CADCAM原理及应用.ppt

CAD/CAM原理与应用 第4章 计算机绘图 计算机绘图 4.1 概述 ◆ 1950年，世界上第一台图形显示器“旋风一号”在美国问世； ◆ 1958年，美国CALCOMP公司制成滚筒式绘图仪； ◆ 1958年， GERBER公司制成平板式绘图仪； ■ 1963年，MIT的I. E. Sutherland开发了人机交互图形系统； ■ 1966年，美国Lockheed公司与IBM公司联合开发并推出了著名 的CAD/CAM系统“计算机图形增强设计与制造软件包”(CADAM)； ■ 20世纪70年代之后，图形辅入输出设备迅速发展； ■ 80年代， CAD/CAM系统硬件、软件更加成熟； ■ 90年代，光栅扫描式大屏幕彩色图象终端、工程扫描仪、静电绘图机；三维实体设计； ★ 目前，计算机图形在工程设计、NC编程、工况检测、仿真模拟、制导技术、临床医学、动画制作等领域得到广泛应用。 4.1.1 计算机绘图的含义及作用 ★ 含义 利用计算机存贮、生产图形，并在计算机控制下，把过去由人工一笔一画完成的绘图工作由自动绘图机等图形输出设备来完成。 ★ 特点 计算机绘图不仅可以形象地产生和复制各种类型的图形，还可方便地对图形进行存贮、调用、编辑和修改，并通过绘图机输出。计算机绘图可以大大提高绘图质量和效率，减少人工工作量。 计算机绘图在改革传统的工程制图技术方面有其重要的作用。就机械CAD而言，计算机绘图是一个重要的、占据较多工作量的环节。 4.1.2 计算机绘图系统的类型和组成 一个完整的计算机图形系统应当具有由图变“数”和由“数”变图两种功能。 由计算机控制绘图机输出图样，实际上是将其中的图形数据转化成几何线条、填充区域、文本字符，这就是由“数”变图； 由绘图机自动输出图样，就必须使计算机首先存有图形数据，这就需要向计算机输入图形，即由图变“数”。 无形图样：技术人员以计算机为工具边设计、边构思、边绘图，产品结构及投影图隐含在头脑中，工作结束，设计结果就存贮在计算机中； 已有图样：要将其输入计算机，或修改或保存管理。该项工作既可以通过人机交互或编程实现，也可以用扫描仪实现。 计算机绘图系统的类型和组成 1. 计算机绘图系统的类型 ● 静态自动绘图系统 把要绘制的图形编制成绘图程序，在绘图过程中不允许人工干预和修改，所绘图形若不符合要求，则需手工在图样上改动或修改绘图程序。 ● 动态交互式绘图系统 用户通过输入设备实时动态地控制图形，需要在设计过程中进行反复修改、分析、计算，尤其是新产品的设计。 计算机绘图系统的类型和组成 ▲ 硬件： 计算机主机 外存贮器 输入设备 输出设备 ▲ 软件： 图形软件 应用数据库 图形库 应用程序 4.1.3 计算机绘图方法 轮廓线法、参数化法、图元拼合法、尺寸驱动法、三维实体投影法。 1．轮廓线法 就是将组成图形的线条逐一绘出，它只取决于线条的端点坐标，不分先后，没有约束。该绘图方法比较简单，适应面也广，但绘图工作量大、效率低，容易出错。 ★ 工作方式： 一是静态绘图 编制程序，成批绘制图线，程序一经确定，所绘图形也就确定了，如要修改图形，只能修改程序； 二是交互式绘图 把计算机屏幕当作图板，通过鼠标或键盘点取屏幕菜单，按照人机对话方式生成图形。 计算机绘图方法 2．参数化法 首先建立图形与尺寸参数的约束关系，每个可变的尺寸参数用待标变量表示，并赋予一个缺省值。绘图时，修改不同的尺寸参数即可得到不同规格的图样。 ★ 特点及应用： 简单、可靠、绘图速度快。用于建立标准件图库、已定型系列化产品的图形库，不适于约束关系不定、结构可能经常变化的新产品设计。 ★ 工作方式： 程序绘图需将参数代入程序或在程序运行初期输入其中； 交互绘图则先将赋有缺省值的参数图以图形文件的形式存入系统，使用时调入，以人机对话的方式逐一改变参数。 计算机绘图方法 计算机绘图方法 计算机绘图方法 4．尺寸驱动法 是一种交互式的变量设计方法。首先按设计者的意图，将草