Pelkic, Vucinic

7/24/2019 Pelkic, Vucinic

1/7

TEHNIKA I INFORMATIKA U OBRAZOVANJU

5. Konferencija sa me

unarodnim ueem, FTN

aak, 30

31. maj 2014.TECHNICS AND INFORMATICS IN EDUCATION5thInternational Conference, Faculty of Technical Sciencesaak, 3031th May 2014

UDK: 371.3::[004.94:62] Struni rad

PRIMJENA CAD/CAM SISTEMA U TEHNIKOMOBRAZOVANJU

Sran Pelki1, Radivojka Vuini1

Rezime: Gotovo da je danas nemogue razvijati neki novi proizvod bez primjeneCAD/CAM tehnologije. Ove tehnologije nalaze primjenu u razliitim tehnikim sferama

(mainstvo, graevinarstvo, arhitektura, elektrotehnika..) kao i u medicini i bioinenjeringu. Dakle, neophodna je konstantna edukacija uenika kako da se sluepomenutim tehnologijama, koje im u znaajnoj mjeri olakavaju rad i omoguavajuvirtuelni prikaz proizvoda. U radu e biti prikazani neki od primjera izrade 3D modela isimulacija koritenjem savremenih CAD/CAM programskih paketa, takoe e bitiprikazane prednosti koritenja pomenutih softvera u odnosu na klasinu nastavu.

Kljune rei:CAD/CAM tehnologije, modeli, simulacije, edukacija.

USAGE OF CAD/CAM SYSTEM IN TECHNICAL EDUCATION

Summary: It is almost impossible to develop a new product today without the use ofCAD/CAM technology. These technologies are used in various technical spheres

(mechanical engineering, civil engineering, architecture, electrical engineering, etc.), aswell as in medicine and bio engineering. Therefore, there is a necessity for constanteducation of pupils about the use of mentioned technologies which substantially facilitatetheir work and enable the virtual display of the products. The paper presents some of theexamples of making 3D models and simulations using modern CAD/CAM softwarepackages. Moreover, the advantages of using the mentioned softwares compared to the

traditional instructions are shown in the paper.

Key words:CAD/CAM technology, models, simulation, education.

1. UVOD

Za tehnika lica u danaem svijetu se podrazumjeva znaje rada na raunaru kao i koritenjebar jednoga softverskog paketa koji omoguuje rad sa 2D i 3D modelima. Neki odnajpoznatijih programa koji mogu posluiti za rad sa pomenutim modelima su:

- Autodesk CAD- Autodesk Inventor- Solid Works

1Sran Pelki, dipl. in. ma., Mainski fakultet Istono Sarajevo, E-mail:[email protected] Vuini, Fakultet Tehnikih Nauka Novi Sad, E-mail: [email protected]
mailto:[email protected]:[email protected]:[email protected]:[email protected]:[email protected]:[email protected]


2/7

Izazovi tehnikog i informatikog obrazovanja Sran Pelki, Radivojka Vuini

- CATIA

Predstavljeni programi su slinog principa rada, nema nekih posebnih razlika u odnosujednog na druge. U principu ovi softveri nude izradu dijelova, njihovo sklapanje u cjelinu,animaciju, MKE analizu kao i niz drugih mogunosti kao to su generisanje G koda za NUmaine alatke.

Primjena softverskih paketa u nastavi ima za cilj, ne samo stvaranje tehnike pismenostiuenika, ve i dodir sa raunarskim tehnologijama i mogunost njihove upotrebe. Takoecilj je da se uenicima na jednostavan nain prikau i objasne abstraktni modeli koje nijemogue adekvatno predstaviti bez primjene ovih tehnologija (rad SUS motora, kretanjemehanizama, sklapanje i rasklapanje sklopa neke maine). [1]

2.

KREIRANJE (2D I 3D) MODELAUz pomoCAD/CAM softverskih paketa mogue je kreirati 2D ili 3D model u zavisnostiod potreba. Ukoliko nam je potrebna neka jednostavnija ema, ili uproen prikaz nekogelementa lake nam je da kreiramo 2D model, jer nam trea dimenzija u takvim situacijamne znai nita. To ne znai da su dvodimenzionalni modeli manje bitni, jer pri izraditehnike dokumentacije oni imaju glavnu ulogu. Na slici 1 prikazan je izgled tehnikedokumetacije.

Slika 1: Tehniki crte vratila

3D modeli se mogu koristiti za vizuelno prikazivanje elemenata koje je teko prikazati u

2D grafici. Tako

e, 3D modeli mogu sluiti i za razne druge svrhe i operacije.Trodimenzionali model nam omoguuje da nad njim vrimo MKE analizu kako bi moglidobiti orjentacione vrijednosti naponsko-deformacionih stanja [2]. Na slici 2 prikazan je

primjer 3D modela sklopa maine.


3/7


Slika 2:3D model maine za voe

3. KREIRANJE SIMULACIJA I PROCESA OBRADE

Kreiranje simulacije je u sutini oivljavanje predhodno kreiranih modela. Simulacijaomoguuje uvid u kinematiku nekog pod-sklopa maine ili cijele maine sa svimkomponentama koje figuriu u njenom sklopu. Uz zadavanje odgovarajuih putanjakretanja i postavljanja ogranienja mogu se simulirati kretanja veoma slina stvarnim. Da biuenik uspio samostalno kreirati neki sklop i oiviti njegova kratanja potrebno je dobro

poznavanje principa rada programa u kome se kreira model [2].

Simuliranje procesa obrade je takodje dodatak softverskim paketima CAD/CAM kojiomoguuje virtuelni prikaz procesa obrade rezanjem. Na predhodno kreiranom 3D modelumogue je izvriti simulaciju njegove izrade poevi od pripremka do obratka. Uz to namsoftver daje mogunost da mi odaberemo reime obrade, maine na kojima se obrada vri,dimenzije pripremka kao i same alate sa kojim e obrada biti izvrena.

4. CAD/CAM SOFTVERI KAO PODRKA ZA PRAKTINU NASTAVU

Slika 3:Konvencionalna maina alatka Slika 4: CNC maina alatka


4/7


U srednjim tehnikim kolama u BiH i regionu praktina nastava koja se izvodi veoma jeloa. Uenicima se ne daju dovoljna znanja da bi oni u budunosti mogli biti konkurentnina tritu rada. Maine na kojima se izvodi praksa su veoma stare, nefunkcionalne a neke suak i prevaziene, steeno znanje na takvim mainama uenicima ne slui mnogo. kolenisu u mogunosti da izdvoje vea novana sredstva za kupovinu recimo CNC mainaalatki, ili savremenih maina za mjerenje i simulaciju nekih uslova rada. Na slici 3 prikazna

je konvencionalna maina alatka koja se susree u naim kolama, a na slici 4 prikazana jeCNC maina alatka koju koriste uenici u tehnikim kolama na zapadu.

Maine alatke koje su prikazane na slici 4 mogu se programitati primjenom CAD/CAMsoftverskih paketa na vrlo brz i efikasan nain. Proces programiranja se moe vritineposredno na maini ili na raunaru nevezano za mainu. Preduslov da bi se mogaonapisati kod koji bi izvravao naradbe potrebno je poznavanje rada u nekom od pomenutihsoftvera. Dakle, savremeni softveri za izradu modela i simulacija ne mogu da zamjene

praktinu nastavu u potpunosti, ali mogu biti od velike pomoi u edukaciji uenika.

5. PRIMJENA CAD/CAM PLATFORME U SVIM SEGMENTIMASREDNJOKOLSKE NASTAVE

Informatiko obrazovanje i primjena raunara proima se kroz sve sfere ivota. Gotovo danema neke oblasti kolovanja u kojoj primjena raunara nije nuna. Ponajvie se ta potrebaosjeti u kolama sa tehnikim usmjerenjem. Veina problema se bre i efikasnije rjeava

pomou raunara i odreenih softverskih paketa. Primjenom CAD/CAM softvera moe seostvariti veliki broj pozitivnih rezultata kod uenika:

- Poveanje interesovanja za nekim nastavnim predmetom koji je do tada bio manje

interesantan.

-

Sticanje novih znanja.- Jednostavnije shvatanje i savlaivanje nastavne materije.-

Vei angaman uenika u procesu nastave.- Podsticanje kreativnosti kod uenika.

- Raanje ideja za neke nove principe tehnikih rjeenja.- Podsticanje samostalnog rada uenika kroz odgovarajue zadatke.

Dakle adekvatna primjena pomenutih softverskih paketa ima veliki broj pozitivnih efekata.Uzmimo kao primjer rad etverotaktnog SUS motora. Profesor ima zadatak uenicima daobjasni rad i osnovne dijelove etverotaktnog motora sa unutranjim sagorijevanjem. Poklasinim metodama on e pokazati sliku pomenutog motora kao i ematske prikaze

principa rada. Sam princip rada objasniti e usmenim putem u kombinaciji sa pomenutimslikama i emama. Takav nain kod uenika nee izazvati neko vee interesovanje, jer im

se to ne prezentuje na adekvatan nain. Prema neformalnim istraivanjima tek 15-20%uenika e pratiti izlaganje a oko 10% e razumjeti o emu predavapria. Mnogo boljerjeenje za pomenuti problem bi bilo izrada simulacije rada motora u kombinaciji sa

praktinom nastavom (ukoliko je kola u mogunosti takvo neto da obezbjedi).Simulacijabi jasno prikazala kako motor radi, takoe bi bilo mogue odstraniti neke djelove motorakako bi se vidjela njegova unutranjost i tako bi se jasnije vidjelo kakav se to proces odvijau samom motoru. Takav oblik nastave bi pratilo oko 80% uenika a oko 50% njih birazumjelo dati problem. Ako uporedimo ove dvije injenice rezultati su vie nego jasni.

Da bi se ovakve zamisli sprovele u dijelo potrebno je da predavai odnosno profesorivladaju znanjima i vjetinama koja im omoguuju da svoja predavanja obogate ovakvim


5/7


primjerima.

U naoj dravi, a i u regionu, malo je predavaa koji posjeduju sve kvalifikacije i znanja dabi pomenutu zamisao sproveli u djelo. S tim u vezi neophodna bi bila i dodatna edukacijanastvanog osoblja, a posebno onih koji tokom sopstvenog kolovanja nisu imali priliku daizuavaju nastavne oblasti koje se dotiu ove problematike. Problem je mogue rijeiti nanekoliko sledeih naina:

-

Edukacija nastavnog osoblja kroz razne seminare koji se mogu odravati naregionalnom ili dravnom nivou.

- Edukacija koju bi organizovale kole za svoje zaposlene angaovanjem strunih

osoba koje se profesionalno bave koritenjem pomenutih softvera.

-

Sopstveni anganman da se savladaju neophodna znanja.Dakle, primjena CAD/CAM softvera u edukativne svrhe imala bi mnogobrojne prednosti.Poboljao bi se kvalitet nastave u srednjem tehnikom obrazovanju koje je u poslednjih

petnaest godina veoma degradirano. Srednje tehnike kole su izgubile epitet elitnihkola. Prema republikom zavodu za statistiku srednje tehnike kole upisuju uenici iji

prosjek ocjena ne prelazi 3,05. Dok je taj prosjek prije petnaest godina bio 4,72. Jedan odkrivaca za ovakvu statistiku svakako je i monoton nastavni plan i program. Nekiudbenici su iz sedamdesetih godina prolog vijeka koji se tiu automobilske industrije ilimaina alatki. Danas je ta literatura prevaziena, predhodno je navoen primjer mainaalatki, a jo drastinija je promjena kada se pogleda automobilska industrija.CAD/CAM/CAE platforma se danas koristi kao podrka za:

- Programiranje CNC maina

-

Integralni razvoj proizvoda (IRP)- MKE analiza

- Brza izrada prototipa (Rapid prototyping)-

Simulacije kratanja maina i simulacija procesa obrade.- Kompjuterom integrisana proizvodnja (CIM)...

Pomenute discipline se skoro i ne izuavaju u srednjem obrazovanju, ak se neke od njihjedva i spomenu u toku etverogodinjeg srednjeg obrazovanja.

Dakle, u ovome treba gledati jedan od razloga zbog koga je srednje tehniko obrazovanjestagniralo.

6. PRIMJERI SIMULACIJE OBRADE CILINDRINOG DIJELA

U primjerue se razmatrati kako

e jedan ovakav na

in predavanja pomo

u pomenutihsoftvera koja se bavi Obradom rezanjem uticati na uenike. Prije svega se misli na njihovo

interesovanje za predavanu materiju i poticanje da to lake i to bee shvate.

Prije svega zahvaljujui savremenoj tehnologiji i pomenutim softverima u prilici smo dakreiramo identinu virtuelnu realnost kao da je u pitanju stvaran dio, i kao da se stvarnaobrada izvrava. Na slici 5 prikazan je poetak simulacije obrade rezanjem cilindrinogrotacionog dijela.


6/7


Slika 5:Obrada cilindrinog rotacionog dijela 1

Ova 3D simulacija prua uenicima uvid u proces obrade jednog rotacionog dijela ubezbijednim i realnim uslovima. Ovakva simulacija ima prednosti ak i u odnosu da ueniciposmatraju realan proces obrade.

- Simulaciju je mogue posmatrati iz bilo kog ugla.- Simulacija se moe stopirati a nakon toga ponovo pokrenuti.- Moe se prikazivati neogranien broj puta, za razliku od realne obrade gdje bi svaki

put bilo neophodno obezbijediti novi obradak to iziskuje dodatna novanaizdvajanja.

- Mogunost mijenjanja brzina rezanja i alata, a da pri tome nee doi do nekog kvaraili havarije, to bi se moglo desiti pri realnoj obradi.

Na slikama 6 i 7 prikazan je nastavak simulacije kao i koritenje nekih drugih alata s ciljemprikazivanja mogunosti koje nam nudi ovakav vid edukacije.

Slika 6:Obrada cilindrinog dijela 2 Slika 7:Obrada cilindrinog dijela 3


7/7


7. ZAKLJUAK

Iz prethodnog izlaganja moemo slobodno rei da je primjena raunara i CAD/CAMsoftvera u nastavi srednjeg tehnikog obrazovanja gotovo neizbjena, ako elimo dastvorimo tehniare koji mogu da odgovore na dananje zahtjeve trita rada. Novanasredstva koja bi bila neophodna da se ovaj poduhvat potpuno sprovede u djelo su neznatnau odnosu na to da svaka kola obezbijedi bar po jednu mainu za sopstvene potrebe. Veinusoftvera koje bi bilo neophodno nabaviti i licencirati mogu se preuzeti besplatno ili saniom cijenom ako se koriste u edukativne svrhe.

Moe se zakljuiti da primjena raunara i pomenuth softvera u velikoj mjeri unapreujenastavu, poboljava njen kvalitet i organizaciju. Uenje je zanimljivije i atraktivnije tokod uenika izaziva pozitivne efekte. Sa sigurnou moemo rei da je primjena raunara u

kombinaciji sa CAD/CAM softverima uilo budunosti, te e se istom morati pruitimnogo vie panje nego to je to uinjeno do sada.

8. LITERATURA

[1] Ivana, T., Jelena, T., Dajana, T., Mara, S.: Primena softverskih modela u nastavitehnike. 4. Internacionalna Konferencija, Tehniki fakultet aak, 13. jun 2012. 176-81

[2] Pelki, S.: Razvoj konstrukcionog rjeenja maine modularnog tipa za istovremenosjeenje i cijeenje jabuastog voa. Istono Sarajevo, Mainski fakultet IstonoSarajevo, 2013.

Documents

Pelkic, Vucinic