Prelucrarea prin deformare a metalelor este una dintre cele mai [606534]
4
PREFAȚĂ
Prelucrarea prin deformare a metalelor este una dintre cele mai
vechi îndeletniciri ale omului. De -a lungul istoriei, abilitatea de
prelucrare prin deformare a metalelor, utilizate în special pentru
construcția de arme și unelte casnice, a condus unele civilizații la o
dezvoltare economică accentuată.
La începutul secolului trecut, pentru prelucrarea metalelor s -au
inventat mașinile unelte care erau controlate de un operator ce realiză,
practic, toate mișcările sculei pentru obținerea piesei finite. Printre
operațiile tehnologice cele mai importante realizate de mașinile -unelte
se enumeră: extrudarea, matrițarea, ambutisarea, debitare etc.
În ziua de azi, deformare pe utilaje CNC este una dintre cele mai
importante activități pentru susținer ea și dezvoltarea industrială. Dintre
industriile beneficiare ale produselor executate cu aceste utilaje cea mai
importantă este industria constructoare de mașini. Industria auto,
aeriană și năvală utilizează motoare care au în compunere piese
mecanice pre lucrate prin deformare plastică.
Componentele hidraulice și pneumatice, motoarele electrice,
echipamentele mecanice din liniile de producție automatizate, iar în
domeniul casnic: mașinile de spălat, toate acestea și multe altele sunt
construite cu piese prelucrate cu ajutorul unei mașini -unelte.
6
Cuprins
Cap. I
Preocupări actuale în proiectarea asistată a
tehnologiilor de procesare ………………………………………….. ………..10
1.1. Considerații generale …………………………………………………….. ……….10
1.2. Conținutul CAD/CAM ………………………………………………………. …..16
1.3. Scurt istoric al dezvoltării CAD/CAM ………………………………… ……19
1.4. Scurt istoric al dezvoltării CNC…………………………………… ……24
1.3.1. Avantaje și dezavantaje ale utilajelor CNC… …………………..29
1.3.1.1. Avantaje ………………………………………………………… …..31
1.3.1.2. Dezavantaj e………………………………………………………..31
Cap. II
Instrumentele și principiile care stau la
baza proiectări CAD/CAM ………………………………………………….33
2.1. Etapele proiectării CAD/CAM…………………………………………………33
2.2. Instrumentele CAD/CAM……………………………………………………….35
2.3. Principiile proiectării asistate prin modelare 3D…………………………38
7
Cap. III
Structura hardware a calculatoarelor și
dispozitivele de intrare ieșire ………………………………………………41
3.1. Structura hardware a calculatoarelor
utilizate în proiectare CAD/CAM…………………………………………………..41
3.2 Dispozitive periferice de intrare
utilizate în procesele C AM/CAD……………………………… ……………..48
3.3 Dispozitive periferice de ieșire
utilizate în procesele CAM/CAD……………………………………………..53
Cap. IV
Prezentarea succintă a mediilor de
proiectare asistată Mathcad ……………………………….. ……………….55
4.1. Despre MathCAD………………………………………………………………….55
4.1.1. Prezentare generală……………………………………………………….56
4.1.2. Instalare soluție CAD MathCad…………. ………………………….57
4.2. Descrierea ferestrei principale din MathCAD……………………………66
4.2.1. Descrierea meniurilor și sub -meniurilor………………………….68
4.3 Foi de lucru și modele………………………………………………………………78
4.3.1. Dimensionarea foilor de lucru…………………………………….79
4.3.2. Salvarea foilor de lucru……………………………………………..80
4.4 Inserarea textelor în foile de lucru…………………………………………….81
4.5. Inserarea structur i matematice în foile de lucru……………….. 83
4.5.1 Calcul numeric…………………………………………………………83
4.5.2 Reprezentări grafice………………………………………….. ……..84
8
Cap. V
Prezentarea succintă a mediilor de
proiectare asistată AutoCAD ………………………………… ……………85
5.1. Despre AutoCAD………………………………………………………………….85
5.1.1. Prezentare generală a programului AutoCAD……………..86
5.1.2. Instalarea programului AutoCAD………………………………87
5.2. Descrierea ferestrei principale din AutoCAD ……………………………91
5.2.1. Bară cu meniuri și cu blocuri pentru comenzi rapide ……92
5.3. Configurarea spațiului de lucru …………………………………………….100
5.3.1. Salvarea și setarea pagini de lucru ……………………………100
5.3.2. Coordonatele în AutoCAD ………………………………………103
5.4. Desenarea unei piese matrițate ………………………………………………107
5.4. Desenarea unei piese matrițate ………………………………………………110
Bibliografie ………………………………………………………….111
Proiectare Asistată a Tehnologiilor de Deformare Plastică
10
Cap. I
PREOCUPĂRI ACTUALE ÎN
PROIECTAREA ASISTATĂ
A TEHNOLOGIILOR DE
PROCESARE
1.1. Considerații generale
Controlului numeric a apărut și s -a dezvoltat începând a doua
jumătate a secolului XX. Anul 1950 reprezintă startul erei
automatizări utilajelor și a mașinilor. Introducerea comenzilor
numerice a propulsat procesul de inovare în ceea ce privește
preocupările în domeniul proiectări și producție de obiect care au o
importanță economică crescut ă (aduc plus valoare).
În întreaga lume există astăzi fabrici complet automatizate și
robotizate care au posibilitatea să realizeze o gamă diversificată de
produse cu dimensiuni și forme diferite.
Cap. I Preocupări actuale în proiectarea asistată a tehnologiilor de procesare
11
Numărul tot mai mare de comenzi și diversificat de prod use
pun probleme complexe de planificare și de proiectare. De aceea, în
acest tip de producție, automatizarea se utilizează astăzi la scară
largă în ateliere și în procesul de automatizarea completă a fabricilor.
O sinteză a publicațiilor apărute după anu l 2000 arată că
proiectarea și fabricarea asistate de calculator sunt două domenii
diferite de care s -au dezvoltat concomitent datorită caracteristicilor
comune care există între activitățile de proiectare și de fabricare.
Proiectare și fabricarea cu ajutorul calculatorului sunt
cunoscute și sub forma unor prescurtări CAD/CAM.
Termenul de Proiectarea asistată de calculator provine din
sintagma englezească „Computer -aided design” – CAD și mai
poate fi definită ca o activitat e de utilizare a unui sistem de calcul în
proiectarea, modificarea, analiza unui produs, dar și pentru
optimizarea proiectării.
Proiectarea asistată de calculator, reprezintă tehnica/
tehnologia care se referă la utilizarea sistemelor computerizate în
vede rea realizării, modificării, analizei și optimizării unor proiecte.
De asemenea se poate afirma că orice program de calculator care este
utilizat pentru grafică computerizată și aplicații care facilitează
activități inginerești în procesele de proiectare este clasificat ca un
software CAD.
Proiectare asistată de calculator reprezintă activitatea orientată
către realizarea de facilități pentru creare grafică de modele geometrice
ale obiectelor care se efectuează facilități caracteristice desenului tehnic:
modelarea geometrică a volumelor și suprafețelor, vederi, secțiuni,
Proiectare Asistată a Tehnologiilor de Deformare Plastică
12
hașurări, cotări automate, precum și calcule specifice inginerești, ca de
exemplu: calculul reacțiunilor și verificarea arborilor, calculul arcurilor,
calcul angrenaje lor.
Întreg mecani smul este realizat din device- uri și soft -uri care
asigură funcțiile necesare procesului de proiectare. Pentru a realiza
întreg procesul CAD acesta este format dintr -un sistem de calcul
(calculator, laptop, tableta sau chiar telefon) terminale grafice,
tastatură sau alte periferice.
Programele de tip CAD sunt aplicații destinate
implementării graficii în cadrul unui sistem de calcul, la care se
adaugă programele dedicate funcțiilor inginerești care pot realiza
analiza stării de tensiuni și deformații ale unor elemente, analiza
dinamică a mecanismelor, calculul transferului de căldură și
controlul numeric.
În urma definițiilor enunțate mai sus putem concluziona că
un software CAD reprezintă orice program de calculator orientat pe
grafică computerizată și aplicații care facilitează proiectarea
activităților specifice domeniului ingineresc.
În ceea ce privește noțiunea de Fabricația asistată de
calculator (Computer -Aided Manufacturing – CAM) acesta
reprezintă tehnologia care constă în utilizarea unui sisteme
computerizat pentru a proiecta, elabora, conduce și controla,
procedee de deformarea plastică prin mijlocirea unei legături directe
între calculator și resursele de producție de bunuri materiale necesare
întreprinderii.
Cap. I Preocupări actuale în proiectarea asistată a tehnologiilor de procesare
13
Autorul D. Drago mir definește fabricație asistată de
calculator ca fiind activitate îndeplinită de sistemele CAM care
elaborează automat instrucțiunile de conducere a utilajelor cu
comandă numerică sau programele pentru liniile robotizate, pornind
de la modelele geometr ice ale pieselor, subansamblurilor și ale
ansamblurilor de realizat.
Una din cele mai importante aplicații CAM este conducerea
numerică ( Computer numerical control – CNC) asistată de
calculator.
Așa cum rezultă din definițiile prezentate, aplicațiile CAM
pot fi împărțite două mari categorii:
monitorizare și control; acestea sunt aplicații în care
calculatorul este conectat direct la procesul de fabricare
în scopul monitorizării și controlului acestuia;
susținerea fabricației; acestea sunt aplicații indire cte în care
calculatorul este utilizat în sprijinirea operațiilor de
producție, fără a existenta o legătură directe între
computer și procesul de fabricare.
Monitorizarea implică prezența unei interfețe directe între
calculator și procesul de fabricare, în scopul urmăririi operațiilor și
echipamentelor tehnologice și a colectării de date.
În acest caz, calculatorul nu este utilizat direct în controlul
operațiilor, activitate ce rămâne în sarcina operatorului uman care
poate fi ghidat de informațiile furniz ate de calculator.
Controlul asistat de calculator merge un pas mai departe
decât monitorizarea, realizând nu numai observarea procesului, ci și
Proiectare Asistată a Tehnologiilor de Deformare Plastică
14
controlul acestuia, pe baza informațiilor obținute.
Diferența dintre monitorizare și control este ilustrată în
figura 1.1. În cadrul activității de monitorizare, fluxul de informații
(date) dintre proces și calculator se desfășoară într -un singur sens. În
cazul controlului informația circulă în ambele sensuri.
Ca și în cazul monitorizării informațiile sunt trans mise de la
proces la calculator. În plus, calculatorul emite semnale de comandă
către procesul de fabricare, conform algoritmului de control.
Fig. 1.1. Monitorizarea și controlul asistate de calculator:
a) monitorizarea asistată; b) controlul asistat.
CAM poate include și aplicații indirecte în care sistemul de
calcul are rol de suport pentru operațiile de producție adică acesta nu
este conectat în mod direct la procesul de fabricare, ci este utilizat
neconectat la îndeplinirea activităților de planificare prin care
resursele de fabricație ale întreprinderii sunt folosite foarte bine.
Legătura dintre calculator și proces este prezentată schematic în
figura 1.2.
Cap. I Preocupări actuale în proiectarea asistată a tehnologiilor de procesare
15
Fig. 1.2. Fluxul de informații în activitatea de fabricației
În cazul prezentat in figura 1.2 operatorul furnizeze datele de
intrare în program, interpretează rezultatele și implementează
acțiunile necesare aplicație.
În figura 1.2 liniile întrerupte reprezintă c ă legătura de
control și comunicare sunt conexiuni "off -line" în intervenția
operatorului este inerentă.
În continuare sunt date câteva exemple de activități cu rol de
suport al fabricației:
partea de control numeric programată de calculator; sunt
pregăti te programe de control pentru echipamentele
automate;
proiectarea automată a procesului de fabricare; calculatorul
elaborează fișa tehnologică a produsului;
calculul automat al timpilor de lucru necesari operațiilor
de prelucrare;
programul de producție; sistemul de calcul generează un
program corespunzător pentru satisfacerea cerințelor
producției;
stabilirea consumului de materiale; calculatorul este utilizat
în planificarea aprovizionării cu materiale, conform
programului de producție;
Proiectare Asistată a Tehnologiilor de Deformare Plastică
16
controlul atelierelor; în această aplicație sunt colectate datele
de fabricație pentru a determina stadiul comenzilor pe
ateliere.
1.2. Conținutul CAD/CAM
Tehnologia CAD/CAM este utilizată de către diverse grupuri
de specialiști care realizează diverse operații. O parte se ocupă de
realizarea desenelor și a documentației tehnologice de produs.
Unii utilizează instrumentele vizuale pentru realizarea
efectel or de umbrire și animație. O altă parte realizează cu elemente
finite a pieselor cu diverse forme iar o ultima categorie realizează
tehnologia de fabricație și programează utilajele CNC.
Fabricarea asistată de calculator utilizează softul de pe un
calcula tor pentru a controla atât mașina -uneltă cât și utilajele
aferente în procesului de fabricație a pieselor. Aceasta nu este
singura definiție pentru CAM, dar este cea mai frecventă.
CAM se poate referi, de asemenea, la utilizarea unui
computer pentru a asi sta la toate operațiunile de pe o instalație de
producție, inclusiv planificarea, gestionarea, transportul și depozitarea scopul său principal este de a crea un proces de producție
mai rapid și componente și scule cu dimensiuni și materiale mai
precis, car e, în unele cazuri, folosește numai cantitatea necesară de
materie primă (minimizând astfel rebuturile), simultan cu reducerea
consumului de energie.
CAM este un proces ulterior proiectării asistate de calculator
Cap. I Preocupări actuale în proiectarea asistată a tehnologiilor de procesare
17
și ingineriei asistată de calculator (CAE). Modelul generat în CAD
și verificat în CAE pot fi introdus în software -ul CAM, care
controlează apoi utilajul de deformare.
Inginerie asistată de calculator (Computer aided
Engineering – CAE) reprezintă activitate orientată pe furnizarea de
mijloacele car e ușurează evaluarea a diverselor alternative de
proiectare: gestiunea spațiului în care sunt incluse obiectivele
subansambluri, efectuarea calculelor de distribuție, a maselor
inerțiilor, simularea dinamicii structurilor etc. (D. Dragomir).
În mod tradiț ional, CAM a fost considerat ca un instrument de
programare cu control numeric (CN), bidimensional (2D) sau
tridimensional (3D) pentru modele de componente generate în software CAD. Acestea sunt folosite pentru a genera un program de computer în
cod G, cu comandă numerică (CNC) pentru utilajele de deformare.
Codul G este denumirea comună pentru cele mai utilizate
limbaje de programare cu control numeric (CNC), care are mai multe
implementări. În principal automatizarea, este o parte a desenelor și
a modele lor simple de inginerie, asistate de calculator, cum ar fi
cercuri sau contururi de bază ce nu necesită importul CAD fișier.
Ca și în alte tehnologii ”asistate de calculator” CAM nu
elimină nevoia personalului calificat, cum ar fi inginerii,
programatorii sau mașiniștii. CAM de fapt folosește atât valoarea
celor mai calificați profesioniști: programatori CNC sau mașiniști.
Integrarea CAD cu alte componente ale CAD/CAM/CAE de
gestionare a ciclului de viață al produsului (PLM) mediului necesită un sistem efi cient de transfer bidirecțional al datelor CAD.
Proiectare Asistată a Tehnologiilor de Deformare Plastică
18
Software -ul CAM este de obicei un fișier text simplu de tipul
cod G, uneori cu multe mii de comenzi, care apoi sunt transferate la
un instrument mașină folosind un program de control numeric
direct (DNC).
Aplicațiile CAM nu put să gândească ca un inginer. Aceste
poate însă să optimizeze procesul de deformare plastică.
Procesul de dezvoltarea a tehnologiei CAD s -a realizat
concomitent cu cel al graficii realizate pe calculator și cu cel al
instrumentelor de desenare asistate de un computer.
Grafica pe calculator se referă la utilizarea unui sistem de
calcul care să poată realiza desene 2D și 3D și care să poată
reprezinte cele mai complexe diagrame și histograme.
Grafica interactivă poate fi definită ca totalitatea metodelor și
tehnicilor de introducere, extragere și conversie a informațiilor spre
sau de la echipamente specifice ale tehnicii de calcul, astfel
construite încă, pentru operatorul uman, informația să aibă
caracter grafic.
Proiectarea asistată de calculator nu reprezintă doar desenul
grafic al reperului de realizat ci și elementele de analiză cinematică
de fabricație a ansamblului.
De exemplu, la deformare plastică prin ambutisare poate fi
proiectat utilizând instrumentele CAD întreg procesul de realizare
până la reprezentare prin animații grafice cum se modifica materialul
în timpul procesului de ambutisare.
Astfel, proiectarea matrițelor poate fi îmbunătățit înainte de a
realiza procesul propriu -zis în cazul în care se o bservă din simulare
Cap. I Preocupări actuale în proiectarea asistată a tehnologiilor de procesare
19
că obiectul finit nu arată conform dorințelor sau are defecte.
Programele CAD conțin, de cele mai multe ori, rutine
complexe pentru analiza. Mai mult, instrumentele CAD nu se
limitează la fabricarea produselor.
Între aceste trei domenii CAD/CAM/CAE este destul de greu de
făcut o departajare strictă deoarece ele se intercondiționează, în
principal datorită faptului că forma obiectului proiectat (piesă sau
subansamblu) constituie baza de date comună fiecăruia dintre ele,
rezultă de aici o serie de procedee comune.
Din acest motiv este necesar să existe o bază de proceduri de
generare și prelucrare a informațiilor din baza de date privitoare la
formă, lucru realizabil prin metodele grafice interactive.
1.3. Scurt istoric al dezvoltării CAD /CAM
În literatură sunt mai multe date care ar putea fi reprezentative
pentru a fi luate în calcul ca fiind începutul dezvoltării conceptului
de CAD/CAM. Unii autori susțin că primelor tehnologii automate
care utilizau control numeric au debutat în anul 1720 când s -a
inventat un dispozitiv care folosea cartele găurite de hârtie pentru a
broda pe țesături diverse modele simple.
După alți autori se crede că debutul automatizări este localizat
ca perioada în anul 1795 când Oliver Evans realizează o moara
mecanică pentru faină. Acesta deține o licență în care este specificat
că moara lui din Philadelphia este fost prima fabrică automată din
lume, aceasta făcând parte din categoria fabricilor cu producție în
Proiectare Asistată a Tehnologiilor de Deformare Plastică
20
flux continuu.
Alți autori susțin că automatizare a unei mașini -scule a început
în secolul 19 cu diferite tipuri de mecanisme bazate pe principiul
camei, aceeași metodă de funcționare ca și a cutiilor muzicale sau a
ceasurilor de perete cu cuc.
Acest tip de automatizare, bazat pe camă a ajuns la un nivel
destul de dezvoltat în preajma primului război mondial (1910).
Cu toate acestea, automatizarea cu ajutorul camelor este
diferită în mod fundamental de metoda de control numeric, deoarece
nu poate fi programată în mod abstract.
Diferite forme de control abs tract programabil au existat încă
din secolul 19 cum ar fi computerul mecanic dezvoltat în premieră
de Charles Babbage. Aceste descoperiri au avut potențialul de a
converge împreună cu automatizarea utilajelor încă din secolul 19,
însă efectiv acest lucru s-a realizat abia câteva decenii mai târziu.
În anul 1860 a fost realizată pianină automată care utiliză o
rolă de hârtie cu șiruri de găuri pentru a controla acționarea
diverselor clape, adică note muzicale.
În 1909 apare linia de producție a lui Ford, c are a dovedit
practic posibilitatea automatizării producției, pe baza conceptului de
diviziune a muncii, și a deschis calea către producția de masă.
În 1923 a fost introdus, la fabrica Morris Engine din Anglia,
primul echipament de transfer, cu rol de inde xare a pieselor de- a
lungul liniei de fabricație care a dus la mecanizarea completă a
producției blocului motor.
Controlul numeric, așa cum îl cunoaștem azi, a apărut înainte
Cap. I Preocupări actuale în proiectarea asistată a tehnologiilor de procesare
21
de inventarea microprocesoarelor utilizate în computerele actuale. În
anul 1952 un mare impuls pentru dezvoltarea acestuia a fost dat de US
Air Force, care dispunea de suficiente resurse financiare pentru
stimularea cercetării. US Air Force avea nevoie de astfel de utilaje
pentru a îmbunătățiți construcția avioanelor cu motoare cu reacție.
Datorită vitezelor mari de zbor ale acestora, structură
mecanică și geometria trebuiau îmbunătățite. Acest lucru cerea
prelucrări mecanice complexe la un preț de cost foarte mare
În 1952, Massachussetts Institute of Technology (MIT) a
construit și prezentat primul utilaj cu comandă numerică ce avea
posibilitatea să controleze mișcarea unei freze pentru prelucrarea de
suprafețe complexe.
Finanțarea construcției și cercetării a fost făcută de US Air
Force . Utilajul a avut succes răsunător în anul 1955, la târgul
National Machine Tool Show, unde a apărut spre comercializare
această mașină cu comenzi numerice.
Apariția sistemului SKETCHPAD, elaborat de Ivan
Sutherland la (MIT) în 1963, este evenimentul is toric ce a marcat
începuturile CAD. Până atunci calculatoarele erau utilizate pentru
calcule analitice, în inginerie.
Ceea ce a adus nou SKETCHPAD a fost interactivitatea
dintre operator și calculator, în mod grafic, prin intermediul
ecranului și al creio nului optic (display screen și light peri).
Prima versiune de SKETCHPAD a lui Sutherland se limita
numai la desenarea în două dimensiuni. O versiune ulterioară
permitea modelarea obiectelor în trei dimensiuni, ceea ce făcea
Proiectare Asistată a Tehnologiilor de Deformare Plastică
22
posibilă obținerea celor trei p roiecții.
Fig. 1.3. Proiectare prin tehnologie CAD/CAM: a) imagine 2D; b)
imagine 3D.
Prima generație de utilaje CNC folosea lămpi electronice și
vacuum, care produceau multă căldură se ocupau un spațiu desul de
mare iar aceste utilaje nu erau foarte fi abile. La a doua generație,
tuburile electronice au fost înlocuite cu tranzistori, ceea ce a condus
la o încălzire mai mică și o fiabilitate mai mare a echipamentului de
control. De asemenea, panoul de comandă ocupa un spațiu mai mic.
Prima și a doua gener ație de utilaje nu aveau memorie de
stocare a programelor. Instrucțiunile erau stocate pe banda de hârtie
perforată și erau transmise utilajelor una câte una. Utilajul primea o
instrucțiune, o execută și apoi cerea următoarea instrucțiune.
La a treia generație s -au folosit circuite integrate și modulare
și s-a introdus memoria de stocare a programelor. Memoriile au fost,
la început, magnetice, cu role de bandă magnetică, iar apoi,
electronice, cu circuite integrate.
Pe măsură ce tehnologia a evoluat, s -au introdus și folosit
Cap. I Preocupări actuale în proiectarea asistată a tehnologiilor de procesare
23
plăci cu circuite electronice. Acestea erau proiectate pentru
executarea unui program fix (ante- programat) și erau folosite la
execuția anumitor acțiuni uzuale și comune: găurire, frezare,
rectificare etc. Plăcile se introduceau în spoturi speciale și, când nu
mai era nevoie de ele, se înlocuiau.
Astăzi, se poate vorbi despre o a patra generație de utilaje cu
comandă numerică în care comanda utilajului are la bază tehnologia
microprocesoarelor și a calculatoarelor performante.
Prim ul robot UNIMATE, bazat pe principiile controlului
numeric, a fost lansat în anul 1960.
În Japonia 1972 este dezvoltata o metoda de comandă
automatizată care putea să controleze mai multe echipamente de pe
un singur calculator, acest lucru duce la apariția unui nou concept
numit control numeric direct (DNC) .
În anii '80 apar primele celule de fabricație dar și sisteme
flexibile care au la bază ideea folosiri unui grup de utilaje utilizate
pentru realizarea unor produse diversificate.
Combinarea celulelor de prelucrare și a sistemelor flexibile
conduc la apariția fabricării asistate de calculator integral (CIM).
Evoluția sistemelor CAD/CAM și utilizarea practică a acestora a
cunoscut patru etape majore corespunzătoare perioadei 1950- 1990.
Anii '80 marchează intensificarea cercetărilor și studiilor în
domeniul CAD/CAM și dezvoltarea noilor tehnologii și a algoritmilor
de modelarea geometrică. În acesta perioada are loc o dezvoltare a
sistemelor CAD/CAM prin introducerea proiectării 3D u tilizată tot
mai des în inginerie.
Proiectare Asistată a Tehnologiilor de Deformare Plastică
24
Un alt domeniu care s -a dezvoltat în acesta perioada a fost cel
al analizei și simulării mecanismelor și roboților, a sistemelor de
formare prin injecție extrudare etc.
O realizare importantă este acceptarea și creșterea credibilității
teoriei modelării solidelor, al cărei potențial fundamental este dat de
capacitatea de a furniza reprezentări unice și clare ale solidelor care
ajută la automatizarea aplicațiilor de proiectare și fabricare.
În ultimii ani aceste echipame nte de deformare plastică vin
însoțite de aplicații mai rapide și mai bune cu software -uri mai
eficiente. Astăzi se dezvoltă noi configurații hardware și software
care vor duce la o accesiune fulminantă a proceselor CAD/CAM.
1.4. Scurt istoric al dezvoltării CNC
Echipamentele CNC utilizează operațiuni matematice și mai
multe sisteme de coordonate iar informația pe care o primește este
utilizată pentru a mișca scula de deformare pe cele 3 axe de
coordinate într -un timp cât mai scurt și într -un loc cât precis.
Cel mai mare avantaj al echipamentelor CNC este acela ca
aceste pot realiza un control precis al mișcării. Toate echipamentele
CNC pot realiza mișcări pe toate cele trei direcții coordonate cât și
de rotație.
La utilajele c u comandă numerică fata de cele clasice
acționarea se face cu motoare pas cu pas acestea fiind programate cu
ajutorul computer și ghidate de un soft specializat. La echipamentele
CNC comenzile pe care le execută sunt programabile. Aceste
Cap. I Preocupări actuale în proiectarea asistată a tehnologiilor de procesare
25
comenzi pot fi: tipul de mișcare liniar sau circular distanțele și
vitezele de mișcare.
Fig. 1.4. Utilaj CNC pentru roluire
Pe un utilaj CNC, calculator este cel care realizează comandă
de poziționare a motoarelor iar traductoare speciale fixate pe axele
utilajului o feră un feedback prin care se comunică dacă că motoarele
au acționat corect respectiv dacă s -au mișcat corespundator
informaților primite.
Un utilaj CNC are posibilitatea să urmărească orice mișcare
sau suprafață din spațiul de lucru iar mișcările sunt mult mai rapide
și precise decât cele care pot fi realizate de un operator uman.
Prin automatizarea după un program numeric a unei utilaj
CNC se înțelege că comanda acestuia este bază de numere. În acest
caz toate informațiile ce trebuie furnizate echipament ului CNC
pentru prelucrarea unei piese (informații geometrice și tehnologice
Proiectare Asistată a Tehnologiilor de Deformare Plastică
26
sunt exprimate numeric) iar utilajul de deformare CNC este capabil
să înțeleagă limbajul acestor numere și să execute deformarea piesei
pe baza lor, în mod automat, fără intervenț ia operatorului uman.
Acest lucru se realizează cu un echipament special cu care sunt
transmise și prelucrate informațiile numerice.
Un robot industrial este comandat cu același tip de controller
cu care sunt echipate și utilaj tehnologic. Diferența dintr e acesta și
un utilaj cu comanda numerică o reprezintă limbajul de programare
utilizat. Un robot este alcătuit dintr -un braț mecanic articulat la
capătul căruia se află un dispozitiv mecanic numit end-efector (end-
effector), cu ajutorul căruia robotul poat e mânui obiecte pe care le
deplasează de- a lungul unei traiectorii complexe învedera unei
deformări cât mai precise.
Se poate spune și invers, că un echipament CNC este un fel
de robot. Oricum, ambele au în comun faptul că funcționarea lor
depinde de un program numeric care se poate modifica foarte ușor,
astfel încât, în numai câteva secunde, utilajul CNC sau robotul pot
să îndeplinească alte sarcini.
Echipamentul de comandă numerică (CNC) se atașează
mașini -unelte convenționale (MUC), ceea ce face posibil ca o
aceeași mașină- unealtă să poată fi dotată cu echipamente de comandă
numerică provenind de la diverși producători, dar care să realizeze
funcțiile utilajului respective.
Echipamentul de comandă numerică are în componenta sa un
tablou electroni c și traductoarele de măsură a deplasării reale a
elementelor mobile ale mașinii CNC (mese, suporți de prindere și
Cap. I Preocupări actuale în proiectarea asistată a tehnologiilor de procesare
27
așezare) după diferite axe de coordonate.
Programul de lucru (informațiile de comandă) se pot
introduce în echipamentul CN pe trei căi:
automat, prin intermediul benzii perforate BP de pe care
informațiile sunt citite cu un cititor de bandă perforată
(Blocul de introducere date BID);
manual prin intermediul unui panou prevăzut cu taste, comutatoare, butoane, LCD;
prin calculator, în cazul echipamentelor de comandă moderne, la care BID e un bloc de interfață adecvat.
Informațiile introduse prin programul CN sunt transmise și
prelucrate de către tabloul electronic și apoi sunt furnizate
echipamentului electric sau electro -hidraulic al utilaju lui
convențional care execută comenzile corespunzătoare asupra circuitelor de lucru și celor auxiliare ale utilajului CNC.
Pe de altă parte, informațiile privind deplasarea reală a
elementelor utilajului sunt furnizate de către traductoarele de măsură
a deplasării, prin legătura inversă, către blocul de comparație al
echipamentului, care compară deplasarea reală cu cea programată,
mișcarea încetând când cele două valori coincid.
În cazul primelor tipuri de echipamente de comandă numerică
(echipamentele NC clasice), funcțiile comenzii numerice erau
realizate cu ajutorul unor blocuri funcționale.
Acestea au în componență elemente de logică combi națională
și secvențială, legate între ele astfel încât să realizeze la ieșire
funcția logică.
Proiectare Asistată a Tehnologiilor de Deformare Plastică
28
Odată cu progresel e înregistrate de industria calculatoarelor
electronice și scăderea prețului acestora, a devenit posibilă realizarea
unor echipamente CN cu minicalculatoare înglobate (echipamente de
tip CNC – Computerized Numerical Control). În cazul acestora
funcțiile co menzii numerice sunt realizate pe baza unor algoritmi de
calcul și nu prin structura hardware a blocurilor funcționale.
Echipamentele de comandă numerică, în general, trebuie să
realizeze funcții caracteristice comenzii numerice a mașinilor -unelte.
Acele funcții sunt:
citirea informațiilor codificate de pe banda perforată;
decodificarea datelor (trecerea informațiilor din forma în care sunt transpuse pe banda perforată în alte forme
coduri potrivite pentru prelucrarea acestora în
echipament);
memorarea inf ormațiilor pentru o perioadă de timp și
furnizarea acestora la cerere, în momente determinate;
compararea datelor programate cu valorile reale ale
acestor date (calculul diferenței între acestea);
interpolarea datelor geometrice pt. a putea comanda un număr mare de puncte controlate la traiectoria sculei (la
conturarea numerică);
calculul corecției de sculă;
conversia mărimilor (din numeric în analogic);
forma numerică e folosită în CNC iar pentru comanda
circuitelor utilajelor tehnologice CNC fiind ne cesară
forma analogică a semnalului.
Cap. I Preocupări actuale în proiectarea asistată a tehnologiilor de procesare
29
Aceste echipamente pot fi prevăzute cu blocuri de interfață în
vederea legării la un calculator electronic de la care să primească
programul de lucru prin transmisie directă; desigur asemenea
echipamente dispun și de ci titoare de bandă perforată pentru
introducerea datelor pe această cale.
1.3.1. Avantaje și dezavantaje ale utilajelor CNC
Utilajele CNC pot funcționa nesupravegheate întreg procesul
de deformare. Acest aspect oferă operatorului mai multe avantaje,
cum ar fi: reducerea gradului de oboseală, reducerea erorilor umane,
un timp de producție constant, deci previzibil.
1.3.1.1. Avantaje
Intervenția muncitorului în producerea pieselor poate fi
redusă sau eliminată. Deoarece echipamentul are posibilitatea de a
realiza controlul procesului cunoștințele operatorilor CNC sunt
reduse în comparație cu ale celui care lucrează pe utilaje clasice.
Al alt avantaj al tehnologiei CNC este viteza mărită și precizia
obținută pentru a realiza piesele.
Aceste echipamente mai prezintă și avantajul flexibilității
deoarece utilajele execută programe iar schimbarea tehnologiei este
ușoară deoarece nu trebuie introdus decât un alt program.
Odată ce un program a fost realizat și prima piesă a fost
executată cor ect, acesta poate fi salvat în memorie sau pe un
dispozitiv extern (memorie USB) și încărcat când este necesar.
Acest lucru implică un alt beneficiu: schimbări rapide în
Proiectare Asistată a Tehnologiilor de Deformare Plastică
30
producție. Deoarece punerea în funcțiune a unui utilaj CNC este
ușoară și rapidă, producția cu astfel de utilaje tehnologice este
pretabilă la diminuarea stocurilor și onoarea comenzilor imediat ce
sunt primite. Principalele avantaje ale utilajelor CNC sunt:
flexibilitatea;
creșterea calității produselor;
repetabilitatea;
creșterea productivității;
creșterea siguranței în explorare;
Flexibilitatea – un utilaj de deformare CNC este utilizat
pentru realizarea unei piese finite conform programului stabilit iar
într-un timp foarte scurt poate fii introdus un alt program și re alizată
o alta piesă diferită total.
Creșterea calității produselor – un utilaj CNC poate realiza
piese finite cu o calitate superioară față de cele realizate în mod clasic de către muncitor, deoarece utilajele CNC au o precizie mai
mare a mișcărilor.
Repetabilitatea – un utilaj CNC poate face 10, 20 sau mai mult
de 1.000 de piese fără abateri (cu excepția uzurii mașinii și a sculei).
Un muncitor nu poate executa două piese prin deformare plastică
exact la fel. Repetabilitatea atinsă de mașinile cu com enzi numerice
nu se poate compara cu cea a unui operator uman.
Creșterea productivității – utilajele CNC pot lucra nelimitat
fără oprire. Singurii factori care limitează producția pe utilaje CNC
sunt: alimentarea cu material și uzura sculei. Utilajele CN C realizau
în trecut doar producția de serie mare deoarece programarea lor ea
Cap. I Preocupări actuale în proiectarea asistată a tehnologiilor de procesare
31
greoaie și dura mult. În prezent, dezvoltarea software permite
programarea mai ușoară a utilajelor CNC. Realizarea de soft -uri
specializate care ar reduce costurile de exploatar e prin reducerea
erorilor de programare.
Creșterea siguranței în explorare – un utilaj CNC nu necesită
poziționarea manuală matriței sau a filierei, nu necesită prezența
unui muncitor lângă zona de deformare. Principala atribuție a
operatorului este de a m onitoriza activitatea utilajului și de a efectua
corecțiile. Toate utilajele CNC au un buton de oprire de urgență
pentru oprirea completă a utilajului în cazul unei probleme de
funcționare.
1.3.1.2 . Dezavantaje
Utilajele de deformare cu comandă numerică pe lângă
avantajele majore pe care le au prezintă și unele minusuri.
Dezavantajele acestor mași sunt:
– investiții mari;
– costuri mari de întreținere;
– costuri de programare mari .
Investiții mari – prețul de achiziție a unei mașini CNC de
dimensiunii mici depășește 10000 € și ajunge la 1.000.000 € pentru
un utilaj complex de deformare plastică CNC. De aceea pentru a se
amortiza investiția acest utilaj CNC trebuie să funcționeze o durată
mare de timp în două sau trei schimburi, pentru a merita investi ția.
Costuri mari de întreținere – utilajele tehnologice de
deformare plastică CNC pot extrem de ample. Principalul defect care
Proiectare Asistată a Tehnologiilor de Deformare Plastică
32
apare la aceste utilaje CNC este defectarea controllerul, Acesta este
un dispozitiv electronic și are durată de viață mare dar pe întreaga
perioada de funcționare a utilajului se poate defecta iar pentru a fi
reparate este nevoie de specialiști domeniul electronic, cât și în
domeniul mecanică. Dacă avem de realizat piese unicat sau de serie
mică atunci timpul și costurile de creare a soft -ului pot fi mai mari
decât cele obținute prin utilizarea unui utilaj de deformare clasic.
Costuri de programare mari – Programatorii foarte buni sunt
greu de găsit și vor salarii mari. Acestă problemă poate fi parțial
rezolvată prin achizițio narea unor baze de date dar și aceste sunt
destul de scumpe.
Proiectare Asistată a Tehnologiilor de Deformare Plastică
33
Cap. II
INSTRUMENTELE ȘI
PRINCIPIILE CARE STAU
LA BAZA PROIECTĂRI
CAD/CAM
2.1. Etapele proiectării CAD/CAM
Pentru înțelege mai bine scopul proiectării CAD/CAM în
procesul de fabricație este necesar o examinare în prealabil a
diferitelor activități și funcții care trebuie realizate în proiectarea și
fabricarea unei piese finite prind deformare plastică în cadru unui
ciclu de producție.
Conexiunile între componente (conducte, fire electrice, etc) se fac
tot prin obiecte create deja în meniu, ceea ce face ca viteza de proiectare
să fie cu mult mai mare și posibilitatea erorii umane mult mai mică
(modelare tridimen sională – 3D.
Cap. II Instrumentele și principiile care stau la baza proiectări CAD/CAM
34
În figura 2.1 este prezentat schema de principiu a etapelor
care alcătuiesc ciclu de producție (
G. Andrei et al.).
Fig. 2.1. Etapele proiectării și fabricării într -un ciclu de
producție
Dacă încercam să identificam câteva etape comune pentru
majoritatea proceselor de proiectare pentru mai multe tipuri de
industrii putem împarți aceste etape pe patru paliere ca în figura 2.2.
Fig. 2.2. Etapele unui proces de proiectare și fabricare
Specificația – sunt marcate sarcinile proiectantului și sunt
trasate criteriile de performanta ale obiectului proiectat.
Proiectare A sistată a Tehnologiilor de Deformare Plastică
35
Generarea sau sinteza variantelor proiectului – activitate în care
este pusă în joc puterea creatoare și inventivitatea proiectantului.
Evaluarea sau analiza este etapa î n care variantele
proiectului care au fost elaborate sunt testate și comparate pentru a
se stabili dacă ace stea respectă specificațiile .
Fabricarea – consta in punerea in practica a soluțiilor
evaluate și analizate.
2.2. Instrumentele CAD/CAM
Instrumentele CAM pot fi definite în general ca fiind
intersecție a trei domenii: uneltele de manufacturare, conceptele de
rețea instrumentele de proiectare figura 2.3.
Fig. 2.3. Definirea instrumentelor CAD pe baza componentelor
implicate.
Instrumentele CAD pot varia de la cele geometrice, precum
Cap. II Instrumentele și principiile care stau la baza proiectări CAD/CAM
36
manipularea entităților grafice și verificarea interfețelor, până la
aplicații specializate de analiză și optimizare.
Între aceste limite sunt incluse analiza toleranțelor, calculul
proprietăților masice, m odelarea și analiza cu elemente finite. Aceste
definiții nu trebuie să reprezinte o restricție a utilizării CAD -lui în
proiectarea inginerească (www.academia.edu/39262927 ).
Implementarea procesului CAM într -un sistem CAD/CAM
este prezentată în figura 2 .4. O parte din procesele CAM pot apela o
serie informații din bazele de date CAD.
Fig. 2.4. Definirea instrumentelor CAD/CAM pe baza
componentelor.
Unele programe de modelare cu element finit permit
optimizarea formei și a structurii. Chiar dacă instrumentele CAD de
Proiectare A sistată a Tehnologiilor de Deformare Plastică
37
evaluare sunt greu de identificat, totuși acestea trebuie să includă
dimensionarea corespunzătoare a modelului, după efectuarea analizei,
pentru a răspunde unor cerințe ale practicii inginerești cum sunt
schimbarea treptată a cotelor și evitarea concentratorilor de tensiune.
Proiectanții au la dispoziție diferite instrumente de ana lizarea
a toleranțelor și baze de date cu diferite materiale care s -ar putea
utiliza la procesul de ambutisare sau de găurire cu dornul.
Fig. 2.5. Fabrică automatizată care utilizează roboți industriali .
Fabricile automatizate figura 2.5 pot avea utilaje care produc
piese finite prin deformare plastică care pot fi controlate online, fără
să fie nevoie de prezența vreunui operator uman. Deocamdată acest
lucru este în fază incipientă iar producători de astfel de utilaje susțin
că în următorii ani toate capacitățile de producție ar putea
deveni automate.
Cap. II Instrumentele și principiile care stau la baza proiectări CAD/CAM
38
Apariția acestor fabrici ar reprezenta un adevărat succes însă
ar reprezenta practic începutul sf ârșitului angajatului uman cu muncă
repetitivă, locul său va fi luat de roboți industriali, care nu cer salarii,
nu mănâncă și nu obosesc. Pot, evident, să dea erori, dar doar în caz
de programare greșită și nu din neatenție.
Această revoluție digitală din industrie, apariția fabricilor
automatizate, va modifica complet relațiile de pe piața muncii și
rămâne de văzut ce soluții vor găsi administratorii companiilor
multinaționale scăderea ofertei de muncă, momentan ale celor care
nu necesită pregătire superi oară, dar pe măsură ce trece timpul și
inteligența artificială devine un fapt, nu doar o țintă orice angajat
(indiferent de poziție și rol) va putea fi înlocuit de o mașină mai mult
sau mai puțin deșteaptă, în funcție de ocupație.
Programele CAD sunt folosite adesea la inspecția pieselor
finite realizate anterior. Inspecția se face prin suprapunerea unei
imagini a piesei realizate cu o imaginea unei piese (etalon) din baza
de date a utilajul de deformare plastică. După acestă operațiune
programele CAM pot fi folosite la programarea echipamentelor
robotizate pentru a realiza montajul piesei finite.
2.3. Principiile proiectării asistate prin modelare 3D
Principiul modelării în solid – Instrumentele CAD de modelare
3D generează modele solide, care reprezintă categoria celor mai
complete sisteme CAD.
Principiul modelării pe bază de entități – Instrumentele CAD de
Proiectare A sistată a Tehnologiilor de Deformare Plastică
39
modelare 3D sunt considerate ca fiind bazate pe entități, întrucât
folosesc, în procesul de construcție a modelului, elemente constitutive
numite entități
O entitatea este un element constitutiv individual al modelului
și este generată în cadrul unei singure operații de modelare.
Principiul modelării parametrice – Acest principiu are la bază
controlul asupra formei și dimensiunilor modelului cu ajutorul unor
parametri de program care sunt predefiniți în model și pot fi accesibili
pentru vizualizare, relaționare, editarea, calcularea, modificare,
actualizare sau redenumire .
Principiul constrângerii în modelarea 3D – Programele de
proiectare oferă posibilitatea realizări de constrângeri care pot fi
aplicate modelului.
Principiul asociativității în modelarea 3D – Asociativitatea
asigură posibilitatea translă rii geomet riei modelului și a modificărilor
realizate dintr -un modul de proiectare în altul.
Principiul intenției proiectului în modelarea 3D – Pentru
utilizarea eficientă a unui modelator parametric în solid, chiar dinainte
de începerea construirii unui model, tre buie bine definita
intenția proiectului.
Intenția proiectului reprezintă viziunea proiectantului asupra
comportării modelului ca răspuns la modificările introduse ulterior .
Principiul tehnologic în modelar 3D – se referă la corespondența
dintre tehnicile de construire a entităților din modelele și metodele de
prelucrare generice din următoarele categorii:
turnare;
Cap. II Instrumentele și principiile care stau la baza proiectări CAD/CAM
40
injecție de mase plastice;
operații de deformare plastică a tablelor;
operații de prelucrare prin așchiere.
Principiul eficienței din punct de vedere al contextului de
proiectare se referă la faptul ca proiectarea asistată de calculato r prin
mode lare 3D este orientată atât spre generarea modelelor
pieselor sau ansamblurilor cât și spre facilitățile de modificare sau
adaptare a componentelor sau produselor deja proiectate a
contextului constructiv t ehnologic sau funcțional .
Proiectare Asistată a Tehnologiilor de Deformare Plastică
41
Cap. III
STRUCTURA HARDWARE A
CALCULATOARELOR ȘI
DISPOZITIVELE DE
INTRARE IEȘIRE
3.1. Structura hardware a calculatoarelor utilizate în
proiectare CAD/CAM
Proiectarea asistată de calculator are la bază utilizarea
calculatorului pentru a realiza atât desenele 2D cât și cele 3D. De
asemene pe aceste unități PC se pot realiza și animați ale comportării
unor materiale deformate atunci când acestea ar fi puse în exploatare.
Sistemele moderne de proiectare pe calculator se bazează pe
grafica interactivă. Tehnologiile necesare implementării CAD sunt
astăzi disponibile într -o gamă variată de configurații și capacități.
Având în vedere că principiile proiectării asistate de calculator
Cap. III Structura hardware a calculatoarelor și dispozitivele de intrare ieșire
42
utilizează unități PC se va face o scur tă descriere a structurilor
hardware ale acestora. Calculatorul ca tot unitar are în componență
sa două părți și anume:
partea HARDWARE reprezintă totalitatea elementelor fizice
și tehnice cu ajutorul cărora datele se pot fi culese,
verificate, transmise, stocate și prelucrate, suporturile de
memorare a datelor (HDD – Hard Disk -uri, SSD -Solid state
Drive) precum și echipamentele de redare a rezultatelor
(reprezintă componentele ce p ot fi practic atinse);
partea SOFTWARE – ansamblul programelor, procedurilor,
rutinelor care controlează funcționarea corectă și eficientă a
elementelor hard: exista sub formă de concept și simboluri,
nu are substanță.
Daca dorim să clasificăm a calculato arelor acesta se pot
împarți astfel :
Microcalculatoarele – calculatoare cunoscute și sub
denumirea de calculatoare personale (Personal Computer –
PC). Acestea au cunoscut cea mai rapidă dezvoltare și
diversificare odată cu apariția chip -ului (cip) – circu it
integrat obținut prin încapsularea a milioane de tranzistori
într-un înveliș ceramic, pe o singură pastilă de siliciu.
Sistemele CAD sunt proiectat să ruleze pe orice tip de
calculator chiar și pe microcalculatoare moderne deoarece
aceste calculatoare s-au dezvoltat foarte mult din punct de
vedere performanțelor de calcul.
Proiectare Asistată a Tehnologiilor de Deformare Plastică
43
Minicalculatoarele – au fost realizate pentru a executa
funcții specializate cum ar fii: aplicații multiutilizator,
controlul utilajelor comandă numerică, automatizări
industriale. S unt calculatoare care au dimensiuni medii,
compuse din module structurale cu funcții precise. Au
putere și capacitate de stocare mai mare, UCP complex,
sistemul de intrare/ieșire foarte dezvoltat în sensul
comunicării prin rețeaua de dispozitive periferice în
sistem multiutilizator . Minicalculatoarele de astăzi dispun de
viteză și capacitate de memorare mai eficiente în rularea aplicațiilor CAD/CAM complexe.
Calculatoarele „mainframe” – constituie o categorie aparte,
situată între supercalculatoare și minicalculatoare, operând cu viteze ridicate și administrând un volum foarte mare de date.
Au procesoare foarte complexe și volume mari de stocare care sunt orientate pe gestionare de stații de lucru. Permit acces multiutilizator (pot suporta sute și chiar mii de utilizatori
simultan). Calculatoare mainframe au fost o perioadă îndelungată singurele sisteme de calcul pe care rulau
programele CAD și care suportau cerințele graficii interact ive.
Un astfel de sistem CAD/CAM include una sau mai multe
stații de proiectare și desenare.
Supercalculatoarele – cele mai puternice, complexe și scumpe
sisteme electronice de calcul, care pot executa peste 1 bilion de instrucțiunii pe secundă. Au procesorul format dintr -un număr
Cap. III Structura hardware a calculatoarelor și dispozitivele de intrare ieșire
44
mare de microprocesoare. Sunt utilizate în domenii care necesită
prelucrarea complexă a datelor, cum ar fi: reactoare nucleare,
proiectarea aeronavelor, seismologie, meteo etc.
Aceste patru categorii de calculatoare nu sunt ușor d e clasificat
deoarece limitele se modifică odată cu creșterea vitezei de calcul, capacităților de stocare și de memorare dar și a puterii grafice.
Sistemele CAD sunt proiectate de cele mai multe ori să
funcționeze pe toate cele patru tipuri de calculatoare enumerate anterior.
Componentele hardware ale unui calculator sunt prezentate în figura 3.1.
Fig. 3.1. Componentele hardware principale ale unui calculator:
1. Scanner; 2. CPU; 3. RAM; 4. Plăci de expansiune; 5. Sursă de
alimentare; 6. Unitate optică 7. HDD; 8. Placă de bază; 9. Boxe; 10.
Monitor11. Tastatură; 12. Mouse; 13. UPS; 14. Imprimantă.
Proiectare Asistată a Tehnologiilor de Deformare Plastică
45
Arhitectura a unui calculator e formată din:
unitatea centrală de prelucrare;
memoria internă;
memoria externă;
dispozitive periferice.
Unitatea centrală
Este principala componentă a calculatorului, ea fiind cea care
realizează întreaga activitate de coordonare a acestuia, tot aici sunt
prelucrate datele. Unitatea centrală este alcătuită din următoarele
componente principale: microprocesorul, memoria internă, memoria
externă, magistrala de date și magistrala de comenzi, placa video, placa
de sunet și placa de rețea figura 3.2.
Fig. 3.2. Unitatea centrală: 1. carcasă exterioară;2. placă de baza
cu elementele componente.
Microprocesorul este un circuit integrat ce reprezintă “creierul”
întregului calculator și coordonatorul operațiilor ce sunt realizate de
Cap. III Structura hardware a calculatoarelor și dispozitivele de intrare ieșire
46
către acesta și se află montat pe placa de bază a calculatorului din
interiorul carcasei.
Memoria interna nevolatilă (Read -only mem ory- ROM) este
memoria care nu se pierde la oprirea calculatorului. Memoria ROM
conține părți de program pentru pornirea și funcționarea calculatorului,
componente numite BIOS (Basisc Imput/Output Systems) .
Datele stocate în ROM nu pot fi modificate electronic după
fabricarea dispozitivului de memorie. Acestă memoria este utilizată
numai pentru citire și este utilă pentru stocarea software- ului care
este rar modificat în timpul vieții sistemului, uneori cu noscut sub
numele de firmware. Aplicațiile software pentru dispozitive
programabile sunt distribuite sub formă plug -încapsulate care conțin
numai memorii de citire.
Memoria internă volatila (Random Access Memory – RAM) –
păstrează programele care se execut ă la un moment dat, precum și
datele cu care lucrează acestea.
Programele pentru a putea fi executate de către procesor trebuie
să fie în memoria internă cu datele pe care le prelucrează sau de care
are nevoie.
Fig. 3.3. Elementele unității centrale:1. Microprocesorul; 2.
memoria internă ROM; 3. memoria internă RAM.
Proiectare Asistată a Tehnologiilor de Deformare Plastică
47
Memoria externă – este formată din suporturi de memorare
electronice, magnetice sau optice destinate păstrării informațiilor pe
informația codificată binar.
Principalele suporturi de memorie externă sunt:
Hard disk -ul (HDD) stochează
informația pe suport magnetic:
1. Intern; 2. Extern – portabil .
Solid state Drive (SSD) stochează
informația pe suport electronic;
1. Intern; 2. Extern – portabil.
Compact discul (CD) /Disc digital
Versatil ( DVD) sunt suporturi
optice de memorie;
Unitate de stocare USB este un
dispozitiv de stocare portabil;
Cardurile de memorie utilizate în
special pentru foto/video și telefoane
mobile
Discheta este un suport magnetic de
mică capacitate: 1. Unitate Internă; 2.
Extern – portabil.
Fig. 3.4. Memoria și unități externe de stocare
Interacțiunea cu utilizatorul a sistemelor CAD se realizează
Cap. III Structura hardware a calculatoarelor și dispozitivele de intrare ieșire
48
prin diferite dispozitive de intrare și ieșire (I/O). Fiecare dispozitiv
poate îndeplini una sau mai multe funcții. Un mouse poate avea mai
multe funcții spre exemplu în grafica 3D mișcarea mouse- ului se
traduce adesea direct în modificări în orientarea ob iectelor virtuale
sau a camerei.
3.2 Dispozitive periferice de intrare utilizate în procesele
CAM/CAD
Dispozitivele periferice de intrare permit introducerea de
informații în calculator.
Cele mai importante sunt:
tastatura;
mouse -ul;
bila rotitoare (trackball) ;
tableta și creionul electronic ;
scaner 2D / scaner 3D ;
creionul optic (lightpen) ;
digitizorul .
Tastatura este utilizat ă pentru a introduce rea datelo r grafice
în sistemele CAD. Tastatura este cel mai flexibil dispozitiv dintre
toate cele folosite la introducere a datelor. Î n mod uzual, tastatura
este folosită la introducerea comenzilor CAD . Tastatu rile
convențională pentru a fi utilizată în proiectarea CAD/CAM a fost
modificate prin introducerea unor taste speciale cu fu ncții noi sau
Proiectare Asistată a Tehnologiilor de Deformare Plastică
49
prin atașarea dispozitivelor de intrare grafice, cum bila rotitoare.
Tastaturile cu astfel de butoane pot fi alcătuite ca unități de
intrare separate sau pot fi puse pe
o tastatură convențională. În
sistemele CAD/CAM, informația
introdusă de la tastatură trebuie
redată pe ecranul utilizatorului
pentru verificare. Totuși, situația
este dif erită în sistemele
CAD/CAM datorită reprezentării simultane a textului și a graficii.
Mouse -ul este utilizat pentru a selecta diverse butoane și funcții
care cu tastatura nu se pot selecta sau activa. Pentru a fi mai ușor de utilizat
în proiectarea CAD mouse -urile au diverse funcții, butoane speciale sau
formate constructive care să- l facă mai
eficient în proiectare. Pentru a satisface
cerințele tot mai crescute în ceea ce privește
timpul de proiectare au apărut mouse -uri
noi care sunt construite cu un t rackball
integrat care poate fi ușor controlat cu
degetul mare, principalul avantaj al acestui
mouse este trackball -ul său care permite
utilizatorului mișcări mult mai precise în timpul proiectării, figura. 3.6.
Acest tip de mouse utilizat în proiectarea CAD/CAM permite un
control simplu al mișcării fără nicio mișcare a încheieturii, iar precizia
trackball poate fi, de asemenea, controlată pentru a oferi o mai bună
precizie în timpul navigării. De asemenea, are butoane programabile care
Fig. 3.5. Tastatura pentru
proiectarea CAD/CAM
Fig. 3.6. Mouse pentru
proiectarea CAD/CAM
cu trackball
Cap. III Structura hardware a calculatoarelor și dispozitivele de intrare ieșire
50
pot fi utilizate pe ntru atribuirea unor sarcini speciale.
Mouse cu joystick – Acest dispozitiv este cel mai potrivit pentru
utilizatorii care realizează proiectări CAD
3D care trebuie să navigheze frecvent în
spațiul 3D figura 3.7 .
Dispozitivul oferă șase grade de
libertate, ceea ce este excelent pentru
navigarea în spațiul 3D și pentru
poziționarea camerelor. De asemenea, este
dotat cu un suport pentru odihnă la
încheietură, care poate fi reconfortant
pentru majoritatea utilizatorilor CAD.
Tastele de vizualizare rapidă preconfigurate oferă un avantaj
suplimentar, care poate facilita schimbările de vizualizare rapidă. Acest
dispozitiv este dotat și cu taste programabile care pot fi personalizate în
funcție de nevoia uti lizatorului.
Bila rotitoare (trackball) este un dispozitiv care se asemănă
foarte mult cu mouse -ul cu bilă din punct de vedere constructiv și
funcțional . Dacă ne raportam la
formă constructivă, acesta este un
mouse cu bila în parte superioară,
figura 3.8.
Cu ajutorul b ilei rotitoare se
poate mișca cursorul cu o precizie
mai bun ă iar eficiența poate crește
semnificativ.
Fig. 3.7. Mouse pentru
proiectarea CAD/CAM
cu joystick
Fig. 3.8. Bilă rotitoare
utilizată pentru proiectarea
CAD/CAM
Proiectare Asistată a Tehnologiilor de Deformare Plastică
51
Acest lucru este valabil mai ales în cazul mișcărilor mici și
precise, la care trackball -urile sunt de obicei mai sensibile.
De asemenea, trackball -urile facilitează mișcarea cursorului
de la o m argine a spațiului de lucru la celălalt, necesitând doar o
rotire a bilei cu ajutorul degetelor.
Tableta și creionul electronic este configurat special pentru
industria CAD, oferă o precizie deosebita și este ideal pentru aplicații
CAD/CAE și crearea de grafica 2D și 3D figura 3.9 .
Tablet ele moderne pot oferi o zona activ ă de 1400 cm pătrați ,
ce permite utilizarea optima î ntr-
un mediu de lucru ce se poate
extinde pe un monitor lat, sau
chiar pe doua monitoare .
De cele mai multe ori
aceste dispozitive vin configurate
cu mai multe butoane
personalizate pentru un acces
facil la comenzi rapide.
Butoa nele permit vizualizarea,
scalare, rotire și navigarea cu ușurința pe ecran. De asemenea, se
poate seta afișarea numelui diverselor funcții.
Aceste tablete pot avea 2048 niveluri de sensibilitate la
presiune ș i recunoașterea unghiului de î nclinare a creionului . Aceste
surprind fiecare detaliu cu aceeași acuratețe și precizie ca și pensul ă
sau creion tradițional.
Fig. 3. 9. Tableta și creionul
electronic
Cap. III Structura hardware a calculatoarelor și dispozitivele de intrare ieșire
52
Scaner ul 2D este un aparat care scanează optic prin baleiaj,
linie cu linie și punct cu punct imagini analogice, texte tipărite sau
chiar și obiecte reale, și produce ca rezultat o imagine digitală în
2D figura 3.10 .
Un scaner 3D se poate baza pe multe tehnologii diferite,
fiecare având propriile limitări, avantaje și costuri , figura 3. 11.
Aceste scaner -uri sunt utilizate pentru a construi modele 3D digitale,
fără teste distructive.
Datele 3D colectate sunt utile pentru o mare varietate de
aplicații. Aceste dispozitive sunt utilizate pe scară largă în industri e
inclusiv în proiectarea CAD/CAM sau în realitatea virtuală.
Alte aplicații comune ale acestei tehnologii includ
cartografierea robotică, proiectare industrială , controlul calității /
inspecție și digitalizare de artefacte culturale.
Prin intermediul dispozitivelor de intrare, utilizatorul introduce
informații în calculator. Alte astfel de dispozitive sunt: touchpad -ul,
joystick -ul, microfonul, camerele web.
Fig. 3. 10. Scaner 2D . Fig. 3.1 1. Scaner 3D
Proiectare Asistată a Tehnologiilor de Deformare Plastică
53
3.3 Dispozitive periferice de ieșire utilizate în procesele
CAM/CAD
Monitorul este un dispozitiv periferic de ieșire care afișează sub
forma grafică date și imagini, cel mai des folosit în industria IT și în
tehnica prelucrării datelor. Datele sunt reprezentate prin car actere și
simboluri. Din punct de vedere constructiv, monitoarele erau la origine
televizoare fără partea de recepție a semnalelor TV.
Monitoarele cu cristale lichide sunt terminale grafice cu ecranul din
cristale lichide, pe care imaginea este
generată cu ajutorul diodelor
luminiscente (LED) , figura 3.11. Alte
tehnologii utilizează fascicule laser, în locul fasciculelor de electroni, pentru
generarea imaginii.
Monitor cu plasmă este un dispozitiv de
afișare cu panou plat care folosește celule
mici care conțin plasmă, gaz ionizat care răspunde la câmpurile electrice.
Ploter -ul
este o imprimantă grafică vectorială. Ploter -ul desenează
imagini pe hârtie folosind un stilou. În trecut, acestea erau folosite în
aplicații precum proiectarea asistată de computer, deoarece erau capabile să producă desene de linie mult mai rapid și de o calitate mai înaltă decât
imprimantele convenți onale din trecut.
Există două tipuri principale de pletere cu peniță: plotere plane și
plotere cu tambur.
Fig. 3.11 . Monitor utilizat
în proiectarea CAD /CAM .
Cap. III Structura hardware a calculatoarelor și dispozitivele de intrare ieșire
54
Ploterele plane pot controla
deplasarea peniței prin intermediul
celor doua mișcări ortogonale, astfel
încât să fie acoperită întreaga
suprafață de lucru.
Imprimanta face parte din
categoria dispozitivelor perifericelor
de ieșire, aceasta fiind utilizată pentru
transpunerea informației din calculator/ laptop pe suport de hârtie .
Imprimantele se împart după mai multe criterii dar cel mai
important e după metoda de imprimare , figura. 3.13:
matriceale;
laser ;
fotografice;
electrofotografice;
electrostatice;
transfer termic ;
jet de cerneală;
imprimante 3D .
Boxe (difuzoarele) – sunt folosite ca dispozitive de ieșire pentru
sunet. Sunt legate la placa de sunet.
Fig. 3.12. Ploter -ul utilizat în
printarea CAD/CAM.
Fig. 3.13. Modele diferite de
imprimante
Proiectare Asistată a Tehnologiilor de Deformare Plastică
55
Cap. IV
PREZENTAREA SUCCINTĂ
A MEDIILOR DE
PROIECTARE ASISTATĂ
MATHCAD
4.1. Despre MathCAD
MatCAD fost introdus pentru prima dată în 1986 pe DOS și
fost primul program care a permis a editarea directă a unei notițe
matematice și apoi combinare calculelor automate ale acesteia.
Mathcad este un software informatic destinat în principal
verificării, validării, documentării și reutilizării calculelor de
inginerie
Mathcad este în general utilizată ca prima aplicație
computerizată care calculează și verifică automat coerența întregu lui
set de calcule.
Cap. I V Prezentarea succintă a mediilor de proiectare asistată MathCad
56
4.1.1. Prezentare generală
Astăzi Mathcad include unele dintre capabilitățile unui sistem
computerizată, dar rămâne orientat către ușurința de utilizare și
documentarea simultană a aplicațiilor de inginerie numerică.
Mathcad este orientat în jurul unei foi de lucru, în care
ecuațiile și expresiile matematice sunt create și utilizate în același
format grafic în care sunt prezentate.
Mathcad este parte a unui sistem mai larg care este utilizat
pentru numeroase aplicații folos ite în procesele inginerești care
permite modelelor analitice Mathcad să fie utilizate direct în geometria CAD.
Programul MathCAD este un soft dezvoltat de compania
MathSoft, specializat în rezolvarea problemelor de matematică, fie
numeric, fie simbolic. Toate versiunile MathCAD Professional nu
necesită cerințe de sistem avansate.
Mathcad este un program utilizat pentru realizarea de calcule
inginerești și pentru a realiza algoritmi de calcul necesari în proiectare. Interfața acestuia cu utilizatorul e f oarte simplă și
intuitivă și foarte ușor de folosit.
Mathcad ofere utilizatorului posibilitatea de a lucra interactiv
și de a modifica ușor algoritmii de calcul atunci când e nevoie.
În Mathcad scrierea formulelor de calcul se realizează identic
ca în mat ematică clasică astfel nu este necesar învățarea unui limbaj
de programare complicat, de asemenea acesta realizează transformarea automată a unităților de măsură diferite.
Proiectare Asistată a Tehnologiilor de Deformare Plastică
57
Utilizatori programului Mathcad se bucură de următoarele beneficii:
calculul – nume ric sau simbolic, modelarea și reprezentarea
vizuală a oricărei idei;
lucrul interactiv pe proiecte ce pot fi modificate cu ușurință,
modificarea unei variabile conducând la recalcularea
automată a ecuațiilor, actualizarea instantanee a graficelor și
a par ametrilor de proiectare;
documentarea calculelor folosind notații matematice
standard, capabile să “înțeleagă” unități de măsură;
realizarea de grafice în format 2D și 3D;
verificarea, reprezentarea vizuală și adnotarea soluțiilor
pentru orice disciplină;
interoperabilitate și conectare cu cele mai întâlnite aplicații
desktop și de proiectare și analiză;
reducerea erorilor datorită algoritmilor de verificare și
corelare a sistemelor de unități;
import și export de date.
4.1.2. Instalare soluție CAD MathCad
Pentru o bună funcționare a soluției CAD Mathcad sunt
necesare minim următoarele resurse hardware și software:
procesor Pentium/Celeron de 400MHz;
Windows 2000
Microsoft .NET Framework® 1.1 sau mai nou;
recomandat minim 256 MB RAM;
Cap. I V Prezentarea succintă a mediilor de proiectare asistată MathCad
58
spațiu de stocare cel puțin 100M B;
unitate CD -ROM sau DVD- ROM ;
Placă grafică de minim 128M B;
Kit-ul de instalare al programului Mathcad 14.0 are o mărime
de aproximativ 360 MB iar după instalare acesta va ocupa
aproxi mativ 270 M B. Pentru a începe procesul de instalarea a
programului de către studenți acasă pentru a rezolva proiectul aferent
cursului acestuia trebuie să lanseze executabilul Setup.exe din folder –
ul principal al kit -ului de instalare. Pe ecranul dispoziti vului pe care
se realizează instalarea apare următoarea fereastră prezentată în
figura 4.1.
Fig. 4.1 Fereastră de inițializare a instalării Mathcad 14.0
Fereastra deschisă conține 3 butoane iar dintre aceste trebuie
apăsam pe cel care scrie Mathcad.
Proiectare Asistată a Tehnologiilor de Deformare Plastică
59
Următoarea fereastră prezintă termeni și condițiile de
instalare și de utilizare a programului, iar utilizatorul trebuie să își exprime acceptul asupra condițiilor, figura 4.2.
Fig. 4.2 Fereastră de exprimare a acceptului asupra condițiilor de
utilizare.
Apoi după exprimarea acceptului apare fereastra de
introducere a seriei de licențiere a aplicației Mathcad 14.0. Tot în
acesta fereastră trebuie introduse urătoarele date: numele
Cap. I V Prezentarea succintă a mediilor de proiectare asistată MathCad
60
utilizatorului și al organizației.
După introduce rea datelor de înregistrare se apasă butonul
Next = Următorul pentru trecerea la pasul următor al procesului de
instalare, figura 4.3.
Fig. 4.3 Fereastra de introducere a seriei de licențiere și ale
datelor utilizatorului.
Următoarea fereastră a procesului de instalare este cea în care
utilizatorul trebuie să aleagă locația de instalare a aplicației.
Programul ne da o locație implicită de instalare, acesta fiind așa cum
se observă în figura 3.4 – C:\Program Files (x86) \Mathc ad. Dacă se
Proiectare Asistată a Tehnologiilor de Deformare Plastică
61
dorește instalarea într -o altă locație se va putea modifica locația cu
ajutorul butonului Change = Schimbă. După ce se alege noua locație
de instalare a programului se apasă butonul Next = Următorul pentru
a continua instalarea, figura 4.4
Fig. 4.4 Fereastra de alegere a locației de instalare
Următoarea fereastră care apare atunci când se realizează
instalarea e cea de exprimarea a acordului de instalare a programului
în ceea ce privește locația și termeni selectați până în acest moment
al instalări. De asemenea, aici suntem întrebați dacă se dorește
Cap. I V Prezentarea succintă a mediilor de proiectare asistată MathCad
62
revizuirea sau modificarea oricăreia dintre setările de instalare.
Dacă sunt lucruri care ar trebui modificate și se doresc a fi
modificate atunci avem opțiunea de Back = Înapoi pentru a rea liza
modificările. Tot în acestă fereastră ne este dată posibilitatea de a
da clic pe butonul Cancel= Anulare pentru a anula instalarea și de a
ieși din asistentul de instalare.
Dacă se dorește să se instalează în continuare programul se
face clic pe butonul Install= Instalare pentru a începe instalarea,
figura 4.5 .
Fig. 4.5 Fereastră pentru selectarea opțiunilor de modificarea,
instalare, sau anulare a procesului.
Proiectare Asistată a Tehnologiilor de Deformare Plastică
63
Din momentul în care a fost dat acordul de instalare în
fereastra de selectare a opțiunilor de instalare, pe ecran apare o
fereastră în care este dat stadiul procesului de instalare printr -o bara
de proces de culoare verde. În momentul în care procesul de instalare
va lua sfârșit bara de proces v -a ajunge la capăt. Dacă totuși dorim
să anulam procesul în acest stadiu, fereastra meniului de instalare ne dă acesta posibilitate prin apăsare butonului Cancel = Anulare iar
instalare v -a lua sfârșit, figura 4.6.
Fig. 4.6 Fereastra cu stadiul procesului de instalare
Odată cu terminarea instalării se va deschide o fereastră în
care se comunica că instalarea programului Mathcad 14.0 se va
Cap. I V Prezentarea succintă a mediilor de proiectare asistată MathCad
64
finaliza doar după apăsare butonului Finish = Finalizare.
De asemenea este comunicat faptul că se poate rula în acesta
fază a i nstalării expertul de configurare a licenței. Acest lucru se
face prin bifarea căsuței de opțiuni din acestă fereastră. În caz
contrar, asistentul de configurare a licenței va rula automat prima
dată când se deschide programul Mathcad 14.0, figura 4.7.
Fig. 4.7 Fereastră în care se comunica că instalarea programului
s-a finaliza.
Apoi se va deschide o altă fereastră în care este scris că
Proiectare Asistată a Tehnologiilor de Deformare Plastică
65
programul Mathcad 14.0 e pregătit pentru a rula și trebuie apăsat
butonul Ok=De acord, a se vedea figura 4.8.
Fig. 4.8 Fereastră în care este scris ca programul Mathcad 14.0 e
pregătit pentru a fi deschis.
O data cu terminate procesului de instalare pe ecranul de
lucrul al dispozitivului pe care s -a realizat instalarea se va afișa
următoarea pictogramă asociata programului Mathcad 14.0 și
cu ajutorul căreia se va realiza lansarea programului.
Mathcad este perfect potrivit pentru calculele de inginerie.
Lucrezi în Mathcad la fel cum ai face pe o bucată de hârtie de calcul.
Cap. I V Prezentarea succintă a mediilor de proiectare asistată MathCad
66
Fig. 4.9 Fereastră în care sunt prezentate instrucțiunile de
utilizare ale programului MathC ad 14.0
În figura 4.9 este prezentată fereastră în care sunt prezentate
instrucțiunile de utilizare, tutoriale și videotutoriale despre program,
dar și o listă de scurtături de accesare a unor funcții cu ajutorul unor
combinații de taste de utilizare ale programului MathCad 14. 0.
4.2. Descrierea ferestrei principale
Fereastra principală are aceeași structură bine organizată și
intuitiva cu meniuri și sub meniuri des întâlnite în programele de
scriere specializate pe editare de text și pe calcul matematic.
Proiectare Asistată a Tehnologiilor de Deformare Plastică
67
Fig. 4.10 Fereastra de lucru a programului Mathcad 14.0
Cap. I V Prezentarea succintă a mediilor de proiectare asistată MathCad
68
4.2.1. Descrierea meniurilor și sub -meniurilor
Linia întâi al meniul principal al aplicației conține
următoarele sub -meniuri: File, Edit, View, Insert, Format, Tools,
Symbolics, Window și Help.
Sub-meniul File = Filă din MathCAD conține următoarele
comenzi:
New = Nou – pentru a începe un document
nou;
Open = Deschide – pentru deschide un
document deja existent;
Close = Inchide – pentru închide
documentul;
Save = Salvare – pentru salva documentul;
Save As = Salvare ca – pentru salvarea
documentului sub un alt nume;
Page Setup = Setare pagină – pentru a
stabili dimensiunile hârtiei;
Print Preview = Previzualizate imprimare
– pentru a vizualiza documentul înainte de
a fi imprimat;
Print = Imprimare – pentru a imprima documentul.
Sub-meniul Edit = Editare conține comenzi referitoare la
editarea unor documente. Cele mai importante dintre comenzile de
editare sunt:
Proiectare Asistată a Tehnologiilor de Deformare Plastică
69
Undo = Revenire – pentru a renunța la ultima acțiune;
Redo = Refacer e – are efect invers comenzii Undo;
Cut = Taiere – pentru decupare unor parți
sau a întregului document;
Copy = Copiere – pentru a copia;
Paste = Lipire – pentru a lipi conținutul
selectat copiat anterior;
Paste Special = Lipire specială – pentru a
plasa obiecte și imagini, care se găsesc în
Clipboard, în locul precizat;
Delete = Ștergere – pentru a șterge obiectul
selectat;
Select All = Selectează tot – pentru a selecta
întregul document;
Find = Caută – pentru a găsi un cuvânt în document.
Replace = Înlocuire – pentru găsirea unui cuvânt și înlocuirea
acestuia cu un alt cuvânt;
Go to page = Mergi la pagina – pentru a plasa cursorul la începutul
paginii indicate;
Links = Link -uri – creează legături .
Sub-meniul View = Vizualizare conține următoarele
comenzi:
Toolsbars = Bara de instrumente ;
Ruler = Ruleta – este o funcție prin care pe pagina de lucru este
introdusă o riglă.
Cap. I V Prezentarea succintă a mediilor de proiectare asistată MathCad
70
Status Bar = Bară de stare – bara de stare a documentului curent. Ea
se plasează la baza ecranului;
Trace Window = Fereastra de urmărire –
este o fereastră de urmărire folosită pentru
depanare;
Header and Footer = Antet și Subsol –
permite inserarea numărului de pagină fie
în antetul paginii (partea de sus), fie în
subsol (partea de jos a paginii);
Regio ns = Regiune – pentru a identifica
zonele documentului;
Annotation = Adnotare – afișează paranteze colorate în jurul tuturor
regiunilor
adnotate din
foaia de lucru.
Refresh = Reîmprospătare – pentru
reîmprospătarea pagini de lucru.
Zoom – pentru stabilirea dimensiunii
caracterelor în vederea afișării pe ecran;
Sub ramura Toolsbars = Bara de
instrumente ce conține următoarele
subramuri: Standard, Formating, Math, Controls, Resources, Debug, Calculator,
Graph, Matrix, Evaluation, Calculus, Boolean, Programming, Greek, Symbolic,
Modifier și Custom Characters.
Proiectare Asistată a Tehnologiilor de Deformare Plastică
71
Standard = Standard – include butoanele corespunzând celor mai
utilizate comenzi ale sub -meniurilor File, Edit. Ea se plasează sub
bara de meniu principală;
Formating = Formatare are butoane pentru stabilirea tipurilor și
dimensiunii caracterelor, poziția și indentarea textului;
Math = Matematica conține butoane corespunzătoare barelor de
instrumente pentru:
• Calculator – pentru calcule aritmetice
• Graph = Grafice – pentru reprezentări grafice de funcții
Cap. I V Prezentarea succintă a mediilor de proiectare asistată MathCad
72
• Matrix = Matrici – definirea vectorilor și matricelor
Evaluation = Ecuații – pentru evaluări de expresii
aritmetice
Calculus = Limite – pentru calculul limitelor
Boolean – evaluări de expresii logice
Programming =
Programare – pentru comenzi de
scrierea programelor MathCAD
Greek = Grecesc
– pentru litere
grecești
Proiectare Asistată a Tehnologiilor de Deformare Plastică
73
Symbolic = Simboluri pentru calculul cu simboluri
Sub-meniul Insert = Inserează – are comenzi pentru
inserarea în document a graficelor, matricelor, funcțiilor, imaginilor,
pentru stabilirea unităților de măsură etc. Câteva comenzii ale
acestui sub -meniu sunt:
Graph = Grafic – MathCAD permite reprezentarea grafică a
funcțiilor în două sau trei dimensiuni sub forme diferite;
Matrix = Matrice pentru stabilirea dimensiunilor unui vector sau
matrice;
Function = Fracții – permite inserarea funcțiilor din baza de date a
aplicației;
Cap. I V Prezentarea succintă a mediilor de proiectare asistată MathCad
74
Unit = Unități – unitățile de măsură în care sunt exprimate datele;
Picture = Imagini – permite introducerea de imagini;
Area = Arie – pentru separarea documentului în zone distincte;
Math/Text Region = Matematică/Regiune text – pentru delimitarea
zonelor din document în care sunt formule matematice față de cele text.
Sub-meniul Format = Format are comenzi care țin de
aspectul documentului.
Equation = Ecuații – pentru a stabili tipurile de caractere pentru
variabile și constantele incluse într -o ecuație;
Result = Rezultate – pentru precizarea sub ce formă să fie redat
rezultatul;
Text = Text – se realizează formatarea textului ( tipul și dimensiunile
Proiectare Asistată a Tehnologiilor de Deformare Plastică
75
caracterelor);
Paragraph = Paragraf – pentru indentarea textului;
Style = Stil – pentru editarea documentului împărțit în secțiuni,
capitole, subcapitole etc.;
Color = Culoare – se poate stabili culoarea
caracterelor;
Separate Regions = Regiuni separate =
pentru delimitarea (fără linii) a regiunilor
documentului;
Headers/Footers = Antet/Subsol – pentru
inserarea antetului și sub -solului în
document;
Repaginate Now = Repaginare acum –
pentru numerotarea paginilor documentului.
Sub-meniul Tools = Instrumente
conține comenzi pentru corecție de text,
animații, calcule etc.
Spelling = Ortografie – verificatorul ortografic verifică ortografia în
regiunile text, dar nu și în regiunile matematice. Verificatorul
ortografic consideră un cuvânt scris greșit atunci când nu este găsit în dicționarul său.
Animation = Animație – realizează animații a unei funcții.
Calculate = Calculare realizează calcule pe zona cursorului;
Protect Worksheet = Protejați conținutul foii de lucru – utilizat
pentru a proteja conținutul foii de lucru la diferite niveluri.
Calculate Worksheet = Calculați în fișa de lucru – realizează
Cap. I V Prezentarea succintă a mediilor de proiectare asistată MathCad
76
calculele din documentul curent;
Automatic Calculation = Calcul automat – execută automat
calculele de fiecare dată când o formulă este scrisă;
Optimize = Optimizare – fișează o
fereastră mică care conține forma
optimizată a ecuației selectate, dacă
există. Mathcad folosește această formă
optimizată atunci când calculează orice
rezultat care implică ecuația.
Debug – Continuă evaluarea unui
program sau regiune după evaluarea funcției de pauză.
Licen se – Licență – Dezvoltatorul softului
da posibilitatea utilizatorului să alega
licența potrivită pentru el la activarea programului.
Worksheet Options = Opțiuni de lucru – afișează caseta de dialog
Opțiuni pentru foaia de lucru pentru setarea variabilelor încorporate,
calcul, afișare, sistem de unitate și
dimensiuni.
Preferences = Preferințe – afișează
dialogul Preferințe, pentru
personalizarea aspectelor interfeței de
utilizator Mathcad
Sub-meniul Symbolics =
Simboluri are comenzi care permit
calcul simbolic (calculul derivatelor,
Proiectare Asistată a Tehnologiilor de Deformare Plastică
77
primitivelor, dezvoltări în serie Taylor etc.). Câteva comenzi ale
acestui sub -meniu:
Simplify = Simplificare – pentru simplificarea expresiilor
matematice;
Factor = Factor – pentru scrierea e xpresiilor ca un produs de factori
ireductibili;
Polinomial Coefficients = Coeficient Polinomial pentru
determinarea vectorului coeficienților unui polinom;
Variable = Variabile – are la rândul său o listă de opțiuni care devin
accesibile dacă se plasează cursorul pe o variabilă, pentru aflarea rădăcinii (Solve) unei ecuații, pentru calcularea derivatei
(Differentiate), a primitivei (Integrate), pentru dezvoltarea în serie
Taylor (Expand to Series) etc.;
Matrix = Matrici – pentru determinarea matricei transpuse
(Transpose = Transpus ), a matricei inverse ( Inverse = Inversa ),
determinantul unei matrice (Determinant);
Transform = Transformare – pentru determinarea transformatei
directe și a transformatei inverse de tip Fourier, Laplace, Z ;
Sub- meniul Window
= Fereastră are
comenzi pentru divizarea ferestrei în două părți, fie orizontale, fie verticale, pentru
aranjarea ferestrelor în cascadă și are o listă a
documentelor deschise în sesiunea curentă.
Sub- meniul Help = Ajutor aici sunt date informațiile utile
despre acestă aplicație. Dacă accesăm prima ramură a acestui sub –
meniu se v -a deschide o fereastră nouă care v -a conține un arbore de
Cap. I V Prezentarea succintă a mediilor de proiectare asistată MathCad
78
instrucțiuni cu mai multe ramuri în care găsim toate informațiile utile
utilizatorului.
Pentru a simplifica și mai mult
utilizarea acestui program dezvoltatorul
acestei aplicații a mai introdus o sub –
ramură denumită What `s This?= Ce este
acesta? care o dată ce este apăsată
acestă sub -ramură oriunde utilizatorul
mer g e c u c u r s o r u l ș i a m a p ă s a p e u n
meniu sau sub -meniu se va deschide o
fereastră care va da informații despre
acel meniu etc.
4.3 Foi de lucru și modele
La crearea unui document nou, programul Mathcad deschide
o foaie de lucru nouă pre -formatată
care este complet goală. În acest caz
se folosesc opțiunile implicite de
formatare.
La deschiderea unui document
nou putem selectă și varianta
inițializării u nui document cu un
model prestabilit de către program
sau de către utilizator inițial.
Foaia de lucru astfel nou creată va fi formatată după opțiunile
Proiectare Asistată a Tehnologiilor de Deformare Plastică
79
prestabilite.
Mathcad 14.0 are o serie de model de fișiere prestabilite dar
utilizatorul poate deschide orice foaie de lucru ca model.
4.3.1. Dimensionarea foilor de lucru
Mathcad -ul permite utilizatorului să modifice dimensiunile foii
de lucru, în vederea adaptării acesteia la necesitățile impuse de
imprimarea pe
hârtie sau pe alt
suport (folii
transparente etc.).
Pentru
stabilirea
dimensiunilor foii
de lucru este
disponibilă
coman da Page
Setup, amplasată
în meniul File =
Filă. Lansarea
comenzii conduce la deschiderea unei
ferestre de dialog în care utilizatorul poate specifica dimensiunile foii de
hârtie corespunzătoare foii de lucru, prin alegerea unui format standardizat din lista derulantă Size = Dimensiun e (amplasată în
Fig. 4.11 Fereastra de dialog corespunzătoare
comenzii Page Setup
Cap. I V Prezentarea succintă a mediilor de proiectare asistată MathCad
80
secțiunea Paper = Pagină ); tot aici se pot specifica și dimensiuni diferite
de cele standard ( opțiunea User Defined = Definit de utilizator );
4.3.2. Salvarea foilor de lucru
După ce documentul a fost creat, dacă se dorește salvare lui,
programul Mathcad- ul are două variante de realizare a acestui lucru:
1. folosirea scurtăturii din bara de instrumente Standard
2. comenzile Save = Salvare sau Save As = Salvare ca
din meniul File = Fișier .
Fig. 4.12 Fereastra de dialog deschisă de programul Mathcad 14.0
Proiectare Asistată a Tehnologiilor de Deformare Plastică
81
Comanda Save As permite utilizatorului, prin deschiderea unei
ferestre de dialog precizarea numelui atribuit foii de lucru (câmpul
File Name = Nume Fișier ), locația de salvare (câmpul Save în sau
fereastra de navigare) precum și tipul de document atribuit foii de lucru (câmpul Save as Type = Tip Salvare ). Mathcad -ul oferă implicit
11 tipuri de formate pentru documentele salvate, figura. 4.1 2.
Atribuirea în MathCAD se face utilizând simbolul „ : ” care devine
în documentul MathCAD „ :=”. Afișarea pe ecran se face folosind
semnul „=”.
Tabelul următor prezintă operatorii aritmetici și tipul
operanzilor.
Operație Simbol Operanzi
Adunare + V.C.F.N , vectori și matrice
Scădere – V.C.F.N , vectori și matrice
Înmulțire * V.C.F.N , vectori și matrice
Împărțire / V-C-F-N
Produs vectorial × Vectori tridimensionali
Ridicare la putere ^ V.C.F.N
V.C.F.N – Variabile, constante și funcții numerice
Adunarea, scăderea, produsul vectorilor și matricelor se
realizează foarte simplu scriind operanzii și operatorii corespunzători.
4.4 Inserarea textelor în foile de lucru
Inserarea textelor în Mathcad se realizează în regiuni specifice
regiuni tip text si se realizează cu ajutorul comenzii Text Region =
Cap. I V Prezentarea succintă a mediilor de proiectare asistată MathCad
82
Regiune Text figura 4.13 a. Textele se utilizează pentru a da indicații
suplimentare sau explicații despre ecuațiile sau graficele din foia de
lucru . Dacă se dorește părăsi re regiun e de tip text este necesară să se
efectu eze un click stânga al mouse în afara acesteia.
Pentru a introduce caractere speciale sau simboluri în regiunea
text se activează bara de instrumente Greek , Boolean, Evaluation și se
apasă caracterul corespunzător dorite figura 4.13 b. Caracterul va fi
introdus în text în locul în care este poziționat cursorul .
a)
b)
c)
Fig. 4.12 Tipuri de inserări în regiunea text; a) inserarea textelor
b) inserarea caracterelor speciale; c) inserarea ecuațiilor în text.
În unele situații e necesar să se introducă ecuații în text acest
lucru realizându -se combinarea regiunilor de tip text cu cele
Matematice folosind comanda Math Region figura 4.13 c .
Proiectare Asistată a Tehnologiilor de Deformare Plastică
83
4.5. Inserarea structuri matematice în foile de lucru
4.5.1 Calcul numeric
Calculul derivatelor unei funcții de o variabilă: într -un
document MathCAD după definirea funcției și precizarea punctului
în care se dorește evaluarea derivatei, din paleta Calculus =
Calculare se alege d
dx, după care se precizează variabila în raport
cu care se calculează derivata și apoi funcția . După semnul egal,
MathCAD va afișa valoarea derivatei. Analog pentru derivatele de
ordin superior, însă de această dată se alege operatorul n
nd
dx.
Calculul derivatelor parțiale ale unei funcții de mai multe
variabile . Pentru a apărea semnul 𝜕𝜕
𝜕𝜕𝜕𝜕 se face clic cu butonul drept al
mouse -ului deasupra operatorului 𝑑𝑑𝑑𝑑
𝑑𝑑𝜕𝜕 . Din „meniul imediat” care
apare se selectează View Derivate As = Vizualizați Derivare ca și de
aici Partial Derivate = Derivate Parțiale .
Calculul integralelor se face utilizând icoana de integrare din
paleta Calculus = Calcule . Pentru calculul integralelor trebuie
acordată o mare atenție definirii intervalului de calcul. În MathCAD
se pot calcula și integrale duble și triple, singura condiție obligatorie
pentru obținerea unui rezultat valid este definirea corectă a
intervalelor de integrare.
Calculul limitelor funcțiilor și șirurilor este de asemenea
posibilă. Tot în paleta Calculul , se pot găsi trei icoane pentru
Cap. I V Prezentarea succintă a mediilor de proiectare asistată MathCad
84
calcularea limitelor. Acestea se folosesc pentru calcul limitei la
stânga, la dreapta și limita într -un punct.
Calculul vectorial și matriceal este bine implementat în
MathCAD, operațiile cu vectori și matrice efectuându -se scriind
comenzi apropiate de scrierea matematică obișnuită .
Produsul scalar a doi vectori: se precizează vectorii x și y
și cu comanda x ∗y = , sau cu operatorul 𝑥𝑥⃗⋅𝑦𝑦⃗ din paleta Matrix =
Matrici, urmat de = , se obține rezultatul.
Vectorii și matricele se inserează într -un document MathCAD
din sub- meniul Insert =Inserare , se selectează Matrix = Matrice , iar
în caseta de dialog care apare Insert Matri x = Inserează matrice se
precizează numărul de linii și de coloane. Operațiile care se pot
efectua cu vectori și matric i se regăsesc în paleta Matrix
Produsul vectorial a doi vectori se calculează după ce cei
doi vectori au fost precizați cu operatorul 𝑥𝑥⃗⋅𝑦𝑦⃗ din paleta Matrix ,
urmat de = .
4.5.2 Reprezentări grafice
Pentru reprezentarea grafică a unei funcții de o variabilă
se precizează funcția , apoi domeniul de variație al variabilei
independente. Din paleta Graph = Grafice se alege butonul
corespunzător tipului de reprezentare dorit.
Altfel, se poate ca din sub -meniul Insert , să se selecteze
Graph și de aici tipul de grafic pentru reprezentarea funcției . Se
poate alege reprezentarea într -un sistem de axe cartezian ( X-Y
Plot) sau reprezentare polară ( Polar Plot ).
Proiectare Asistată a Tehnologiilor de Deformare Plastică
85 Cap. V
PREZENTAREA SUCCINTĂ
A MEDIILOR DE
PROIECTARE ASISTATĂ
AUTOCAD
5.1. Despre A utoCAD
Toate sistemele CAD creează modele folosind entități geometrice
de bază. Multe dintre construcțiile utilizate în proiectele tehnice se bazează pe geometria plană bidimensională. Metoda și numărul de
operații care sunt necesare pentru realizarea construcțiilor sunt diferite de la un sistem la altul.
Pentru a deveni eficient în utilizarea unui sistem CAD, trebuie
să învățăm să creăm entități geometric e rapid și precis. În învățarea
utilizării unui sistem CAD, liniile și cercurile sunt primele două, și poate cele mai importante două entități geometrice, care ar trebui să
stăpânească abilitățile de creare și modificare. Liniile drepte și
Cap. V P rezentarea succintă a mediilor de proiec tare asistată AutoCAD
86 cercurile sunt u tilizate în aproape toate desenele tehnice. În
examinarea diferitelor tipuri de entități geometrice plane, importanța
liniilor și cercurilor devine evidentă.
Triunghiurile și poligoanele sunt figuri plane, delimitate de
linii drepte. Elips ele și splinele pot fi construite prin conectarea
arcurilor cu diferite raze. Pe măsură ce se câștigă ceva experiență în crearea de linii și cercuri, se pot aplica proceduri similare pentru a
crea alte entități geometrice.
5.1.1. Prezentare generală a programului AutoCAD
Programul AutoCAD LT 2009 permite utilizatorul să
lucrează și să modelează mediul de proiectare cu ajutorul comenzilor
și tastelor predefinite de program .
Comenzile sunt date de la tastatură, ca șiruri de caractere
grafice care lansează, de fapt, anumite rutine, apelate intern cu
respectivele nume.
Variabilele de sistem sunt nume pe care AutoCAD LT 2009
le recunoaște ca moduri de lucru, mărimi sau limite. Există variabile
pe care utilizatorul le poate accesa și modifica valoar ea și există
variabile a căror valoare poate fi numai citită, nu și modificată.
Desenele realizate pot avea diferite culori, linie. În cazul în
care desen ul proiectat are prea multe detalii acestea pot fi doar
ascunse fără a fi șterse și pot fi re arătate fo arte ușor , la comandă.
Proiectare Asistată a Tehnologiilor de Deformare Plastică
87 5.1.2. Instalare a programului AutoCAD
Pentru o bună funcționare a programului AutoCAD LT 2009
sunt necesare minim următoarele resurse hardware și software:
procesor Intel Pentium 4 /AMD Athlon de 2.2 GHz ;
Microsoft Windows Vista sau mai nou
recomandat minim 2 GB RAM;
spațiu de stocare minim 550 MB ;
placă grafică de minim 256 MB;
Microsoft .NET Framework® 1.1 sau mai nou;
Procesul de instalarea a programului poate fi inițiat prin
lansarea executabilul Setup.exe din folder -ul de instalare.
Pe ecranul dispozitivului pe care se realizează instalarea
apare următoarea fereastră prezentată în figura 5.1.
Fig. 5.1 Fereastră de inițializare a instalării programului
Cap. V P rezentarea succintă a mediilor de proiec tare asistată AutoCAD
88 Fereastra deschisă conține 4 butoane iar dintre aceste trebuie
activat cel pe care scrie Install Products = Instalare Produs .
În fereastra din figura 5.2 utilizatorul poate alege ce program
instalează prin bifarea căsuței dorite aferente fiecărui tip de program .
Fig. 5.2 Alegerea programului de instal at.
Fig. 5.3 Fereastră cu termeni și condițiilor de utilizare.
Proiectare Asistată a Tehnologiilor de Deformare Plastică
89
Fig.5.4 Alegere a locației de instalare a programului AutoCAD .
Fig.5.5 Introducerea seriei de licențiere și datele utilizatorului.
După alegerea locației de instalare figura 5.4 se va introduce
codul de înregistrarea al programului se apasă butonul Next =
Următorul figura 5.5.
Cap. V P rezentarea succintă a mediilor de proiec tare asistată AutoCAD
90
Fig.5.6 Fereastra cu stadiul procesului de instalare a programului
AutoCAD.
Fig. 5.7. Fereastră în care se comunica că instalarea a AutoCAD
s-a finaliza.
Odată cu terminarea instalării , figura 5.6, se va deschide o
fereastră în care se comunica că instalarea programului s e va finaliza
doar după apăsare butonului Finish = Finalizare figura 5.7.
Proiectare Asistată a Tehnologiilor de Deformare Plastică
91 5.2. Descrierea ferestrei principale din AutoCAD
În AutoCAD foii de lucru îi este atribut automat nume
generice în momentul deschiderii programului.
În figura 9 este prezintă fereastra de deschidere a AutoCAD-
ului. În versiunea AutoCAD 2009, bara cu instrumente Standard și
meniurile derulante sunt asem ănătoare cu cele ale aplicațiilor Office .
O dată cu lansarea programului se deschide o fereastră de lucru
în care se pot identifica elemente de interfața din figura 5.9.
Fig. 5.9. Fereastra de lucru a programului
AutoCA D LT 2009.
În programului AutoCAD LT 2009 utilizatorul poate să lucrează
și sa chiar modelează mediul de proiectare cu ajutorul comenzilor și
variabilelor de sistem.
Cap. V P rezentarea succintă a mediilor de proiec tare asistată AutoCAD
92
5.2.1. Bară cu meni uri și cu blocuri pentru comenzi rapide
Bara de acces rapid
Prima linie a paginii de lucru conține următoarele comenzi: l a
stânga sunt prescurtări pentru comenzile New = Document nou ,
Open = Deschide – pentru a deschide o pagini de lucru creată
anterior, Save = Salvare – comandă pentru salvarea documentului,
Print = Imprimare pentru a scoate la imprimantă documentul, Undo
= Anulare – pentru a anula ultima comandă, Redo = Revenire pentru
a reveni la ultima comandă .
În partea dreapta a barei se afla butoanele: Minimize =
Minimizează , Maximize = Maximizează și Exit = Inchide fereastra
de lucru, figura 5.10.
Fig.5.10. Bara de acces rapid.
Pe mijlocul primei lini găsiți butoanele pentru căutarea rapidă
într-o varietate de surse de informații, accesați actualizări și anunțuri
ale produsului și salvați subiecte cu InfoCenter = Centru
de informații .
Bară de meniuri
Acestă bara de meniu permite accesul la bara cu blocuri pentru
comenzi rapide . Dacă selectam una din opțiunile din bara de meniuri se
Proiectare Asistată a Tehnologiilor de Deformare Plastică
93 va realiza o deschidere a barei cu blocuri pentru comenzi rapide
AutoCAD.
Fig.5.10. Bar ă de meniuri .
Bară de meniuri pot fi configurată în funcție de preferințele
utilizatorului.
Bara cu blocuri pentru comenzi rapide
Bara cu blocuri pentru comenzi rapide oferă o plasare
compactă a comenzilor relevante pentru o proiectare ușoară. Acesta
elimină necesitatea afișării mai multor bare de instrumente, reducând
dezordinea în fereastra de lucru figura 5.11 .
Fig. 5. 11. Bară cu blocuri pentru comenzi rapide din meniul Home .
Fig. 5. 12. Bară cu blocuri pentru comenzi rapide din meniul Blocks
& Referen ces.
Blocuri pentru comenzi rapide pot fi afișate orizontal, vertical sau
ca o paletă plutitoare. Blocuri orizontale sunt afișate în partea de sus a
ferestrei de desen în mod implicit atunc i când se deschide un desen.
Cap. V P rezentarea succintă a mediilor de proiec tare asistată AutoCAD
94
Fig.5. 13. Bară cu blocuri pentru comenzi rapide din meniul
Annotate .
Barele de instrumente sunt o alternativă mai buna decât barele
derulante pentru accesarea rapidă a comenzilor. Barele de instrumente
conțin comenzile cele mai des utilizate și permit accesarea lor rapida.
Fig.5. 14. Bară cu blocuri pentru comenzi rapide din meniul Tools .
Barele cu comenzi rapide pot fi modificate prin adăugarea
butoanelor cu comenzi pe care le utilizați mai des. AutoCAD -ul permite
de asemenea crearea butoanelor și barelor de instrumente proprii.
Fig.5. 15. Bară cu blocuri pentru comenzi rapide din meniul View .
Barele cu blocuri pentru comenzi rapide maximizează
suprafața disponibilă de lucru folosind o singură interfață compactă .
Fig.5. 16. Bară cu blocuri pentru comenzi rapide din meniul Output .
Proiectare Asistată a Tehnologiilor de Deformare Plastică
95 Bara cu instrumente standarde. Bara cu instrumente standarde
seamănă majoritatea barelor din aplicațiile Windows prin faptul că
conține comenzile folosite în mod uzual.
Bare de meniuri derulante
Barele de meniuri derulante se afla pe bara de titlu. Pentru a
afișa un astfel din meniu apăsați pe pictograma una dintre opțiuni
afișate în figura .
Fig.5.17. Bare de meniuri derulante.
Cap. V P rezentarea succintă a mediilor de proiec tare asistată AutoCAD
96 Sub-meniul File = Filă . În figura din dreapta este afișat meniul
derulant File unde putem să găsim comenzile, fig.5.17:
New = Nou deschiderea unui nou fișier;
Open = Deschidere – deschiderea unui fișier din Calculator;
Save = Salvare – se salvează fișierului în Calculator;
Save As = Salvare ca – se salvează fișierul cu o anumită extensie;
Export = Exportă – se exportă desenului în alte formate: jpeg, png, etc;
Close = Inchid ere – pentru închide documentul din AutoCAD- ului;
Page Setup Managger = Manager de setare pagină – pentru a
stabili dimensiunile spațiului de lucru;
Plot – pentru a imprima documentul.
Sub-meniul Edit = Editare conține comenzi referitoare la
editarea unor documente. Comenzile importante editare sunt :
Undo Cui =
Revenire – pentru a
renunța la ultima
acțiune;
Redo = Refacer e – are
efect invers comenzii
Undo;
Cut = Taiere – pentru
decupare unor parți sau a întregului document;
Proiectare Asistată a Tehnologiilor de Deformare Plastică
97 Copy = Copiere – pentru a copia;
Paste = Lipire – pentru a lipi obiecte și imagini ;
Clea r = Ștergere – pentru a șterge obiectul sau obiectele selectat;
Select All = Selectează tot – pentru a selecta întregul document;
Find = Caută – pentru a găsi un cuvânt în document.
Sub-meniul View = Vizualizare conține următoarele
comenzi:
Redraw = Redesenează –
pentru a curați
ecranul de obiecte
temporale sau alte obiecte
inutile Bara de
instrumente ;
Regen = Regenerează –
recompune întregul
desen și coordonatele
ecranului pentru toate
obiectele din foaia de
lucru curentă . De
asemenea, reindexează baza de date de desen
pentru performanțe optime de afișare și selectare a obiectelor ;
Zoom – mărește sau micșorează scara de vizualizare;
Cap. V P rezentarea succintă a mediilor de proiec tare asistată AutoCAD
98 Pan = Mută – se repoziționează desenul fără a schimba scara de
afișare;
Sub-meniul Insert =
Inserează – are comenzi pentru
inserarea diferitelor tipuri
fișiere .
Sub-meniul Tools =
Instrumente conține comenzi
pentru corecție de text, desene etc.
Sub-meniul Format =
Format are comenzi care țin de
aspectul instrumentelor de
desenare și de layers = strat .
Sub-meniul Tools = Instrumente conține comenzi pentru
corecție de text, desene etc.
Sub-meniul Help = Ajutor prin accesarea acestui sub-meniu
se v-a deschide o fereastră nouă
care v -a conține un arbore de
instrucțiuni cu mai multe ramuri
în care găsim toate informațiile
utile utilizatorului.
Sub-meniul Window =
Fereastră are comenzi pentru
divizarea ferestrei în două părți.
Sub-meniul Draw =
Desenează – are comenzi care
Proiectare Asistată a Tehnologiilor de Deformare Plastică
99 permit realizarea de desene folosind liniile, dreptunghiurile,
cercurile etc figura 5.18.
Sub-meniul Dimension = Dimensionează are comenzi pentru
măsurarea dimensiunilor, razelor, unghiurilor etc.
a)
b)
Fig.5.18. Sub-meniul a) Draw = Desenează; b ) Dimension =
Dimensionează
Meniurile derulante pot fi adaptate cerințelor utilizatorului,
putând fi modificate.
Bara de comandă
Bara de comandă este poziționată în partea de jos a ecranului și
cuprinde linia de comandă care arată ceea ce se introduce de la tastatură.
Cap. V P rezentarea succintă a mediilor de proiec tare asistată AutoCAD
100 Apelarea programului se face prin intermediul comenzi Command .
După introducerea unei comenzi vor apare interogări sau comenzi
adiționale. Acestă f ereastra de comandă trebuie vizualizată permanent ,
deoarece programul o folosește pentru a afișa mesajele de eroare, și
opțiunile de comandă .
Comenzile care sunt date de la tastatură, ca șiruri de caractere
grafice care lansează, de fapt, anumite rutine, apelate intern cu
respective comenzi .
Variabilele de sistem sunt nume pe care AutoCAD le recunoaște
ca moduri de lucru, mărimi sau limite. Există variabile pe care
utilizatorul le poate accesa și modifica valoarea și există variabile a
căror valoare poate fi numai citită, nu și modificată.
Bara de comandă păstrează implicit 400 de linii de comandă, ce
pot fi vizualizate. Comenzile introduse anterior pot fi reîntoarse pentru
o noua utilizare.
Bara de stare
Afișează starea curentă a AutoCAD -ului adică coordonatele
cursorului, starea diferitelor moduri operaționale , de asemenea, pot fi
activate / dezactivate (ON/OF) comenzi cu dublu clic executat pe ele.
5.3. Configurarea spațiului de lucru
5.3.1. Salvarea și setarea pagini de lucru
Înaintea de a realiza desen ul în Autocad LT 2009 utilizatorul
trebuie să își configureze mediul de desenare. Primul pas după
Proiectare Asistată a Tehnologiilor de Deformare Plastică
101 deschiderea programului și alegerea unui document nou consta în
salvarea spațiului de lucru , figura 5.19.
Fig.5.19. Salvarea paginii de lucru.
După salvare documentului trebuie să configurăm d imensiunile
spațiului de lucru ( hârtiei ) pe care se realizează desenul figura 5.20 .
Fig.5.20. Setare pagină de lucru.
Cap. V P rezentarea succintă a mediilor de proiec tare asistată AutoCAD
102
După salvare și setarea pagini este necesar ca utilizatorul să
seteze unitățile de măsură
utilizate pentru desenare . Caseta
de interogare este prezentata în
figura 5.21.
În acestă fereastră se
poate să selecta orice tip de
unitate de măsura și de preciz ie
de afișare. Precizia de afișare
arată cât de precis vor fi afișate
coordonatele mausului ț și
dimensiunile la cotare.
Orice obiect din
AutoCAD are cel puțin trei
proprietăți: culoare, strat și tipul de linie. Când se creează forma
geometrica a unui reper în AutoCAD – indiferent de formă acestuia i se
atribuie o culoare, strat, si un tip de linie. Se poate crea și denumi un
nou strat pentru fiecare grupare conceptuală (cum ar fi linii sau dimensiuni) și puteți atribui proprietăți
comune fiecărui strat.
Prin organizarea obiectelor în
straturi, se poate controla vizibilitatea și
proprietățile obiectului unui număr
mare de ob iecte separate pentru fiecare
strat și puteți face schimbări rapide.
Fig.5.21. Setare unităților de
măsura
Fig. 5.22. Blocul cu setări
pentru layer = strat .
Proiectare Asistată a Tehnologiilor de Deformare Plastică
103 Numărul de straturi care pot fi create într-un desen și numărul de
obiecte pe care le puteți crea pe fiecare strat sunt practic nelimitate.
Un nume de strat poate include până la 255 de c aractere: litere,
numere și spații .
Programul AutoCAD sortează straturile în ordine alfabetică
după nume. Se poate configura de către utilizator propriul șablon de
desen cu straturi și tipuri de culori. Pe măsură ce utilizatorul desen ează
diverse obiecte acestora le sunt atribuite caracteristicile stratului
curent . Stratul curent poate fi stratul implicit (0) sau un strat pe care
utilizatorul l -a creat și denumit.
Dacă se creează un nou strat orice obiecte realizat ulterior este
asociat cu noul strat creat, deci v -a utiliza aceeași proprietăți de
culoarea și tip. Programul oferă posibilitatea eliminări straturilor
neutilizate din desen.
5.3.2. Coordonatele în AutoC AD
AutoCAD- ul permite utilizarea a 4 metode de introducere a
coordonatelor:
AutoCAD oferă utilizatorului o zonă infinită bidimensională
cu care să lucreze. Orice entități plasate pe planul bidimensional de
lucru poate fi definit în raport cu sistemul de coordonate carteziene. Carteziene
absolute;
relative. Polare
absolute;
relative.
Cap. V P rezentarea succintă a mediilor de proiec tare asistată AutoCAD
104 Sistemul de coordonate carteziene împarte un plan
bidimensional cu două axe perpendiculare. Axa X este amplasată
orizontal în partea de jos a ecranului iar a xa Y vertical în partea
stânga a ecranului. Aceste d ouă axe se intersectează în colțul din
stânga jos al ecranului.
Valorile X pozitive sunt în dreapta
intersecției celor două axe. Valorile X negative
sunt la stânga. Valorile Y pozitive sunt
deasupra intersecției iar valorile Y negative
sunt sub interse cție.
Desenele create într -un sistem CAD sunt de obicei definite
și stocate folosind seturi de puncte. În majoritatea sistemelor CAD, spațiul este definit folosind un sistem tridimensional de coordonate
carteziene. Trei axe reciproc perpendiculare, denumite de o bicei
axele X, Y și Z, definesc acest sistem. Intersecția celor trei axe de coordonate formează un punct numit origine. Orice punct din spațiul
de lucru poate fi apoi definit ca distanța de la origine în X, Y și Z
direcții. În majoritatea sistemelor CAD, d irecțiile săgeților afișate pe
axe identifică laturile pozitive ale coordonatelor.
Pictograma implicită din
colțul din stânga jos al ferestrei
grafice AutoCAD arată direcția X
pozitivă și direcția Y pozitivă a
sistemului de coordonate care este
activ , figura 5.23 . În AutoCAD,
Fig. 5.23. Sistemul de
coordonate al utilizatorului
Proiectare Asistată a Tehnologiilor de Deformare Plastică
105 sistemul de coordonate care este utilizat pentru a crea entități se
numește sistemul de coordonate al utilizatorului (UCS).
În mod implicit, sistemul de coordonate a l utilizatorului este
aliniat la sistemul de coordonate global (WCS). Sistemul de
coordonate global este un sistem obișnuit folosit de AutoCAD ca
bază pentru definirea tuturor obiectelor și a altor sisteme de
coordonate definite de utilizatori.
Ne putem gândi la originea sistemului global de coordonate
ca punct fix care este folosit ca referință pentru toate măsurătorile.
Orientarea implicită a axei Z poate fi considerată ca valori pozitive în fața monitorului și valori negative în interiorul monitorului.
Sisteme de coordonate carteziene și polare
Într-un spațiu bidimensional, un punct poate fi reprezentat
folosind diferite sisteme de coordonate. Punctul poate fi localizat,
folosind un sistem de
coordonate carteziene, ca
unități X și Y distanță față de
origine , figura. 5.24 a) .
Sistemul de
coordonate carteziene este
folosit pentru a determina în mod unic un punct în plan prin două
numere, numite de regulă abscisa și ordonata punctului. Pentru a
defini coordonatele, se specifică două drepte perpendiculare și unitatea de lungime, care este marcată pe cele două axe.
Fig. 5.24. Sisteme de coordonate :
a) carteziene; b) polare .
Cap. V P rezentarea succintă a mediilor de proiec tare asistată AutoCAD
106 Coordonatele carteziene sunt folosite și în spațiu (unde se folosesc
trei coordonate) și în mai multe dimensiuni
Același punct poate fi, de asemenea, localizat folosind sistemul
de coordonate polare, ca unități r și 𝜃𝜃 aflate la o distanță de la origine
figura. 5.24 b) . Deoarece sistemul de coordonate este bidimensional,
fiecare punct este determinat de două coordonate polare: coordonata radială și coordonata unghiulară. Coordonata radială (notată de obicei cu
r) reprezintă distanța unui punct față de un punct central, numit pol
(echivalent cu originea din sistemul cartezian).
Coordonata unghiulară (cunoscută și sub numele de unghi
polar, sau azimut, și notată cu θ sau t) reprezintă unghiul, în sens trigonometric sau invers orar (invers acelor de ceasornic) necesar
pentru a ajunge la el de la direcția de 0°, numită axa polară
(echivalentă cu axa absciselor din coordonatele carteziene plane).
Coordonate absolute și relative
AutoCAD LT 2009 ne permite,
de asemenea, să folosim coordonate
absolute și relative pentru a construi
rapid obiecte. Valorile absolute ale
coordonatelor sunt măsurate din punctul
de origine al sistemului de coordonate
curent , figura 5.25 a) . Valorile
coordonate lor relati ve sunt specificate
în raport cu coordonatele punctului
anterio r, figura 5.25 b) . a)
b)
Fig. 5.25. Coordonate
a) absolute; b) relative.
Proiectare Asistată a Tehnologiilor de Deformare Plastică
107 În AutoCAD 2016, coordonatele absolute și coordonatele
relative pot fi utilizate împreună cu sistemele de coordonate
carteziene și polare. În mod implicit, AutoCAD se așteapt ă ca noi să
introducem valori în coordonate carteziene și absolute, distanțe
măsurate de la punctul de origine al sistemului de coordonate curent.
Putem trece la utilizarea coordonatelor relative folosind simbolul @
în bara de comenzi . Simbolul @ este utilizat ca specificator de
coordonate relative, ceea ce înseamnă că putem specifica poziția unui punct în raport cu punctul precedent.
5.4. Desenarea unei piese matrițate
În continuare se va prezenta metoda de realizare în autocat a
unei piese matrițate folosind diferitele metode de introducere a
coordonatelor.
Regula pentru crearea desenelor și desenelor CAD este aceea
că acestea trebuie create la dimensiune maximă folosind unități din
lumea reală. Baza de date CAD conține toate definițiile entităților
geometrice, iar desenul este considerat un obiect virtual, cu
dimensiuni complete. Doar atunci când o imprimantă sau un plotter
imprimă desenul CAD pe hârtie, desenul este dimensionat pentru a
se potrivi pe o foaie. Sarcina importantă este de a determina un scară
de micșorarea a desenului , astfel încât acesta să se încadreze pe o
foaie de hârtie.
Cap. V P rezentarea succintă a mediilor de proiec tare asistată AutoCAD
108
Fig. 5.26. Desenul î n secțiune a unei piese matrițate
Realizarea linilor
Selectați pictograma de comandă
Line în bara de instrumente Draw. Pe
bara de comandă din partea de jos a
ferestrei de lucru AutoCAD, este afișat
mesajul „ Line”. Precizați primul punct:
AutoCAD se așteaptă să identificăm locația de pornire a unei linii drepte.
Proiectare Asistată a Tehnologiilor de Deformare Plastică
109 După ce am ales punctul final al liniei p entru a î nchide comanda
trebuie să apăsăm butonul stânga al mouse -ului pentru a încheia
comanda Line , figura 5.27 .
Fig. 5.27. Captura de ecran a programului AutoCAD LT 2009 în care
este desenat o parte din piesa matrițată formată doar din linii drepte .
Realizarea cercurilor
Meniurile și barele de instrumente din
AutoCAD 2016 sunt concepute pentru a permite
operatorului CAD să activeze rapid comenzile
dorite.
În bara de instrumente Draw, faceți clic
pe micul triunghi de lângă pictograma cercului.
Acest triunghi afișează opțiunile suplimentare
disponibil.
Cap. V P rezentarea succintă a mediilor de proiec tare asistată AutoCAD
110
Fig. 5.24. Captura de ecran a programului AutoCAD LT 2009 în care
este desenat o parte din piesa matrițată care conține cercuri (cu roșu) .
După realizarea desenelor cu ajutorul comenzi SAVE= Salvare
sau SAVE AS = Salv are , cere utilizatorului indicarea destinației
desenului salvat ș i numele acestuia. În mod implicit, fiecare desen
salvat va primi extensia dwg.
5.5. Închiderea sesiunii de lucru în A utoCAD
Închiderea sesiunii de lucru se poate face cu comanda End care
combină funcționarea comenzilor
Save și Quit, de asemenea, se
poate folosi bara de meniuri
derulate urmând instrucțiunile File și apoi Exit .
AutoCAD oferă un potențial aproape nelimitat pentru
proiectarea și desenarea obiectelor din lumea reală.
111
Bibliografie
1. Albu A et al. Programarea asistată de calculator a mașinilor –
unelte , Editura Tehnică, București, 1980;
2. Amarandei D et. al, Concepția fabricației asistată de calculator,
Universitatea “Stefan cel Mare”, Suceava 1995;
3. Andrei L et al., Numerical simulation of kinematic generation
of curved face width gears, Annual Symposium 2000;
4. Andrei G et al., CAD Bazele proiectării asistate de calculator ,
Ed. Fundației ”Universitare Du nărea de Jos” din Galați;
5. Andrei G, Andrei L, Numerical simulation of kinematic
generation of curved face width gears using solid modeling,
Annual Symposium SISOM 2000 ;
6. Andrei G, Epureanu B, A method for calculating the random –
curve contact stress. The sixth IFTOMM International
Symposium on Linkages and CAD Methods , Theory and
Practice of Mechanisms, III, Bucharest 1993;
7. Baltac V, Calculatoare electronice, Grafică interactivă și
prelucrarea imaginilor , Ed. Tehnică, București 1985;
8. Baltac V, Davidoviciu, A Cercetarea și proiectarea asistată de
calculator în industria construcțiilor de mașini, electrotehnică
și electronică , Ed. Academiei București, 1987;
9. Bedworth D D et al, Computer integrated design and
manufacturing , McGraw -Hill, New York, 19 88.
10. Benton B C, Omura G, Mastering AutoCAD 2017 and AutoCAD
LT 2017 , Ed. Sibex 2016;
11. Bohosievici C et al., Proiectarea proceselor tehnologice pentru
strunguri automate cu ajutorul calculatorului electronic ,
Construcția de mașini, XLII, București 1990;
12. Boho sievici C et al., Tehnologia prelucrării pe strunguri
automate monoax tip SARO. îndrumar de proiectare , Rotaprint,
Iași 1986;
13. Bohosievici et al., Proiectarea proceselor tehnologice pentru
strunguri automate cu ajutorul calculatorului electronic ,
Construcția de mașini, XLII, București 1990;
14. Brăgaru A et al., Optimizarea proceselor și echipamentelor
tehnologice , Ed. Didactică și Pedagogică, București 1996;
15. BranaM et al., Grafica asistata îndrumar de lucrări ,
Universitatea Transilvania din Brașov, 1994;
16. Bullinger H. Technologie im Maschinenbau , Expert -Verlag,
Berlin 1992;
17. Cross N, Engineering design methods: Strategies for product
design Chichester , John Wiley, 1994;
18. Dewey B R, Computer graphics for engineers, Harper & Row,
New York, 1988
19. Dong A, Managing design information in enterprise -wide CAD
using ”smart drawings ”, In CAD 30, 1998;
20. Dragomir D, Proiectare asistată de calculator pentru inginerie
mecanică , Ed. Teora, București 1996;
21. Encarnacao J, Schlechtendhal E G, Computer -aided desig n
Fundamentals and system architectures, Springer -Verlag, New
113
York 1983;
22. Farin G, Curves and surfaces for computed -aided geometric
design, Academic Press, New York 1988.
23. Faux I D, Pratt M J, Computational geometry for design and
manufacture, Ellis Horwood , 1987.
24. Foley J.D et al., Computer graphics, Principles and practice ,
Addison Wesley Longman, 1996;
25. Fung C, Surface construction techniques for CAD/CAM ,
University of Birmingham, 1994
26. Gardan Y. – Mathematics and CAD: Numerical methods for
CAD, Kogan Page London, 1985;
27. Gero J S, Artificial intelligence in computer -aided design , In
CAD, vol 29, 1996;
28. Henry M, A tale of two CAD systems, In Mechanical
Engineering Magazine;
29. Ilioasa A. Concepte de bază ale tehnologiei informației (IT),
Modul 1 .
30. Larsen R W, Introduction to MathCAD 13 , Ed. E Sucre 2006 ;
31. Maxfield B, Engineering with Mathcad: Using Mathcad to
Create and Organize Your Engineering Calculations , Ed. BH
1998;
32. Maxfield B, Essential MathCAD for Engineering, Science, and
Math W/ CD , Ed. AP 2009;
33. McFarlane R, Beginning AutoCAD 2004, First Edition, Ed.
Newnes 1993;
34. Merticaru V, Negoescu F, Bazele teoretice și aplicații CAD , Ed.
Politehnium, Iasi 2010;
35. Muscă G, Proiectarea tehnologică asistată de calculator, curs
universitar , Ed. Rotaprint, Iași, 1996;
36. Muscă G, Proiectarea tehnologică asistată de calculator, Ed.
Junimea, Iași 1999;
37. Muscă G, SolidEdge, soluția completă pentru proiectarea
mecanică , Ed. PIM, Iași 2008;
38. Muscă G. et al, Proiectarea asistată de calculator a
tehnologiilor de prelu crare mecanică , Ed. Performantica, Iași
1996;
39. Onstott S AutoCAD 2018 and AutoCAD LT 2018 Essential, Ed.
Sibex 2012;
40. Plantenberg K, Engineering Graphics Essentials, whit
AutoCAD 2012 Instruction, 2005;
41. Poterașu V F, et. al, Metode numerice în elasticitate și
plasticitate , Ed. Academiei Române, București, 1993;
42. Pritchard PJ, MathCad, 1998.
43. Pruteanu A, Sistem integrat pentru proiectarea constructivă și
tehnologică asistă de calculator a familiilor de repere ,
Construcția de mașini, nr. 9, Bucure ști 1989;
44. Roman D et al., Algoritmi de automatizare a proiectării , Ed.
Militară, București 1988;
45. Rosu G , Manual MAthcad începători , Academia Edu
46. Schnakovszky C et al., Ingineria și modelarea sistemelor de
producție , Ed. Tehnica, Chișinău 1998;
115
47. Segal L et al., Elemente de grafică inginerească computerizată,
Ed. Tehnică, Chișinău , 1998;
48. Shih R, AutoCAD 2010 Tutorial: First Level, 2D
Fundamentals , Ed. SDC 2009;
49. Shih R, Principles and Practice An Integrated Approach to
Engineering Graphics and AutoCAD 2019, Ed. SDC 2018;
50. Spriet J, A computer aided modelling and simulation , Academic
Press, London, 1982.
51. Teti R, Kumara STR, Intelligent Computing Methods for
Manufacturing Sy stems , Annals of the CIRP 46, 1997.
52. Wohlers T, Applying AutoCAD 2012, 1993 ;
***
53. www.coursehero.com/file/p5ut3sj ;
54. www.andrei.clubcisco.ro ;
55. www. lictehntgfr.files ;
56. https://smadshop.md/ro;
57. https://www.ptc.com ;
58. http://www.qdidactic.com ;
59. https://www.academia.edu/11006733/Manual_Mathcad ;
60. http://www.islavici.ro/cursuriold ;
61. https://www.academia.edu/39262927/ .
Copyright Notice
© Licențiada.org respectă drepturile de proprietate intelectuală și așteaptă ca toți utilizatorii să facă același lucru. Dacă consideri că un conținut de pe site încalcă drepturile tale de autor, te rugăm să trimiți o notificare DMCA.
Acest articol: Prelucrarea prin deformare a metalelor este una dintre cele mai [606534] (ID: 606534)
Dacă considerați că acest conținut vă încalcă drepturile de autor, vă rugăm să depuneți o cerere pe pagina noastră Copyright Takedown.