Gyakorlat 01
Üdvözöljük!
CAD
ismeretek a mélyépítésben
CAD programok A tantárgyról általában: •az AutoCAD csak egy eszköz, amelyik a hagyományos rajzoló eszközöket helyettesíti és nagy pontosságú digitális rajzok készíthetők vele. •a tárgy csak gyakorlatok keretében az alapokkal indul és egy 3D-ben is megjeleníthető útszakasz megrajzolásával zárul •megismertet a művi létesítmények (út, vasút) természetes terepalakulatokba illesztésével
Gyakorlat 01
•a megszerzett ismeretek minden olyan feladatnál felhasználhatók, ahol mérnöki rajzokat kell készíteni •nincs időnk mindent részletesen elmondani, de az alapismeretek elsajátítása után a szoftver „Help” képernyője minden információt megad a tudás növeléséhez.
CAD programok
Gyakorlat 01
CAD = Computer-aided design (számítógéppel segített tervezés) 1960-ban a MIT Lincoln Laboratory alkalmazottja Ivan Sutherland elindít egy Sketchpad nevű kutatási projektet, melyet a CAD ipar felé tett első lépésnek tekinthetünk. Ugyanebben az évben alapítják meg a McDonnell Douglas Automation Company (McAuto) nevű céget, mely a későbbiekben a CADD szoftver kifejlesztésével nagyon fontos szerepet fog játszani a CAD területen. 1962-ben egy denveri garázsban Bill Barnes elkészítette az első digitalizáló táblát. 1969-ben egy MAGI nevű cég piacra dobja Syntha Vision néven az első testmodellező szoftvert. 1970-ben alapították meg az M&S Computing nevű céget, amely az Intergraph jogelődjének tekinthető, s még ebben az évben elkészítették az első kísérleti grafikus munkaállomást. Megalakul a Siggraph cég. 1974-ben értékesítik az első M&S rendszert. A gép hardverét a DEC szállította és az Intergraph első alapszoftverét Interactive Graphics Design System (IGDS) futtatta. A rendszert térképészeti célokra használták. 1975-ben fejlesztette ki a grafikus munkaállomások egyik vezető gyártója a Tektronix az első 19”-os monitort. A hetvenes évek végének tipikus CAD rendszere 16 bites processzort és maximum 512 KB memóriát használt, a tipikus háttértár 20-300 MB volt és az ára 125 000 dollár volt.
Gyakorlat 01
CAD programok 1980-ban megjelenik a VersaCAD szoftver első verziója, az M&S Computing felveszi az Intergraph nevet, mely a grafikus munkaállomások egyik legfontosabb gyártójává válik. 1982-ben John Walker megalakítja az Autodesk céget azzal a céllal, hogy kifejlesszenek egy 1000 dollárnál olcsóbb PC-s CAD szoftvert. Az AutoCAD első változata (1982. december) Mike Riddle 1981-ben megírt MicroCAD programján alapult. 1984-ben a HP CoCreate Software Inc. néven egy CAD/CAM fiókcéget alapít. 1985-ben alakítja meg Keith Bentley a Bentley céget, sokáig együtt fejlesztik az Intergraph-fal a MicroStation programot. 1986-ban az AutoCAD 2.18-as verziójával debütál az AutoLISP programnyelv, ugyanebben az évben a cég megjelenteti AutoSketch nevű belépő szintű CAD szoftverét. 1987-ben jelenik meg az AutoCAD Release 9, az első koprocesszort igénylő verzió. 1990-re a MicroStation már 100 000 példánynál többet értékesített fő termékéből, míg az AutoDesk az év végéig 500 000 AutoCAD, 300 000 Generic CAD és 200 000 AutoSketch változatot adott el. 1991-ben megjelenik az AutoCAD építészeti célú kiterjesztése az ArcCAD. Ugyanebben az évben a Sun platformra is elkészül az AutoCAD. 1993-ban jelenik meg az első Windows-os AutoCAD (12-es), egy évvel később dobja piacra a Hewlett Packard a PE/Solid Designer nevű szilárdtest modellező szoftvert. 1995 fő CAD termékei: Unigraphics for NT, AutoCAD LT, AutoDesk 3D Studio for NT, Cadkey 7, DrafixCAD 4, Medusa, MicroStation 95. 1999 AutoCAD 2000, megszűnik a Calcomp cég. 2000 A PC-ken futó CAD programok 60%-a az Autodesk terméke!!!
AutoCAD Az AutoCAD a személyi számítógépeken piacvezető mérnöki tervező szoftver! Ha a felmérések nem csalnak, akkor ez a vezető szerep 2006-ban 80 százaléknál is nagyobb piaci részesedést jelent. A mérnöki tervezés szakemberei építészeti, gépészeti és egyéb területeken világszerte rajzok millióit készítették el ezzel az eszközzel a program megjelenése óta.
Gyakorlat 01
Eredetileg Vektorgrafikus rajzoló programnak indult. Rendkívül rugalmas és változatos eszközökkel rendelkezik, melyekkel a program testre szabható, így AutoLISP és C nyelveken, és Visual Basic for Application nyelven programozható, de könnyen alakítható a menürendszer, különböző makro lehetőségek is rendelkezésre állnak. Ez a rugalmasság lehetővé tette, hogy alapul szolgáljon egy sor AutoCAD-re épülő alkalmazásnak, melyeket egyrészt maga a fejlesztő Autodesk cég, másrészt külső fejlesztők készítettek. Különlegessége, hogy rengeteg szakági alkalmazást fejlesztettek alá többek között építészeti, gépészeti, építőipari, elektromos, térinformatikai stb. céllal. Az Autodesk becslések szerint 2006-ban mintegy egymilliárd AutoCAD DWG formátumú rajz van használatban.
Civil Desing Az Autodesk Civil Design segítségével bonyolult terepviszonyokat elemezhetünk. Utakat tervezhetünk gyorsan interaktív helyszínrajz, hossz-szelvény és keresztszelvény nézetek használatával. Az Autodesk Civil Design program teljes körűen segít a helyszínrajz, hossz-szelvény és keresztszelvény rajzok elkészítésében és a felszíni vízelvezetés kiszámításában. Úttervezési projekt esetében automatizálja a felszínmodellek és szintvonalak létrehozását a nagyobb hatékonyság érdekében.
Gyakorlat 01
A továbbfejlesztett Road Output szolgáltatás segít létrehozni a felszínt és a hozzá kapcsolódó adatokat közvetlenül az úttervből. Háromdimenziós vonalláncokat is létre lehet hozni egy terv keresztszelvényének vagy lineáris jellegének az ábrázolására; illetve határövezeteket készíthet, amelyek az út környező tájra gyakorolt hatásának kiterjedését ábrázolják.
Geometria primitívek Azokat az építőelemeket, melyek tovább már nem bonthatók fel geometriai primitíveknek nevezzük. A modell tér szerkezete hierarchikus. Azaz a világ objektumokat tartalmaz, az objektumok primitív objektumokat, a primitív objektumok geometriáját pedig leggyakrabban pontok, ritkábban paraméterek határozzák meg. Egy-egy objektumnak vannak sajátos tulajdonságai, mint például neve, modellezési transzformációja, stb. A primitíveknek többféle típusa is lehetséges, gondoljunk csak a szakaszra, görbére, felületre, vagy testre. A primitívek tulajdonságai a primitívek típusától függenek.
Gyakorlat 01
Az AutoCAD is rajzelemekből építkezik. Vannak egyszerű rajzelemek pl. vonal, kör, körív és összetett rajzelemek: vonallánc, méretezés. A blokk a felhasználó által tetszőleges rajzelemekből összeállított rajzelem (lásd később) . OBJEKTUMOK
PRIMITÍVEK
PONTOK (x,y,z)
2D-s primitívek: vonal téglalap, négyzet ellipszis, kör sokszög
3D-s primitívek: hasáb gúla, csonka gúla henger, kúp gömb, torusz
Beállítások Az AutoCAD nagy szabadságot biztosít a felhasználóknak abban, hogy bizonyos beállításokat átkonfiguráljanak. Az állandó érvényű módosításokat az ESZKÖZ (Tools) menü, BEÁLLÍTÁSOK … (Options…) sorára kattintva érjük el. Bővebben lásd a SÚGÓT. A legtöbb alapbeállítás megfelelő számunkra, nem érdemes átkonfigurálni, hiszen a legnagyobb valószínűséggel ilyen környezetben kell majd rajzolnunk munkahelyünkön. Ezért a továbbiakban az alapbeállítások szerint mutatjuk be az AutoCAD-et. Pár módosítás azonban fontos lehet a mérnökök számára. Ilyen lehet a hosszúságértékek típusa és pontossága, valamint a szögértékek típusa, pontossága és értelmezési irányuk.
Gyakorlat 01
Beállításuk a MÉRTEGYS (UNITS) parancsok begépelésével érhető el (lásd később).
Rajzi egységek Az AutoCAD-ben egy-egy rajzelem kirajzolása belső koordinátákkal történik, amelyet a "Print/Plot..." menüben levő, "Plotted MM = Drawing Units" (x nyomtatott mm = y rajzolt egység) átváltási szám tesz valódi méretté. FIGYELEM: az AutoCAD rajzolási mértékegységes az EGYSÉG! Ezért rajzolás alatt nem célszerű a „méretarányokkal” foglalkoznunk, ez majd csak a nyomtatás során fog eldőlni. Nekünk kell ugyanis definiálni, hogy X nyomtatott mm = hány Y rajzolt egységgel. A rajzolt egység alapjában véve mm, de ez, látszik, függ a nyomtatáshoz beállított paramétertől. Ahhoz, tehát, hogy valóban mm legyen, az 1 = 1 arányt is meg kell adni. Hasonlóképpen, ha a megrajzolt egységeket cm-ben szeretné valaki, úgy a 10 = 1 számpárt kell használnia.
Gyakorlat 01
5m
M 1:100 5 50 e
Valóság
Modell tér
Koordináta rendszerek Világ-koordinátarendszer (VKR) World Coordinate System (WCS) Felhasználói koordinátarendszer (FKR) User Coordinate System (UCS)
Gyakorlat 01
FKR/UCS
VKR/WCS 3D-s lebegőpontos világkoordináta-rendszer!!!
Az AutoCAD két koordináta-rendszert tartalmaz: egy rögzített koordináta-rendszert, amelyet világ-koordináta-rendszernek (VKR) hívunk, és egy mozgatható koordináta-rendszert, amelyet felhasználói-koordináta-rendszernek (FKR) hívunk. A program induláskor a két rendszer egybeesik. Az FKR azonban eltolható és elforgatható. A VKR-ből transzformációkkal hoz létre FKR-t az AutoCAD. Az FKR helyének és tájolásának jelzésére az AutoCAD vagy az FKR origójában, vagy az aktuális nézetablak bal alsó sarkában jeleníti meg az FKR ikont. Használjuk az FKRIKON parancsot az FKR ikon megjelenítése közötti választáshoz!
Koordináta rendszerek DERÉKSZÖGŰ koordináták megadása, az ismert pont X és Y koordinátaértékét kell megadni X,Y (2D ilyenkor Z=0) vagy X,Y,Z (3D) Az AutoCAD a törtek jelölésére a tizedespontot használja ‘.’ mivel a vessző az X,Y és a Z koordinátákat választja el. POLÁRIS koordináta megadása távolság<szög
Gyakorlat 01
A távolság egy távolságot jelenít meg az origótól (0,0). A szög egy szöget jelenít meg az origótól (0,0). Az ABSZOLÚT koordináta alatt azt értjük, hogy az aktuális rajzterület bal alsó sarkához, mint a koordinátarendszer origójához viszonyítva adjuk meg egy adott pont helyzetét. Használjuk az abszolút koordinátát, ha tudja a pont koordinátáinak pontos X és Y értékeit! RELATÍV koordinátákról beszélünk, ha egy pont előző ponthoz viszonyított koordináta-párosát vagy távolságát és szögét adjuk meg. Használata a @ jelel történik. A < és @ kapcsolók szabadon kombinálhatók egymással és a derékszögű és a polár koordináta rendszerekkel!
Koordináta rendszerek
B @2<22
A(1,1)
+285º= -75º
+285º
-75º
L=
2^
(0
.5
)e
2e
Gyakorlat 01
α=45º
C @1<-75
Poláris koordináták használatakor egy távolságot és egy szöget kell megadni egy < (kisebb jellel) elválasztva őket. Ha például egy olyan pontot kíván meghatározni, amely az előző ponttól egységnyi távolságra és 45 fokos szög alatt található, akkor a következő karaktersort kell bebillentyűznie: @1<45. Alapértelmezésként a szög az óramutató járásával ellentétes irányban növekszik, és vele megegyező irányban csökken. Az óramutató járásával megegyező elmozduláshoz a szög értékének negatív számot kell megadni. Például az 1<285 kifejezés megegyezik az 1<–75 kifejezéssel. Relatív koordináták megadásához a koordináta megadást egy @ jellel kell kezdeni!
Parancskiadás
Gyakorlat 01
A CAD programok használatához különösen fontos a megfelelő minőségű pozicionáló eszköz (egér vagy digitalizáló tábla). Használjunk infra- vagy lézersugaras egeret. Minimum 2 gomb + görgő! Parancsot EGÉRREL és BILLENTYŰZETTEL lehet kiadni, plusz ezek kombinációival. Az egérgombok funkciói: bal gomb: menük kezelése, pontmegadás, kijelölés jobb gomb: parancsok lezárása, utoljára kiadott parancs ismétlése görgő mozgatása: nagyítás és kicsinyítés görgő lenyomva: képernyő eltolása (pan) Az egér aktuális pozícióját és az éppen végrehajtandó parancsot az egérmutatók jelzik számunka.
Parancssor Fontos tudnivalók A parancssor a képernyő alsó részén található szöveges mező. Itt kommunikál velünk a program és ide lehet begépelni az utasításokat. Nagysága tetszés szerint beállítható, alapértelmezés szerint három sor. Teljes nagyságban az F2 billentyű lenyomásával tekinthetjük meg.
Gyakorlat 01
Lehetőségünk van a parancssor ablakának görgetésére is, valamint szövegrészek másolására és beillesztésére. Ctrl+V és Ctrl+C ☺ Az utoljára kiadott parancsot nem csak az egér jobb gombjával, hanem a parancssorba ütött üres ENTER-rel is elindíthatjuk. A begépelt parancsokat a parancssor megjegyzik, így a le és fel nyilak segítségével lépkedhetünk a már kiadott parancsok között.
Parancssor Fontos tudnivalók Az AutoCAD parancsai kiadhatóak billentyűzetről rövidített formátumba, egy vagy két betű beírásával. Például: PONT VONAL LINE _LINE
P VO L
(angolnyelvű esetén) (más nyelv esetén)
Gyakorlat 01
Az angolról más nyelvre lefordított AutoCAD példányok megértik az eredeti angol nyelvű utasítást is, ehhez azonban a parancs neve elé ‘_’ jelet kell gépelni, ez a nyelvsemleges parancsmegadás. Az acad.pgp fájl a parancsálnevek (command aliases) listáját tartalmazza. Az acad.pgp fájlhoz való hozzáféréshez válasszuk ki az Eszközök menü Testreszabás, majd Egyéni fájlok szerkesztése, Programparaméterek (acad.pgp) menüpontját! Azoknál a parancsoknál, amelyeknél többféle végrehajtási módja lehet, úgy választhatjuk ki a szükséges opciót, hogy a parancssorban megjelenő választékból a NAGYBETŰVEL beírt betűt/szövegrész begépeljük!
Pont/Point Pont rajzelemek létrehozása
Parancs: pont Rövidítés: po Aktuális pont üzemmódok: PDMODE=0 PDSIZE=0.0000 Command: _point Shortcut: po Current point modes: PDMODE=0 PDSIZE=0.0000
Gyakorlat 01
Adja meg a pontot: 50,50 A PONT viselkedhet olyan csomópontként, amelyhez objektumokat lehet igazítani. A pont helyének mindhárom térkoordinátája megadható. Ha hiányzik a Z koordináta, a program az aktuális magasságot feltételezi. Egyetlen parancskiadással folyamatosan jelölhetünk ki pontokat mindaddig amíg az ENTER vagy ESC billentyűvel le nem zárjuk, illetve meg nem szakítjuk a parancs futást (*Megszakítás*). A PDMODE és a PDSIZE rendszerváltozók szabályozzák a pont objektumok megjelenését.
Parancs: pdmode Adja meg PDMODE új értékét <0>:
Pont/Point UJJGYAKORLAT Definiáljunk pont rajzelemeket abszolút és relatív koordinátákkal egyaránt! Adatok: L=50e
L
α=45º
C(L,α)
α
Gyakorlat 01
B(50,50)
A
D
E
Koord/Id Egy pont koordinátájának lekérdezése
Parancs: koord Adja meg a pontot: Command: _id
Gyakorlat 01
Specify point:
A rajzlapon való tájékozódáshoz időnként szükséges egy-egy pont koordinátáinak ismerete. Ebben segít ez a parancs. A pontok kijelölésénél jól használható a Tárgyraszter (Object Snap) valamely opciója (lásd később).
Vonal/Line Vonal rajzelemek létrehozása
Parancs: vonal Rövidítés: vo Adja meg az első pontot: 50,50 Command: _line Shortcut: l Specify first point: 50,50
Gyakorlat 01
Adja meg a következő pontot, vagy [Zár/Vissza]: A VONAL (LINE) parancs szakterülettől függetlenül a leggyakrabban használt utasítás. A parancs kiadása után ki kell jelölni a kezdőpontot majd sorra megadni a szakaszvégpontokat. Az így definiált vonalszakaszok különálló egységeket alkotnak (nem vonallánc).
Adja meg a következő pontot, vagy [Zár/Vissza]: v Törli az utoljára létrehozott vonalszakaszt. A v opció többszöri kiadása a szakaszokat a létrehozás sorrendjével ellentétes sorrendben törli.
Adja meg a következő pontot, vagy [Zár/Vissza]: z A legutolsó vonalszakasz végét az első szakasz első pontjához illeszti, így egy zárt vonalszakasz sorozatot létrehozva. A ZÁR opciót legalább két szakasz létrehozása után lehet alkalmazni.
Vonal/Line UJJGYAKORLAT A rézsűhajlás jelölésének értelmezése eltér az útépítési, valamint a víz- és vasútépítés területén. Az útépítés területén a rézsű hajlását a rézsű és a vízszintes által bezárt szög cotangenseként értelmezik, amelyet olyan formában adnak meg, hogy a nevezőben 4 szerepel. (pl.: 4/4,5/4, 6/4 stb.). A rézsű ilyen értelmezése mellett a rézsűhajlás tizedes törttel is megadható. (Pl.: 6/4 rézsű=1,5 rézsű.) A víz- és vasútépítés területén a rézsű hajlását tangens függvény szerint adják meg. Jelölésekor az egységnyi rézsűmagassághoz tartozó vízszintes vetület hosszát adják meg. (Pl.: 1:1,5 azaz a korábbiak szerint 6/4 rézsű.) Rajzoljuk meg a következő rézsűhajlásokat, használjunk abszolút és relatív koordinátákat.
Gyakorlat 01
Adatok: 4/4 5/4 6/4
6e
A(100,100) 1e 1,5e
4e
Gyakorlat 01
Kijelöl/Select
A kijelölés szempontjából fontos a két, átlós pont relatív helyzete. Ha balról jobbra haladunk, akkor csak azok a rajzelem kerülnek kiválasztásra, amelyek teljes egészében a kijelölt ablakon belül vannak. Ha jobbról balra jelölünk ki területet akkor mindazok az elemek kiválasztásra kerülnek amelyet a kijelölés során elmetszettünk. Az egér húzása közben nem kell a bal gombot nyomva tartanunk!
Gyakorlat 01
Fogók/Grips
Ha az egérrel rákattintunk egy rajzelemre akkor az adott rajzelemtől függően kis négyzetek, ún. FOGÓK (GRIPS) jelennek meg a rajzelem geometriailag jellemző pontjain. Ezek lehetővé teszik, hogy megváltoztassuk a rajzelem méretét és helyzetét. A rajzelem különböző helyein megjelenő fogók nem azonos szerepet töltenek be!
Gyakorlat 01
Fogók/Grips
A fogók használatához válassza ki a művelet bázispontjául szolgáló fogót! Ezután válasszon a fogómódok közül! A módok között az ENTER vagy SZÓKÖZ (SPACE) billentyűk megnyomásával léptethet. A gyorsbillentyűk segítségével vagy jobb kattintással megtekinthet minden módot és opciót.
Vonal/Line UJJGYAKORLAT Legyen a terep keresztdőlése a következő: 3% 15% 30%
10e
Gyakorlat 01
A(100,100)
1,5e
Távolság/Distance Távolság lekérdezés
Parancs: távs Rövidítés: tá Adja meg ez első pontot: Adja meg a második pontot: Command: _dist Shortcut: di Specify first point:
Gyakorlat 03
Specify second point: Pontok vagy rajzelemek távolságát kérdezhetjük le evvel a paranccsal. A távolságon kívül a síkbeli és az estleges térbeli szöget, valamint a kijelölt pontok X és Y irányban mért abszolút távolságát is megjeleníti.
Téglalap/Rectang Téglalap rajzelemek létrehozása
Parancs: téglalap Rövidítés: tégl Adja meg az első sarokpontot vagy [leTör/leKerekít/Vastagság/széLesség]: Command: _rectang Shortcut: rec Specify first corner point or [Chamfer/Fillet/Thickness/Width]: Adja meg a másik sarokpontot vagy [Méretek]:
Gyakorlat 01
Specify other corner point or [Area]: A megadott pontokat átellenes sarokpontként használva téglalapot hoz létre. A téglalap oldalai párhuzamosak az aktuális FKR X és Y tengelyével.
Méretek A hosszúság- és szélességértékek felhasználásával téglalapot hoz létre. A második megadott pont a téglalapot az első sarokponthoz viszonyított négy elhelyezés egyikén helyezi el.
Téglalap/Rectang Téglalap rajzelemek létrehozása
Parancs: téglalap Rövidítés: tégl Adja meg az első sarokpontot vagy [leTör/leKerekít/Vastagság/széLesség]:
Gyakorlat 01
LETÖR Megadja a megrajzolandó téglalap letörési távolságait. A megadott érték a későbbiekben elindított TÉGLALAP parancsok aktuális letörési távolsága lesz. LEKEREKÍT Megadja a megrajzolandó téglalap lekerekítési sugarát. A megadott érték a későbbiekben elindított TÉGLALAP parancsok aktuális lekerekítési sugara lesz. VASTAGSÁG Megadja a megrajzolandó téglalap vastagságát. A megadott érték a későbbiekben elindított TÉGLALAP parancsok aktuális vastagsága lesz. SZÉLESSÉG Megadja a megrajzolandó téglalap vonallánc szélességét. A megadott érték a későbbiekben elindított TÉGLALAP parancsok aktuális többszörösvonalvastagsága lesz.
