Ирина Эланс

Автор который поможет с любыми образовательными и учебными заданиями

Работа с блоками в программе qcad

Введение

Если окинуть окружающее взглядом, можно увидеть, что большинство созданных человеком объектов начинались как чертёж. Шариковая ручка, стол, мебель, дом и возможно даже город - всё однажды приходилось конструировать либо вручную на бумаге, либо при помощи CAD-системы.

CAD - это Computer-Aided-Design, "дизайн (разработка) с помощью компьютера". Необходимо осознавать, что CAD-приложения отличаются от простых программ для рисования и черчения. Чертежи в CAD представляют объекты реального мира в их точных оригинальных размерах. Наиболее важные аспекты - это аккуратность и обеспечение такого уровня подробностей, которые определяют объекты достаточно хорошо для того, чтобы они могли быть изготовлены по этому чертежу. Если человек привык к простым программам для черчения, ему может показаться неудобным такое обстоятельство, как, например, необходимость "передвигать" часть чертежа при выполнении многих операций по вычерчиванию законченного чертежа. Это часть идеи, что всё вычерчивается аккуратно. Чертёж должен не только выглядеть аккуратно, но и быть таким же аккуратным, как и то, что он представляет. Передвижение примитива означает передвижение его из точно определённого положения на чертеже в другое точно определённое место.

Существует много различных CAD-систем и, в зависимости от того, что собирается делать человек, QCad может или не может удовлетворить его нужды. Если необходимо CAD-приложение для 3D (трехмерного вычерчивания), то определённо придётся подыскать другое программное обеспечение. QCad - двухмерная CAD-программа. Это означает, что всё проектируется на плоскость. Однако это не означает, что QCad подходит для представления только 2D-объектов. Пара 2D-чертежей, показывающих объект с различных перспектив (то есть спереди, сверху и со стороны), обеспечивают обычно достаточно информации, чтобы полностью представить объект и его размеры.

Некоторые из основных причин, почему необходимо предпочесть QCad перед другими CAD-приложениями - это его простота, дружелюбный пользователю интерфейс, его возможности или тот факт, что он запускается практически в любой операционной системе - будь это Linux, другая Unix-подобная система, Windows или Mac OS X. Последнее, но не меньшее - QCad является частью движения за свободный программный код. Это означает, что его исходный код доступен для свободного распространения.

QCad насчитывает базу пользователей из более 100'000 человек по всему миру. Его пользователи - это индустриальные компании механического и электрического инжиниринга и частные пользователи, учителя и студенты. Существует множество других совместимых CAD-систем и многие из них предлагают больше возможностей, чем QCad. Но большинство из них ограничены одной платформой, тяжёлой для понимания или просто не позволительной для многих потенциальных пользователей. QCad нацелен на тех, для кого CAD-вычерчивание - хобби или относительно редкое занятие, для кого это не профессиональное занятие, но кто нуждается иногда в программе для подготовки чертежей. Во всем этом заключается актуальность темы.

Цель данной работы состоит в изучении программы QCad, в частности блоков и работы с ними.

Поэтому в процессе выполнения курсовой работы необходимо было решить следующие задачи:

Раскрыть возможности и интерфейс программы QCad;
Дать определение основным понятиям, концепциям программы;
Описать основные команды работы с блоками;
Сделать выводы по курсовой работе.

Основное содержание курсовой работы изложено в трех пунктах.

Все выводы по проделанной работе сформулированы в «Заключении».

QCad

QCAD - это приложение для двумерного черчения посредством компьютера. С помощью QCAD можно создавать технические чертежи, такие как планы зданий и интерьеров, чертежи механических деталей и схемы.

Интерфейс QCad

Главное окно приложения

Некоторые из компонентов главного окна приложения обычно доступны в других приложениях (например, панели меню или панели инструментов). Другие компоненты специфичны для CAD или даже только для QCad. Рис. 1 показывает главное окно приложения.

Рис.1

Панели меню и CAD

Большинство функций QCad может быть доступно из их меню наверху. Для связанных с CAD функций может быть более удобным использовать панель CAD слева. Эта панель всегда показывает функции, которые в данный момент наиболее значимы. Для примера, если необходимо указать начальную точку линии, она показывает функции объектной привязки, которые позволяют установить начальную точку на существующую конечную точку, точку сетки, или использовать другой режим позиционирования.

Список слоев и блоков

Справа от главного окна QCad находиться список слоёв и блоков. Они содержат список слоёв и блоков текущего активного чертежа и предлагают некоторые основные инструменты, специфичные для слоёв и блоков. Можно включать и выключать списки, используя меню:

View -> Views - Layer - List and View -> Views - Block - List.

Панель статуса

Панель статуса внизу окна приложения показывает различную информацию о текущем статусе QCad. Координатный дисплей слева отображает декартовы и полярные абсолютные и относительные координаты. Значок указывающего устройства, отображённый посередине, показывает текущие функции левой и правой кнопок. Дисплей выбора справа показывает число выбранных в данный момент примитивов. Панель статуса может быть активирована/деактивирована, используя меню:

View -> Views - Statusbar.

Командная строка

Прямо над панелью статуса находиться командная строка QCad. Она используется для ввода команд с клавиатуры и информирования о предупреждениях и ошибках. Командная строка может быть активирована / деактивирована при помощи меню:

View -> Views - Command - Line.

Панель опций

Панель опций пуста на рис.1. Она показывает опции, доступные для текущего инструмента. Если необходимо изменить опции и настройки из командной строки, нужно скрыть эту панель, используя меню:

View -> Views - Option Toolbar.

Выполнение команд

Каждое действие в QCad начинается с команды. Существует три различных способа задавать команды в QCad:

выберите пиктограмму инструмента в одной из панелей инструментов
выберите пункт меню из меню наверху
введите команду в командной строке

Большинство команд требуют дальнейшего ввода пользователя, после того, как они запущены. Существует три способа того, как QCad запрашивает этот ввод:

Диалоги. Для примера, инструмент создания текста показывает диалог для выбора шрифта и требует напечатать текст в специальном поле перед созданием текстового примитива.
Панель опций. Для примера, инструмент вычерчивания параллельных линий требует ввод расстояния (отступа) от оригинальной линии. Он показывает окно ввода в панели опций наверху, в котором пользователь может напечатать расстояние (рис. 2).
Командная строка. Для примера, когда необходимо вычерчивать последовательность линий, вы можно замкнуть последовательность, напечатав 'close' ("замкнуть") в командной строке.

Рис. 2

Режимы

QCad действует в двух режимах: command mode ("командный режим") и normal mode ("нормальный режим"). В командном режиме, он принимает команды над командной строкой. В нормальном режиме весь клавиатурный ввод следует в интерфейс приложения.

Командный режим отображается голубым цветом в левом нижнем углу командного дисплея и мигающим курсором в командной строке. В этом режиме весь клавиатурный ввод может быть распечатан и идёт в командную строку. Используют этот режим, чтобы ввести команды или координаты. Например, можно ввести line ("линия") чтобы запустить инструмент создания линий. Если нажимать клавишу Z, затем A, буквы 'za' появляются в командной строке и QCad включает команду автоматического масштабирования. В нормальном режиме можно войти в командный режим, нажав клавишу "пробел" или нажав на командную строку.

В нормальном режиме QCad ведёт себя как любое другое стандартное приложение. Весь ввод с клавиатуры интерпретируется как сочетания клавиш, если это указано, или не даёт эффекта вообще. Если нажимать клавишу Z, затем клавишу A в этом режиме, QCad включает команду автоматического масштабирования. Чтобы переключиться из командного режима в нормальный режим, необходимо нажать клавишу Escape. Если в командной строке есть какой-нибудь текст, нужно нажать Escape дважды.

1.2 Основные концепции QCad

1.2.1 Примитивы и атрибуты

Примитивы – это графические объекты в системе CAD. Типичные примитивы, которые поддерживаются большинством CAD-систем - это точки, линии и круглые и эллиптические дуги. Более комплексные и специфичные для CAD примитивы – это полилинии, тексты, размеры, штриховки и сплайны. Каждый примитив содержит определённые атрибуты, такие, как их цвет, тип линии и ширина линии.

1.2.2 Слои

Основная концепция вычерчивания с помощью компьютера – это использование слоёв для организации и структурирования чертежа. Каждый примитив чертежа находится только на одном слое, и каждый слой может содержать любое количество примитивов. Обычно, все примитивы с общей "функцией"'function' или с общими свойствами созданы на одном и том же слое. Каждый слой имеет свойства (цвет, ширина линии, стиль линии) и примитивы слоя обычно получают свои свойства от слоя, на котором они расположены.

Рисунок 3 показывает пример чертежа со слоями. Все размеры чертежа расположены на слое, названном 'dimensions' ("размеры"). Цвет всех примитивов этого слоя 'dimension' определён слоем и легко может быть изменён. Чертёж также может быть показан без каких-либо размеров при сокрытия слоя 'dimensions', на котором они находятся.

Исторически при ручном вычерчивании использовалось упрощение чертежа. Различные строительные системы, такие, как кабели и кондиционирование воздуха, были обычно нарисованы на отдельном прозрачном листе бумаги. Эти листы затем накладывались на другие для получения окончательного чертежа.

рис. 3

1.2.3 Блоки

Блок - это именованная группа примитивов. Блоки могут быть вставлены в один и тот же чертёж более одного раза в разные места, с различными атрибутами, масштабом и под различными углами (рис. 4). Такие вводы блока обычно называют "вставками" ('inserts'). Вставки, так же как и другие примитивы, имеют свойства. Примитив, являющийся частью вставки, может иметь свои собственные свойства, принимая их от слоя, на котором он расположен, или от вставки, частью которой он является. Однажды созданные, вставки зависят от блока, который они представляют. Удобство использования вставок в том, что можно отредактировать блок - и все вставки, представляющие этот блок, будут изменены.

Рис.4

1.2.4 Вычерчивание в CAD

Во многом CAD похож на традиционное черчение. Когда вычерчивается план или вид объекта на бумаге, используются такие инструменты, как линейка для вычерчивания линий. CAD-системы предлагают множество инструментов для достижения той же цели. Большое преимущество CAD-системы в том, что легко можно изменить любой примитив чертежа. Это может быть одной из наиболее сложных вещей при переходе с бумаги на CAD. Когда человек работает с CAD-системой, он будете очень часто создавать линии, которые не останутся затем неизменёнными, или которые не имеют корректной длины и нуждаются в последующем редактировании (рис.5). Общая ошибка начинающих пользователей CAD состоит в том, что они желают создать окончательный чертёж сразу. Никогда не надо колебаться при создании осевых конструкций, если это поможет определить или проверить часть чертежа.

Рис. 5

2. Работа с блоками

2.1 Блоки.

Блоки – это именованные группы примитивов, которые могут быть вставлены в чертёж несколько раз с различными атрибутами под различными углами в различные места. Такой вставленный объект называется "Вставкой" (“Insert”).

Рис.6

2.2 Изменение видимости блока.

Двойной щелчок на блоке в списке блоков включает его видимость. Также можно нажать правой кнопкой на нём и выбрать "Toggle Visibility" ("Включить видимость") из контекстного меню (рис. 7).

Рис.7

2.3 Изменение видимости всех блоков.

Toolbar (Block List):

Menu:

Block -> Show All

Block -> Hide All

Description:

Две кнопки, показанные сверху, могут быть использованы, чтобы отобразить или скрыть все блоки за раз. Та же функция доступна из контекстного меню.

2.4 Добавление новых блоков.

Toolbar (Block List):

Menu:

Block -> Add Block

Description:

Эта команда создаёт новый пустой блок. Отображается диалог создания блока, где можно указать имя нового блока (рис. 8). Если необходимо создать блок из существующих примитивов, надо использовать команду "Create Block".

Рис. 8

2.5 Удаление блоков

Toolbar (Block List):

Menu:

Block -> Remove Block

Description:

Удаляет активный блок. Необходимо заметить, что это действие не может быть отменено. Блок и все вставки блока будут удалены.

2.6 Переименование блоков

Toolbar (Block List):

Menu:

Block -> Rename Block

Description:

Переименовывает активный блок. Появляется такой же диалог, как для создания новых блоков (рис. 8). Необходимо учесть, что это действие не может быть автоматически отменено. Блок и все вставки блока будут переименованы.

2.7 Редактирование блоков

Toolbar (Block List):

Menu:

Block -> Edit Block

Description:

Эта команда открывает активный блок в новом окне, где он может быть отредактирован просто как другой чертёж. Чтобы обновить вставки, существующие в чертеже, необходимо активировать окно чертежа, используя меню Windows или нажав на него.

2.8 Вставка блоков

Toolbar (Block List):

Menu:

Block -> Insert Block

Command:

Options Toolbar:

Description:

Вставляет активный блок в чертёж.

Procedure:

Выберите из списка блок, который вы хотите вставить.
Нажмите кнопку Insert или выберите "Вставить блок" ('Insert Block') из меню.
Введите угол поворота и масштабный фактор для вставки в панели инструментов опций.
Чтобы создать массив вставок, введите количество столбцов и рядов в панели инструментов опций и укажите расстояние между столбцами и рядами.

2.9 Создание блоков из существующих примитивов

Toolbar:

Menu:

Block -> Create Block

Description:

Создаёт новый блок из существующих примитивов.

Procedure:

Выберите примитивы, которые вы хотите использовать для блока.
Нажмите стрелку направо в меню инструментов CAD.
Установите точку блока, относительно которой он будет вставляться в чертёж, используя мышь или введя координаты в командной строке.
Введите имя для нового блока в диалоге (рис. 3) и нажмите OK.

Блок теперь добавлен к списку блоков, и его теперь можно вставлять в чертёж как вставки. Примитивы, которые выбирались в пункте 1, теперь удалены и замещены вставкой блока. Можете использовать функцию "отмены действия" ('undo'), чтобы удалить эту вставку. Чтобы восстановить исходные примитивы, необходимо нажать кнопку 'undo' снова. Функции отменить / повторить не влияют на блоки сами по себе. Раз уж блок создан, он не будет теперь удалён, когда используется отмена действий.

3. Примеры чертежей с использованием блоков

Пример 1. Создание чертежа детали

Рис. 9

Алгоритм действий:

Шаг 1. Подготовка к работе.

Для удобства черчения определим настройки нашего сеанса (текущего изображения). Выберем Edit > Current drawing preferences (Правка > Параметры чертежа) в верхнем меню QCad. Нас будут интересовать только две вкладки: Бумага (Paper) – тут вполне подойдет формат А4, с вертикальной (Portrait) ориентацией, и Сетка (Grid) – здесь надо отметить опцию Показывать сетку (Show grid). Шаг сетки по x и y можно установить в 1 мм, а можно оставить «авто», тогда он будет зависеть от масштаба отображения, и каждая клетка при приближении будет делиться еще на 10. Также в меню Edit > Application preferences (Правка > Настройки программы) во вкладке Значения по умолчанию (Defaults) выберем миллиметры (Millimeter) для каждого нового сеанса.

Окно для стандартных изображений сейчас пустое. Воспользуемся меню View > Views > Library browser (Вид > Виды > Обозреватель библиотеки). В появившемся окне дерева папок перейдем в Templates > ru > common_of_USDD > А4 (однако для этого необходимо установить библиотеку partlibrary с сайта проекта или репозитария дистрибутива). Необходимо нажать кнопку Вставить (Insert) и вставить данное стандартное изображение в чертеж. Внимательный пользователь заметит, что в этот момент меню слева перешло в другой режим, называемый режимом позиционирования. При внесении нового элемента в чертеж мы всегда можем выбрать, к чему будет «липнуть» курсор. Доступно несколько вариантов позиционирования:

свободное позиционирование (free positioning)
прилипать к сетке (snap to grid)
прилипать к конечным точкам (snap to endpoints)
прилипать к ближайшей точке на объекте (snap to closest point on entity)
прилипать к центральным точкам (snap to center points)
прилипать к средним точкам (snap to middle points)
прилипать к точке, находящейся на указанном расстоянии от конечной точки объекта (snap to point with given distance to endpoint)
прилипать к точке пересечения автоматически (snap to intersections automatically)
прилипать к точке пересечения, выбранной вручную (snap to intersections manually): необходимо указать две линии, программа находит точку их пересечения и «прилепляет» к ней курсор.

На данном этапе (при позиционировании рамки) выберем вариант «прилипать к сетке» и установим рамку так, как хотим.

Заметим, что справа в окне стандартных изображений появилась надпись A4_1_draw-0. Это и есть стандартный объект, который находился в библиотеках QCad. Можно отредактировать его: нажмите на блок правой кнопкой мыши и выберите Блок > Редактировать блок [Block > Edit block] в контекстном меню. Удаляем технические требования и шероховатость при редактировании. Также не помешает добавить в штамп фамилию чертящего и название чертежа.

Из рисунка видно, что чертеж детали абсолютно симметричен относительно центральной оси. Таким образом, чтобы упростить рисование чертежа, можно сделать следующее: нарисовать левую половину детали, добавить ее в блок, затем вставить данный блок и используя функцию поворота, подготовить вторую половину детали для нашего чертежа.

Рис. 10

Шаг 2. Используя графический примитив линия и прямоугольник (меню Draw->Line->2 points и Draw->Line->Rectangle), нарисуем пошагово основной остов детали.

Рис. 11

Шаг 3. Чертим верхнюю часть детали (верхний набалдашник). Для этого также используем стандартные графические примитивы программы.

Рис. 12

Шаг 4. На данном этапе на экране мы видим полностью готовую левую часть детали. Теперь добавим ее в блок. Для этого в пункте меню Block->Create Block. В появившейся панели выбираем пункт выделения (рис. 13).

Для этого в пункте меню Block->Create Block. В появившейся панели выбираем пункт выделения

Рис. 13

Выделив весь рисунок, нажимаем на данной панели кнопку Вправо, затем указываем связующую точку (выбираем ее поближе к центру чертежа) и затем в появившемся окне пишем имя блока. После этого в окне Block List должен появиться наш блок (рис. 14).

Рис. 14

В этом окне с блоком можно выполнять различные операции. В нашем случае нам нужно блок вставить. Щелкаем правой кнопкой мыши на блок и в появившемся меню выбираем пункт Inset Block.

Рис. 15

Таким образом, на экране мы получим:

Рис.16

Теперь вторую часть блока нам нужно развернуть на 360 градусов. Для этого в левой панели инструментов выбираем пинктограмму EDIT и в появившейся панельке выбираем поворот. Перед нами появится окно, в котором следует указать угол, на который нужно повернуть наш блок.

Рис. 17

Теперь попробуем изменить наш блок. Для этого в списке блоков Block List нажимаем на наш блок правой клавишей мыши и выбираем пункт Edit Block. Появляется окно редактирования, в котором нарисован наш блок

Рис. 18

Изменим наш блок, добавив, например, одну линию. Затем в верхнем меню выбираем пункт Windows и в раскрывшемся списке выбираем наш рисунок. Таким образом, мы видим, что изменения, которые мы внесли в блок, коснулись и второй половины. В итоге, линия, которую мы провели в первой копии блока, появилась и во второй. Со всеми изменениями рисунок может выглядеть так:

Рис. 19

Пример 2. Нарисовать разрез плазменного двигателя

Рис. 20

Алгоритм действий: