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 đổi một cách rất mau chóng, công việc thiết kế hiện đại đã sử dụng máy tính điện tử và các phần mềm để phát triển và trao đổi các phương án thiết kế Các sinh viên kỹ thuật ngày nay đang ở trong giai đoạn đầy hấp dẫn, chính họ sẽ trải qua quá trình chuyển từ việc dùng các dụng cụ vẽ truyền thống như thước kẻ, êke, com pa sang việc dùng bàn phím của máy tính, chuyển từ bản vẽ trên giấy sang cơ sở dữ liệu của máy tính điện tử Vì vậy việc trang bị cho sinh viên kỹ thuật một nền tảng kiến thức vững vàng về giao tiếp đồ hoạ hiện đại giúp cho họ hoạt động có hiệu quả trong môi trường thiết kế bằng máy tính điện tử là một đòi hỏi bức thiết

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

chung

1.1 Nhu cầu lập bản vẽ kỹ thuật bằng MTĐT

Ngày nay sự phát triển mạnh mẽ của máy tính điện tử (MTĐT) và việc sử dụng nó càng sâu rộng trong mọi lãnh vực của con người đã dẫn đến sự thay đổi to lớn các phương 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 lượng công việc và sản phẩm

Trong công tác thiết kế hoạt động vẽ chiếm từ 30 đến 70% sức lao động của người thiết kế Vì vậy việc tự động hoá xứ lý thông tin vẽ, giải các bài toán hình học và vẽ hình bằng MTĐT để thành lập các bản vẽ kỹ thuật ở tát cả các giai đoạn của quá trình thiết kế và chế tạo là một bộ phận không thể thiếu được trong các hệ thống TĐHTK-CT

Sử dụng máy tính điện tử cho phép tự động hoá việc lập các bản vẽ kỹ thuật, đánh giá các kết quả thiết kế, sửa đổi nó một cách nhanh chóng và chính xác , mặt khác giải phóng con người khỏi các hoạt động vẽ nặng nhọc và đơn điệu , dành nhiều thời gian cho tư duy và sáng tạo

Việc kết hợp khả năng của con người và MTĐT ở chế độ 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 năng phức tạp khó khăn đối với người thiết kế như xây dựng hình chiếu , hình cắt, mặt cắt sẽ dàng cho MTĐT.Với óc suy đoán trực giác, nười thiết kế chỉ thực hiện toàn bộ hay từng phần với các chức năng dễ dàng với con người nhưng là khó 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 quá trình thiết kế và chế tạo, người kỹ sư đã nghiên cứu đồ hoạ với mục đích lập ra bản vẽ kỹ thuật, sản phẩm cuối cùng của quá trình thiết kế sử dụng nó để chỉ đạo , kiểm tra việc chế tạo hoặc thi công đối tượng được thiết kế

Ngày nay ,nhu cầu ứng dụng và sự phát triển của các TĐHTK-CT đòi hỏi các kỹ sư , kiến trúc sư không chỉ sử dụng đựoc cách thiết kế truyền thống mà phải trực tiếp thiết kế trên MTĐT Đồ hoạ trên MTĐT dần dần được trở thành phương tiện giao tiếp đồ hoạ chính giữa các cán bộ kỹ thuật Trong hệ thống TĐHTK-CT , yếu tố chi phối toàn bộ quá 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 miêu tả cấu trúc hình học cũng như đặc tính kỹ thuật, công nghệ của đối tượng cần thiết kế

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

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

Vì bản vẽ kỹ thuật không còn là sản phẩm cuối cùng , sinh viên ngày nay sẽ nghiên cứu đồ hoạ với mục đích trợ giúp quá trình thiết kế

2

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 CHUNG Hình 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 lưu trữ thông tin đồ hoạ trong các quá trình, các hệ thống để phân 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 để thành lập bản vẽ kỹ thuật

Thiết kế trơû giúp bằng MTĐT ( Computer Aided Design,

CAD)

Là các hoặt động trợ giúp của MTĐT trong quá trình thiết kế , bao gồm nhưng không giới hạn các hoặt động sau: xây dựng 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,

CADD)

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 thống CADD người ta chia ra hai loại bản vẽ bằng MTĐT: Bản vẽ 2 chiều (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 đối tượng.Có thể xem bản vẽ 2D là hình biểu diễn đối tượng ở một dạng một hình chiếu hoặc ở dạng nhiều hình chiếu mà mỗi hình chiếu chỉ thể hiện hai trong ba kích thước của đối tượng ( Hình 1-2)

3

Hçnh 1-2

Hçnh 1-3

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 trong CSDL Từ CSDL của bản vẽ 3D có thể xây dựng được cvác loại hình biểu diễn kể cả các hình ảnh nổi của đối tượng như 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 bản vẽ một cách thuận tiện và nhanh chóng Nó làm cho hoặt động vẽ vốn tẻ nhạt, đơn điệu trở nên dễ chịu Giống như soạn thảo văn bản ta có thể "cắt " và "dán" nó vào các phần khác nhau của cùng một bản vẽ hoặc vào một bản vẽ khác Khi cần sửa lại đối tượng , ta cũng chỉ cần làm một lần và đối tượng sẽ tự đông thay đổi tại mọi chỗ nó đã dược đặt

b Chính xác :

CADD cho phép vẽ chính xác hơn vẽ tay rất nhiều Có thể đặc đơn vị đo với độ chính xác mong muốn rồi vẽ theo kích 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 bộ bản vẽ ra máy vẽ , máy in Có thể phóng to một chi tiết nhỏ nhất của bản vẽ và làm việc với nó như đang nhìn qua kính hiển vi

c Thông minh :

Một đặc điểm mà vẽ bằng tay không thể thực hiện được là có khả năng gán thông tin văn bản vào môt đối tượng hay một bản vẽ Một thông tin như vậy gọi là một thuộc tính và khả năng gán các thuộc tính vào một bản vẽ làm cho bản vẽ trở nên "thông minh" Trên bản vẽ một thuộc tính có thể hiện hay không hiện lên Chẳng hạn có thể gán thông tin về giá thành hoặc thời hạn sử dụng chi tiết, Có thể rút ra những thuộc tính nầy để đưa vào xử lý trong một bảng tính hay một chương trình quản lý dữ liệu để tính 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 vẽ lại rất nhiều lần các ký hiệu như cửa ra vào, cửa sổ, các thiết bị vệ sinh, đồ đạc CADD cho phép lưu trữ các ký hiệu thường dùng để về sau có thể chèn vào bất cứ bản vẽ nào Ta có thể tạo sẵn các thư viện ký hiệu trong từng lãnh vực cụ thể và vì vậy CADD dễ dàng thích nghi với mọi hình thiết kế

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

5

sáng tạo của người kỹ sư trong khi giải quyết các nhiệm vụ ngày càng phức tạp

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

1.5 Các hệ lệnh:

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

Các lệnh của một bộ chương trình vẽ bằng MTĐT được nhóm lại thành một số hệ lệnh Một số hệ lệnh chính 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 bản vẽ ,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, nối tiếp, sao chép

e Hệ lệnh điều khiển và xây dựng hình biểu diễn

(view) chứa các lệnh phóng to thu nhỏ, di chuyển, xây dựng trục 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 , in bản vẽ ra máy vẽ

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

6

BỘ CHƯƠNG TRÌNH AutoCAD

Cho đến nay hãng Autodesk đã đưa ra nhiều dạng phát hành của bộ chương trình AutoCAD Ở nước ta AutoCAD Release 2000 chạy trong môi trường Windows ,9X và XP đang được dùng rộng rãi hơn cả vì có các ưu điểm sau: Yêu cầu máy có cấu hình vừa phải, dễ sử dụng , đáp ứng được yêu cầu thiết kế bản vẽ kỹ thuật của các lãnh vực khác nhau Các release về sau càng thuận lợi và tiện ích Với mục đích làm quen với cách sử dụng một phần mềm CADD nên không

đi sâu về giải thích mà chỉ chú trọng đến phần sử dụng các 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 thực hiện theo đúng TCVN

AutoCAD

2.1 Khởi động AutoCAD

Sau khi cài đặt chương trình vào máy ta phải cài đặt cấu hình , đây là quá trình thiết lập sự phù hợp giữa phần mềm và phần cứng hệ thống máy ( như màn hình, con chuột , máy in ) của người sử dụng để phần mềm AutoCAD có được thông số của thiết bị sử dụng và có thể làm việc trên hệ 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 biểu tượng ta vào Program và gọi AutoCAD

Sau khi đã được khởi động trên màn hình đồ hoạ sẽ xuất hiện các vùng như (Hình 2-2)

7 Hình 2.2

bar Cursor

Command Line Coordinate display Status Line

DRAWING (GRAPHICS) AREA Biểu

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 hiển thị tại hàng cuối màn hình (H 2-2) Chiều dài hai sợi tóc được 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 dụng nằm ở góc trái , phía dưới màn hình Tắt mở bằng lệnh UCSicon

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

8 Hình 2.3

Toạ 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 phía dưới vùng đồ hoạ Khi đang thực hiện các lệnh vẽ ta có thể làm 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 lớn của dòng lệnh bằng cách dùng con trỏ kéo đến vị trí giao của màn hình đồ hoạ và dòng lệnh .Khi xuất hiện hai đường song song thì điều chỉnh được (H 2-4)

Menu bar

Thanh ngang

danh mục, nằm

phía trên vùng đồ

hoạ AutoCAD R14

có 10 tiêu đề, mỗi

tiêu đề chứa một

nhóm lệnh của

AutoCAD

Danh mục kéo

xuống , khi chọn

một tiêu đề sẽ

xuất hiện một danh

mục kéo xuống

chứa

các

lệnh

(H 2-5)

9 Hình 2-5

Hình 2-9

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

Khi thực hiện các lệnh của AutoCAD thì các lựa chọn sẽ 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 xuất hiện 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 cụ 2.3 Thanh công cụ (Lệnh Toolbar)

View/Toolbars VIEW2/Toolbar Toolbar

Một số Toolbar được

mặc định trong AutoCAD R14

là Standard, Object Properties,

Draw và Modify (H 2-8).Để

làm xuất hiện các Toolbar

khác ta thực hiện lệnh

Toolbar

Lệnh Toolbar

Đánh lệnh Toolbar,

hoặc gọi lệnh từ danh mục

kéo xuống View, hoặc kéo

10

Help Messages

Tool tip

Object

Properties Standard Toolbar

Flyouts Toolbar

Hình 2-8

Scroll bar

Draw

toolbar Modify

toolbar