CC BY
39
УДК 004.92[621:744]
ВИКОРИСТАННЯ ГРАФ1ЧНОГО РЕДАКТОРА В 1НЖЕНЕРН1Й ГРАФ1Ц1 I КУРСОВОМУ ПРОЕКТУВАНН1
КАРПЮК Л. В.1*, ст. викл., ХГОБИМОВА-ЗШЧЕНКО О. В.2*, к. т. н, доц.
1 Кафедра машинознавства та обладнання промислових тдприемств, Схдаоукрашський нaцiонaльний утверситет iM. В. Даля, вул. Донецька, 43, 93400, Северодонецьк, Луганська обл., Укра!на, тел. +38 (064) 54802, 050-270-45-13, e-mail:oxp_kaf@sti.lg.ua
2 Кафедра загально! та фiзичноi xiMii, Схiдноукрaiнський нацюнальний утверситет iM. В. Даля, вул. Донецька, 43, 93400, Северодонецьк, Луганська обл., Укра!на, тел. 06452-2-89-95, 050-949-49-77, e-mail: aspirant-snu@i.ua
Анотащя. Розглядаються проблеми навчання студентiв iнженерноi i комп'ютерно! грaфiки в рамках единого курсу на бaзi системи автоматизованого проектування (САПР). Наводяться приклади тренувальних завдань для отримання знань, умiнь i навичок роботи в середовищi креслярсько-грaфiчного редактора системи AutoCAD, необxiдниx для виконання креслень з iнженерноi графши, а також грaфiчноl частини курсових проектiв для студентiв меxaнiчниx спещальностей.
Ключовi слова: тженерна та комп'ютерна графжа, графiчний редактор AutoCAD, конструкторська документащя
ПРИМЕНЕНИЕ ГРАФИЧЕСКОГО РЕДАКТОРА В ИНЖЕНЕРНОЙ
ГРАФИКЕ И КУРСОВОМ ПРОЕКТИРОВАНИИ
_ 1 *
КАРПЮК Л. В.1 , ст. препод.,
ЛЮБИМОВА-ЗИНЧЕНКО О. В.2*, к. т. н, доц.
1 Кафедра машиноведения и оборудования промышленных предприятий, Восточноукраинский национальный университет им. В. Даля, ул. Донецкая, 43, 93400, Северодонецк, Луганская обл., Украина, тел. +38 (064) 54802, 050-270-45-13, e-mail:oxp_kaf@sti.lg.ua
2 Кафедра общей и физической химии, Восточноукраинский национальный университет им. В. Даля, ул. Донецкая, 43, 93400, Северодонецк, Луганская обл., Украина, тел. 06452-2-89-95, 050-949-49-77, e-mail: aspirant-snu@i.ua
Аннотация. Рассматриваются проблемы обучения студентов инженерной и компьютерной графике в рамках единого курса на базе системы автоматизированного проектирования (САПР). Приводятся примеры тренировочных заданий для приобретения знаний, умений и навыков работы в среде чертежно-графического редактора системы AutoCAD, необходимых для выполнения чертежей по инженерной графике, а также графической части курсовых проектов для студентов механических специальностей.
Ключевые слова: инженерная и компьютерная графика, графический редактор AutoCAD, конструкторская документация
THE USING OF GRAPHICAL EDITOR IN THE ENGINEERING GRAPHICS AND THE COURSE DESIGNING
i *
KARPYUK L. V.1 , senior lecturer, LJUBIMOVA-ZINCHENKO O. V.2, PhD, Ass. Prof.
1 Department of Mechanical Engineering and of Industrial Enterprises Equipment , East Ukrainian National University n.a. V. Dal, Donetskaya Street 43,educational Building, 93400, Severodonetsk, Lugansk region, Ukraine, Contact tel.: +38 (064) 54802, e-mail: oxp_kaf@sti.lg.ua
2 Department of General and Physical Chemistry, East Ukrainian National University n.a. V. Dal, Donetskaya Street 43, laboratory building,educational Building, 93400, Severodonetsk, Lugansk region, Ukraine, Contact tel.: 06452-2-89-95, 050-949-49-77, e-mail: aspirant-snu@i.ua
Abstract. The problems of learning students of the engineering and computer graphics of the course on the base of computer-aided design (CAD) were described in the article. The examples of training tasks for acquiring knowledge of work in the environment of graphical editor of AutoCAD were shown. These examples are needed to perform drawings on The Engineering Graphics, and also for a graphic part of Course Projects for students of mechanical specialties.
Keywords: engineering and computer graphics, graphic editor AutoCAD, design documentation
Вступ. Розвиток засоб1в автомати- граф1чного циклу. Вщповщно до навчальних
зованого проектування, поступовий перехщ плашв тдготовки бакалавр1в за такими
вщ паперового документування до напрямами як 6.050503 «Машинобу-
електронного зумовлюе необхщшсть дування», 6.051301 «Х1м1чна технолопя»,
модифшацп вивчення дисциплш шженерно- вивчення комп'ютерних технологий
створення конструкторсько! документацп починаеться вже з першого року навчання студенев у рамках курсу шженерно! графши. У зв'язку з цим, до робочих навчальних програм дисциплш «1нженерна графша» та «1нженерна та комп'ютерна графша» включено роздши з вивчення та засвоення правил розроблення конструкто-рських докуменпв у середовищ1 автоматизовано! системи проектування AutoCAD.
Виклад основного матер1алу.
Комплексна програма навчання розширюе можливосп викладач1в у подач1 матер1алу, тдвищуе штерес студенев до граф1чних дисциплш, тому дозволяе досягти кращих результат у !х засвоенш. Однак за такого тдходу виникае низка проблем. Р1зний р1вень базових знань студенпв у галуз1 комп'ютерних технологий вимагае бшьшо! шдивщуал1зацп в оргашзацп навчального процесу. Додатковим навантаженням для викладача е перев1рка креслень в електронному вигляд1 i здшснення контролю самостшносп роботи студенев пiд час виконання грaфiчних роб^ iз використанням САПР. Об'еднання шженерно! та комп'ютерно! грaфiки вимагае бшьш штенсивно! роботи вiд студентiв.
1з цiею метою на кaфедрi машинобудування та обладнання
промислових тдприемств (МОПП) Схiдноукрaiнського нaцiонaльного
ушверситету iменi Володимира Даля створено два класи графши, оснaщенi комп'ютерами, штерактивною дошкою, плотером.
1нтерактивна дошка дозволяе викласти мaтерiaл наочно, доступно й у бшьш повному обсязь Студенти сприймають пропонований мaтерiaл легше та з щкавютю. Як показуе досвiд, упровадження в навчальний процес роботи з штерактивною дошкою забезпечуе позитивш результати в процеа вивчення таких грaфiчних редaкторiв як AutoCAD, COMPAS та шших програм.
Автомaтизовaнi способи роботи з кресленням та шшими документами не виключають необхiдностi знання й розумшня теоретичних основ i положень курсу.
Так, у першому семестрi студенти вивчають нарисну геометрiю як основу побудови креслення, елементи його оформлення [1]. У другому семес^ програмою дисциплiни передбачене виконання ескiзiв i креслень деталей, вивчення правил нанесення розмiрiв, шорсткостi поверхонь, позначення рiзi, зображення рознiмних з'еднань, зварених з'еднань, оформлення складальних креслень i специфiкaцiй [2; 3].
Комп'ютерш технологii розроблення конструкторсько! документaцii студенти застосовують тд час виконання низки шдивщуальних грaфiчних завдань i грaфiчноi частини курсових проектiв iз дисциплш «Детaлi машин» i «Теорiя мехaнiзмiв i машин». Таким чином, здобуваються навички виконання креслярсько-грaфiчних робiт трaдицiйним i сучасним, комп'ютерним способом.
Дaлi в курсовому проектуванш студенти розробляють комплект конструкторсько! документацп на складальну одиницю повшстю в автоматизованому середовищь
В умовах комплексно! програми навчання практичш аудиторш заняття спрямовaнi на виконання одночасно двох завдань: вивчення правил оформлення i розроблення конструкторсько! документацп, а також основних принцитв виконання електронного креслення в AutoCAD, креслярсько-грaфiчному редaкторi системи. Застосовуються рiзнi способи подaчi навчального мaтерiaлу: це i лекцi'i, пiдготовленi на бaзi демонстрацшних комп'ютерних систем, плакати та натурш зразки, а також вправи з вивчення системи AutoCAD, якi студенти виконують одночасно з викладачем у режимi майстер-класу. Дуже допомагае в цьому використання iнтерaктивноi' дошки.
Для самостшного опрацювання всiх роздiлiв дисциплiни студентам надаються рiзнi довiдковi мaтерiaли i посiбники [3-5], як у друкованому вaрiaнтi, так i в електронному.
Крiм iнтенсивноi' аудиторно! роботи, виршення проблеми засвоення планованого обсягу шформаци полягае в активному i грамотному використанш пiд час виконання шдивщуальних грaфiчних робiт
можливостей комплексу AutoCAD, 60
налаштування якого i численн1 додатки засноваш на стандартах €диноï системи конструкторсько'1' документацп (ССКД) [5]. Застосування системи як шструмента для одержання якюно'1' граф1чно'1 документацп дозволяе скоротити працевитрати i, в цшому, значно полiпшити конструкторську тдготовку студентiв.
Для бiльш глибокого вивчення структури креслярсько-грaфiчного модуля системи i набуття навичок роботи з його шструментами студентам пропонуеться виконати низку вправ самостшно. 1з цiею
метою виклaдaчi Схщноукрашського унiверситету iменi розробили методичш
кафедри МОПП нaцiонaльного Володимира Даля вкaзiвки i нaвчaльнi
поабники, у яких поряд Ï3 коротким описом можливостей програми та рекомендащями з ïx практичного застосування включено вправи, що являють собою покроковi шструкцп з виконання тренувальних завдань, яю мiстять типовi елементи графiчниx i текстових конструкторських документiв (уся документащя розмiщена в системi MOODLE http://cenm.snu.edu.ua i на сайтi кафедри http://ohpkaf.at.ua/) [3; 4].
Тема з вивчення системи «Основш поняття графiчного редактора AutoCAD. Побудова примiтивiв» мютить у собi вправи, спрямованi на знайомство з штерфейсом системи, панелями шструментсв, рiзними налаштуваннями системи, для освоення основних команд системи та методiв створення креслень деталей, збереження i друку документiв. Вивчаються способи введення команд для побудови примiтивiв. Розглядаеться низка принципових вщмшностей алгоритму створення креслення на комп'ютерi вщ традицiйного креслення на кульманi [3; 4; 6].
На рисунках 1, 2 наведено фрагменти вправ iз ща теми.
Вправа. Побудувати прямокутник, задаючи точки в абсолютних координатах. Command (Команда): Line (ЛШя) from point: 30,70 i3 точки 1
to point: 30,90 в точку 2
to point: 80,90 в точку 3
to point: 80,70 в точку 4
to point: С замкнути
Рис. 1. Побудова прямокутника Fig. 1. Construction of a rectangle
Вправа. Виконати побудову кулачка за заданими розмiрaми. Обвести контур полшшею.
Рис. 2. Побудова кулачка Fig. 2. Construction of a cam
Тема «Редагування графiчних елеменпв креслення» мютить у co6i вправи, що дозволяють вивчити команди редагування примiтивiв i створених креслень, розглядае методи редагування, застосування об'ектно'1 прив'язки, створення та змши тексту [3; 4; 6]. Виконуючи щ вправи, студенти вщпрацьовують рiзнi прийоми одержання зображень, знайомляться з командами системи AutoCAD i принципами роботи з ними. Нижче наведено фрагменти вправ (рис. 3, 4). Форма вправ дозволяе самостшно крок за кроком вивчати структуру системи i набувати навичок роботи в ii середовищь
Вправа. Побудувати двi дуги, прив'язавши ix кшцев1 точки.
R=—БО дуга > ISO
R= 60 gysa < 180
Рис. 3. Побудова дуг Fig. 3. Construction of arcs
Вправа. Накреслити еквщистанту (подiбнi прим^иви на вщсташ 5 мм).
Рис. 4. Побудова еквгдистанти Fig. 4. Construction of an equidistant line
Рис. 5. Нанесення штрихуванння Fig. 5. Applying hatch patterns
Наступна тема з вивчення граф1чного редактора AutoCAD «Команди оформлення креслень, рисунюв» дозволяе вивчити налаштування розм1рних сташв, текстових сташв, змши масштабу зображення, вшна для нанесення штрихування, засво!ти роботу з уташтами (керуючими перемшними), нанесенням допусюв, вщхилень, шорсткост поверхш детал^ позначення матер1алу [3; 4; 6]. Нижче наведено фрагменти 1з вправ (рис. 5, 6).
Рис. 6. Нанесення базового розмгру Fig. 6. Drawing of the basic size
Тема «Властивосп прим1тив1в. Створення блоюв» мютить шструкцп з використання таких сервюних можливостей системи як пошарове конструювання виробу, застосування фрагменпв у формуванш креслення, знайомить 1з прийомами створення параметричних об'екпв i особливостями роботи з ними, дозволяе зрозум^и суть бiблiотeчних eлeмeнтiв системи i, надал^ формування
моделей для власно! бiблiотeки. За допомогою блокiв можна створити свою базу даних, яка може бути використана для створення креслень. Нижче наведено фрагмент вправи (рис. 7).
Виконавши щ вправи, студенти навчаться розробляти складальш креслення, використовуючи можливосп
конструкторсько! бiблiотeки системи AutoCAD для зображення стандартних кршильних елеменпв. У процeсi виконання таких вправ студенти не тшьки знайомляться зi структурою i змiстом бiблiотeки, а й отримують почaтковi навички
конструювання, «збираючи» стaндaртнi з'еднання з !х компонeнтiв послiдовностi [3; 4; 6].
Вправа. Виконати заданими розмiрaми, розподш його за шарами.
у певнш
креслення за використовуючи
010
0£О
Рис. 7. Креслення з використанням розподшу за шарами Fig. 7. Drawing with the use of layers
Наступний етап у вивченш грaфiчного редактора AutoCAD - це розгляд теми «Виконання креслення дeтaлi вщповщно до вимог ССКД». Використовуючи рашше нaбутi знання,студент повинен створити креслення дeтaлi в тiй послщовносп, яка пропонуеться в цiй тем^ оформити креслення згiдно з вимогами €СКД[5]. На рисунку 8 наведено приклад одше! з вправ iз ще! теми.
З наступно! теми «Специфшацп» наводяться вправи, признaчeнi для отримання навичок складання специфшацш, як у ручному, так i в автоматизованому рeжимi [3; 4]. Цi навички використовуються для розроблення складальних креслень i
безпосередньо тд час виконання курсового проекту з дисциплши «Детал1 машин».
7
Г in 1
5 5
S5
LOO
СНГ 01.01.00.001
Основа
Алюм1н1й
Гоупо
Рис. 8. Креслення деталi eidnoeidHO до вимог ССКД Fig. 8. Drawing a part according to the requirements of the Unified system for design documentation
Передбачено пром1жний контроль засвоення студентами розглянутих у вправах функцюнальних можливостей системи. Для устшного виконання завдань, яю наводяться в тестах, необхщш знання не тшьки системи AutoCAD i володшня навичками роботи в нш (методиками побудови контуру детал^ налаштування елементiв системи, можливостей керування масштабом зображення i масштабування креслення, використання текстових шaблонiв), а й основ нарисно'1 геометри. У такий споаб пiдтримуеться взаемозв'язок роздшв курсу шженерно'1 грaфiки.
Висновки. Виконання запропонованого комплексу завдань - лише перший етап навчання студенпв комп'ютерних технологiй створення конструкторсько'1 документацп. Набут знання, умiння й навички роботи в середовищi системи AutoCAD знадобляться тд час вивчення сучасних зaсобiв тривимiрного
моделювання.
Виконання креслень iз використанням комп'ютерних засобiв, безсумнiвно, бiльш привабливе для студенпв, порiвняно iз традицшним кресленням. Захопленi студенти самостiйно засвоюють функцп системи, не передбаченi для вивчення програмою курсу, й iз задоволенням беруть участь в олiмпiадах з шженерно'1 i комп'ютерно'1 графши, якi проводяться щорiчно на кафедрi МОПП Схщноукрашського нацiонального
унiверситету iменi Володимира Даля.
Отриманий досвiд дозволить студентам швидко засвогги й бшьш складнi графiчнi програмнi продукти, що використовуються на пiдприeмствах рiзних галузей промисловосп, у науково-дослiдних i проектно-конструкторських органiзацiях.
Потрiбно зазначити, що особливютю навчального процесу з дисциплiни «1нженерна графша» завжди був високий стутнь iндивiдуалiзацii навчання, зумовлений персональним характером графiчних завдань, а також значна трудомiсткiсть виконання i перевiрки цих завдань.
За комплексного тдходу навчання студентiв шженернно'1 i комп'ютерно'1 графiки проблема трудомiсткостi перевiрки графiчних робiт i контролю знань стае ще бiльш актуальною. Перевiрка електронного креслення помiтно пiдвищуе навантаження на зiр. Найчастiше неможливiсть побачити все креслення на екраш монiтора в масштаб^ зручному для роботи, збшьшуе час перевiрки креслення. Нарештi, труднощ^ що виникають пiд час фшсування зауважень викладача в електронному документ i, як наслiдок, несвоечасне виправлення помилок збшьшують у кiлька разiв число звертань студентiв за консультащею.
Частково ця проблема вирiшуеться попередшм виконанням креслення в ескiзному варiантi i промiжними роздрукiвками його електронно'1 версп. У курсовому проектуваннi виконання есюзного варiанта компонування складального креслення е обов'язковим етапом роботи над проектом. Це дозволяе викладачевi ощнити самостiйнiсть роботи студента вже на першому етапi проектування i знизити ймовiрнiсть тиражування готових варiантiв завдань. 63
Анал1з проблем, що виникають у навчальному процес тд час вивчення дисциплши «1нженерна i комп'ютерна графша», дозволяе рекомендувати в нормах
розрахунюв навчального навантаження обмежити кшькють студентiв у групi на одного викладача та збшьшити кшькють годин, призначених для консультaцiй.
СПИСОК ВИКОРИСТАНО1 Л1ТЕРАТУРИ
1. Ткаченко В. П. Нарисна геометр1я / В. П. Ткаченко, Ю. А. Тищенко, В. К. Суховерхов ; Схвдноукр. нац. ун-т 1м. Володимира Даля. - Луганськ : СНУ 1м. В. Даля, 2004. - 191 с.
2. Михайленко В. Е. Инженерная графика / В. Е. Михайленко, А. М. Пономарев - 3-е изд., перераб. и доп. -Киев : Вища школа, 1990. - 303 с.
3. Карпюк Л. В. Комп'ютерна графша в машинобуд1вельних кресленнях / Л. В. Карпюк, М. I. Гулща, С. А. Ревенко. - Луганськ : СНУ 1м. В. Даля, 2007. - 132 с.
4. Комп'ютерна графша в х1м1чному апаратобудуванш / С. А. Ревенко, Л. В. Карпюк, М. I. Гулща, О. Г. Архипов. - Луганськ : СНУ 1м. В. Даля, 2012. - 400 с.
5. Единая система конструкторской документации. ГОСТ 2.301-68-Г0СТ 2.303-68, ГОСТ 2.304-81, ГОСТ 2.305-68-Г0СТ 2.307-68, ГОСТ 2.308-79, ГОСТ 2.309-73, ГОСТ 2.310-68, ГОСТ 2.311-68, ГОСТ 2.312-72, ГОСТ 2.313-82, ГОСТ 2.314-68-ГОСТ 2.316-68, ГОСТ 2.317-69, ГОСТ 2.318-81, ГОСТ 2.320-82, ГОСТ 2.321-84 : изд. офиц. - Москва : Изд-во стандартов, 2001. - (Межгосударственные стандарты). - Электрон. текстовые дан.
6. Соколова Т. Ю. AutoCAD 2012 на 100%. / Соколова Т. Ю. - Санкт-Петербург : Питер, 2012. - 576 с.
REFERENSES
1. Tkachenko V. P., Tishchenko Yu. A. and Sukhoverkhov V.K Narysna geometriia [Descriptive geometry]. Skhidnoukr. nats. un-t im. Volodymyra Dalia. [East National University n. a. Dal V.]. Lugansk : SNU im. V. Dalia, 2004, 192 p. (in Ukrainian)
2. Mykhajlenko V. E. and Ponomarev A. M. Inzhenernaya grafika [Engineering graphics]. Kyiv : Vyshcha shkola,1990, 303 p. (in Russian)
3. Karpiuk L. V., Gulida M. I. and Revenko S. A. Kompiuterna grafika v mashynobudivnykh kreslenniakh [Computer graphics in engineering drawings]. Lugansk: SNU im. V. Dalia, 2007,132 p. (in Russian)
4. Revenko S. A., Karpiuk L. V., Hulida M. I. and Arkhipov O. H. Kompiuterna grafika v khimichnomu aparatobuduvanni [Computer graphics in chemical equipment building]. Lugansk: SNU im. V. Dalia, 2012, 400 p. (in Russian)
5. Mezhgosudarstvennye standarty. Edinaya sistema konstruktorskoj dokumentatsii. GOST 2.301-68-GOST 2.30368, GOST 2.304-81, GOST 2.305-68-GOST 2.307-68, GOST 2.308-79, GOST 2.309-73, GOST 2.310-68, GOST 2.311-68, GOST 2.312-72, GOST 2.313-82, GOST 2.314-68-GOST 2.316-68, GOST 2.317-69, GOST 2.318-81, GOST 2.320-82, GOST 2.321-84 [The design documentation unified system. National State Standard 2.301-682.303-68, National State Standard 2.304-81, National State Standard 2.305-68-2.307-68, National State Standard 2.308-79, National State Standard 2.309-73, National State Standard 2.310-68, National State Standard 2.311-68, National State Standard 2.312-72, National State Standard 2.313-82, National State Standard 2.314-68-2.316-68, National State Standard 2.317-69, National State Standard 2.318-81, National State Standard 2.320-82, National State Standard 2.321-84]. Moskva: Izdatel'stvo standartov, 2001. (in Russian)
6. Sokolova T. Yu. AutoCAD 2012 na 100% [AutoCAD 2012 on 100%]. Sankt-Peterburg: Piter, 2012, 576 p. (in Russian)
Рецензент: к. т. н., проф. Ткач Д. I.
Надшшла до редколеги: 16.05.2016 р. Прийнята до друку: 10.07.2016 р.
