Lehrgang: 65/350 Informationstechnologie in der 9. Jahrgangsstufe vom bis ALP Dillingen

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1 Lehrgang: 65/350 Informationstechnologie in der 9. Jahrgangsstufe vom bis ALP Dillingen Dienstag Programm Teil I: 9 Uhr bis 12 Uhr: CAD in IT (I) 9 (Jahresstoff) 1. Rotationskörper (Zylinder Kegel) 2. Zusammengesetzte Werkstücke 3. Schnittdarstellung 4. Aufgabenstellungen und Leistungserhebung 5. Verbindende Vorhaben innerhalb IT Teil II: 14 Uhr bis 18 Uhr: CAD in IT (I) 9 (Verknüpfungen) 6. CAD und Textverarbeitung 7. CAD und Tabellenkalkulation 8. Die Koordinatenskizze 9. Baugruppen und Montage 10. Modellierung mit Visual Basic Otmar Wagner

2 1. Rotationskörper 1.1 Zylinder: - horizontale und vertikale Schnitte - Schrägschnitte - Mantellinienverfahren - Raumbilder und Abwicklungen 1.2 Kegel: - Horizontale, vertikale und schräge Schnitte - Ellipse, Hyperbel, Parabel - Mantellinienverfahren, Hilfsschnittverfahren - Raumbilder und Abwicklungen Beispielaufgaben: - CAD-Seite der RSI - TZ-Buch Klasse 9

3 Solid Edge Tutorials Aufgabe: Beispiele am Bildschirm darstellen und unmittelbar in SE nachvollziehen. 1. Solid Edge Part (3D-Ebene) öffnen und das Programmfenster auf etwa 2/3 des Bildschirms einstellen. 2. Internet-Browser hier: Internet Explorer im das restliche Drittel platzieren. Online oder mit gespeicherten Dateien Beispielaufgaben laden, die die Arbeitsschritte zum Erstellen von 3D-Objekten zeigen. Die beschriebenen Befehle und Arbeitsschritte können unmittelbar und individuell geleitet nachvollzogen werden. 3. Beispielaufgaben unter: (Norbert Forster) Für Solid Edge: (Ulrich Weber) (Otmar Wagner) Lernprogramme in Solid Edge beachten! Buch: Einstieg in Solid Edge von Gerhard Lucius ISBN Buch: CAD mit Solid Edge von Bernd Schmid Schlembach

4 2. Zusammengesetzte Werkstücke Werkstücke die Zylinder- und Kegelteile enthalten. Beispiele: 1. Formanalyse durch Skizzen (frei oder Raster) 2. Maße festlegen 3. Konstruktionsweg planen 4. 3D-Modell erstellen 5. 2D-Ableitung und 2D-Konstruktion 6. IT-Verarbeitung (Ablaufplan, Konstruktionsschritte in PPT, Veröffentlichung in HTML und VRML, Variablensteuerung, Exceltabelle, VBA)

5 3. Schnittdarstellung Um die innere Form eines Hohlkörpers klar sichtbar zu machen, werden sie häufig geschnitten dargestellt. Dabei wird die Hälfte, ein Viertel oder ein bestimmter Bereich eines Werkstücks weggeschnitten. Man spricht dann von Voll-, Halb-, oder Teilschnitt. Durch den Schnitt sichtbar gemachte Körperkanten werden als breite Volllinie gezeichnet, die Schnittflächen schraffiert (dünne Volllinie 45 ). Der Abstand der Schraffurlinien ist gleich und richtet sich nach der Größe der Schnittfläche. Bei zusammengesetzten Werkstücken werden nebeneinander liegende Flächen entgegengesetzt schraffiert (45, 135 ). Schnitte können auch winkelig geführt werden. Großbuchstaben und die breite Strichpunktlinie kennzeichnen den Schnittverlauf. a. Vollschnitt b. Halbschnitt c. Teilschnitt d. Schnittverlauf A B C D Normteile wie Schrauben, Rippen und Stege werden nicht geschnitten. A 15 O O Rippe nicht schneiden 60 A 90 SCHNITT A-A R 1 R 4 O 40

6 4. Aufgabestellungen und Leistungserhebung Mögliche Aufgabenstellungen (auch als Leistungserhebung) Im Fach IT gibt es derzeit keine Schulaufgaben. Es können aber, wenn vereinbart, Kurzarbeiten über den Stoff der letzten 6 Stunden gehalten werden. Ansonsten sind Stegreifaufgaben, Praktische Leistungsnachweise und mündliche Beiträge möglich. Die aufgeführten Beispiele sind je nach Umfang der Aufgaben für alle Formen der Leistungserhebung geeignet. Ideal ist, gerade im Fach IT, eine Aufgabemischung aus mehreren Bereichen. 4.1 Handskizze und Plattenkonstruktion Textaufgabe, nach der ein Werkstück skizziert werden soll Dreitafelbild gegeben, Raumbild gesucht Raumbild gegeben, Dreitafelbild gesucht Raumbild gegeben, Abwicklung gesucht Unvollständiges Dreitafelbild Rasterskizze bzw. zeichnung nach Angabe Abwicklung nach vorgegebener Zeichnung Abwicklung und Modellerstellung Maßabnahme und Zeichnung nach einem Werkstück 4.2 Schriftliche Ausarbeitungen Beschreibung eines Werkstücks Erklären von Fachbegriffen CAD-Arbeitsplan (mit Skizzen) Form- und Konstruktionsanalyse Zuordnungsaufgaben (auch digital) Fragen zu Grundwissen, Normen, Verfahren Koordinatenskizze mit Punktangaben 4.3 CAD-Aufgaben 2D-CAD-Aufgaben (entsprechend 3.1) 3D-CAD-Aufgaben nach Angabe 3D-Modell als normgerechte Zeichnung ausdrucken 4.4 CAD-Anwendungen und Einbindung in IT Modelle als Abwicklungen Plastische Modelle CNC-Fertigung Präsentation Textverarbeitung Tabellenkalkulation Makro erstellen Projektarbeit

7 5. Verbindende Vorhaben in IT Möglichkeiten zur Verknüpfung in IT/CAD: 1. Solid Edge und Office-Anwendungen 2. SE + Textverarbeitung: Texte bzw. Zeichnungen einbinden 3. SE + Präsentation: Ablaufdarstellungen und Ergebnispräs. 4. SE + Excel: Variablentabelle mit Excelzellen verknüpfen 5. SE + Datenbanken: Teilebibliotheken (Schüler-CD I) 6. SE + Bildbearbeitungsprogramm : Bilder und Grafik 7. SE + VRML(HTML): Internetseiten erstellen 8. SE + 3D-Welten: Rhino, Cinema, 3D-Studio Max (Gmax) 9. SE + OLE: Objekt Linking and Embedding (Einbetten) 10. SE + Modellierung: Makros programmieren (Visual Basic) 11. u. a. m.

8 6. CAD und Textverarbeitung Tutorial: Solid Edge (V9) und Word Objekttyp wählen Hier einfügen (z. B. Tabelle Menü Einfügen: Objekt 1. Öffnen eines neuen Word-Dokuments. 2. Die Stelle, an der ein Solid Edge-Objekt eingefügt werden soll, wird markiert (z. B. die Spalte einer Tabelle) 3. Einfügen eines Objekts: hier: Solid-Edge-Draft-Document 4. Solid Edge wird als Fenster in geeigneter Größe innerhalb des Word- Dokuments geöffnet. Solid Edge Draft Markierte Fläche, in die das Objekt eingefügt wird 5. Es können uneingeschränkt alle Solid Edge- Funktionen eingesetzt werden: 3D-Ableitung, Zeichnen, Bemaßung, Text Die Zeichnung wird automatisch in das Dokument eingebettet und kann jederzeit weiter bearbeitet werden (Doppelklick). 7. Die Größe kann wie bei allen Bildformaten mit den Ziehpunkten verändert werden. Hinweis: Wenn es schnell gehen soll, lassen sich auch einzelne Objekte in erstaunlich guter Qualität über die Zwischenablage in das Word-Dokument einfügen.

9 7. CAD und Tabellenkalkulation Tutorial: Solid Edge (V9) und Excel 1. Laden eines vollständig parametrisierten Körpers (= alle Maße müssen angegeben sein) Parametrisierter Körper Variablentabelle Exceltabelle Wert kopieren 2. Öffnen der Variablentabelle (im Menü Extras ) 3. Eine Exceltabelle als schmales Fenster daneben stellen. 4. Die Maße erscheinen in der Variablentabelle in der Spalte Wert und als Typ Dim. Die Namen legt das System zunächst als fortlaufende Nummer z. B. V711 fest. 5. Diese Namen werden nun in geeignete Fachausdrücke abgeändert (z. B. Breite ) und in die Exceltabelle übertragen (erste Zelle: Breite, zweite Zelle Wert: z. B. 30 ). 6. Den Wert aus der Excelzelle kopieren und in die entsprechende Zeile der Variablentabelle eine Verknüpfung einfügen. 7. Auf diese Weise werden alle Werte der Variablentabelle mit der Exceltabelle verknüpft. 8. Es reicht nun aus, die Werte in der Exceltabelle zu ändern, um beliebige Formvariationen am Solid- Edge-Körper vorzunehmen. Hinweis: Der Pfad für die Verknüpfungen muss natürlich immer erhalten bleiben.

10 8. Koordinatenskizze (KIR) 1. Laden eines vollständig parametrisierten Körpers (= alle Maße müssen angegeben sein) 2. Messen (im Menü Extras ) auswählen Punkt P anzeigen 3. Befehl: Element abfragen Punkt P Punkt P 40,0,40 Koordinatenwerte X, Y, Z 4. Der Ursprung (= Nullpunkt) wird durch ein Koordinatenkreuz gekennzeichnet. 5. Nun können die Koordinatenwerte von beliebigen Punkten abgefragt werden. Dabei steht, wie im Weltkoordinatensystem üblich, der erste Wert für die x-, der zweite für die y- und der dritte Wert für die z-koordinate. 6. Damit steht ein ideales Werkzeug zur begleitenden Arbeit mit der isometrischen Koordinatenskizze (KIR) zur Verfügung. 7. Die isometrische Rasterskizze ermöglicht den genauen Eintrag der Koordinatenpunkte von Hand. Sie ist das manuell erstellte Pendant zur Rechner gestützten Konstruktion und eine unerlässliche Hilfe im Umgang mit 3D-CAD. Ursprung 0,0,0

11 9. Baugruppen und Montage 3D-CAD mit Solid Edge: Zusammenbau mit Assembly locker / fest Beziehungen: 1. an-/aufsetzen 2. ausrichten 3. axial ausrichten 4. einfügen (unten selten) Hier den Ordner wählen, in dem sich alle Teile befinden Teil per drag+drop herein ziehen Das Teil kann mit Umschalt + RM gedreht werden Beziehungsliste: Hier werden alle gesetzten Beziehungen gezeigt. Sie können jederzeit wieder aufgerufen und geändert werden (wenn der Offset z.b. beweglich statt fest eingestellt sein soll) Nachdem der Beziehungstyp gewählt wurde werden die Teile platziert: 1. Platzierungsteil 2. Element von Platzierungsteil 3. Zieltei 4. Element von Zielteil Mit Hilfe des Offset kann die Beziehung veränderlich (beweglich) oder fest eingestellt werden. Durch den Offsetwert wird der Abstand der beiden Teile voneinander bestimmt.

12 10. Modellierung mit Visual Basic Die Variablentabelle in Solid Edge enthält Parameter, die veränderbar sind und verknüpft werden können. Durch den Zugriff auf diese Werte lassen sich beliebige Veränderungen an Werkstücken durchführen und automatisieren. Ein geeignetes Werkzeug zur Erstellung von solchen Prozeduren (Makros) ist Visual Basic. Der Programmcode muss so definiert werden, dass ein Zugriff auf die Werte der Variablentabelle möglich ist. Die VB-Vollversion erlaubt das Erstellen von programmunabhängigen Makros (exe-dateien). Die VBA-Applikationen der Office-Programme könnendies nicht, ermöglichen aber in gleicher Weise das Erstellen des Programmcodes. Beispiele: