Мартынюк В.А.
Второй семинар – вспомогательные элементы 1
Системы координат в NX 7.5 1
Рабочая система координат 2
Ориентация РСК 3
Когда еще нужно вспоминать про РСК 4
Базовые системы координат 4
Как восстановить потерянную базовую систему координат 5
Понятие ассоциативности 6
Вспомогательные координатные плоскости 8
Ассоциативно связанная и фиксированная координатные плоскости 9
Способы построения координатной плоскости 10
Вспомогательные координатные оси 11
Построение перпендикулярных координатных осей 12
Построение точек 14
Первый способ построения точек – точный ввод 14
Построение точки со смещением относительно другой точки 15
Построение точки на грани 15
Построение точки на вспомогательной плоскости 16
Построение наборов точек 17
Системы координат вNx7.5
На первом семинаре мы уже упоминали о том, что в системе NX7.5 присутствуют целых три системы координат:
Рабочая система координат – (РСК ).
Базовые системы координат (их может быть несколько) .
Абсолютная система координат , которая никогда не меняет своего положения. В начальный момент работы с новым проектом все вышеперечисленные системы координат совпадают по месту, и по ориентации осей с абсолютной системой координат.
рис.1 рис.2
Самое первое, что вы видите на экране, в рабочей области, когда начинаете новый проект с шаблоном «Модель» – это:
Триада векторов с кубиком в левом нижнем углу экрана (рис.1). Она всегда показывает ориентацию осейабсолютной системы координат в случае поворота вашей модели.
Две совмещенные системы координат в центре (рис.2): РСК (цветные стрелки) и Базовая система координат (коричневые стрелки), которые совпадают с абсолютной системой координат. На рис. 2 эти две системы координат совмещены. А самаабсолютная система координат считается невидимой.
Рабочая система координат
Рабочая система координат (РСК) в проекте всегда единственная. Но её можно произвольно перемещать в пространстве. Зачем? Дело в том, что в NX7.5 существует очень важное понятие –рабочая плоскость . Этоплоскость XOY рабочей системы координат .
Зачем нужно понятие рабочей плоскости? Дело в том, что в NX7.5, как и в любой другой графической системе, существуетаппарат плоских построений . Но если в иных системах таким инструментом плоских построений является толькоплоское эскизирование , то вNX7.5 кроме построения плоских эскизов в падающем менюВставить \ Кривые существует целый набор инструментов, с помощью которых возможнопрямое рисование плоских примитивов вообще без упоминания о каких-либо эскизах (рис.3).
Но ведь это плоские примитивы. Значит, они должны быть нарисованы в плоскости! В какой плоскости? Именно в рабочей плоскости !
Таким образом, если вам захочется как-то произвольно ориентировать в пространстве плоский эллипс, вам придется предварительно соответственно ориентировать РСК, и её рабочую плоскость. А уже потом в этой рабочей плоскости построить, например, эллипс (рис.4).
Программирование в абсолютных координатах – G90. Программирование в относительных координатах – G91. Инструкция G90 будет интерпретировать перемещения как абсолютные значения по отношению к активной нулевой точке. Инструкция G91 будет интерпретировать перемещения как приращения по отношению к ранее достигнутым положениям. Эти инструкции являются модальными.
Установка значений координат – G92. Инструкцию G92 можно использовать в кадре без осевой (координатной) информации или с осевой координатной информацией. При отсутствии осевой информации все значения координат преобразуются в систему координат станка; при этом снимаются все компенсации (коррекции) и смещение нуля. При наличии осевой информации указанные значения координат становятся текущими. Данная инструкция не инициирует каких-либо перемещений, действует в рамках одного кадра.
N…G92 X0 Y0 /Текущие значения координат X и Y устанавливаются в нуль. Текущее значение координаты Z остается неизменным.
N…G92 /Снимаются коррекции и смещения нуля.
Выбор плоскости – G17 (плоскость XY), G18 (плоскость XZ), G19 (плоскость YZ). Инструкции определяют выбор рабочей плоскости в системе координат детали или программы. Работа инструкций G02, G03, G05, программирование в полярных координатах, эквидистантная коррекция непосредственно связаны с этим выбором.
Траектории движения (типы интерполяции)
Линейная интерполяция предполагает движение по прямой линии в трехкоординатном пространстве. Перед началом интерполяционных расчетов система ЧПУ определяет длину пути, исходя из запрограммированных координат. В процессе движения осуществляется контроль контурной подачи так, чтобы ее величина не превышала допустимых значений. Движение по всем координатам должно завершиться одновременно.
При круговой интерполяции движение осуществляется по окружности в заданной рабочей плоскости. Параметры окружности (например, координаты конечной точки и ее центра) определяются до начала движения, исходя из запрограммированных координат. В процессе движения осуществляется контроль контурной подачи так, чтобы ее величина не превышала допустимых значений. Движение по всем координатам должно завершиться одновременно.
Винтовая интерполяция представляет собой комбинацию круговой и линейной.
Линейная интерполяция при ускоренном перемещении - G00, G200. В процессе ускоренного перемещения запрограммированное перемещение интерполируется, а движение к конечной точке осуществляется по прямой линии с максимальной скоростью подачи. Скорость и ускорение подачи, по крайней мере для одной оси, - максимальны. Скорость подачи других осей контролируется таким образом, чтобы движение всех осей завершилось в конечной точке одновременно. Пока инструкция G00 активна, движение замедляется до нуля в каждом кадре. Если же в замедлении скорости подачи до нуля в каждом кадре необходимости нет, то вместо G00 используют G200. Значение максимальной скорости подачи не программируют, но задают так называемыми «машинными параметрами» в памяти системы ЧПУ. Инструкции G00, G200 являются модальными.
Линейная интерполяция с запрограммированной скоростью подачи - G01. Перемещение с заданной скоростью подачи (в F слове) по направлению к конечной точке кадра осуществляется по прямой линии. Все координатные оси завершают движение одновременно. Скорость подачи в конце кадра снижается до нуля. Запрограммированная скорость подачи является контурной, т.е. значения подачи для каждой отдельной координатной оси будут меньше. Значение скорости подачи обычно ограничивают настройкой «машинных параметров». Вариант комбинации слов с инструкцией G01 в кадре: G01_X_Y_Z_F_.
Круговая интерполяция – G02, G03. Перемещение в кадре осуществляется по окружности с контурной скоростью, заданной в активном F-слове. Движение по всем координатным осям завершается в кадре одновременно. Эти инструкции модальны. Приводы подачи задают перемещение по окружности с запрограммированной подачей в выбранной плоскости интерполяции; при этом инструкция G02 определяет движение по часовой стрелке, а инструкция G03 – против часовой стрелки. При программировании окружность задают с помощью ее радиуса или координат ее центра. Дополнительная опция программирования окружности определяется инструкцией G05: круговая интерполяция с выходом на траекторию по касательной.
Программирование окружности при помощи радиуса. Радиус всегда задают в относительных координатах; в отличие от конечной точки дуги, которая может быть задана как в относительных, так и в абсолютных координатах. Используя положение начальной и конечной точек, а также и значение радиуса, система ЧПУ прежде всего определяет координаты окружности. Результатом расчета могут стать координаты двух точек ML, MR, расположенных соответственно слева и справа от прямой, соединяющей начальную и конечную точки.
Расположение центра окружности зависит от знака радиуса; при положительном радиусе центр будет находиться слева, а при отрицательном радиусе – справа. Расположение центра определяется также инструкциями G02 и G03.
Вариант комбинации слов с инструкцией G03 в кадре: N_G17_G03_X_Y_R±_F_S_M. Здесь: инструкция G17 означает выбор круговой интерполяции в плоскости X/Y; инструкция G03 определяет круговую интерполяцию в направлении против часовой стрелки; X_Y_ представляют собой координаты конечной точки дуги окружности; R – радиус окружности.
Программирование окружности при помощи координат ее центра. Координатные оси, относительно которых определяется положение центра, параллельны осям X, Y и Z соответственно, а соответствующие координаты центра имеют наименования I, J и K. Координаты устанавливают расстояния между начальной точкой дуги окружности и ее центром М в направлениях, параллельных осям. Знак определяется направлением вектора от А к М.
N… G90 G17 G02 X350 Y250 I200 J-50 F… S… M…
Пример программирования полной окружности: N… G17 G02 I… F… S… M…
Круговая интерполяция с выходом на круговую траекторию по касательной – G05. Система ЧПУ использует инструкцию G05 для расчета такого кругового участка, выход на который из предыдущего кадра (с линейной или круговой интерполяцией) осуществляется по касательной. Параметры формируемой дуги определяются автоматически; т.е. программируется только ее конечная точка, а радиус не задается.
Винтовая интерполяция – G202, G203. Винтовая интерполяция складывается из круговой интерполяции в выбранной плоскости и линейной интерполяции для остальных координатных осей, общим числом до шести круговых осей. Плоскость круговой интерполяции определяется инструкциями G17, G18, G19. Движение по окружности по часовой стрелке осуществляется соответственно инструкцией G202; движение по окружности против часовой стрелки – G203. Программирование окружности возможно как с использованием радиуса, так и с использованием координат центра окружности.
N… G17 G203 X… Y… Z… I… J… F… S… M…
CSS -P, а во-вторых, он поддерживается только браузерами Netscape.И его программирование на JavaScript - это сплошное "минное поле " между двумя основными браузерами. При просмотре этих страниц следует отдавать себе отчет в том, что для каждого браузера загружается своя страница описания свойств позиционирования и программирования этих свойств.
До появления CSS-P единственным средством относительно точного позиционирования были таблицы. Они позволяли точно расположить компоненты HTML-страницы относительно друг друга на плоскости. CSS-P позволяет точно разместить элемент разметки не только относительно других компонентов страницы, но и относительно границ страницы.
Кроме того, CSS-P добавляет странице еще одно измерение - элементы разметки могут "наезжать" друг на друга.
При этом можно менять порядок "наезда" - перекладывать слои . Чтобы в этом убедиться, достаточно воспользоваться ссылкой из приведенного примера.
Но и это еще не все.
Слои можно проявлять. (открыть)
Рис.
5.1.
Рис. 5.2.
Термин " слой " вместо "блочный элемент разметки " используется здесь по той причине, что он лучше отражает эффект, который достигается за счет позиционирования , а вовсе не в пику приверженцам Microsoft.
Теперь переходим к обсуждению атрибутов позиционирования . (открыть)
Рис. 5.3.
Рис. 5.4.
Координаты и размеры
Стандарт CSS-P позволяет с точностью до пиксела разместить блочный элемент разметки в рабочем поле окна браузера. При таком подходе возникает естественный вопрос: как устроена система координат , в которой автор страницы производит размещение ее компонентов.
CSS-P определяет две системы координат : относительную и абсолютную . Это позволяет обеспечить гибкость размещения элементов как относительно границ рабочего поля окна браузера, так и относительно друг друга.
Блоки - это не абстрактные точки, которые не занимают на плоскости страницы места. Блоки представляют собой прямоугольники, которые "заметают" площадь . Текст и другие компоненты страницы под блоком становятся недоступны пользователю, поэтому линейные размеры блока имеют для создания HTML-страниц не меньшее значение , чем его координаты .
При использовании " абсолютных " координат точка отсчета помещается в верхний левый угол родительского блока (например, окна браузера), а оси X и Y направлены вправо по горизонтали и вниз по вертикали, соответственно:
Рис. 5.5.
Если в этой системе координат некоторый блочный элемент должен быть размещен на 10 px ниже верхнего обреза рабочей области браузера и на 20 px правее левого края рабочей области браузера, то его описание будет выглядеть следующим образом:
Example { position:absolute;top:10px; left:20px; }
В данной записи тип системы координат задан атрибутом position (значение - absolute ), координата X задана атрибутом left (значение - 20 px ), координата Y - атрибутом top (значение - 10 px ).
Атрибуты top и left определяют координаты верхнего левого угла блока в абсолютной системе координат . (открыть)
Рис. 5.6.
Значения координат могут быть и отрицательными. Для того, чтобы убрать из отображаемой области блок с линейными размерами 100 px (высота) на 200 px (ширина), достаточно позиционировать его следующим образом: (открыть)
Example { position:absolute; top:-100px;left:-200px; width:200px;height:100px; }
Рис. 5.7.
Абсолютное позиционирование применяется тогда, когда либо все содержание страницы должно быть доступно без скроллинга ("прокрутки"), либо когда элементы разметки находятся в начале страницы и их взаимное расположение важно с точки зрения дизайна, например, для использования всплывающих меню.
Данная координатная система позволяет разместить блоки на странице в координатах охватывающего их блока. Преимущества такой системы координат очевидны: она позволяет сохранять взаимное расположение элементов разметки при любом размере окна браузера и его настройках по умолчанию.
В качестве точки отсчета в этой системе координат выбрана точка размещения текущего блока по умолчанию. Ось X при этом направлена горизонтально вправо, а ось Y - вертикально вниз.
Чтобы задать координаты блока, в этой системе применяют запись типа: (открыть)
Рис. 5.8.
Для работы с относительной системой координат лучше пользоваться универсальными блоками DIV . Это связано с тем, что в Netscape Navigator, например, параграф не может содержать параграфов. Любой блок немедленно закрывает параграф, следовательно, вложить в него что-либо нельзя.
В относительной системе
Компьютерная графика
Учебное пособие
Санкт-Петербург
1.1. Основы работы в среде AutoCAD.. 4
1.2. Построение чертежа по 3D-технологии. 10
1.3. Лабораторная работа №1. 15
1.4. Типовые соединения деталей. 19
1.5. Виды изделий и конструкторских документов. 27
1.6. Лабораторная работа №2. 32
2.1. Объекты в 3ds Max. 39
2.2. Методы преобразования геометрических объектов. 45
2.3. Лабораторная работа №3. 48
2.4. Лофтинговое моделирование. 50
2.5. Деформация моделей, построенных методом лофтинга. 53
2.6. Лабораторная работа №4. 56
2.7. Сетчатые оболочки. 58
2.8. Редактирование сетчатых оболочек. 61
2.9. Лабораторная работа №5. 66
2.10. Источники света. 67
2.11. Съемочные Камеры.. 70
2.12. Материалы.. 75
2.13. Лабораторная работа №6. 80
2.14. Анимация. 82
2.15. Движение объектов по заданному пути. 86
2.16. Лабораторная работа №7. 88
3. Графическое программирование. 90
3.1. Описание набора драйверов DirectX.. 90
3.2. Описание графической системы OpenGL. 93
3.3. Основы OpenGL. 96
3.4. Рисование геометрических объектов. 102
3.5. Лабораторная работа №8. 107
Список литературы.. 110
AutoCAD - наиболее распространенная в мире система автоматизированного проектирования и выпуска рабочей конструкторской и проектной документации. С его помощью создаются двумерные и трехмерные проекты различной степени сложности в области архитектуры и строительства, машиностроения, геодезии и т.д. Формат хранения данных AutoCAD де-факто признан международным стандартом хранения и передачи проектной документации.
Основным достоинством AutoCAD является доступность для создания на его базе мощных специализированных расчетно-графических пакетов. Autodesk выпускает две основных линейки продуктов, предназначенных для архитекторов (Autodesk Architectural Desktop) и машиностроителей (Autodesk Mechanical Desktop). Все эти продукты используют AutoCAD как основу.
Первая версия MicroCAD (прототипа AutoCAD) была выпущена 25 августа 1982 года. Этот день считается датой выхода первого продукта компании Autodesk.
Основы работы в среде AutoCAD
Строка состояния
Строка состояния (рис. 1.1) отображает текущие координаты курсора и содержит кнопки включения/выключения режимов черчения:
· SNAP - Snap Mode (Шаговая привязка) - включение и выключение шаговой привязки курсора;
· GRID - Grid Display (Отображение сетки) - включение и выключение сетки;
· ORTHO - Ortho Mode (Режим «Орто») - включение и выключение ортогонального режима;
· POLAR - Polar Tracking (Полярное отслеживание) - включение и выключение режима полярного отслеживания;
· OSNAP - Object Snap (Объектная привязка) - включение и выключение режимов объектной привязки;
· OTRACK - Object Snap Tracking (Отслеживание при объектной привязке) - включение и выключение режима отслеживания при объектной привязке;
· MODEL/PAPER - Model or Paper space (Пространство модели или листа) - переключение из пространства модели в пространство листа;
· LWT - Show/Hide Lineweight (Отображение линий в соответствии с весами) - включение и выключение режима отображения линий в соответствии с весами (толщинами).
Рис. 1.1. Строка состояния
Использование объектной привязки позволяет сократить время работы над чертежом, так как в ряде случаев отпадает необходимости ручного ввода координат, необходимо лишь указать курсором на уже существующую точку, принадлежащую какому-либо объекту.
Окно командных строк
Окно «Command Line» (Командная строка, рис. 1.2) обычно расположено над строкой состояния и служит для ввода команд и вывода подсказок и сообщений AutoCAD. На рис. 1.2 приведен пример создания клина (инструмент «Wedge» панели инструментов «Solids») с помощью командной строки. Его можно задать путем указания двух противоположных вершин основания и высоты, либо одной вершины, длины, высоты и ширины (для клина, вписанного в куб, – вершины и значения стороны). При перечислении параметры задаются через запятую. Разделитель целой и дробной части – точка.
Рис. 1.2. Окно командных строк
Системы координат
В AutoCAD существуют две системы координат: мировая система координат World Coordinate System (WCS) и пользовательская система координат User Coordinate System (UCS). Активна только одна система координат, которую принято называть текущей. В ней координаты определяются любым доступным способом.
Основное отличие мировой системы координат от пользовательской заключается в том, что мировая система координат может быть только одна (для каждого пространства модели и листа), и она неподвижна. Применение пользовательской системы координат не имеет практически никаких ограничений. Она может быть расположена в любой точке пространства под любым углом к мировой системе координат. Это обусловлено тем, что проще выровнять систему координат с существующим геометрическим объектом, чем определять точное размещение точки в трехмерном пространстве.
Для работы с системами координат служит панель «UCS» (рис. 1.3). С ее помощью можно, к примеру, перейти от пользовательской системы координат к мировой (кнопка «World UCS») или выровнять систему координат по произвольному объекту (кнопка «Object UCS»).
Рис. 1.3. Панель инструментов «UCS»
Абсолютные и относительные координаты
В трехмерном и двумерном пространстве широко используются как абсолютные координаты (отсчитываемые от начала координат), так и относительные (отсчитываемые от последней указанной точки). Признаком относительных координат является символ @ перед координатами задаваемой точки: «@<число 1>,<число 2>,<число 3>».
Типовые виды на объекты
Для представления модели в различных видах служит панель инструментов «View» (Вид, рис. 1.4). Она позволяет представить модель как в шести стандартных видах, так и в четырех изометрических.
Рис. 1.4. Панель инструментов «View»
