Сетевое издание
Международный студенческий научный вестник
ISSN 2409-529X

СРАВНЕНИЕ AUTOCAD И КОМПАС-3D, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ В ПРОЦЕССЕ ИНЖЕНЕРНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

Николенко Т.А. 1 Кузнецова П.А. 1 Коломиец Д.В. 1
1 Тюменский индустриальный университет (ТИУ)
В статье дан обзор особенностей составления проектов в двух, наиболее распространенных программах 3D-моделирования, используемых в стандартной комплектации. Указаны проблемы, возникающие при составлении типовых проектов в каждой из двух, используемых в исследовании, программ трехмерного моделирования. Рассмотрены достоинства и недостатки САПР AUTOCAD И КОМПАС 3D, используемых в стандартной комплектации, при решении однотипных задач. Например, при создании простой 3D модели цилиндрического отреза трубы с круглым отверстием в стенке проведено изучение затраченного времени и количества использованных операций в каждой программе. Приведена статистика предпочтений использования рассматриваемых САПР в процессе инженерного образования преподавателями и обучающимися. В виде диаграмм приводятся данные социологического опроса, проведенного среди преподавателей и студентов нескольких крупнейших учебных заведений г. Тюмени, высшего и средне-специального обучения. На основании проведенного экспериментального моделирования простой 3D-детали и процесса сборки конструкции в программах AUTOCAD И КОМПАС 3D, используемых в стандартной комплектации без приобретения дополнительных модулей, а также анализа проведенного социологического опроса сделаны выводы о предпочтительном использовании отечественной программы 3D-моделирования.
системы автоматического проектирования
3d-моделирование
1. Николенко Т.А. Информационное обеспечение проектирования и производства продукции: метод.указ. по изучению курса для студентов направления подготовки 15.03.02 «Технологические машины и оборудование» (уровень академического бакалавриата) всех форм обучения / сост. Т.А. Николенко; Тюменский индустриальный университет. – Тюмень: Издательский цент БИК ТИУ, 2018г., С. 5-9.
2. Николенко Т.А., Кузнецова П.А., Коломиец Д.В. Сравнительные характеристики САПР AUTOCAD и КОМПАС 3D при трехмерном моделировании // Проблемы формирования единого пространства экономического и социального развития стран СНГ (СНГ-2019): материалы Международной научно-практической конференции (Тюмень, 19 апреля 2019 г.), Тюмень: Издательство Тюменского индустриального университета, 2019. С. 125–131.
3. Принципы программирования для компас // Файловый архив студентов [Электронный ресурс]. URL: https://studfiles.net/preview/1389103/ (дата последнего обращения: 02.07.2019).
4. Донченко М.В., Рябенький Л.М. Особенности использования программных средств для модификации AutoCAD // CADmaster.ru [Электронный ресурс]. URL: http://www.cadmaster.ru/magazin/articles/cm_25_autocad.html (дата последнего обращения: 02.07.2019).
5. Донченко М.В., Рябенький Л.М. Особенности использования программных средств для модификации AutoCAD // Pandia.ru [Электронный ресурс]. URL: https://pandia.ru/text/79/550/30150.php (дата последнего обращения: 02.07.2019).

Введение

Любое производство начинается с процесса проектирования. При этом помимо технико-эксплуатационных свойств, проектировщик обязан учитывать и закладывать в проект параметры безопасности использования проектируемого изделия, возможность мониторинга свойств, износостойкости и др. параметров.

Современное инженерное проектирование и создание 3D-моделей проводится с помощью специализированных программ, называемых САПР. В процессе обучения такие специалисты как: аппаратчик-оператор, инженер-конструктор, технолог машин и оборудования – получают необходимые компетенции для возможности проведения компьютерного моделирования.

В Тюменских учебных учреждениях, в основном, получение навыков трехмерного моделирования осуществляется в двух, признанных лидерах программ 3D-моделирования: это программы американской фирмы AutoDesk и отечественное ПО фирмы Аскон [1].

Цель исследования

Целью исследования являлось определение основных сравнительных характеристик программ САПР, используемых в процессе инженерного образования.

Задачи исследования:

· проведение экспериментального моделирования однотипных деталей в двух рассматриваемых программах;

· проведение социологического опроса среди преподавателей и обучающихся в средне-специальных и высших учебных учреждениях г. Тюмени о предпочтениях в использовании программ САПР в процессе обучения.

Материал и методы исследования

Для определения существенных различий отечественной и зарубежной программы с учетом их особенностей, в частности, связанных с возможностью применения навыков программирования или, как это сделано в программах фирмы Аскон, возможностью создания и добавления библиотек вручную, без сложного программирования или приобретения добавочных программных модулей, было проведено экспериментальное проектирование однотипных деталей в двух, выбранных для анализа, программах: AUTOCAD И КОМПАС 3D - чтобы определить главные превосходства той или иной программы [2].

Также, в рамках проекта была создана google-форма опроса, состоящего из вопросов, касающихся личных предпочтений людей, владеющих компетенциями по работе в предложенных к рассмотрению программам. На вопросы анкеты ответили три категории респондентов, а именно:

· Студенты, получающие высшее образование в ВУЗах Тюмени, изучающие САПР в рамках образовательной программы в размере 106 человек.

· Студенты колледжей, получающие среднее специальное образование в количестве 86 человек.

· Преподаватели тюменских вузов, колледжей, лицеев; в опросе приняло участие 25 человек.

Результаты исследования и их обсуждение

При создании элементарных 3D деталей в программе КОМПАС 3D было выполнено всего 4 операции.

В программе AutoСAD, хочется отметить, наличие модели, которая называется «2D-каркас», в которой можно с помощью привязок работать с деталью внутри и точно выполнить необходимые операции, несмотря на то, что пришлось выполнить в пять раз больше операций, затраченное время всего на 30 секунд больше.

kompas.проект.png

автокад1.jpg

Рис. 1А. Создание 3D проекта в программе КОМПАС 3D.

начало выполнения: 14:16:30

завершение: 14:18

Кол-во операций: 4

Рис. 1Б. Создание 3D проекта в программе AutoCAD.

начало выполнения: 14:14

завершение: 14:16

Кол-во операций : 20

 

На следующем этапе было проведено построение сборки.

Как было указано ранее, в программе КОМПАС 3D имеются библиотеки стандартных изделий [3], которые упрощают проектирование сложных деталей. В программе AutoCAD они тоже имеются [4, 5], но для их использования необходима покупка специальных пакетов, которые не входят в стандартную комплектацию и, поэтому, должны приобретаться отдельно за дополнительную плату. Рассмотрим разработку стандартных изделий в САПР AUTOCAD И КОМПАС 3D в базовой комплектации.

На рис. 2. Показаны основные этапы проведения 3D-моделирования и сборки стандартной детали, на примере шестигранного болта с использованием встроенных библиотек, входящих в стандартную комплектацию. Разработка детали и вставка в готовое изделие в целом заняло около двух минут.

Снимок15.PNG

Снимок17.PNG

Снимок18.PNG

Рис. 2А. Окно настроек стандартного изделия «Болт ISO 4016» в КОМПАС 3D.

Рис. 2Б. Вставка стандартного изделия «болт» в изделие в КОМПАС 3D, демонстрация совпадения и соосности.

 

Для сравнения, было проведено построение в программе AutoCAD обыкновенного шестигранного болта, не используя платные библиотеки (Рис.3).

Снимок24.PNG

Снимок25.PNG

Рис. 3А. Построение детали 3D на основе 2D каркаса

Рис. 3Б. Применение функции «угол конусности» 3D в AutoCAD

 

На практике мы выполняли вставку болтов в сборку в программе AutoCAD, но на это тратилось больше времени совместно с усилиями. Чтобы использовать вставку болтов и прочих крепежных изделий в программе AutoCAD, нам необходимо сначала создать их. Для этого создавался каркас в 2D, после чего, с помощью стандартной операции «Выдавить» осуществлялся переход к 3D-модели. Сформировав головку болта, деталь можно дополнить телом цилиндрической формы, для завершения проектирования детали, как это продемонстрировано на рис.4.

30.PNG29.PNG

33.PNG

Рис. 4А. Демонстрация выполнения команды «Объединение» и команды «Фаска» в AutoCAD

Рис. 4Б. Завершенный чертеж, проект болт в программе AutoCAD

 

Для выполнения второй задачи исследования, как уже было указано ранее, был запущен опрос посредством google-формы. Результаты опроса в виде стандартных диаграмм представлены на рис. 5.

Рис. 5А. Результаты опроса при ответе на вопрос: «В какой программе Вам нравится работать?»

Педагоги 1 вопрос.jpg

Учащиеся вузов

Учащиеся СПО

Преподаватели

Рис. 5Б. Результаты опроса при ответе на вопрос: «В какой программе Вы видите больше возможностей для себя?»

vo2.jpg

СПО 2.jpg

пед2.jpg

Учащиеся вузов

Учащиеся СПО

Преподаватели

 

Рис. 5В. Результаты опроса при ответе на вопрос: «Где выполнить чертеж быстрее?»

3во.jpg

3спо.jpg

3пед.jpg

Учащиеся вузов

Учащиеся СПО

Преподаватели

Рис. 5Г. Результаты опроса при ответе на вопрос: «Какая программа на Ваш взгляд более перспективна?»

4во.jpg

4спо.jpg

3пед.jpg

Учащиеся вузов

Учащиеся СПО

Преподаватели

 

Как создатели опроса, мы можем видеть не только вопросы, но и сводки ответов опрашиваемых в виде круговых диаграмм, а также проследить индивидуально взятого пользователя по его авторизованной учетной записи.

В результате обработки результатов опроса, могут быть созданы общие гистограммы для более наглядного представления, как это показано на рис. 6.

Рис. 6А. Сводная диаграмма результатов ответа на вопрос: «От какой программы Вы больше устаете?»

Рис. 6Б. Сводная диаграмма результатов ответа на вопрос: «Какую программу Вы использовали бы для развития собственного бизнеса?»

 

Мы можем предположить, что педагоги, опыт которых превосходит навыки студентов, для коммерческих проектов отдали бы предпочтение «Компас 3D». А на студентов интерфейс «AutoCAD» оказывает большее влияние чем «Компас 3D».

Выводы или заключение

Из проведенного исследования нами было сделано заключение о том, что намного удобнее в процессе трехмерного моделирования использовать стандартные изделия, которые доступны в программе КОМПАС3D совершенно бесплатно, ведь это не только экономит время, но и позволяет выполнить разработку любой детали максимально точно. Также не забудем о том, что «стандартные изделия» имеют размеры по ГОСТу, что упрощает изготовление и стандартизацию проектируемой детали. Использование библиотек в программе КОМПАС 3D экономит и время, затрачиваемое на разработку деталей и общие прикладываемые усилия. Это увеличивает комфортность работы с данной программой, отмечаемую преподавателями и студентами, в основном высших учебных заведений.

Однако, необходимо отметить, что в программах, типа КОМПАС 3D, возникают определенные трудности при разработке отдельных элементов внутри самой детали, в чем проявляется преимущество программы AutoCAD по сравнению с КОМПАС 3D. Отдельные студенты, особенно среди учащихся СПО, отдают предпочтение интерфейсу программы AutoCAD и считают эту программу более перспективной для развития собственного бизнеса.


Библиографическая ссылка

Николенко Т.А., Кузнецова П.А., Коломиец Д.В. СРАВНЕНИЕ AUTOCAD И КОМПАС-3D, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ В ПРОЦЕССЕ ИНЖЕНЕРНОГО ОБРАЗОВАНИЯ // Международный студенческий научный вестник. – 2019. – № 4. ;
URL: https://eduherald.ru/ru/article/view?id=19716 (дата обращения: 26.06.2024).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1,674