimetricafatadeaxax;Ex:parabola

x=y2

-dacaf(x,y)=±f(-x,y),curbaestesimetricafatadeaxay;Ex:parabola

y=x2

-dacaf(x,y)=±f(y,x),curbaestesimetricafatadeliniax=y;Exhiperbolaxy=k2

-dacaf(x,y)=±f(-y,-x),curbaestesimetricafatadeliniax=-y;Ex:

hiperbolaxy=-k2

4.2.3.Ecuatiileimplicitesiexplicitealecurbelor

Înmodobisnuit,functiileexplicitecumarfiy=f(x),nupotreprezentamajoritateaformelorutilizateînmodelareageometrica.

Dinacestecauze,simultealtelelegatedeusurintadeprogramaresicalculabilitate,modalitateapreferatadereprezentareaformelorînmodelareageometricaesteceacuecuatiiparametrice.Deexemplu,ocurbabidimensionalaestedefinitanudeosingurafunctieobisnuita,cumarfiy=f(x),cideunsetdedouafunctiix=x(u),y=y(u)deparametruu.


93/99


(BPTAC)CURS4

Pentru o curba spatiala, se poate scrie

si prin simpla extensie, pentru o suprafata, rezulta:

(8)(9)

Ecuatiileparametricedescriucelmaibinefelulîncaresuntdesenatecurbeledecatreunplotersaudecatredispay-urilegraficeprinfunctiiparametricecarecontroleazaservosistemulploteruluisuasistemuldedeflexiealfascicululuideelectronialtubuluicatodic,facândcadispozitivuldescrieresaufascicululdeelectronisasedeplasezepecurbadata.

Punctulesteelementuldebazaalgeometrieiparametricesialmodelariigeometrice.Elreprezintaunsetordonatdenumerereale,alecarorcoordonatenaturaledefinescpozitiaîntr-unspatiueuclidiantridimensional.

Unsegmentdecurbaesteocolectiemarginitadepuncte,alecarorcoordonatesuntdatedepolinoamecontinue,deunsingurparametru,deforma:

x=x(u);y=y(u);z=z(u)

(10)

Unde u .[0,1], iar sensul pozitiv al curbei este directia in care u creste.


94/99


95/99


96/99


(BPTAC)CURS4

4.3.CURBECONICE

Ocurbaconicaestedefinitadeoecuatieimplicitadegraduldoi.Înconsecinta,oriceecuatiedeordinuldoidefinesteuncon.Formastandardeste:

În forma matriceala, aceasta ecuatie devine:

(13)

(14)

(15)

(16)

unde:

si

Anumite caracteristici ale ecuatiei conice sunt invariante în transformarilede translatie si rotatie. Valorile lui k si Q indica tipul curbei conice.


97/99


(BPTAC)CURS4

Formele parametrice obisnuite ale curbelor conice sunt:

-parabola:

-Hiperbola:

-Elipsa:

Tabelul1 clasifica curbele conice folosind aceste caracteristici.


98/99


(BPTAC)CURS4

Tabelul1 Caracteristicile curbelor conice

Exprimareacoeficientiloralgebriciînfunctiedeconditiilepefrontieraducedirectlaoformageometricamaiconvenabila.FunctiileHermitefundamentaleaparcanisteconexiunimatema

ticeîntreformulareaalgebricasiceageometrica.


99/99

Documents

Toma BPTAC Notite de Curs