| 1. Biết các khái niệm cơ bản về một hệ thống vẽ bằng máy tính. 2. Biết khái quát về phần mềm AutoCAD. |
I – KHÁI NIỆM CHUNG
Trước đây người ta sử dụng các dụng cụ vẽ như bút chì, thước kẻ, compa, êke,... để lập bản vẽ kĩ thuật. Ngày nay, trong thời đại công nghệ thông tin, các bản vẽ kĩ thuật thường được lập với sự trợ giúp của máy tính.
Các ưu điểm cơ bản của việc lập bản vẽ kĩ thuật bằng máy tính (Computer Aided Drafting, CAD) là :
– Bản vẽ được lập một cách chính xác và nhanh chóng ;
– Dễ dàng sửa chữa, bổ sung, thay đổi, lưu trữ bản vẽ ;
– Giải phóng được con người ra khỏi các công việc nặng nhọc và đơn điệu trong khi lập bản vẽ.
II – KHÁI QUÁT VỀ HỆ THỐNG VẼ KĨ THUẬT BẰNG MÁY TÍNH
Các hệ thống CAD xuất hiện vào khoảng giữa năm 1960 và được áp dụng ngày càng rộng rãi trong các lĩnh vực thiết kế, từ thiết kế ô tô, máy bay, tàu thuỷ đến tàu vũ trụ ; từ thiết kế nhà cửa, cầu đường, bến cảng đến quy hoạch, xây dựng.
Hệ thống CAD gồm hai phần : phần cứng, phần mềm.
1. Phần cứng
Phần cứng là tổ hợp các phương tiện kĩ thuật gồm máy tính và các thiết bị đưa thông tin vào, ra như mô tả ở hình 13.1.
– Các thiết bị đọc bản vẽ như bảng số hoá, máy quét ảnh,... cho phép biến đổi các thông tin vẽ thành các thông tin dưới dạng số để đưa vào bộ nhớ của máy tính.
Hình 13.1. Phần cứng của hệ thống CAD
– Các thiết bị phục vụ hoạt động trao đổi thông tin giữa người sử dụng và máy tính trong quá trình vẽ :
+ Màn hình được dùng để đưa ra nhanh chóng hình ảnh của các đối tượng vẽ đang được xử lí và các thông báo của máy tính.
+ Bàn phím, bút sáng, con chuột,... dùng để nhận dạng đối tượng vẽ và đưa thông tin vào bộ nhớ của máy tính.
– Các thiết bị đưa ra thông tin vẽ như máy vẽ hoặc máy in dùng để xuất ra các bản vẽ ở giai đoạn trung gian hay cuối cùng của quá trình thiết kế.
2. Phần mềm
Phần mềm của hệ thống CAD đảm bảo thực hiện các hoạt động để thành lập bản vẽ kĩ thuật như :
– Tạo ra các đối tượng vẽ : đường thẳng, đường tròn, đường cong, mặt cong, vật thể ba chiều,... ;
– Giải các bài toán dựng hình và vẽ hình ;
– Xây dựng các hình chiếu vuông góc, hình cắt, mặt cắt ;
– Xây dựng các loại hình chiếu trục đo, hình chiếu phối cảnh ;
– Tô, vẽ kí hiệu mặt cắt vật liệu ;
– Ghi kích thước,...
Quan sát giao diện của phần mềm AutoCAD trên hình 13.2, chúng ta sẽ thấy các lựa chọn để ra lệnh cho máy vi tính thực hiện các hoạt động nêu ở trên.
Hình 13.2. Giao diện của phần mềm AutoCAD
Các thiết bị phần cứng, các chương trình phần mềm dù hiện đại và hoàn thiện đến đâu cũng không thể thay thế được hết mọi hoạt động trí tuệ của con người. Điều quyết định trong vẽ thiết kế vẫn là kiến thức và năng lực của người sử dụng. Để khai thác được một phần mềm CAD, ngoài các kiến thức chuyên môn, người sử dụng phải có các kiến thức cơ bản về tin học và vẽ kĩ thuật.
III – KHÁI QUÁT VỀ PHẦN MỀM AUTOCAD
Phần mềm AutoCAD của hãng Autodesk (Mỹ) là chương trình vẽ kĩ thuật bằng máy vi tính phổ biến nhất do có các ưu điểm : giá rẻ, dễ sử dụng và đáp ứng được yêu cầu thành lập các loại bản vẽ kĩ thuật của nhiều lĩnh vực khác nhau. Phần mềm này đang được sử dụng rộng rãi trong các công ti, các viện thiết kế, các trường đại học ở trong và ngoài nước.
1. Bản vẽ hai chiều
Phần mềm AutoCAD đáp ứng được mọi yêu cầu của hoạt động vẽ truyền thống trên mặt phẳng hai chiều. Trên hình 13.3 là ví dụ một bản vẽ được thực hiện bằng phần mềm AutoCAD. Đây là ba hình chiếu cơ bản của một chi tiết máy được thiết lập theo đúng các quy định về đường nét, ghi kích thước,...
Hình 13.3. Bản vẽ hai chiều được vẽ bằng AutoCAD
2. Mô hình vật thể ba chiều
AutoCAD còn có khả năng tạo ra mô hình vật thể trong không gian ba chiều của các đối tượng cần thiết kế, sau đó tự động xây dựng bản vẽ các hình chiếu, hình cắt, mặt cắt,... trên mặt phẳng hai chiều từ mô hình vật thể ba chiều.
Có thể xây dựng mô hình của vật thể cần thiết kế xuất phát từ các vật thể đơn giản nhất gọi là các khối hình học cơ bản, gồm khối hộp, khối cầu, khối nêm, khối nón, khối trụ và khối xuyến (hình 13.4).
Các khối hình học cơ bản được liên kết lại với nhau bằng nhiều cách để tạo nên một vật thể cần thiết kế.
Sau khi đã tạo ra được vật thể cần thiết kế, AutoCAD tự động xây dựng các loại hình chiếu (vuông góc, trục đo, phối cảnh) trên mặt phẳng, các loại hình cắt, mặt cắt,... theo yêu cầu của người sử dụng và bố trí các hình chiếu này lên một bản vẽ.
Hình 13.5 minh hoạ việc xây dựng ba hình chiếu vuông góc của một vật thể.
Hình 13.4. Các khối hình học cơ bản để xây dựng mô hình vật thể
Hình 13.5 Xây dựng ba hình chiếu vuông góc của một vật thể bằng AutoCAD
Câu hỏi
1. Nêu các ưu điểm của việc lập bản vẽ kĩ thuật bằng máy tính.
2. Hãy kể tên và nêu rõ chức năng của các thiết bị phần cứng của một hệ thống CAD mà em đã biết hoặc đã sử dụng.
Thông tin bổ sung
1. Trên thực tế, máy tính được sử dụng vào tất cả các quá trình từ vẽ, thiết kế đến chế tạo ra sản phẩm. Dưới đây là một số khái niệm thường gặp trong nền công nghiệp hiện đại :
– Thiết kế trợ giúp bằng máy tính (Computer Aided Design, CAD) là các hoạt động sử dụng máy tính trong quá trình thiết kế, bao gồm : xây dựng mô hình, tính toán, phân tích, chi tiết hoá và lập hồ sơ tài liệu.
– Chế tạo trợ giúp bằng máy tính (Computer Aided Manufacturing, CAM) là sử dụng máy tính để trợ giúp điều khiển và chỉ đạo quá trình chế tạo ra sản phẩm.
– Hệ thống tự động hoá thiết kế và chế tạo (CAD/CAM) là hệ thống kết hợp cả thiết kế và chế tạo với sự trợ giúp của máy tính.
2. Ngoài các phần mềm vẽ kĩ thuật, trong quá trình thiết kế và chế tạo, người ta còn sử dụng nhiều phần mềm đồ hoạ khác, chẳng hạn các phần mềm sau :
– Photoshop : Phần mềm chuyên về xử lí hình ảnh đã được chụp bằng máy ảnh số hoặc đưa vào máy tính bằng máy quét ảnh.
– 3DStudio : Phần mềm xây dựng mô hình ba chiều với các chuyển động để tạo thành các phim hoạt hình.
