Giáo trình Vẽ kỹ thuật trên máy tính - P1

Tài liệu tham khảo giáo trình vẽ kỹ thuât (Autocad) biên soạn Đặng Văn Hoàn - Chương 1 Sử dụng chương trình và các lệnh thành lập bản vẽ Autocad

Lời nói đầu

Ngày nay, trong thời đại công nghệ thông tin đang thay đổimột cách rất mau chóng, công việc thiết kế hiện đại đã sửdụng máy tính điện tử và các phần mềm để phát triển vàtrao đổi các phương án thiết kế Các sinh viên kỹ thuật ngàynay đang ở trong giai đoạn đầy hấp dẫn, chính họ sẽ trải quaquá trình chuyển từ việc dùng các dụng cụ vẽ truyềnthống như thước kẻ, êke, com pa sang việc dùng bàn phímcủa máy tính, chuyển từ bản vẽ trên giấy sang cơ sở dữliệu của máy tính điện tử Vì vậy việc trang bị cho sinh viênkỹ thuật một nền tảng kiến thức vững vàng về giao tiếpđồ hoạ hiện đại giúp cho họ hoạt động có hiệu quả trongmôi trường thiết kế bằng máy tính điện tử là một đòi hỏibức thiết.

Tài liệu nhằm cung cấp các kiến thức cơ bản đểthành lập bản vẽ kỹ thuật bằng máy tính điện tử , gồmcác vấn đề chính sau: Vai trò của babr vẽ trong nền côngnghiệp hiện đại, hệ thống vẽ và thiết kế bằng máy tínhđiện tử, cách lập bản vẽ hai chiều, xây dựng đối tượng bachiều Sử dụng chương trình vẽ và thiết kế AutoCAD đangđược sử dụng rộng rãi trong các cơ quan sản xuất , thiết kếvà trong các trường, viện đại học ở nước ta.

1.1 Nhu cầu lập bản vẽ kỹ thuật bằng MTĐT

Ngày nay sự phát triển mạnh mẽ của máy tính điệntử (MTĐT) và việc sử dụng nó càng sâu rộng trong mọi lãnhvực của con người đã dẫn đến sự thay đổi to lớn cácphương pháp thiết kế và chế tạo Người ta đã lập ra những

Hệ thống tự động hoá thiết kế và tự động hoá chế tạo

(TĐHTK-CT) nhằm nâng cao năng suất lao động, chất lượngcông việc và sản phẩm.

Trong công tác thiết kế hoạt động vẽ chiếm từ 30 đến70% sức lao động của người thiết kế Vì vậy việc tự độnghoá xứ lý thông tin vẽ, giải các bài toán hình học và vẽhình bằng MTĐT để thành lập các bản vẽ kỹ thuật ở tátcả các giai đoạn của quá trình thiết kế và chế tạo là mộtbộ phận không thể thiếu được trong các hệ thống TĐHTK-CT.Sử dụng máy tính điện tử cho phép tự động hoá việclập các bản vẽ kỹ thuật, đánh giá các kết quả thiết kế,sửa đổi nó một cách nhanh chóng và chính xác , mặt khácgiải phóng con người khỏi các hoạt động vẽ nặng nhọc vàđơn điệu , dành nhiều thời gian cho tư duy và sáng tạo.

Việc kết hợp khả năng của con người và MTĐT ở chếđộ tương tác người- máy tạo thành một nhóm thiết kế lý

1

tưởng Với tốc độ xử lý thông tin cao, các công việc tính toán, vẽ hình đơn điệu , lặp đi lặp lại hoặc các chức năngphức tạp khó khăn đối với người thiết kế như xây dựng hìnhchiếu , hình cắt, mặt cắt sẽ dàng cho MTĐT.Với óc suyđoán trực giác, nười thiết kế chỉ thực hiện toàn bộ hay từngphần với các chức năng dễ dàng với con người nhưng làkhó khăn với MTĐT như lựa chọn số hình chiếu, hình cắt ,các hướng chiếu hợp lý

1.2 Giao tiếp đồ hoạ và bản vẽ kỹ thuật

Trước đây , bản vẽ kỹ thuật là sợi chỉ xuyên suốt quátrình thiết kế và chế tạo, người kỹ sư đã nghiên cứu đồhoạ với mục đích lập ra bản vẽ kỹ thuật, sản phẩm cuốicùng của quá trình thiết kế sử dụng nó để chỉ đạo , kiểmtra việc chế tạo hoặc thi công đối tượng được thiết kế.

Ngày nay ,nhu cầu ứng dụng và sự phát triển của cácTĐHTK-CT đòi hỏi các kỹ sư , kiến trúc sư không chỉ sử dụngđựoc cách thiết kế truyền thống mà phải trực tiếp thiết kếtrên MTĐT Đồ hoạ trên MTĐT dần dần được trở thànhphương tiện giao tiếp đồ hoạ chính giữa các cán bộ kỹthuật Trong hệ thống TĐHTK-CT , yếu tố chi phối toàn bộquá trình thiết kế - chế tạo không còn là bản vẽ kỹ thuật

nữa mà là một cơ sở dữ liệu (CSDL) CSDL là tập hợp

những thông tin được xây dựng và lưu trữ trong MTĐT để miêutả cấu trúc hình học cũng như đặc tính kỹ thuật, công nghệcủa đối tượng cần thiết kế.

Việc tạo ra, thay đổi, phát triển hoặc thử nghiệm mộtsản phẩm mới hoàn toàn được thực hiện một cách nhanhchóng bằng cách biến đổi, xử lý CSDL của đối tượng đótrên MTĐT Bản vẽ kỹ thuật cũng được sinh ra một cách dễdàng từ CSDL , nếu nó còn cần cho việc chế tạo sảnphẩm hoặc dùng làm hồ sơ, tài liệu

Trong nền công nghiệp hiện đại,MTĐT hỗ trợ cho mọichức năng, nhiệm vụ thiết kế và chế tạo, các MTĐT đượcnối thành mạng và cùng truy cập đến một CSDL chung (Hình1-1)

Vì bản vẽ kỹ thuật không còn là sản phẩm cuốicùng , sinh viên ngày nay sẽ nghiên cứu đồ hoạ với mục đíchtrợ giúp quá trình thiết kế.

Thiết kế sơ bộ

TƯƠNG TÁC ĐỒ HOẠ

Thiết kế cuối cùng

PHÂN TÍCH

Lập bản vẽ

VẼ TỰ ĐỘNG

Chế tạo

MÁY ĐIỀU KHIỂN SỐ

Kiểm tra chất lượng

KIỂM TRA BẰNG MTĐT

CSDL CHUNGHình 1-1

1.3 Các thuật ngữ :

Các lãnh vực áp dụng MTĐT thường gặp trong vẽ,thiết kế và chế tạo là:

Đồ hoạ máy tính ( tiếng Anh : computer Graphics, viết

tắc CG) là ứng dụng MTĐT trong việc xây dựng, xứ lý và lưutrữ thông tin đồ hoạ trong các quá trình, các hệ thống đểphân tích, thiết kế giao tiếp, trao đổi các giải pháp kỹ thuật

Vẽ kỹ thuật trợ giúp bằng MTĐT hay vẽ bằng

MTĐT ( Computer Aided Drafting, CAD) là sử dụng MTĐT đểthành lập bản vẽ kỹ thuật

Thiết kế trơû giúp bằng MTĐT ( Computer Aided Design,

Là các hoặt động trợ giúp của MTĐT trong quá trình thiếtkế , bao gồm nhưng không giới hạn các hoặt động sau: xâydựng mô hình, phân tích, chi tiết hoá và lập hồ sơ , tài liệu.

Hệ thống kết hợp cả hai phần trên gọi là Vẽ và Thiết

kế trợ giúp bằng MTĐT (Computer Aided Drafting and Design,

Hệ thống tự động hoá thiết kế và chế tạo là hệ

thống kết hợp CAD và CAM ( viết tắc CAD/CAM).

Tuỳ theo dữ liệu biểu diễn đồ hoạ trong các hệ thốngCADD người ta chia ra hai loại bản vẽ bằng MTĐT: Bản vẽ 2chiều (2D)và bản vẽ 3chiều (3D).

Bản vẽ 2D bằng MTĐT (2D Drawing) là bản vẽ mà

CSDL chỉ bao gồm hai giá trị x,y cho mỗi toạ độ của đốitượng.Có thể xem bản vẽ 2D là hình biểu diễn đối tượng ởmột dạng một hình chiếu hoặc ở dạng nhiều hình chiếumà mỗi hình chiếu chỉ thể hiện hai trong ba kích thước củađối tượng ( Hình 1-2)

3

Hçnh 2

Hçnh 3

1-Bản vẽ 3D bằng MTĐT (3D Drawing) là việc biểu diễn

đối tượng ở dạng ba toạ độ x ,y ,z đầy đủ của nó trongCSDL Từ CSDL của bản vẽ 3D có thể xây dựng được cvácloại hình biểu diễn kể cả các hình ảnh nổi của đối tượngnhư hình chiếu trục đo, hình chiếu phối cảnh (Hinh 1-3)

1.4 Các đặc điểm của CADD:

a Tiện dụng :

Với các ưu điểm dễ dàng sửa chữa và sao chép ,chính xác và " thông minh " , CADD cho phép thành lập bảnvẽ một cách thuận tiện và nhanh chóng Nó làm cho hoặtđộng vẽ vốn tẻ nhạt, đơn điệu trở nên dễ chịu Giống nhưsoạn thảo văn bản ta có thể "cắt " và "dán" nó vào cácphần khác nhau của cùng một bản vẽ hoặc vào một bảnvẽ khác Khi cần sửa lại đối tượng , ta cũng chỉ cần làmmột lần và đối tượng sẽ tự đông thay đổi tại mọi chỗ nóđã dược đặt.

b Chính xác :

CADD cho phép vẽ chính xác hơn vẽ tay rất nhiều Cóthể đặc đơn vị đo với độ chính xác mong muốn rồi vẽ theokích thước thực của đối tượng hoặc theo một tỷ lệ tuỳ ý.Ta lại có thể chọn tỷ lệ khi đưa một phần hoặc toàn bộbản vẽ ra máy vẽ , máy in Có thể phóng to một chi tiếtnhỏ nhất của bản vẽ và làm việc với nó như đang nhìn quakính hiển vi.

c Thông minh :

Một đặc điểm mà vẽ bằng tay không thể thực hiệnđược là có khả năng gán thông tin văn bản vào môt đốitượng hay một bản vẽ Một thông tin như vậy gọi là mộtthuộc tính và khả năng gán các thuộc tính vào một bảnvẽ làm cho bản vẽ trở nên "thông minh" Trên bản vẽ mộtthuộc tính có thể hiện hay không hiện lên Chẳng hạn cóthể gán thông tin về giá thành hoặc thời hạn sử dụng chitiết, Có thể rút ra những thuộc tính nầy để đưa vào xử lýtrong một bảng tính hay một chương trình quản lý dữ liệu đểtính toán giá thành sản phẩm.

d Thích nghi:

Đây là khả năng tự động hoá các công việc lặp đi,lặp lại Chẳng hạn trong thiết kế kiến trúc ta phải vẽ đi vẽlại rất nhiều lần các ký hiệu như cửa ra vào, cửa sổ, cácthiết bị vệ sinh, đồ đạc CADD cho phép lưu trữ các ký hiệuthường dùng để về sau có thể chèn vào bất cứ bản vẽnào Ta có thể tạo sẵn các thư viện ký hiệu trong từnglãnh vực cụ thể và vì vậy CADD dễ dàng thích nghi với mọihình thiết kế

Với các đặc điểm nầy CADD trở thành một công cụthiết kế đầy sức mạnh làm tăng khả năng đổi mới và

5

sáng tạo của người kỹ sư trong khi giải quyết các nhiệm vụngày càng phức tạp.

Hiện nay người ta đang khai thác nhiều hệ thống CADDcó khả năng định hướng cho các lĩnh vục khác nhau như thiếtkế , chế tạo ôtô, máy bay, cơ khí, kiến trúc , xây dựng , địachính Phần mềm AutoCAD của hãng Autodesk (Mỹ) là mộtbộ chương trình vẽ và thiết kế tự động phổ biến trên cácmáy tính cá nhân do có nhiều chức năng phong phú và dễdàng sử dụng Trong tài liệu chủ yếu sẽ lấy phần mềmAutoCAD làm nghiên cứu để tìm hiểu cấu trúc, chức năng cơbản và cách sử dụng một phần mền CADD.

1.5 Các hệ lệnh:

Các phần mềm CADD nói chung đang sử dụng hiện nayrất thân thiện với người dùng vì cách trình bày cũng nhưchúng sử dụng các loại danh mục ( menu) Chẳng hạn, khimuốn vẽ đường tròn, chỉ việc chọn hạng mục CIRCLE trêndanh mục, hạng mục nầy sẽ thực hiện một lệnh vẽ (thựcchất là một bộ chương trình) để tạo thành một đường tròntrên màn hình Khả năng tương tác nầy làm cho các bộchương trình vẽ bằng máy tính trở nên đơn giản và dễ sửdụng nếu người dùng đã có kiến thức cơ bản về hình họcvà nắm sơ bộ về việc thành lập bản vẽ kỹ thuật

Các lệnh của một bộ chương trình vẽ bằng MTĐTđược nhóm lại thành một số hệ lệnh Một số hệ lệnhchính có thể được thấy như sau:

a Hệ lệnh thiết lập bản vẽ (Settings) chứa các hạng

mục và các lệnh để xác lập các đơn vị đo, giới hạn bảnvẽ ,hệ thống toạ độ, các lệnh về mạng lưới truy bắt

b Hệ lệnh vẽ các đối tượng cơ bản ( Draw) chứa

các lệnh vẽ đoạn thẳng, cung tròn, đường trò, đa giác,dòng viết văn bản

c Hệ lệnh xác định toạ độ điểm chính xác, phương

thức truy bắt điểm các chương trình như AutoCAD còn có khả

năng gọi là Objects snap dùng để truy bắt các điểm thuộc

đối tượng một cách chính xác như điểm đầu, điểm giữa,tâm , giao điểm

d Hệ lệnh hiệu chỉnh đối tượng (Modify) chứa các

lệnh dùng để xoá , tách, xén, kéo dài, di chuyển , quay, nốitiếp, sao chép

e Hệ lệnh điều khiển và xây dựng hình biểu diễn

(view) chứa các lệnh phóng to thu nhỏ, di chuyển, xây dựngtrục do và phối cảnh

f Hệ lệnh về tập tin (File) chứa các lệnh dùng để

thiết lập bản vẽ mới, mở bản vẽ , ghi bản vẽ vào đĩa , inbản vẽ ra máy vẽ

Ngoài ra mỗi hệ thống CADD còn có một đặc điểmriêng, thuận tiện cho các đối tượng vẽ khác nhau.

6

BỘ CHƯƠNG TRÌNH AutoCAD

Cho đến nay hãng Autodesk đã đưa ra nhiều dạng pháthành của bộ chương trình AutoCAD Ở nước ta AutoCADRelease 2000 chạy trong môi trường Windows ,9X và XP đangđược dùng rộng rãi hơn cả vì có các ưu điểm sau: Yêu cầumáy có cấu hình vừa phải, dễ sử dụng , đáp ứng được yêucầu thiết kế bản vẽ kỹ thuật của các lãnh vực khác nhau.Các release về sau càng thuận lợi và tiện ích Với mục đíchlàm quen với cách sử dụng một phần mềm CADD nên khôngđi sâu về giải thích mà chỉ chú trọng đến phần sử dụngcác lệnh

Trong AutoCAD cho phép chọn đơn vị vẽ theo hệ theo hệ

đơn vị mét (Metric) hoặc hệ đơn vị Anh (English) Chúng ta sử

dụng hệ mét theo ISO và các bản vẽ kỹ thuật phải thựchiện theo đúng TCVN.

AutoCAD

2.1 Khởi động AutoCAD

Sau khi cài đặt chương trình vào máy ta phải cài đặtcấu hình , đây là quá trình thiết lập sự phù hợp giữa phầnmềm và phần cứng hệ thống máy ( như màn hình, con chuột, máy in ) của người sử dụng để phần mềm AutoCAD cóđược thông số của thiết bị sử dụng và có thể làm việc trênhệ thống ấy.

Để khởi động AutoCAD ta chọn biểu tượng (Hình 2.1)và nhấp hai lần vào phím trái của chuột Nếu chưa có biểutượng ta vào Program và gọi AutoCAD

Sau khi đã được khởi động trên màn hìnhđồ hoạ sẽ xuất hiện các vùng như (Hình2-2)

7Hình 2.2

Command

Line Coordinate display Status LineDRAWING (GRAPHICS) AREABiểu

tượng UCS

2.2 Cấu trúc màn hình đồ hoạ

Màn hình đồ hoạ bao gồm:

Graphics Area Vùng thể hiện bản vẽ , được định bởi hộp

thoại Preferences Trang Display.

Cross-hair Hai sợi tóc định vị điểm Toạ độ điểm hiểnthị tại hàng cuối màn hình (H 2-2) Chiều dài hai sợi tócđược định bởi hộp thoại Preferences Trang Pointer, ô Cursor size.

selection settings, mục Pickbox size (lệnh Ddselect)

UCSicon Biểu tượng hệ toạ độ của người sử dụngnằm ở góc trái , phía dưới màn hình Tắt mở bằng lệnhUCSicon.

Status line Dòng trạng thái nằm phía dưới vùng đồhoạ Tại đây hiển thị các trạng thái: GRID, SNAP, ORTHO,OSNAP được điều khiển bằng cách nhấp phím trái chuộthai lần.

8Hình 2.3Toạ độ cực tương đối

Hình 2-4

Hình 2-6

Hình 2-7

Toạ độ Chỉ vị trí hiện hành của con trỏ theo toạ độ

tuyệt đối và tương đối Dòng hiển thị nằm góc trái phíadưới vùng đồ hoạ Khi đang thực hiện các lệnh vẽ ta có thểlàm xuất hiện toạ độ cực tương đối bằng phím F6 (H 2-3).

Command line Dòng lệnh là nơi nhập lệnh vào hoặc hiển

thị các dòng nhắc của máy , có thể điều chỉnh độ lớncủa dòng lệnh bằng cách dùng con trỏ kéo đến vị trí giaocủa màn hình đồ hoạ và dòng lệnh .Khi xuất hiện haiđường song song thì điều chỉnh được (H 2-4)

Menu bar

Thanh ngangdanh mục, nằmphía trên vùng đồhoạ AutoCAD R14có 10 tiêu đề, mỗitiêu đề chứa mộtnhóm lệnh củaAutoCAD

Danh mục kéoxuống , khi chọnmột tiêu đề sẽxuất hiện một danhmục kéo xuốngchứa

cáclệnh.(H 2-5)

Hình 2-5

Hình 2-9

hoạ Tắt mở danh mục màn hình bằng hộp thoạiPreferences, trang Display, nút chọn đầu tiên (H 2-6)

Khi thực hiện các lệnh của AutoCAD thì các lựa chọnsẽ xuất hiện trên danh mục màn hình.

một biểu tượng tương ứng của một lệnh (H 2-8).

hình lên xuống, thanh ngang kéo màn hình qua lại Muốn xuấthiện các scroll bar ta chọn hộp thoại Preferences, trang Display,

nút Display Scroll bars in drawing window ( H 2-6)

Kể từ AutoCAD R14 ta có bốn cách nhập lệnh như sau:

2 Pull-down Gọi lệnh từ danh mục kéo xuống

3 Screen menu Gọi lệnh từ danh mục màn hình

4 Toolbar Gọi lệnh từ các nút của thanh công cụ2.3 Thanh công cụ (Lệnh Toolbar)

Một số Toolbar đượcmặc định trong AutoCAD R14là Standard, Object Properties,Draw và Modify (H 2-8).Đểlàm xuất hiện các Toolbarkhác ta thực hiện lệnhToolbar.

Lệnh Toolbar

Đánh lệnh Toolbar,hoặc gọi lệnh từ danh mục

kéo xuống View, hoặc kéo

10Help

Tool tipObject

Properties Standard Toolbar

Hình 2-8

Scroll barDraw

toolbar Modify toolbar

con trỏ của chuột đến Toolbar bất kỳ rồi nhấp phím phải,sẽ xuất hiện hộp thoại Toolbars (H 2-9)

Để làm xuất hiện các toolbar trên màn hình ta đánhdấu vào các nút tương ứng Để thay đổi kích thước biểutượng ta chọn Large Buttons Để hiện các Tool Tip ta chọn nútShow Tooltips.

của AutoCAD

11