計算機輔助設(shè)計相關(guān)論文(2)
計算機輔助設(shè)計相關(guān)論文篇二
《“計算機輔助設(shè)計”技能訓(xùn)練探索》
[摘 要]“計算機輔助設(shè)計”為全國中職技能比賽的項目之一，該項目要求學(xué)生除了具有熟練的軟件操作技能外，還要具備產(chǎn)品外形的設(shè)計生產(chǎn)能力及產(chǎn)品內(nèi)在結(jié)構(gòu)的組裝能力。我結(jié)合指導(dǎo)學(xué)生參加比賽的經(jīng)驗，進行了計算機輔助設(shè)計技能訓(xùn)練方法的探索與研究。
[關(guān)鍵詞]計算機輔助設(shè)計 中職技能比賽 訓(xùn)練方案
一、“計算機輔助設(shè)計”項目現(xiàn)狀
2010年全國職業(yè)院校技能大賽新增了“工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計CAD”項目，隨后在天津市中職比賽中出現(xiàn)該項目。在2013年該項目更改為“計算機輔助設(shè)計”項目。
該項目除了要求學(xué)生具有熟練的軟件操作技能外，還要具備產(chǎn)品外形的設(shè)計能力及產(chǎn)品內(nèi)在結(jié)構(gòu)的組裝能力。因此，該項目并不只是單一的軟件操作或產(chǎn)品設(shè)計，而是一項綜合性很強的競技項目。
計算機輔助設(shè)計競賽項目是采用Inventor設(shè)計軟件進行零部件的建模及裝配。Inventor軟件是Autodesk公司新推出的一個工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計軟件，美國Autodesk公司繼Autocad，MDT后，推出了一款擁有17項核心專利的三維實體模擬軟件inventor。與其他同類產(chǎn)品相比inventor具有簡單而直觀的設(shè)計環(huán)境，快速裝配顯示，自適應(yīng)裝配，輔助協(xié)作設(shè)計和易學(xué)易用的特點。inventor主要由零件造型，部件裝配，鈑金，焊接，視圖表達和工程圖紙及渲染等模塊組成，是一個比較完整且相互關(guān)聯(lián)的三維設(shè)計系統(tǒng)。目前在國內(nèi)還不是主流軟件，因此相關(guān)教材較少，在互聯(lián)網(wǎng)上也很難找到相關(guān)的學(xué)習(xí)資料，競賽輔導(dǎo)基本是從零開始的。
二、競賽試題分析
1、軟件應(yīng)用分析
通過分析近三年全國及天津市職業(yè)學(xué)校計算機輔助設(shè)計技能大賽試題，在三到四個小時之內(nèi)要完成零件建模，裝配及創(chuàng)意設(shè)計，時間非常緊張，不少學(xué)生來不及完成。如果在軟件應(yīng)用上不能做到非常熟練，是不可能取得好成績的。從題目涉及到的inventor軟件知識點來看，實體建模，曲面造型，特征放置，部件裝配，資源中心，工程圖，爆炸圖，場景渲染等方面都有涉及，因此，對inventor軟件這些功能的掌握必需全面，熟練和精準。
2、競賽試題類型分析
工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計技術(shù)技能競賽試題分為基礎(chǔ)設(shè)計和設(shè)計創(chuàng)新二個模塊，比賽形式均為現(xiàn)場操作。其中，基礎(chǔ)設(shè)計模塊要求參賽選手在比賽現(xiàn)場根據(jù)給出的設(shè)計圖完成現(xiàn)有產(chǎn)品模型建立與設(shè)計表達。需提交的文件包括產(chǎn)品的零部件立體模型、工程圖及渲染效果圖等;設(shè)計創(chuàng)新模塊，要求參賽選手在比賽現(xiàn)場根據(jù)給定的設(shè)計要求，完成產(chǎn)品的設(shè)計創(chuàng)新、模型建立與設(shè)計表達。
三、參賽學(xué)生的挑選
由于我校沒有對口的專業(yè)，只能在工科專業(yè)中選拔參賽選手。我認為5年制的學(xué)生，應(yīng)該是技能小組挑選學(xué)生的重點班級。去年本小組6名停課訓(xùn)練的學(xué)生，今年有4名可以繼續(xù)參加比賽，為以后比賽打下了堅實的基礎(chǔ)。
挑選比賽學(xué)生的四個階段：
階段一，加大本小組的宣傳力度，讓盡可能多的學(xué)生參與進來，基數(shù)大了才容易找到合適的學(xué)生。期間各專業(yè)課老師給予了很大的幫助，初期人數(shù)有60人報名，經(jīng)過能力測試淘汰了30人。
階段二，測試淘汰階段。每兩周進行一次測驗，淘汰30%。經(jīng)過兩次的算選剩余12人。
階段三，自然淘汰階段。經(jīng)過高強度，高難度的練習(xí)，意志力較差的學(xué)生自然退出，這一階段對學(xué)生的了解更加深刻。確定停課訓(xùn)練的學(xué)生。
階段四，模擬競賽階段。賽前通過多次模擬競賽，鍛煉學(xué)生的比賽經(jīng)驗，最終根據(jù)成績確定參賽學(xué)生。
四、訓(xùn)練的方式方法
1、嚴抓、廣抓基礎(chǔ)知識。由于該項目是一個新項目，參考資料較少。因此，要先熟悉軟件的命令，從軟件自帶的“幫助”文件著手，逐個命令、逐個參數(shù)進行研究，對軟件熟悉后，再運用命令進行產(chǎn)品的設(shè)計。在這期間，和學(xué)生通過相互提問各種產(chǎn)品的造型、建模、修飾的方法，再用Inventor軟件進行求證，操作水平得到了很大的提高，也夯實了知識基礎(chǔ)。另外由于該項目涉及了機械方面的基礎(chǔ)知識，特別是機械制圖，因此加入了機械相關(guān)基礎(chǔ)的講解。
2、產(chǎn)品分類，舉一反三進行訓(xùn)練。在熟悉軟件操作后，第二階段就是進行產(chǎn)品的制作。在比賽規(guī)程中，給定了產(chǎn)品的范圍，但時間有限，不可能對范圍內(nèi)的產(chǎn)品都進行練習(xí)。于是，我們采用產(chǎn)品分類的方法，舉一反三進行訓(xùn)練，先把產(chǎn)品以建模的方法進行分類，在每個類別中，再挑選一些構(gòu)造相對復(fù)雜的產(chǎn)品進行練習(xí)，這樣，使收到的訓(xùn)練效果更佳。
3、培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計意念。對產(chǎn)品的模仿制作達到一定程度后，就進入了競賽訓(xùn)練的第三個階段，側(cè)重培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計能力。我通過網(wǎng)絡(luò)等渠道給學(xué)生提供一些優(yōu)秀的工業(yè)產(chǎn)品圖片供學(xué)生欣賞，通過這種逐步滲透式的輔導(dǎo)方法，讓學(xué)生建立一套自己的審美評判標準。這部分訓(xùn)練，雖然在本次比賽中未涉及，但我認為這應(yīng)是該項目今后比賽的發(fā)展趨勢。
4、模擬競賽，提高學(xué)生心理素質(zhì)以及臨場應(yīng)變能力。首先是模擬競賽規(guī)程中規(guī)定的比賽的環(huán)境，讓學(xué)生適應(yīng);其次是通過請教師來監(jiān)考比賽，增加模擬競賽的緊張氣氛，培養(yǎng)學(xué)生臨場不驚的良好心理素質(zhì);還要讓學(xué)生在規(guī)定時間內(nèi)完成超量的題目，讓其在時間不足的情況下學(xué)會對題目的取舍及鍛煉從容淡定的心理素質(zhì)。
五、訓(xùn)練方案設(shè)計
用inventor軟件設(shè)計小型消費電子產(chǎn)品的零件造型，主要采用項目教學(xué)法。為了充分發(fā)揮學(xué)生的設(shè)計才能，我要求每個學(xué)生提出自己的設(shè)計方案并徒手畫出設(shè)計草圖。其目的是培養(yǎng)學(xué)生的審美能力，并提醒學(xué)生在運用計算機輔助設(shè)計技術(shù)的同時必須首先注重創(chuàng)意和革新。以除濕器為例，教學(xué)時間為四周，安排如下：
第一周，要求學(xué)生掌握參數(shù)化實體模擬的技能。這些技能包括制作和修改草圖，制作由拉伸，旋轉(zhuǎn)，放樣，掃移，穿孔，挖殼及環(huán)圈實體特征構(gòu)成的零件。并在零件上放置圓邊，倒角，斜面，線性陣列，環(huán)形陣列，鏡向重復(fù)特征。在零件制作的過程中特別強調(diào)工作點，工作軸和工作面的建立和使用，以培養(yǎng)學(xué)生的空間概念及構(gòu)造復(fù)雜零件的能力。
第二周，要求學(xué)生熟練掌握四種基本裝配約束條件的應(yīng)用，這四種裝配約束條件包括結(jié)合，角度，切面和插入。在這個基礎(chǔ)上，進一步要求學(xué)生了解導(dǎo)出的約束條件的使用及在裝配的狀態(tài)下制作新的零件，在此基礎(chǔ)上!學(xué)生可進一步理解自適應(yīng)技術(shù)的重要性。
第三周，要求學(xué)生掌握工程圖和爆炸圖的制圖技能。inventor提供了創(chuàng)建二維工程圖，零件圖和裝配圖的功能，而且可以做到二維與三維相關(guān)聯(lián)更新，但是工程圖中有大量的人為規(guī)定。例如簡化畫法，縱向筋按不剖處理，以及過渡線的處理。目前的三維軟件都不能很完美地生成各種視圖!這就要求我們利用inventor在工程圖環(huán)境下進入草圖模式對工程圖進行修改，對視圖進行改造，以符合我國的制圖標準和行業(yè)標準。這一階段，學(xué)生需要學(xué)習(xí)大量制圖的有關(guān)規(guī)定。
第四周，讓學(xué)生熟悉inventor studio是inventor的一個附加模塊。具有獨特的環(huán)境。它能夠?qū)nventor創(chuàng)建的零件及裝配進行渲染和制作動畫，生成具有真實效果的渲染圖片及裝配動畫效果的多媒體文件。我們主要是依照真實物體進行拆解，測繪，完成物體的抄畫。
除了認真研究比賽試題，嚴格挑選學(xué)生，嚴謹?shù)慕虒W(xué)態(tài)度，做好教學(xué)計劃之外，要獲得更好的比賽成績，老師和學(xué)生還要付出更多的努力。
參考文獻
[1] 劉永翔，蔡碩.計算機輔助產(chǎn)品造型設(shè)計.機械工業(yè)出版社.2009.7.
[2] 楊熊炎.計算機輔助工業(yè)設(shè)計教學(xué)實踐思考.廣西輕工業(yè).2011.3.
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