2. Програмний комплекс Autodesk AutoCad

Програмний комплекс Autodesk AutoCAD було розроблено американською компанією Autodesk у 1982 році. Це була перша САПР, розроблена для персонального комп’ютера. На сьогоднішній день випущено 31 реліз програми, який має назву AutoCAD 2017. Саме на прикладі цієї версії програмного комплексу буде розглянуто роботу з функціями тривимірного моделювання.

Основними можливостями програми є:

• двовимірне проектування;

• тривимірне проектування;

• створення анотацій;

• використання динамічних блоків;

• параметричне проектування;

• використання зовнішніх посилань.

В даних методичних вказівках розглянуто лише деякі можливості програмного комплексу Autodesk AutoCAD.

2.1. Інтерфейс програмного комплексу

Інтерфейс програмного комплексу має сучасний дизайн із стрічкою. Зовнішній вигляд вікна AutoCAD 2017 наведено на рис. 1 (вигляд може відрізнятися в залежності від версії програми та налаштувань користувача).

Рис. 1. Інтерфейс користувача

1. Головне меню. 2. Панель швидкого доступу. 3. Стрічка команд. 4. Вкладки проектів. 5. Робоче поле. 6. Вкладки аркушів. 7. Командний рядок. 8. Рядок стану.

Головне меню використовується для файлових операцій, друку, доступу до загальних утиліт, налаштувань, тощо.

Панель швидкого доступу містить найбільш вживані команди. Ви можете також налаштувати її під себе додавши, або видаливши команди.

Стрічка команд містить переважну більшість команд AutoCAD. Ці команди згруповано за особливостями їх використання у вкладках. Це такі групи, як креслення, редагування, вставка, анотації, тощо.

Вкладки проектів відображають поточні відкриті проекти та закладку стартового вікна.

Робоче поле містить безпосередньо креслення.

Вкладки аркушів необхідні для відображення аркушів, створених у поточному файлі та вкладки моделі, в якій виконується креслення.

Командний рядок використовується для введення команд з клавіатури.

Рядок стану використовується для задання допоміжних властивостей середовища креслення. На кшталт прив’язки до певних кутів, відображення сітки, динамічного введення даних, відображення ваги ліній та ін.

Переважна більшість команд може вводитися як за допомогою миші, так і з клавіатури. Найменування команд доступні в онлайн або офлайн довідці, що викликається натиском на клавішу F1.

Для зміни робочого простору (наприклад для переходу до команд тривимірного моделювання) необхідно в рядку стану натиснути на кнопку з зображенням шестерні, рис. 2. Після цього вибираємо необхідний робочий простір. Для базового тривимірного моделювання служить 3D Basics.

Рис. 2. Перехід до робочого простору тривимірного моделювання

Для переходу до іншого робочого простору слід виконати ті самі дії.

2.2. Основні принципи тривимірного моделювання

Навігація у тривимірному просторі AutoCAD виконується за допомогою видового куба (рис. 3, а), колеса навігації (рис. 3, б), сполучень з клавіатури. Наприклад для повороту простору креслення відносно певної точки необхідно затиснути клавішу Shift та колесо миші і водити нею в потрібному напрямку.

Рис. 3. а) видовий куб; б) колесо навігації.

AutoCAD підтримує твердотільне та поверхневе моделювання. Тривимірне твердотільне моделювання в AutoCAD полягає у створенні тривимірних примітивів та подальшим редагуванням їх за допомогою Булевих операцій. Програмний комплекс надає користувачу такі базові примітиви: коробка, циліндр, конус, сфера, піраміда, клин, тор та стіна (Polysolid). Також надається можливість створювати об’єкти за допомогою функцій видавлювання, повороту, видавлювання за перерізами та видавлювання за траєкторією; для цих команд необхідна наявність мінімум одного двовимірного об’єкта креслення.

Розглянемо базові примітиви. Перемкнувшись у робочий простір 3D Basics та вибравши за допомогою видового куба вигляд як на рис. 3, а), вибираємо з стрічки команд команду Box.

Буде запропоновано ввести координати першої точки.

Клацнувши будь-де в робочому просторі (або ввівши координати з клавіатури), отримаємо запрошення ввести координати другої точки, при цьому за курсором тягтиметься пропонований прямокутник.

Аналогічно вказавши другу точку (друга точка діагоналі основи), отримаємо запрошення на введення висоти коробки. Її можна знову-ж таки ввести з клавіатури, або клацнути лівою кнопкою миші в довільному місці. В результаті отримаємо подібну коробку.

Робота з іншими командами побудови примітивів подібна до наведеної вище, тому детально зупинятися на ній не будемо. Відмітимо лише, що при побудові примітивів доступні опції:

• коробка – побудова за діагоналлю основи, побудова від центра діагоналі основи, побудова куба, побудова за трьома вимірами;

• циліндр – побудова за радіусом основи та висотою, побудова за трьома (двома) точками основи та висотою, побудова за дотичними до основи та висотою, побудова циліндра з еліпсом в основі;

• конус – побудова за радіусом (трьома точками, двома точками, дотичними) основи та висотою, побудова конуса з еліпсом в центрі, побудова зрізаних конусів;

• сфера – побудова за радіусом, діаметром, трьома (двома) точками, дотичними;

• піраміда – побудова з багатокутником в основі, заданим радіусом вписаного чи описаного кола або довжиною сторони, та висотою, побудова зрізаної піраміди;

• клин – побудова клина за діагоналлю основи та висотою, побудова клина у вигляді половини куба;

• тор – побудова тора за радіусами чи діаметрами великого та малого кола;

• стіна – побудова стіни з заданими висотою та шириною, прямолінійними чи кривими відрізками, а також з певним раніше заданим профілем.

Розглянемо ще чотири способи створення твердих тіл у AutoCAD.

Операція видавлювання. Команда Extrude (видавлювання) дозволяє створювати тривимірні тіла із заданого замкненого двовимірного контуру, шляхом його видавлювання вздовж осі, перпендикулярної двовимірному об’єкту.

Нехай дано довільний двовимірний контур (рис. 4).

Рис. 4.

Вибираємо з стрічки команд команду Extrude (видавлювання), вибираємо двовимірний об’єкт, задаємо мишею напрямок видавлювання, вводимо висоту видавлювання та натискаємо клавішу Enter. Результат показано на рис. 5.

Рис. 5.

Також можна змінювати режим видавлювання – тверде тіло або поверхня, задавати кут ухилу від однієї основи до іншої.

Операція обертання використовується, коли тіло, яке необхідно побудувати є тілом обертання. Нехай потрібно побудувати тіло обертання, половина поперечного перерізу якого зображена на рис. 6. Половина поперечного перерізу повинна бути замкненою полілінією.

Рис. 6.

Вибираємо з стрічки команд команду Revolve (обертання). Вибираємо замкнений контур, натискаємо клавішу Enter, двома кліками вказуємо довшу сторону, як вісь обертання, натискаємо Enter. Результат показано на рис. 7.

Рис. 7.

Операція видавлювання за перерізами використовується у тому випадку, коли нам відомо декілька поперечних перерізів, розташованих один за одним. Наприклад, необхідно побудувати тіло, яке має в різних перерізах форму квадрата, трикутника та кола (рис. 8).

Рис. 8.

Вибираємо команду Loft (видавлювання за перерізами), вибираємо перерізи за порядком в тілі, натискаємо Enter двічі. В результаті отримуємо тіло (рис. 9), яке має в трьох перерізах форми, задані раніше.

Рис. 9.

Операція видавлювання за траєкторією. Використовується для побудови твердих тривимірних тіл шляхом видавлювання двовимірного контуру за певною траєкторією. Наприклад необхідно видавити прямокутник вздовж сплайну (рис. 10).

Рис. 10

Звернемо увагу, що прямокутник побудовано у площині XoZ, а сплайн – у площині XoY. Вибираємо команду Sweep (видавлювання за траєкторією), вибираємо прямокутник, натискаємо Enter, вибираємо сплайн і знову натискаємо Enter. Результат показано на рис. 11.

Рис. 11.

Базовими та найбільш вживаними командами Булевих операцій у AutoCAD є об’єднання, віднімання та перетин. На їх основі розроблені й інші команди, проте вони мають більш специфічний ужиток та застосовуються не так часто, як основні.

Команда об’єднання. Нехай задано два окремих тіла, які перетинаються, або мають якусь спільну площину (рис. 12). Необхідно їх об’єднати в єдине тіло.

Вибираємо з стрічки команд команду Union (об'єднання), вибираємо обидва тіла та натискаємо клавішу Enter. В результаті отримуємо єдине тривимірне тіло (рис. 13).

Команда віднімання. Нехай задано два окремих тіла, що перетинаються (рис. 14). Необхідно вирізати з більшої коробки меншу.

Вибираємо з стрічки команд команду Subtract (віднімання). Виділяємо більшу коробку, клацнувши по ній, натискаємо клавішу Enter, вибираємо меншу коробку і знову натискаємо клавішу Enter. Результат віднімання зображено на рис. 15.

Рис. 12.

Рис. 13.

Рис. 14.

Рис. 15.

Команда перетину. Нехай задано два окремих тіла (рис. 16). Необхідно побудувати тіло, утворене їх перетином.

Рис. 16.

Вибираємо з стрічки команд команду Intersect (перетин). Виділяємо обидва тіла та натискаємо клавішу Enter. Результат перетину піраміди та тора показано на рис. 17.

Рис. 17.