Тема: Системы автоматизированного проектирования (САПР).

СОДЕРЖАНИЕ

1 Теоретический урок

   1.   Введение в тему
   2.   РАБОЧИЙ ЛИСТ №1

2 Практический урок

   3.   РАБОЧИЙ ЛИСТ №2
   4.   Заключение

ВРЕМЯ

1. Мотивация (2мин.)

2. Проверка ДЗ (5 мин.)

3. Целеполагание (8мин.)

4. Теоретический урок (15 мин.)

6. Практический урок (15 мин.)

5. Домашнее задание (2мин.)

5. Закрепление (4 мин.)

7. Рефлексия (3 мин.)

 

Контрольные работы

 ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ КАРТА УРОКА

Разработана согласно ФГОС на основе РП

 

Тема: § 11 Системы автоматизированного проектирования (САПР). § 12 Практическая работа «Создание чертежа в САПР»			Для учителя! Как работать с Технологической картой: ====================== 1) Для себя распечатываете всю технологическую карту на обоих сторонах листа; 2) Ученикам распечатываете в едином документе только Рабочие листы на обоих сторонах листа. Шрифт детям можете увеличить. 3) Параграф раскрывает всю тему, но за 45 мин. возможно не удасться все пройти, выбирайте задания порционно.
5 Класс Технология
УМК под редакцией В.М. Казакевича
Тип урока: Изучение нового материала
Разработчик: учитель Технологии Ильфан Шавкатович, МАОУ Вагайская СОШ.
К данной ТК разработан сайт: https://tehnologiya-111.blogspot.com
Рекомендовано для студентов высших образовательных учреждений.
Данная Технологическая карта урока является частью методического пособия Сирачева И.Ш. «Система уроков и заданий для самостоятельной учебной деятельности обучающихся по Технологии» (на материале Федеральной рабочей программы основного общего образования по Технологии)   ПЛАНИРУЕМЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ для реализации ФГОС
Личностные результаты:	2) гражданского и духовно-нравственного воспитания: - готовность к активному участию в обсуждении общественно значимых и этических проблем, связанных с современными технологиями, в особенности технологиями четвёртой промышленной революции;
Познавательные результаты:	Базовые логические действия: - выявлять закономерности и противоречия в рассматриваемых фактах, данных и наблюдениях, относящихся к внешнему миру
Регулятивные результаты:	Самоорганизация: делать выбор и брать ответственность за решение.
Коммуникативные результаты:	Общение: уметь общаться в ходе совместного решения задачи с использованием облачных сервисов;
Предметные (дидактические) результаты:	Обязательно! – организовать рабочее место в соответствии с изучаемой технологией; - соблюдать правила безопасного использования ручных и электрифицированных инструментов и оборудования; - грамотно и осознано выполнять технологические операции в соответствии с изучаемой темой.
	-         владеть автоматизированными способами вычерчивания чертежей, эскизов и технических рисунков;
Методы обучения:	Выделите нужное	Словесный, наглядный, проблемный, исследовательский, проектный, информационный.
Формы обучения:		Урок лекции, практикум, самостоятельная работа, исследовательская работа, элективный курс.
Средства обучения:		Учебно-методические материалы, ПК, проектор, интерактивная доска, тест, разноуровневые задачи, индивидуальные образовательные траектории.

 

ХОД УРОКА

СТРУКТУРА УРОКА	ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ
I. Организационный момент. Мотивация к учебной деятельности (5 минут)	Приветствую вас, дорогие ученики, на уроке технологии! Давайте начнем! 1)    Какую тему мы свами проходили на прошлом уроке? 2)    Что мы проходили на уроке? Сейчас проверю ДЗ и выставлю оценки, назовите мне определение, что такое …
Приветствие, проверка готовности и настрой учащихся к уроку, для на эффективности работы.
Опрос учащихся по заданному на дом материалу.
Введение (5 минут), задавая правильные вопросы, мы можем помочь детям определить цель урока и пути решения проблемы, а также развить их навыки анализа и решения проблем, которые позволят им анализировать сложные ситуации, выявлять проблемы и находить эффективные пути их решения.
Актуализация знаний: обсуждение того, что это такое и какие элементы в нее входят. Это поможет учащимся понять, что это такое и как она связана с их повседневной жизнью.	Теперь, давайте актуализируем наши знания, чтобы наш урок был результативным. Кто мне скажет: - как сегодня происходит ускорения процесса проектирования и сокращения времени на создание объектов в различных отраслях промышленности.)?
Определение темы урока Постановка проблемы: определение проблем, связанных с этим понятием и их влияние.	- Как вы думаете, какой будет проблема нашего исследования?" (Проблема: Необходимость ускорения процесса проектирования и сокращения времени на создание объектов в различных отраслях промышленности.)
Целеполагание: формулирование цели исследования, например, "Цель исследования - понять, как это влияет на …, и найти пути решения проблем, связанных с этим".	Как вы думаете, какая цель этого урока? (Цель: Изучение систем автоматизированного проектирования (САПР) и их применение для ускорения процесса проектирования и сокращения времени на создание объектов.)
Поиск путей решения. Проведение исследования и обсуждение различных путей решения проблем, связанных с понятием. Это может включать анализ существующих технологий, разработку новых идей и решений, а также обсуждение возможных последствий и преимуществ каждого пути.	Для того, чтобы достичь поставленной цели какие нам необходимо выполнить основные задачи? (Задачи: 1. Изучение основных методов построения геометрических фигур в САПР. 2. Определение эффективности и удобства использования каждого метода в зависимости от конкретной задачи. 3. Практическая работа по созданию чертежа в САПР с использованием метода параметрических моделей. 4. Оценка эффективности использования САПР для ускорения процесса проектирования и сокращения времени на создание объектов.)

 

РАБОЧИЙ ЛИСТ №1

Тема: § 11 Системы автоматизированного проектирования (САПР).

Что такое САПР?

САПР расшифровывается как система автоматизированного проектирования - это комплекс программных и технических средств, эксплуатируемых для простой, недорогой и быстрой разработки проектов, моделей и чертежей. Это объемное понятие, объединяющее в себе десятки разновидностей по сложности, типу и функционалу. Предлагаем ознакомиться с особенностями и видами САПР более подробно.

Пример работы САПР программы SolidWorks

Функционал САПР

Системы автоматизированного проектирования имеют функционал для осуществления работ на всех стадиях жизненного цикла изделия, начиная от создания проекта и заканчивая подготовкой к производству. В распоряжении специалистов по инженерии есть следующие возможности:

• оперативное принятие решений и оформление документов;

• функции для качественного управления рабочими процессами;

• доступ к технологиям параллельного проектирования изделий;

• возможность неоднократного применения готовых решений;

• максимально реалистичное математическое моделирование;

• информационная поддержка, стратегическая разработка проекта;

• опции расчета количества материалов и времени производства.

• возможность ведения группового проекта

Классический вариант позволяет инженеру выполнять геометрические построения и 3D-моделирование, наносить размеры, оперировать с графическими и текстовыми объектами и разрабатывать комплект технической документации, а также редактировать ранее созданные проекты и готовить их к приемке. Конкретный функционал зависит от того, с каким конкретно программно-техническим комплексом взаимодействует разработчик.

Достоинства систем автоматизированного проектирования

Использование САПР в первую очередь значительно упрощает труд инженера-проектировщика. Если раньше специалисты разрабатывали чертежи и документацию от руки, сегодня это выполняется в автоматизированном режиме. Другие преимущества:

• ускорение процесса проектирования и конструирования деталей в 1,5-2 раза;

• уменьшение затрат на изготовление изделий вплоть до 20%;

• удешевление процесса разработки и расходов на эксплуатацию;

• меньшие расходы на формирование моделей и проведение тестов;

• значительный рост качества и технического уровня результатов работы.

В совокупности перечисленные преимущества делают предприятие более конкурентоспособным за счет увеличения качества выпускаемой продукции вместе с уменьшением себестоимости.

Пример работы САПР программы SolidWorks

Применение САПР

Сфера применения определяется отраслевым назначением того или иного комплекса для автоматизации. По данному признаку классификация насчитывает 3 основные разновидности:

• MCAD. Программно-технические комплекты, разработанные для формирования проектов механизмов. Без них не обходится изготовление автомобилей, речных и морских судов, космических аппаратов. Кроме готовых изделий проектируются и конструктивные детали. Яркие представители систем проектирования из этой категории – КОМПАС, SolidWorks.

• EDA. Средства, широко используемые для конструирования как готовых электронных приборов, так и их составляющих – микросхем и печатных плат. Другое название данной категории – ECAD. Популярные у специалистов решения – OrCAD и Altium Designer.

• AEC CAD. Главное назначение этих систем заключается в автоматизированной разработке строительных и архитектурных объектов. К ним относятся промышленные и жилые здания, автомобильные и железные дороги, мосты и объекты инфраструктуры. Программные продукты для этого направления есть у AutoDesk, AutoCAD, Bentley.

Таким образом, для каждого направления инженерной деятельности есть свои продукты с предназначенным для этого функционалом. Благодаря такому разделению в каждом комплексе есть только нужные инструменты и ничего лишнего, а это упрощает и ускоряет работу инженера.

Разновидности САПР

Отраслевое назначение – не единственная классификация, в рамках которой многочисленные системы САПР делятся на отдельные виды. Большую роль играет деление по ГОСТ и назначению.

По ГОСТ

Классификация инженерных программ, согласно ГОСТ, включает разделение по признакам:

• тип и сложность проектируемого объекта – эта классификация рассмотрена выше;

• уровень автоматизации: низкий (до 25%), средний (от 25% до 50%), высокий (от 50%);

• комплексность автоматизации: одноэтапные, многоэтапные, комплексные;

• вид выпускаемых документов: на листе, на машинных или на фотоносителях;

• производительность выпуска документации: малая, средняя, высокая.

Также значение имеет число уровней технического обеспечения. По этому признаку решения классифицируются на одноуровневые, двухуровневые и трехуровневые.

По назначению

Проектировочные работы включают многочисленные аспекты, за каждый из которых отвечает тот или иной тип программ согласно своему целевому назначению. Выделяют 4 разновидности:

• CAD. Предназначены непосредственно для моделирования двумерных или трехмерных проектов, а также для создания технологической и конструкторской документации. Категория включает подкатегории CADD и CAGD, инструменты в которых отвечают за создание чертежей и формирование геометрических моделей соответственно.

• CAE. Продукты для симулирования и исследования физических процессов, проведения конструкторских расчетов, динамического тестирования и оптимизации проектов. Отдельно выделяется подкатегория CAA, включающая ПО для компьютерного анализа.

• CAM. Применяются на этапе подготовки изделия к выпуску, используются для управления оборудования с числовым программным управлением (ЧПУ) или гибких автоматизированных производственных систем (ГАПС) для изготовления изделий.

• CAPP. Категория средств, которые объединяют в себе возможности уже рассмотренных выше CAD и CAM. Используются для планирования технологических процессов.

Стоит заметить, что многие САПР являются комбинацией двух или более перечисленных выше аспектов. Наиболее часто встречаются сочетания CAD/CAM, CAD/CAE/CAM и CAD/CAE. Именно совместное использование программ обеспечивает эффективную разработку и производство.

РАБОЧИЙ ЛИСТ №2

Тема: § 12 Практическая работа «Создание чертежа в САПР»

ВХОД С СИСТЕМУ «КОМПАС-3DV7 Plus»

После включения персонального компьютера (ПК) происходит загрузка и настройка операционной системы Windows, назначение которой – управление работой компьютера, и на экране изображается рабочий стол, где располагается ярлыки программ (рис.1)

При работе основным устройством указания является мышь. Основной функцией мыши является управление указателем мыши – курсором. Левая и правая кнопка служат для разных целей:

·Щелчок левой клавишей мыши – ввод информации в память компьютера;

·Щелчок правой кнопкой – вызов контекстного меню, показывающего возможности управления выполняемой в данной момент операцией.

Основной функцией мыши является управление указателем мыши – курсором. Курсор используется для выбора и активизации объектов на экране, работы с пунктами меню, размещения и выделения текста и т.д. Основные приемы, которые используются при работе с мышью, описаны таблице №1.

Таблица №1

Прием	Последовательность действий
Щелкнуть	Быстро нажать и отпустить кнопку мыши
Дважды щелкнуть	Дважды быстро нажать и отпустить кнопку мыши
Перетащить	Переместить курсор, перемещая мышь с нажатой кнопкой
Перетащить и отпустить	Подвести курсор мыши к объекту, нажать кнопку мыши, перетащить курсор отпустить нажатую кнопку.
Указать	Подвести курсор мыши к объекту, нажать и отпустить кнопку мыши.

 

Войти в «КОМПАС» можно несколькими способами:

1.Нажать на кнопку «Пуск» на рабочем столе, появится Главное меню операционной системы Windows, в котором следует выбрать строку Программы. В раскрывшемся подменю выбрать строку АСКОН – КОМПАС-3DV7 Plus и сделать двойной щелчок левой кнопкой мыши на ярлыке системы.

2. Сделать двойной щелчок на ярлыке системы , расположенном на рабочем столе (рис.1).

Рис.1 Рабочий стол

После запуска системы «Компас» на экране отобразится главное окно системы, на котором представлены элементы управления системой (рис.2).

Строка главного меню системы расположена в верхней части программного окна, сразу под строкой заголовка – названия системы: КОМПАС-3DV7 Plus. В ней расположены все основные меню системы. В каждом из меню хранятся связанные с ним команды.

Панель управления расположена в верхней части окна системы под строкой главного меню. В ней собраны команды, которые наиболее часто употребляются при работе с системой.

Рис.2

 

Чтобы выйти из системы при окончании работы после сохранения чертежа в памяти компьютера, можно:

1) Щелкнуть по кнопке «Закрыть программу» в верхнем правом углу экрана (рис.2);

2) При помощи меню Файл®Выход;

3)Набором с клавиатуры Alt – F4.

 

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СИСТЕМЫ ПОМОЩИ

При возникновении затруднительных ситуаций во время работы с системой вы можете быстро получить необходимую справочную информацию следующими способами:

·Нажимая клавишу F1

·Вызывая команду на странице меню Справка 

·Нажимая кнопку на панели управления . Эта подсказка по объектам рабочего экрана, т.е. необходимо также указать нужный объект.

·С помощью ярлычков-подсказок, для появления которых подведите курсор к интересующей вас кнопке и задержите на некоторое время.

СОЗДАНИЕ ЛИСТА ЧЕРТЕЖА

Для вывода на экран нового листа чертежа нужно щелкнуть по кнопке «Создать документ», откроется окно «Новый документ», в котором следует щелкнуть по кнопке «Чертеж» (рис.2). На экране появится лист формата А4, расположенный вертикально (рис.3).

Рис.3 Создание листа чертежа

Если щелкнуть по закладке «Шаблоны», то из имеющегося перечня можно вывести на экран листы чертежа различных форматов (рис.4). Шаблон – это созданная ранее заготовка документа, содержащая оформление, настройки, объекты и т.д.

>

Рис.4 Окно меню «Шаблоны»

КНОПКИ УПРАВЛЕНИЯ СОСТОЯНИЕМ ОКНА ДОКУМЕНТА

Система КОМПАС-3D VL позволяет работать одновременно с несколькими чертежами одновременно, при этом на экране может, например, полностью быть показан один из листов, а другие будут свернуты в виде кнопок, расположенных внизу экрана. Чтобы свернуть лист чертежа, нажмите на кнопку «Свернуть», показанную на рис.5.

Рис.5 Кнопки управления состоянием окна

Для того чтобы восстановить чертеж из свернутого до кнопки состояния, можно или два раза щелкнуть по названию кнопки, или щелкнуть по пункту «Развернуть» (рис.6).

Рис.6

По окончанию работы над чертежом окно документа закрывается с помощью кнопки «Закрыть документ» (рис. 5 и 6).

ВЫВОД НА ЭКРАН СОХРАНЕННЫХ В ПАМЯТИ КОМПЬЮТЕРА ЧЕРТЕЖЕЙ

Открытие сохраненныхдокументов возможно следующими способами:

1.При помощи меню Файл ® Открыть

2. При помощи кнопки «Открыть» панели инструментов.

В обоих случаях открывается окно для выбора открываемых файлов чертежей (рис.7).

Рис.7 Открытие файлов сохраненных чертежей

ИЗМЕНЕНИЕ РАЗМЕРА ИЗОБРАЖЕНИЯ

Для изменения размера изображения только на экране рассмотрим несколько кнопок панели управления системы КОМПАС, используемых для этих целей (рис.7):

	«Увеличить масштаб рамкой» - кнопка для увеличения части экрана до размеров экрана рамкой, заданной двумя точками по диагонали. После вызова команды внешний вид курсора изменится: он превратится в перекрестье. Укажите первый угол, затем перемещайте курсор для достижения нужного размера рамки. На экране будет отображаться фантом рамки. Укажите второй угол рамки. Масштаб изображения увеличится так, чтобы область, ограниченная рамкой, полностью умещалась в окне документа.
	«Увеличить масштаб» - кнопка позволяет увеличить масштаб изображения в активном окне в определенное количество раз, установленное по умолчанию в настройках системы.
	«Уменьшить масштаб» - кнопка для уменьшения масштаба изображения на экране.
	«Сдвинуть» - кнопка для перемещения электронного чертежа по экрану при перемещении курсора по экрану. После вызова команды курсор меняет свою форму на четырехстороннюю стрелку.
	«Приблизить/отдалить» - кнопка для увеличения или уменьшения изображения на экране, позволяющая плавно менять масштаб, приближая или отдаляя изображение. Для этого нажмите левую кнопку мыши и, не отпуская ее, перемещайте курсор в вертикальном направлении. При движении курсора вверх изображение будет плавно увеличиваться, в обратном направлении - уменьшаться. Центром панорамирования является точка, в которой была нажата левая кнопка мыши. Если Вы пользуетесь мышью с колесом, то для панорамирования изображения вращайте колесо мыши.
	«Обновить изображение» - кнопка для перерисовки чертежа и удаления "мусора" с поля чертежа.
	«Показать все» - кнопка для вывода на экран всего чертежа или всех изображений фрагмента.

ВЫБОР ФОРМАТА ЧЕРТЕЖА

Государственный стандарт 2.301-68 устанавливает основные форматы листов чертежей, определяемые размерами внешней рамки.

Обозначение формата	А0	А1	А2	А3	А4
Размеры сторон формата, мм	841х1189	594х841	420х594	297х420	210х297

 

Формат А4 может располагаться только вертикально, все другие форматы можно располагать как вертикально, так и горизонтально.

Для выбора необходимого для чертежа формата необходимо выполнить следующие действия:

1. Вызвать команды Сервис – Параметры…- Текущий чертеж - Параметры листа – Формат (рис.8 и 9).

 

 

Рис.8 Выбор формата

 

С помощью окна, изображенного на рис.8, выбирается необходимый формат и его ориентация.

Рис.9 Выбор формата чертежа и его ориентации

ЗАПОЛНЕНИЕ ОСНОВНОЙ НАДПИСИ

 

Основная надпись появляется и размещается на чертеже автоматически. Для перехода в режим заполнения основной надписи можно выполнить одно из следующих действий:

1. Двойной щелчок левой кнопкой мыши в любом месте основной надписи;

2. Вызвать команду Вставка – Основная надпись.

В режиме заполнения основной надписи ее вид изменится – границы ячеек выделятся штриховыми линиями (рис.10).

 

Рис.10 Заполнение основной надписи

 

Шифр чертежа включает в себя следующие разделы:

КГ – название дисциплины;

01 – порядковый номер лабораторной работы;

– индивидуальный номер варианта выполняемой работы;

01 – порядковый номер чертежа.

Заполнив все графы, нажмите кнопку  Создать объект для сохранения в памяти компьютера сделанных записей и выхода из режима заполнения основной надписи.

СОХРАНЕНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Сохранить вычерченные чертежи можно:

· при помощи меню Файл ® Сохранить

 

или

·при помощи кнопки  панели инструментов.

 

В открывшемся окне (рис.11) создайте новую папку. Папка – это каталог для хранения однотипных файлов (документов), имеющий определенное имя, где будут храниться все вычерченные в процессе обучения ваши чертежи. Папке присвойте имя (свою фамилию) и сохраните в ней свой чертеж.

Рис. 11 Сохранение чертежей

ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЕ ПАНЕЛИ

На Компактной панели (рис.12) располагаются кнопки переключения для вызова Инструментальных панелей, содержащих кнопки вызова различных команд.

Рис.12 Компактная панель

 

Расположение и состав необходимых кнопок панелей выбирается пользователем самостоятельно в зависимости от вида выполняемых работ.

На инструментальной панели Геометрия (рис.13) расположены кнопки вызова команд для построения геометрических объектов. Для включения отображения ее на экране служит команда Вид - Панели инструментов – Геометрия.

 

 

Рис. 13 Инструментальная панель Геометрия

 

Инструментальная панель, на которой расположены кнопки вызова команд для простановки размеров, называется Размеры (рис.14). Для включения отображения ее на экране служит команда Вид - Панели инструментов – Размеры.

 

 

Рис.14 Инструментальная панель Размеры

 

Редактирование – инструментальная панель, на которой расположены кнопки вызова команд редактирования (изменения, исправления) геометрических объектов (рис.15).

 

 

Рис.15 Инструментальная панель Редактирование

 

На инструментальной панели Обозначения (рис.16) расположены кнопки вызова команд простановки различных обозначений (разрезов, сечений, видов, шероховатостей и т.д.).

 

 

Рис.16 Инструментальная панель Обозначения

 

 

Рис.17 Инструментальная панель Параметризация

 

Панель (рис.17), на которой расположены кнопки для вызова команд наложения связей и ограничений на геометрические объекты, называется Параметризация.

 

 

Рис.18 Инструментальная панель Измерения

 

На инструментальной панели Измерения расположены кнопки вызова команд различных измерений (рис.18).

 

Рис.19 Инструментальная панель Выделение

Инструментальная панель (рис.19), на которой расположены кнопки для вызова команд выделения объектов графических документов, называется Выделение.

 

Рис. 20 Инструментальная панель Ассоциативные виды

 

Ассоциативные виды расположены кнопки вызова команд для создания видов (рис.20).

Домашняя работа

V. Домашнее задание (5 минут) Если дистант, значит дома выполняют обязательно и теоретическую часть, и практическую часть. В чат скидывают ДЗ. Закрепите время, когда вы выставите оценки. Чтобы избежать копирования друг у друга, говорите, что в конце четверти тетради будут собраны и если тема будет отсутствовать, то и оценки не будет за урок. Или собирайте тетради с дз.	Домашняя работа на дистант 1.     Прочитать параграф 2.     Выписать и выучить все определения. 3.     Выучить историческую хронологию. Выполнить все задания + Практическая часть.
	Домашняя работа для тех, кто был на уроке Начертить в программе, то что мы чертили в тетрадях.
Рефлексия учебной деятельности   1. Ребята, достигли ли мы поставленной цели урока? Ребята вспомните, что мы должны были выучить на этом уроке и какие навыки вы должны были развить?   2. Кто поделиться своими мыслями и впечатлениями о том, что вам понравилось на уроке и что вызвало затруднения? Какие аспекты (моменты) урока были наиболее интересными и полезными?   3. Давайте обсудим, как мы можем использовать новые знания и навыки в повседневной жизни? Поделитесь примерами, как вы можете применить изученный материал?   4. Проанализируйте свой прогресс и определите, где вы должны продолжать работу? Что вы сделали хорошо, а что нужно улучшить?
Систематизация знаний Подведение итогов исследования и обсуждение его важности для нашей жизни и окружающей среды. Это поможет учащимся понять, как важно понимать данное понятие и ее влияние.	В заключение хочу сказать, что САПР – это очень мощный инструмент, который значительно упрощает процесс проектирования и позволяет сократить время на создание объектов. Однако, для эффективного использования САПР необходимо иметь достаточный уровень знаний и опыта работы с программными продуктами данного типа.
Обсуждение возможностей дальнейшего развития и применения полученных знаний и навыков.
«Спасибо за внимание, активное участие и интерес к теме урока. Я надеюсь, что этот урок был для вас полезным и интересным. Желаю вам успехов в обучении и развитии!» Ваш учитель Технологии