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1、,项目八 计算机辅助设计在自动化控制工程设计中应用,项目八 计算机辅助设计在自动化控制工程设计中应用 任务1 计算机辅助设计概述计算机辅助设计技术也称为CAD技术，是英文Computer Aided Design的缩写，它是指在设计过程中，利用计算机作为工具，帮助设计人员进行设计的一切实用技术的总和。CAD技术领域很广，用的最为广泛的是二、三维的几何形体建模、绘图，各种机械零部件的设计、电路设计、建筑结构设计、自动化控制工程设计等。AutoCAD是Autodesk公司的主导产品。Autodesk公司是世界第四大PC软件公司。目前在CAD/CAE/CAM工业领域内，该公司是拥有全球用户量最多的软
2、件供应商，也是全球规模最大的基于PC平台的CAD和动画及可视化软件企业。 8.1.1 计算机辅助设计系统的分类,1.计算机辅助设计系统由硬件和软件两部分组成，要想充分发挥CAD的作用，必须要有高性能的硬件和功能强大的软件。 2. 计算机辅助设计系统的软件主要包括支撑软件和应用软件。 8.1.2 计算机辅助设计系统的构成1.系统应由硬件、系统软件、支撑软件、应用软件、数据库及网络构成。2. 硬件环境3.软件环境,8.1.3 图形数据库应用1. 建立图形文件建立图形文件采用“新建”命令。输入命令的方式通常有三种：从菜单中取菜单项 、从工具栏中单击图标以及从键盘键入命令字符串。2. 打开图形文件,3
3、. 保存图形文件AutoCAD的图形文件扩展名为“dwg”,保存图形文件有两种方式。,当用户发出“另存为”命令时，屏幕弹出“图像另存为”对话框（图8-2），要求用户对当前图形赋予新的文件名。,4. 数值的输入方式数值通常采用键盘输入方式。如距离、直径、半径等，可直接通过键盘输入数值或指定两点确定一段距离值。5.点的输入方式,6.移动光标任意拾取一点不需要指定某点的具体坐标值时，可以通过移动光标，在绘图区的适当位置单击鼠标左键确定一个任意点。7.直接输入距离确定一点 图8-3直线段训练图确定第一点后，还可以通过输入距离的方式确定下一点。移动光标相对当前拉出橡筋线，从键盘键入某一数值，代表输入点与
4、当前点连线的长度，系统执行命令后，屏幕显示沿橡筋线方向截得该长度，截取点即为输入的新点。在“正交”状态下采用这种输入方式可以快速准确地绘制指定长度的水平线段或垂直线段。8. 运用“对象捕捉”功能确定一点 运用AutoCAD的“对象捕捉”功能可以准确地捕捉到实体上的特殊点或与实体相关的点。调用“对象捕捉”功能捕捉某一定点时，只要将光标靠近选择对象，系统会自动捕捉到该对象。,8.1.4 电子绘图操作1. 图形界限设置图形界限是指绘图区域的大小。 “图形界限”命令（LIMITS）。2. 图形单位设置“单位”命令单击“方向”按钮，屏幕将弹出“方向控制”子对话框（图8-6）。系统缺省的零度方向为“东”，
5、即沿X轴的正向角度为零。输入点的极坐标时，输入角度是以指定的基准角度方向为起点的。例如，选择基准角度方向为“北”，相对于当前点输入某点的极坐标，角度值取零，则该点应处于 图8-6“方向控制”子对话框 Y轴正向。用户除了可以选择东南西北其中一个方向作为零度方向，还可以选取“其他”，在“角度”一栏输入指定的角度值作为零度方向。用户是否重新设置零度所在方向则可视个人习惯而定。,8.1.5 绘图辅助工具为帮助用户建立一个更好的绘图环境，方便快捷的绘制高精度的图形，AutoCAD提供了一些绘图辅助工具。用户可根据需要从菜单栏的“工具”项中选取“草图设置”，分别进入“捕捉和栅格”、“极轴追踪”、和“对象捕
6、捉”选项卡，设置相应的参数。1. 捕捉和栅格设置捕捉模式，可控制光标按用户设定的捕捉间距跳跃移动，准确落在栅格点上。栅格可以看成是点的矩阵排列，用户可按需要设定沿X和Y方向的点的间隔，当打开栅格模式时，屏幕上将显示按规律排布的点。 通过“工具”菜单中的“草图设置”选项打开“草图设置”话框，进入“捕捉和栅格”选项卡（图8-7），选取“启用捕捉”和“启用栅格”。,（1）捕捉捕捉X轴间距：设定栅格点沿X方向的间距。捕捉Y轴间距：设定栅格点沿Y方向的间距。 （2）栅格栅格X轴间距：在此栏中输入设定值，确定点沿X方向的间距。 （3）捕捉类型和样式 捕捉类型指栅格捕捉和极轴捕捉。,2. 极轴追踪设置极轴追
7、踪，可以桌子uan设定的角度增量产生的对其路径（以虚线显示），从而准确捕捉对齐路径上的点。例如，设定角度增量为30，相对前一点输入当前点，当移动光标拉出的橡筋线与水平方向所成夹角 为30的整数倍数（如30、60、90）时，在与橡筋线重合处即出现一条虚线，鲜花似追踪的极轴对齐路径，当光标停留在对齐路径上任一位置，将出现一个“+”标记，此时可采用直接输入距离法或任意拾取点的方法获得一点，该点必在对齐路径上。通过“工具”菜单中的“草图设置”选项打开“草图设置”对话框，进入“极轴追踪”选项卡（图8-8），选取“启用极轴追踪”。 “极轴追踪”选项卡中各选项的说明如下：（1）极轴角设置（2）对象捕捉追踪设
8、置,（3）极轴角测量单位 绝对。标号四根据当前用户坐标系确定极轴追踪角度。 相对上一段。表示极轴角的测量值以上一次绘制的直线段为零度基准。,3.对象捕捉追踪设置对象捕捉追踪，可以追踪通过对象捕捉点（只能是端点、中点或交点）的极轴对齐路径，从而准确捕捉处于对齐路径上的点或两条对齐路径的交点。通过“工具”菜单中的“草图设置”选项卡（图8-9），在“启用对象捕捉”打开的前提，选取“启用对象捕捉追踪”。,8.1.6 图层与线型1. 图层及其性质图层是是图形实体具有特定属性的透明层。,2. 图层的性质 一幅图可以包含多个图层，每层中的图形实体数量不受限制。 每当创建一张新图，系统会自动生成“0”层，“0
9、”层的缺省颜色是“白色”，缺省线型是Continuous”(连续线)，缺省线宽是“默认”。“0”层不能被清除。 同一张图中不允许建立两个相同层名。,任务2 图层设置 8.2.1 线型加载系统有两个线型库文件，文件中定义了各种线型。用户首先必须从线型库文件中选取需要的线型并加载到当前图形文件中，才能在创建新图层时赋予图层某种特定的线型。 1.“线型”命令,（1）功能 设置当前线型。 把用户需要的线型加载到图形文件中以便设置图层时进行线型选择。 调整当前线型比例（对连续线无效）。 删除已加载但没有使用过的线型。 （2）命令格式 菜单位置“格式”“线型”屏幕 弹出“线型管理器”对话框（图8-11）。
10、 工具栏与图标：单击“对象特性工具栏”中“线型列表”的翻页箭头，选取“其他”（图8-12）,2. 线型加载 （1）操作步骤 在如图8-10所示的对话框中单击“加载”，弹出“加载或重载线型”对话框（图8-13）。 按住键盘上的“Ctrl”键，同时移动鼠标点取需要加载的线型，然后单击“确定”，返回上一级对话框，对话框中即显示已加载的线型。 （2）线型使用的说明,缺省线型“Continuous” 系统的缺省线型为“Continuous”，即连续线。没新建一张图形，连续线已经存在。 非连续线型的加载 绘制机械图形常用的集中非连续线型分别是虚线、点画线和双点画线。 线型比例 在“线型管理器”对话框中，但
11、积极“显示细节”按钮，对话框下方将显示“详细信息”，有领个选项是用于控制当前图形中非连续线型的长短缩放的。,8.2.2 图层设置 1.“图层”命令 (1)功能用于创建新图层并设定图层的颜色、线型和线宽，调出当前层和改变层的状态等。,(2)命令格式 菜单位置:“格式”“图层”显示“图层特性管理器”对话框（图8-14）。 工具栏与图标：在“对象特性工具栏”中单击图标,键入命令 Command:La“图层”命令Layer的缩写,（3）图层设置 操作步骤 在如图8-14所示的对话框，对话框中单击“新建”，在“0”层下方显示一新层，缺省层名为“图层1”，用户可按需要改变新层名。新层的颜色、线型、线宽等自
12、动继承“0”层的特性。,图8-14“图层特性管理器”,在新建图层一行中单击对应的颜色、线型和线宽项，将分别弹出“选择颜色”、“线宽”和“选择线型”对话框（图8-15 图8-17），供用户确定新层的特性；也可在“详细信息”一栏中单击对应项目的翻页箭头，弹出颜色、线宽和线型列表，对新层的特性进行设置。,图8-15“选择颜色”对话框 图 8-16“线宽”对话框 图8-17“选择线型”对话框,完成若干新层的设置后，单击“确定”。设好的图层将随当前图形存盘。,8.2.3 图层管理1. 图层状态 (1)当前层接纳用户当前输入图形实体的图层。当前层只有一个，用户可以按需要随时调出其他已设定的层作为当前层。,
13、设置当前层较为简便的方法是单击“图层工具栏”中“层列表”一栏（图8-18），即显示已设置的图层及其特性和状态，移动鼠标带动光标条至需要调用的层并单击它，该层即成为当前层。 (2)把对象所在图层设置为当前层当用户希望调出某图形实体所在层作为当前层， 可单击“图层工具栏”中的图标 ，命令行出现下列提示。 (3)打开与关闭当图层被关闭时，该层中的实体仍参与系统内部的运算，且生成信息，但这些信息不显示在屏幕上。当选择一个关闭的图层作为当前层或关闭当前层时，屏幕上均出现警句“当前层被关闭”，然后执行用户指令。 (4)冻结与解冻 (5)锁定与解锁,2. 当前图层的颜色、线型和线宽(1)改变当前层颜色图层的
14、颜色是用颜色号来表示的，颜色号是从1255的整数。前面7个颜色好已经赋予标准颜色。 当用户需要改变当前颜色时，可单击“对象特性”工具栏 中的“颜色列表”（图8-20），移动鼠标拖动光标条知选 定的颜色并拾取它，则所选颜色成为当前颜色。(2)改变当前线型用户需要改变当前线型，只能在已加载的线型范围内重新选择。线型加载前，当前图形只有三个缺省选项：Bylayer（随层）、Byblock（随块）和 Continuous （连续线）。(3)改变当前线宽 当用户需要改变当前线宽，可单击“对象特性”工具 栏中的“线宽列表”（图8-21），移动鼠标拖动光标条至 选定的线宽并拾取它，则所选线宽成为当前线宽。,
15、图8-20 图层的颜色、线型和线宽选择,(4)使用“颜色、线型和线宽列表”的说明选用“颜色列表”中“选择颜色”选项，表示选择7种标准色以外的颜色作为当前颜色。点取该选项，将出现“选择颜色”对话框。选定一种颜色、一种线型和一种线宽作为当前颜色、线型和线宽，则今后无论调入哪一层作为当前层，绘制出来的实体颜色、线型和线宽均不随图层特性而改变。选择各列表中“Bylayer”，表示绘制的图层实体颜色、线型和线宽随当前图层特性。选择各列表中的“Byblock”,表示“随块”。绘制的图形实体是白色连续线，显示无线宽。该选项只对“块定义”与“块插入”有影响。,任务3 基本图形的绘制 8.3.1 画线方法1.
16、绘制直线菜单位置：“绘图”“直线”。工具栏与图标：在“绘制工具栏”中单击图标。键入命令 命令：L “直线”命令的缩写,8.3.2 画圆方法 1.“圆”命令 （1）功能绘制圆 （2）命令格式 菜单位置：“绘制”“圆”弹出下拉菜单项（图8-22）。 工具栏与图标：在“绘制工具栏”中单击图标。,键入命令 命令：C“圆“命令的缩写 CIRCLE指定圆的圆心或三点（3P）/两点（2P）/相切、相切、半径（T）: （3）选项说明 指定圆的圆心：表示采用指定圆心和半径（或直线）的方式产生圆。当圆心确定后，命令行继续提示如下。 指定圆的半径或直径在（D）: 三点（3P）：给出圆周上三点确定一个圆。 两点（3P）:给出圆周上两点（直径）确定一个圆。 相切、相切、半径（T）：绘制一个圆与另两个图形实体（可以是圆、直线或圆弧）相切，通过捕捉两个切点和指定圆的半径产生相切圆。,
