درس ۵- آشنایی با ابزارآلات و نرم‌افزار‌های نقشه کشی

تا اینجا به طور خلاصه شما را با مفاهیم مقدماتی نقشه کشی آشنا کردیم. توجه کنید که مطالبی که در درس‌های گذشته بیان شد فقط قسمتی از دنیای نقشه‌کشی را پوشش می‌دهد.

ما سعی کردیم با ذکر استاندارد‌ها و ارائه کلمات کلیدی در رابطه با نقشه‌کشی، زمینه را برای ایجاد انگیزه و یافتن مطالب بیشتر در شما فراهم کنیم. همانطور که می‌دانید شما در این درس دانشجو هستید و برای یافتن مطالب تکمیلی و تقویت مطالب گفته شده باید سعی و تلاش کنید.

خوب بهتر است مطالب این درس را شروع کنیم. همانطور که در درس‌های گذشته با نما‌ها و روش‌های اندازه‌گذاری و یافتن نماهای مجهول یک جسم آشنا شدید، در این درس می‌خواهیم ببینیم برای ترسیم یک نقشه به چه ابزاری نیاز داریم.

تا زمانی که هنوز رایانه‌ها به زندگی ما وارد نشده بودند، طراحان مجبور بودند از یکسری از ابزارآلات خاص جهت ترسیم اشکال هندسی استفاده کنند. همچنین برای ترسیم انواع منحنی‌ها و شکل‌های خاص‌ گاه از ابزارهایی که شابلون نام داشتند استفاده می‌کردند. گاهی اوقات نیز مجبور به استفاده از روش‌های هندسی بودند. ما در این درس‌ها به این روش‌ها اشاره‌ای نکرده‌ایم زیرا در این دوره درسنامه شما نیازی به دانستن آنها ندارید، اما اگه دوست داشتید می‌توانید به کتاب‌های قدیمی رسم فنی مراجعه کنید و این روش‌ها را یاد بگیرید.

به هر حال امروز رایانه و نرم‌افزار‌های قوی که در این زمینه تولید شده‌اند کار را برای طراحان آسان کرده‌اند.

شما با توجه به نیاز خودتان می‌توانید نرم‌افزار مورد نظر رو خریداری کنید و با توجه به کتاب‌ها و برنامه‌های آموزشی که وجود دارد آنها را یاد بگیرید.

اما ما می‌خواهم قبل از اینکه در مورد نرم‌افزارهایی که در حال حاضر استفاده می‌شوند صحبت کنیم، شما را با ابزار‌هایی که در زمان نه چندان دور توسط نقشه‌کش‌های صنعتی استفاده می‌شد، آشنا کنیم.

 

وسایل نقشه کشی
- تخته رسم: وسیله‌ای است که از ضروری‌ترین وسایل رسم به شمار می‌رود که بعد از چسباندن یا قرار دادن کاغذ در گیره مخصوص و سوار کردن خط کش T بر روی آن، کاربر توانایی ترسیم خطوط دقیق و منظم را پیدا می‌کند.

معمولا برخی از تخته‌های ترسیم، مجهز به لامپ در زیر صفحه کاری خود هستند که قابلیت کپی‌برداری از نقشه‌های دیگر را برای طراح فراهم می‌کند.

جنس تخته رسم معمولا از چوب با روکش مواد پلاستیکی است. ابعاد تخته رسم متناسب با ابعاد کاغذ نقشه تعیین می‌گردد.

- خط کش T: خط کشی که مانند حرف T در زبان انگلیسی است که از دو ضلع عمود بر هم تشکیل شده است. معمولا در دو نوع ثابت و متحرک است. ضلع کوچک‌تر در نوع متحرک قابلیت دوران حول مرکز خود را دارد و معمولا به گونه‌ای درجه‌بندی شده است که میزان زاویه چرخش را نسبت به ضلع دیگر نشان می‌دهد.

- گونیا: یک خط کش با دو ضلع عمود بر هم که ضلع سوم معمولا زوایای خاص و معروفی را با اضلاع دیگر ایجاد می‌کند. دو گونیای مورد استفاده عبارتند از «گونیای ۴۵» و «گونیای ۳۰-۶۰» است که برای ترسیم خطوط مستقیم و خطوط با زوایای مورد نظر کاربرد دارد.

- پرگار و متعلقات: برای ترسیم دایره و کمان یا منحنی که قسمتی از دایره باشد و یا تقسیم و انتقال خطوط از پرگار استفاده می‌کنیم. برخی از آنها خود دارای نوک جهت ترسیم هستند ولی در برخی دیگر قابلیت نصب مداد و یا راپید وجود دارد.

- مداد: برای ترسیم خطوط، علائم، منحنی، اعداد، رسم اشکال، خطوط منحنی و... کاربرد دارد. اگر از درس‌های گذشته به خاطر داشته باشید، خطوط در ضخامت‌های مختلف و به صورت پر و یا نازک ترسیم می‌شوند. برای همین منظور مداد‌ها در ۳ گروه اصلی تولید می‌شوند: مداد با مشخصه B را مداد پر رنگ و مداد با مشخصه H را مداد کم رنگ می‌خوانند و گروهی که از تلفیق این دو گروه بوجود آمده را با مشخصه HB یا F نمایش داده و به آنها مدادهای متوسط اطلاق می‌شود.

- راپید: در ضخامت‌های مختلفی در نوک تولید می‌شود که به راپید توانایی رسم خطوط با ضخامت‌های مختلف مطابق استاندارد‌های تعریف شده را می‌دهد. توصیه می‌شود از راپید به جای قلم‌ها استفاده شود تا خطوط با نزدیکی و خطای کمتر نسبت به استاندارد رسم شود.

- اتود: وسیله‌ای است که با مغزی تغذیه شده و به جای مداد استفاده می‌شود.

- شابلن‌ها: برای بالا بردن سرعت نقشه کشی و کمک به ترسیم استاندارد استفاده می‌شود و در انواع گوناگون با کاربرد در رسم‌های مختلف تولید می‌شود که از بین آنها می‌توان به شابلون‌های دایره، بیضی ۳۰ درجه، بیضی ۴۵ درجه، شابلون اعداد و حروف، شابلون اشکال و... اشاره کرد.

- نقاله: از نقاله برای ترسیم خط در یک زاویه خاص و اصلاح و تشخیص و تعیین زوایای مختلف استفاده می‌شود.

- کاغذ: براساس استاندارد ISO سه مبنا A و B و C برای ابعاد کاغذ وجود دارد. کاغذهای گروه A در نقشه‌کشی صنعتی استفاده می‌شوند.

در این نوع کاغذ‌ها سه اصل رعایت می‌شود:

• مساحت کاغذ A0 برابر یک متر مربع است.
• نسبت طول هر کاغذ به عرض آن مقداری ثابت و برابر رادیکال ۲ است.
• هر کاغذ با ابعاد کوچک‌تر، از نصف کردن طول کاغذ بزرگ‌تر بدست می‌آید.

کاغذ‌های نقشه‌کشی بدون خط در سه نوع به کار می‌روند:

• کاغذ سفید با سطح صیقلی و نسبتا نرم و غیر براق
• کاغذ شیشه‌ای مات (کالک)
• کاغذ پوستی

کاغذهای نقشه‌کشی خط دار نیز عبارتند از:

• کاغذ میلیمتری: فاصله خطوط عمودی و افقی در این کاغذ یک میلیمتر است.
• کاغذ شطرنجی: فاصله خطوط عمودی و افقی در این کاغذ ۵ میلیمتر است.
• کاغذ ایزومتریک: برای ترسیم نماهای ایزومتریک به کار می‌رود و دارای خطوط ۳۰ درجه علاوه برخطوط افقی و عمودی است.
• کاغذ لگاریتمی و کاغذ نیم لگاریتمی: نسبت بین خطوط و واحد‌ها لگاریتمی است.

 

نرم افزار‌های CAD
امروزه رقابت تنگاتنگ شرکت‌های تولیدی در ارائه هر چه سریع‌تر محصول خود به بازار موجب توجه مدیران این شرکت‌ها به نحوه فرآیند تولید از زمان طراحی تا ارائه محصول در بازار شده است. این چرخه مدیریت حیات محصول است و ما نمی‌خواهیم وارد آن شویم زیرا مبحث گسترده‌ای است.

شما حتما اصطلاحات CAD / CAM /CAE را شنیده باشید. همانطور که می‌دانید CAD مخفف طراحی به کمک رایانه است و CAM نیز به معنی ساخت به وسیله رایانه و کلمه CAE نیز به معنی تحلیل و آنالیز به کمک رایانه است.

در اینجا ما چند نرم افزار‌های معروف طراحی را به شما معرفی می‌کنیم. هدف فقط آشنایی شما با این نرم افزار‌ها می‌باشد.

 

نرم‌افزار اتوکد (AutoCAD)
در دسامبر ۱۹۸۲شرکت Autodesk نسخه اولیه نرم‌افزار اتوکد را ارائه کرد. در مارس ۱۹۸۶ جز اولین شرکت‌هایی بود که نرم‌افزار اتوکد را برای میکرو رایانه‌ها طراحی و ارائه کرد. تا پیش از این نرم‌افزار‌های دیگر فقط از طریق رایانه‌هایی که به یک رایانه مرکزی وصل می‌شد قادر به کار بودند.

اگر اغراق نکرده باشیم در دهه ۹۰، اتوکد یکه تاز دنیای نقشه‌کشی بود به طوریکه در سال ۱۹۹۴ حدود ۷۵۰ مرکز آموزش دهنده این نرم افزار، به طور تخصصی در دنیا وجود داشت.

ارائه قابلیت‌های مختلف و راحتی در کار با منو‌ها باعث شده بود که مهندسان معمار و مکانیک و عمران به این نرم‌افزار روی بیاورند. سرعت در کشیدن و اصلاح نقشه باعث چرخش از دنیای سنتی به دنیای مدرن شد. برای همین کم کم کارخانجات و مراکز طراحی به استفاده از این نرم‌افزار روی آوردند.

در سال ۲۰۰۷ شرکت Autodesk اولین نسخه اتوکد را که قابلیت سه بعدی‌سازی آن بهبود یافته بود ارائه کرد تا در رقابت با سایر نرم‌افزار‌ها مثل Solidworks و CATIA عقب نماند. آخرین نسخه این نرم‌افزار ۲۷ مارس ۲۰۱۴ با نام AutoCAD2015 V.20 منتشر و به بازار ارائه شده است. همچنین این شرکت فرمتی معرفی کرده است برای نقشه‌ها به نام dwg که نقشه‌های ترسیمی با این فرمت ارائه می‌شوند.

با توجه به قیمت بالای این نرم افزار این شرکت یک فرمت خاص را برای استفاده دانشجویان ارائه داده است به گونه‌ای که وقتی شما از نقشه پرینت می‌گیرید، در چهار گوشه نقشه عبارتی که می‌گوید این نقشه قابلیت استفاده برای مصارف تجارتی و صنعتی را ندارد، حک می‌شود.

همچنین این شرکت یک نسخه برای رایانه‌هایی که با سیستم مک کار می‌کنند ارائه کرده است. در بازار تلفن همراه نیز نسخه‌ای برای سیستم‌های اندروید و iOS توسط شرکت Autodesk ارائه شده است.

 

نرم‌افزار سالیدورکز (SolidWorks)
این نرم‌افزار یک نرم افزار طراحی سه بعدی است که توسط شرکت SolidWorks Corporation در سال ۱۹۹۵ با نام SolidWorks95 ارائه شد. از اهداف اولیه تولیدکنندگان نرم‌افزار این بود که قابلیت استفاده آسان در تولید اشکال و اجسام سه بعدی داشته باشد.

در سال ۱۹۹۷ شرکت Dassault Systèmes که تولید کننده نرم افزار CATIA بود ۱۰۰ درصد سهام این شرکت را خرید. این نرم افزار را در حال حاضر بیش از ۱.۳ میلیون مهندس و طراح در بیش از ۱۳۰.۰۰۰ شرکت در دنیا استفاده می‌کنند. در سال ۲۰۰۹ چیزی در حدود ۳۶۶ میلیون دلار سود از طریق فروش این نرم افزار عاید این شرکت شده است.

محیط کاربر پسند و ساده و دسترسی سریع به ابزار‌ها و ایجاد مدل‌های سه بعدی و ویرایش آسان آنها از امتیازات این نرم افزار است. این نرم افزار امروزه در کارخانجات و محیط‌های دانشگاهی ایران نیز خیلی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

 

نرم افزار CATIA
نرم افزار CATIA یکی از نرم‌افزار‌های قوی که در هر سه زمینه CAD/CAM/CAE قابلیت‌های فراوانی را دارد، توسط شرکت فرانسوی Dassault Systèmes ارائه شده است. این نرم‌افزار مخفف کلمات زیر است:

Computer Aided Three-dimensional Interactive Application

این نرم افزار توسط زبان ++C نوشته شده است و در سال ۱۹۷۷ توسط شرکت هواپیماسازی Avions Marcel Dassault در جهت تولید و توسعه هواپیمای میراژ استفاده شد و بعد‌ها به صنایع دیگر از جمله خودروسازی و کشتی‌سازی راه پیدا کرد.

ابتدا با نام CATI (Conception Assistée Tridimensionnelle Interactive- French for Interactive Aided Three-dimensional Design) شناخته می‌شد و بعد در سال ۱۹۸۱ به CATIA تغییر نام داد.

یکی از قابلیت‌های این نرم‌افزار ماژول‌بندی کردن ابزار‌های طراحی است. مثلا برای طراحی ورق کاری فلزات ابزار ویژه‌ای در اختیار شما قرار می‌دهد که ابتدا قطعه خود را ترسیم کنید و سپس شکل گسترده خود را داشته باشید. حال این امکان به چه معنی‌ است؟

مثلا شما یک کانال مدور که جریان هوا از داخل آن عبور می‌کند دارید و می‌خواهید یک کانال مخروطی به طور عمود با آن تداخل داشته باشد. کافیست با ابزار‌هایی که ماژول مخصوص به شما می‌دهد کانال را طراحی کنید. سپس با یک دستور کانال مخروطی را برای شما باز می‌کند و شما می‌توانید ببینید که یک ورق را از کجا و به چه صورت می‌بایستی برش بزنید تا پس از ورق کاری به شکل مخروط مورد نظر در بیاید.

شرکت‌های بزرگ دنیا مثل Boeing و AirBus و BMW و Porsche در طراحی پروژه‌های خود از این نرم‌افزار استفاده کرده‌اند.

مثلا شرکت بوئینگ برای تولید هواپیماهای ۷۷۷ و ۷۸۷ از نرم‌افزار کتیا استفاده کرده است. شرکت ایرباس نیز از سال ۲۰۰۱ از این نرم افزار استفاده می‌کند.

همانطور که اشاره کردیم با توجه به نیاز شما، ماژول‌های مختلف بر روی نرم‌افزار نصب می‌شود و شرکت با توجه به نوع کار شما ماژول مورد نظر را به شما می‌فروشد، به همین دلیل نیازی به پرداخت هزینه بالا برای نرم افزار نیست.

هر چند ما در کشورمان به دلیل رعایت نکردن قوانین کپی رایت ممکن است این نرم‌افزار را با قیمت خیلی ناچیزی تهیه کنیم، ولی اگر شما در اروپا و یا در آمریکا زندگی کنید به علت قیمت بالای آنها براحتی قادر به تهیه این نرم افزار‌ها نخواهید بود.

معمولا نرم‌افزار‌هایی که قفل‌شان شکسته می‌شود در برخی موارد اطلاعات غلط به کاربر می‌دهند، پس مراقب استفاده از این گونه نرم‌افزار‌ها باشید.

غیر از این نرم‌افزار‌ها، نرم‌افزارهایی مثل Pro/Engineer و SolidEdge نیز در ایران استفاده می‌شوند.

هر کدام از این نرم افزار‌ها نقاط قوت و ضعفی دارند ولی این کاملا به شما بستگی دارد که با کدام یک از این نرم افزار‌ها براحتی ارتباط برقرار می‌کنید و می‌توانید با سرعت نقشه مورد نظر خودتان را طراحی کنید. مثلا دانشجویان نرم‌افزار SolidWorks را برای شروع انتخاب می‌کنند، چون محیط کاربرپسندی دارد و براحتی با آن ارتباط برقرار می‌کنید. ولی برخی شرکت‌های بزرگ از نرم‌افزار‌های قوی‌تر که هر سه قابلیت CAD/CAM/CAE در آنها وجود دارد مثل Pro/Engineer و یا CATIA را انتخاب می‌کنند. معمولا شرکت‌ها و کارگاه‌های کوچک هم با نرم‌افزار SolidWorks به نتیجه دلخواه خود می‌رسند.