व्यवरोध (कंप्यूटर-सहायता प्राप्त डिज़ाइन)
कंप्यूटर एडेड डिजाइन (सीएडी) सॉफ़्टवेयर में बाधा डिज़ाइनर या इंजीनियर द्वारा ज्यामिति गुणों पर लगाई गई सीमा या प्रतिबंध है।[1]: 203 डिज़ाइन मॉडल की इकाई जो मॉडल में हेरफेर होने पर अपनी संरचना बनाए रखती है। इन गुणों में सापेक्ष लंबाई, कोण, अभिविन्यास, आकार, बदलाव और विस्थापन सम्मिलित हो सकते हैं।[2] बहुवचन रूप की बाधाएं दो या दो से अधिक संस्थाओं या ठोस मॉडलिंग निकायों के बीच ज्यामितीय विशेषताओं के सीमांकन को संदर्भित करती हैं; ये सीमांकक सैद्धांतिक भौतिक स्थिति और गति, या पैरामीट्रिक डिज़ाइन में विस्थापन के गुणों के लिए निश्चित हैं। चूँकि, स्पष्ट शब्दावली सीएडी प्रोग्राम विक्रेता के आधार पर भिन्न हो सकती है।
सॉलिड मॉडलिंग, कंप्यूटर-एडेड वास्तुशिल्प डिजाइन जैसे बिल्डिंग सूचना मॉडलिंग, कम्प्यूटर एडेड इंजीनियरिंग , असेंबली मॉडलिंग और कंप्यूटर-एडेड प्रौद्योगिकियों के लिए सीएडी सॉफ्टवेयर में बाधाओं को व्यापक रूप से नियोजित किया जाता है।[2] बाधाओं का उपयोग सामान्यतः 3डी असेंबली और मल्टीबॉडी सिस्टम के निर्माण के लिए किया जाता है।[2]
एक ही समय में दो या दो से अधिक संस्थाओं के लिए बाधा निर्दिष्ट की जा सकती है। उदाहरण के लिए, दो पंक्तियों को समानता (गणित) के लिए बाध्य किया जा सकता है या वृत्तों के व्यास को समानता (गणित) (उदाहरण के लिए, त्रिज्या या लंबाई) के लिए निर्धारित किया जा सकता है। इसके अतिरिक्त, बाधा को ठोस मॉडलों पर प्रयुक्त किया जा सकता है जिन्हें किसी निर्दिष्ट स्थान पर लॉक या फिक्स किया जा सकता है। बाधाओं की अवधारणा टू- (2डी) त्रि-आयामी (3डी) रेखाचित्र (एक्सट्रूज़न और ठोस निकाय बनाने के लिए उपयोग किए जाने वाले रेखाचित्रों सहित) दोनों के लिए प्रयुक्त है।
बाधाओं की अवधारणा प्रारंभ में 1960 के दशक में उभरी और 1970-80 के दशक में इसे और विकसित किया गया था।
इतिहास
बाधाओं का मूल विचार 1975 में इवान सदरलैंड द्वारा प्रस्तुत किया गया था। यह 1963 में बनाए गए स्केचपैड सिस्टम में नियोजित विचारों से लिया गया है।[3]: 29 अपने काम में उन्होंने तर्क दिया कि कंप्यूटर प्रोग्राम द्वारा बनाई गई तकनीकी ड्राइंग की उपयोगिता उनकी संरचित प्रकृति पर निर्भर करती है। जिन पारंपरिक रेखाचित्रों में इस सुविधा का अभाव होता है, उनकी तुलना में आभासी रेखाचित्रों में संस्थाओं (रेखाओं, कोणों, क्षेत्रों आदि) के आयामों पर नज़र रखने और उनकी पुनर्गणना करने में लाभ होता है। इन विचारों को सीएडी प्रणाली में एकीकृत किया गया जिसने इस संरचना को डिजाइनर द्वारा संचालित ज्यामितीय मॉडल के रूप में बनाए रखा था।[3]: 29
1970 के दशक में इस विचार को त्रि-आयामी अंतरिक्ष में आगे बढ़ाया गया। 80 के दशक में, अधिक सामान्यीकृत बाधा-आधारित प्रोग्रामिंग भाषा दृष्टिकोण उभरा और सीएडी सॉफ्टवेयर में कुछ अनुप्रयोग पाया गया था।[4] जो कम से कम वैचारिक प्रोटोटाइप 1989 में बनाया गया था।[3]: 29
सिंहावलोकन
किसी डिज़ाइन में बाधाओं का उद्देश्य किसी अन्य इकाई, समतल (ज्यामिति) या निकाय के संबंध में संस्थाओं और निकायों के व्यवहार को नियंत्रित और सीमित करना है।[1]: 203 किसी स्केच को परिभाषित करने में दो या दो से अधिक निकायों के बीच प्रभावी बाधाएं या साथ ही इनके संयोजन स्तर पर या दो या दो से अधिक संस्थाओं के बीच उपस्थित हो सकते हैं, किंतु परस्पर विरोधी, अनावश्यक या निरर्थक बाधाओं को जोड़ने से अतिपरिभाषित स्केच और त्रुटि संदेश हो सकता है।
स्वतंत्रता की डिग्री
एक अच्छी निरोधक प्रणाली का विकास समय लेने वाली प्रक्रिया हो सकती है।[1]: 206 इस स्थिति के लिए दृष्टिकोण को स्वतंत्रता की डिग्री (डीओएफ) को हटाने के रूप में संदर्भित किया जा सकता है। उत्तरार्द्ध को अधिकांशतः अंतरिक्ष में (X,Y,Z) निर्देशांक द्वारा दर्शाया जाता है।[1]: 206 डिज़ाइनर इससे हटाए गए डीओएफ की संख्या की गणना करके जल्दी से यह पता लगा सकता है कि कोई इकाई बाधित है या नहीं।[1]: 206
प्रकार
ज्यामितीय बाधाएं
ऐसी कई बाधाएं हैं जो संस्थाओं या निकायों के बीच उनकी वास्तविक प्राकृतिक ज्यामिति के आधार पर प्रयुक्त की जा सकती हैं (जिन्हें साथी भी कहा जा सकता है): संरेखता, लंबवतता, स्पर्शरेखा, समरूपता, संयोग, और समानांतर (ज्यामिति) इकाई का उन्मुखीकरण स्थापित करने की विधियाँ हैं।[5][1]: 203
| Type | Applied to | Action | Examples |
|---|---|---|---|
| Coincident | Points, Circle, Arcs | Forces several points from separate geometric entities to share the same coordinate in space (e.g. X, Y, Z); as one point is being moved, all others match its coordinate changes
|
Points of 2 lines; center of a circle and a line |
| Parallel | Lines | Forces two straight lines to be parallel | |
| Perpendicular | Lines | Forces two straight lines to be perpendicular to each other | |
| Collinear | Lines | Forces two lines to lie on the same mathematical line or plane | |
| Grounded, Fixed, or Rigidified | Points, Lines | Forces lines or points not to move | |
| Tangent | Lines | Forces the 2 entities to touch such that they share exactly one point | A line tangent to an arc in an involute gear |
| Dimensions | Points, Lines, Arcs etc. | Forces various entities to maintain a certain values expressed in a chosen unit; dimensions may be marked as reference dimension by a REF or parenthesis mark [1]: 209
|
Angle between two lines; distance between point and line; fixed radius or arc length |
पैरामीट्रिक्स
अधिक उन्नत 2डी/3डी सीएडी सिस्टम बाधाओं के बीच गणितीय संबंधों के अनुप्रयोग की अनुमति दे सकते हैं जो किसी मॉडल को दोबारा आकार देने में समय बचाने में सहायता करते हैं।[1]: 212 पैरामीट्रिक्स के माध्यम से जटिल स्केच को केवल एक या कुछ मूलभूत आयामों को बदलकर, उचित मात्रा में कार्य समय बचाकर, अनुमानित विधियों से सेकंड की स्थितियों में समायोजित किया जा सकता है। ऐसी प्रणालियों को सामान्यतः पैरामीट्रिक कहा जाता है क्योंकि वे पैरामीट्रिक मॉडल बनाते हैं। पैरामीट्रिक्स को डिज़ाइन आशय, अलग-अलग ज्यामिति, पारिवारिक तालिकाओं या ड्राइविंग आयामों के रूप में भी संदर्भित किया जा सकता है।[1]: 213
असेंबली बाधाएं
असेंबली मॉडलिंग में, डिज़ाइन भागों की गतिविधियों या एक दूसरे के बीच संबंधों को नियंत्रित या प्रतिबंधित करने के लिए बाधाओं का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। कुछ बाधाएँ मॉडलों को डिज़ाइन किए गए उत्पाद के अलग भागो में किए गए परिवर्तनों पर प्रतिक्रिया देने के लिए विवश करती हैं। यह डिज़ाइन को समग्र रूप से प्रतिक्रियाशील बनाने में सक्षम बनाता है।[1]: 251
| Type | Description |
|---|---|
| Dimension between two planes | Removes translational and 2 rotational DOF |
| Dimension between one plane and 1 straight edge | Removes one translational and one rotational DOF |
| Dimension between one plane and 1 point | Removes one translational DOF |
| Parallelism between two planes | Removes 2 rotation DOF; force planar faces to be parallel |
| Parallelism between two straight edges | |
| Perpendicularity between 2 planes | |
| Coincident and colinear straight edges | Forces two edges to slide along each other |
| Tangency between a curved face and a plane | Removes one translational DOF and one rotational DOF; allows the part instance with the curved surface to roll along the flat plane. |
| “Grounding” or “Rigidifying” one part relative to another | Forces constrained bodies to move as one rigid entity |
| Grounding or Rigidifying one part relative to a global origin | Removes all DOFs at once; locks to a global origin |
कार्यान्वयन
बाधाओं की कार्यक्षमता का कार्यान्वयन दिए गए सीएडी सिस्टम के साथ भिन्न होता है और उपयोगकर्ता उन्हें कैसे प्रयुक्त करता है, इस पर अलग-अलग प्रतिक्रिया दे सकता है। जब किसी स्केच में बाधाएँ जोड़ी जाती हैं तो कुछ सिस्टम इतने स्मार्ट हो सकते हैं कि पहले से उपस्थित संस्थाओं के आधार पर स्वचालित रूप से अतिरिक्त बाधाएँ प्रयुक्त कर सकते है। उदाहरण के लिए, यदि रेखा किसी अन्य के बगल में खींची जाती है तो सिस्टम उन्हें एक-दूसरे के सापेक्ष समानांतर होने के लिए बाध्य कर सकता है। चूँकि, कभी-कभी इसके अप्रत्याशित परिणाम हो सकते हैं।[1]: 206
ज्यामितीय बाधा का समाधान
बाधा सॉल्वर समर्पित सॉफ्टवेयर है जो उपयोगकर्ता द्वारा निर्दिष्ट ज्यामितीय बाधा के आधार पर 2डी स्केच के बिंदुओं की स्थिति की गणना करता है। बाधा समाधानकर्ता का उद्देश्य उक्त बाधाओं के संबंध में सभी बिंदुओं की स्थिति का पता लगाना है। यह सामान्यतः बाधा डालने वाले उदेश्यों जैसे अति-बाधा आदि की पहचान करने में भी सहायता करता है, इसलिए संपूर्ण स्केच स्थिर होता है।[1]: 209–2013
उदाहरण
आदर्श रूप से, रॉड को प्लेट के माध्यम से ड्रिल किए गए छेद तक संकेंद्रित करने की आवश्यकता होगी जहां इसे डाला जाएगा, इसलिए बाधा संकेंद्रित यह गारंटी देता है कि रॉड का व्यास और छेद का व्यास सामान्य केंद्र रेखा बनाए रखता है, इस प्रकार रॉड की विधियों को लॉक कर देता है। प्लेट में छेद से संबंधित है; इसका मतलब यह है कि छड़ अभी भी किसी भी दिशा में फिसल सकती है क्योंकि इसके सिरों की स्थिति सीमित नहीं है। उदाहरण 2 दर्शाता है कि रॉड ऊपर या नीचे फिसलते समय भी अपनी केंद्र रेखा के साथ घूम सकती है।
यह भी देखें
- बाधा (क्लासिकल यांत्रिकी)
- ज्यामितीय बाधा का समाधान
- ज्यामितीय आयाम और सहनशीलता
- सॉलिड मॉडलिंग या पैरामीट्रिक मॉडलिंग
- इंजीनियरिंग डिजाइन प्रक्रिया या प्रारंभिक डिजाइन और विस्तृत डिजाइन
संदर्भ
- ↑ 1.00 1.01 1.02 1.03 1.04 1.05 1.06 1.07 1.08 1.09 1.10 1.11 1.12 1.13 Schoonmaker, Stephen J. (2003). The CAD guidebook : a basic manual for understanding and improving computer-aided design. New York: Marcel Dekker. ISBN 0-8247-0871-7. OCLC 50868192.
- ↑ 2.0 2.1 2.2 The Electronic design studio : architectural knowledge and media in the computer era. Malcolm McCullough, William J. Mitchell, Patrick Purcell. Cambridge, Mass.: MIT Press. 1990. ISBN 0-262-13254-0. OCLC 20692928.
{{cite book}}: CS1 maint: others (link) - ↑ 3.0 3.1 3.2 J. Mitchell, William (1989). "कंप्यूटर-सहायता प्राप्त वास्तुशिल्प डिजाइन के लिए एक नया एजेंडा". Massachusetts, US: Harvard University Graduate School of Design.
{{cite web}}: CS1 maint: url-status (link) - ↑ Craig, Iain (January 1989). "Constraint Programming Languages: Their Specification And Generation by Wm Leler Addison-Wesley, Reading MA, 1988, 202 pages (incl. index) (£24.95)". Robotica (in English). 7 (1): 85. doi:10.1017/S026357470000521X. ISSN 0263-5747.
- ↑ "Understanding Geometric Constraints - AutoCAD® 2012 FOR DUMMIES® [Book]". www.oreilly.com (in English). Retrieved 2022-02-12.
स्रोत
- जॉर्ज ओमुरा द्वारा ऑटोकैड 2010 और ऑटोकैड एलटी 2010 (पेज 117-122) का परिचय। 2009; पहला. संस्करण. विले पब्लिशिंग, इंक., इंडियानापोलिस, इंडियाना। ISBN 978-0-470-43867-1 कठोर आवरण; 384 पेज.
- ऑटोडेस्क® इन्वेंटर® 2011 एसेंशियल प्लस (पेज 312-341), डैनियल टी. बानाच द्वारा; ट्रैविस जोन्स; एलन जे. कलामेजा. 2011; डेलमार/सेंगेज लर्निंग, ऑटोडेस्क प्रेस। अमेरिका के संयुक्त राज्य अमेरिका में छपी। ISBN 978-1-1111-3527-0; ISBN 1-1111-3527-4. न्यूयॉर्क।
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