نقشه کشی صنعتی و جایگاه آن در صنعت

در زمان های قدیم حتی سال های قبل از میلاد برای نشان دادن و معرفی قطعات و وسایل صنعتی از نقشه هایی استفاده می کرده اند که بطور کامل گویا نبوده و از قواعدی که همگان آن رادرک کنند بهره ای نداشته است ودر موقع نقشه خوانی با مشکلاتی روبرو می شوند تا اینکه آقای لئوناردو داوینچی نقاش و مجسمه ساز ایتالیایی (۱۴۵۹-۱۵۱۶) طراحی را ارائه نمود وطبق قواعدی جسم سه بعدی را روی صفحه ی دو بعدی با رسم تصاویر نشان داد که دراین حال نقشه ها گویا تر وقابل فهم تر شد.

سپس دانشمندان وریاضی دانان اروپایی فعالیت او را دنبال کردند تا اینکه گاسپارمانژ اهل فرانسه در سال ۱۷۹۸هندسه ترسیمی را معرفی نمود و این علم پایه و ریشه نقشه کشی صنعتی شد و امروزه از همان اصول استفاده می شود

نقشه کشی صنعتی و جایگاه آن در صنعت

نقشه کشی صنعتی همان زبان تکنیک یا زبان صنعت است .زبانی که تراوش فکر مهندسان و طراحان را به تصویر می کشد .

مهارت نقشه خوانی و نقشه کشی در مهندسی مانند سواد خواندن و نوشتن می باشد. نقشه کشی در حقیقت نوعی زبان محاوره در علوم مهندسی می باشد که اطلاعات مورد نیاز از یک قطعه، ماشین، سازه، و یا یک طرح را به روشنی و بدون ابهام بیان می کند. این اطلاعات شامل شکل هندسی، نحوه قرار گرفتن و اتصال اجزاء مختلف، مشخصات فیزیکی و هر گونه اطلاعات ضروری می باشد. بنابراین هر مهندس لازم است که به این زبان مسلط باشد و بتواند به راحتی از طریق آن به تبادل اطلاعات با سایر مهندسین بپردازد. حداقل مهارت مورد نیاز برای یک مهندس نقشه خوانی است و البته توصیه می شود که نقشه کشی را نه لزوما بطور حرفه ای نیز بداند. هر مقدار تسلط به نقشه خوانی و نقشه کشی بیشتر باشد، شخص سریعتر و راحت تر می تواند ایده های خود را به دیگران منتقل کند و ایده های دیگران را درک کند.

درحقیقت نقشه حاوی تمام اطلاعات اعم ازاندازه قطعه ،جنس قطعه، مقدار پرداخت و یا هر سوال دیگری که ممکن است برای تراشکار هنگام تراش قطعه پیش بیاید می باشد(نتیجه می گیریم که یک تراشکار حرفه ای نیز باید علم نقشه کشی را بلد باشد )

درواقع می توان گفت که  نقشه کشی در صنعت مانند پلی است که دفاتر طراحی را با کارگاه های ساخت و تولید مرتبط می سازد.

استانداردهای نقشه کشی

با پیدایش صنعت و پیشرفت در این زمینه سعی شد که راه های بهتر و دقیق تری برای رسم تصاویر و نشان دادن اندازه ها و مشخصات اجسامی که باید ساخته شود ، بیابند. تنوع قطعات صنعتی و مکانیزم ساخت آنها موجب پیدایش یک سری علایم و قرارداد هایی در صنعت و بخصوص در نقشه کشی شد که باعث بهبود در ساخت و کیفیت قطعات شده است. پراکندگی علایم وقراردادها در کارخانجات مختلف، کشور های صنعتی را بر آن داشت تا این علایم و قرارداد ها را به صورت یکنواخت و واحد در آورند. متفکران و مهندسین در عصر صنعت علی رغم عدم توافقهایشان ، همگی بر این امر معتقد بودند که استاندارد کردن کارآیی را افزایش می دهد و با به کار گیری استاندارد بسیاری از مشکلات را می توان از بین برد. در این راستا نخستین موسسه ملی استاندارد در سال۱۹۰۲در انگلستان وسپس در۱۹۱۶ در هلند و ۱۹۱۷ درآلمان تاسیس شد. بدنبال آن استاندارد DIN که استاندارد صنعتی آلمان است گسترش پیدا کرد، ودرزمینه نقشه کشی صنعتی فعالیت وسیعی آغاز شد. در سال ۱۹۲۶ اتحادیه ای متشکل از ۲۰ موسسه استانداردملی ازکشورهای مختلف به نام اتحادیه بین المللی موسسات استانداردملی استاندارد ISA تشکیل شد ،اما با پیشرفت تکنولوژی و نیاز به ارتباط صنعتی بین شرکتها ، لزوم ایجادیک سازمان بین المللی استاندارد مورد توجه قرار گرفت و در سال ۱۹۴۷ سازمان ISO تشکیل شد وشروع به کار نمود . کشور ایران در سال۱۳۳۲ اولین موسسه استاندارد خودرا تاسیس نمود ودرسال۱۳۶۰ به عضویت ISO درآمد.

بعضا کشورهااز استانداردهای مخصوص به خوداستفاده می کنند ولی درکل می توان گفت که تفاوتی عمده با هم ندارند برای آشنایی بیشتر شما استانداردهای چندکشور(یا قاره )آورده شده است:

استاندارد کشور یا قاره           علامت اختصاری

امریکا ………………………………………………….. ANSI

اروپا …………………………………………………………… CE

استرالیا…………………………………………………….SAA

کانادا ……………………………………………………… CSA

ایران ……………………………………………………. ISIRI

انگلستان …………………………………………………. BSI

ایتالیا ……………………………………………………… UNI

روسیه ……………………………………………….. GOST

ژاپن ………………………………………………………. JISC

فرانسه …………………………………………………………NF

آلمان ……………………………………………………… DIN

مفاهیم اولیه

همانطور که می‌دانید در نقشه کشی با خط و نقطه و سطح و حجم سر و کار داریم. طبق تعاریف نقطه را بی‌بعد، خط را یک بعدی، سطح را دو بعدی و حجم را سه بعدی درنظر می‌گیریم. ما در نقشه کشی با توجه به اینکه می‌خواهیم قطعه خود را بر روی کاغذ ترسیم کنیم می‌بایستی با استفاده از یکسری قوانین حجم سه بعدی را به صورت دو بعدی نشان دهیم و برای این منظور از یکسری قوانین یکسان (استاندارد) استفاده می‌کنیم که در ادامه به آن خواهیم پرداخت.

نقشه مهندسی

نقشه‌ای که به طور کامل تمام اطلاعات مورد نیاز برای یک قطعه یا مجموعه‌ای از قطعات مونتاژ شده را در بر داشته باشد را نقشه هندسی گویند. این اطلاعات می‌تواند شامل اطلاعات ساخت، مونتاژ، ماشینکاری و غیره باشد.اطلاعاتی که در یک نقشه معمولا ارائه می‌شود:

– شکل هندسی قطعه یا Geometry: طراح با ایجاد نماهای مختلف از جسم سه بعدی بر روی کاغذ ایده خود را انتقال می‌دهد. لذا برای اینکه بتواند نماهای مختلف جسم را ترسیم نماید ملزم به استفاده از یک قوانین خاص است تا با یک نظم مشترک در تمام نقشه‌ها انتقال ایده به بیننده نقشه به راحتی صورت گیرد.

– ابعاد قطعه یا Dimension: پس از انتقال تصویری از جسم و قطعه نوبت به انتقال اندازه و مقیاس جسم به خواننده نقشه است. گاهی اوقات نقشه توسط یک سازنده بررسی می‌شود، برای ساختن قطعه نیاز به ابعاد و اندازه‌های دقیق از قطعه است. طراح با ابعاد گذاری در نقشه این اطلاعات را به خواننده نقشه انتقال می‌دهد. برای همین منظور از یک سری استانداردهای بین المللی جهت ابعاد گذاری در نقشه استفاده می‌شود.

– میزان انحراف مجاز از ابعاد قطعه یا Tolerance: با توجه به محدودیت‌های ساخت هیچ وقت اندازه‌ای که در نقشه تعیین شده است بدست نمی‌آید لذا طراح با توجه به محدودیتهای تولید و یا روش تولید و موقعیت مونتاژی قطعه، میزان انحراف مجاز از ابعاد قطعه را تعیین می‌کند. این آیتم نیز در نقشه با علائم و استاندارد مخصوص به خود مشخص می‌شود.

– مواد بکار رفته در قطعه یا Material: یکی دیگر از اطلاعات مهمی که در یک نقشه مشخص می‌شود، جنس قطعه است که در جدول اطلاعات مربوط به جنس قطعه و یا حتی عملیات حرارتی لازم برای قطعه تعیین و مشخص می‌شود.

–کیفیت‌سطح یا  Surface finishing‌: برای قطعاتی که ماشینکاری و یا حتی ریخته‌گری می‌شوند یک محدوده و رنجی را با توجه به موقعیت استفاده آن ناحیه از قطعه برای صافی سطح تعیین می‌کنند. این حدود نیز با علائم خاصی بر روی نقشه مشخص می‌شوند. مثلا کیفیت سطح یک میل لنگ موتور خودرو در محل نشست یاتاقان بسیار مهم است و سازنده میل لنگ با توجه به محدوده‌ای که توسط طراح تعیین شده است ملزم به ایجاد کیفیت سطح مناسب است.

استانداردهایی که در نقشه کشی صنعتی معمولا مورد استفاده است استانداردهای گروه ایزو یا ASME Y14.5M (2009)  می‌باشد.

مقیاس نقشه

مقیاس نقشه عبارت است از عددی کسری که از نسبت اندازه طول ترسیمی به اندازه طول واقعی بدست می‌آید. عموما در معماری از مقیاس‌های کاهشی جهت کوچک‌تر نشان دادن موضوع استفاده می‌کنند. ولی معمولا در طراحی‌های صنعتی و قطعات فلزی از مقیاس‌های افزایشی استفاده می‌شود.

مثلا: ۱:۲ (خوانده می‌شود یک به دو) بیانگر این است که هر اندازه‌ای که شما در نقشه می‌بینید نصف اندازه واقعی طرح است. و یا ۱۰۰:۱ (خوانده می‌شود صد به یک) بیانگر اینست که اندازه‌های موجود در نقشه ۱۰۰ برابر بزرگتر نشان داده شده اند.

صفحات ترسیم

از برخورد سه صفحه دو به دو عمود بر هم در فضا هشت ناحیه ایجاد می‌شود. هر حجمی که در هر یک از این هشت ناحیه قرار بگیرد، تصویر حجم بر روی این سه صفحه متفاوت خواهد بود.

برای رسم سه تصویر از یک جسم، آن را داخل یک کنج سه قائمه، طوری در نظر می‌گیریم که ابعاد اصلی آن یعنی طول، عرض و ارتفاع هر یک موازی با یکی از صفحات آن کنج باشد. سپس جسم را بر روی سه صفحه کنج تصویر می‌کنیم.

سه نمای پر کاربرد در ترسیم طرح عبارتند از:

نمای روبرو یا صفحه روبرو (XOZ)

نمای جانبی یا صفحه جانبی    (ZOY)

نمای افقی یا صفحه افقی  (XOY)

تصویر جسم در صفحه قائم را تصویر از جلو و یا تصویر قائم، تصویر جسم در صفحه افقی را تصویر از بالا و یا تصویر افقی، و تصویر در صفحه جانبی را تصویر از چپ و یا تصویر نیمرخ می‌نامند.

هر حجم را می‌توان از شش جهت دید و به صورت دوبعدی ترسیم کرد. نمای روبرو، نمای پشت، نمای راست، نمای چپ، نمای بالا و نمای پایین.

معمولا در نقشه‌های دوبعدی برای نشان دادن حجم از سه نمای روبرو، جانبی و افقی استفاده می‌کنند.

در نقشه کشی، نمایی از جسم به عنوان نمای روبرو انتخاب می‌شود که دارای بیشترین اطلاعات باشد و از نماهای دیگر جهت تکمیل اطلاعات قطعه استفاده می‌کنند.

پرسپکتیو

یعنی نشان دادن تصویر یک جسم بر روی یک صفحه به نام صفحه تصویر به طوریکه نمایی از جسم سه بعدی در صفحه دوبعدی ترسیم شود که به بیننده حس سه بعدی قطعه دست می‌دهد.

پرسپکتیو‌ها به دو دسته تقسیم می‌شوند:

الف) پرسپکتیوهای مرکزی

ب) پرسپکتیوهای موازی یا تصویرهای موازی که به آگزنومتریک معروف هستند.

معمولا در نقشه کشی از دسته دوم برای ترسیم قطعات صنعتی، نقشه‌های معماری و تصویرهای گرافیکی استفاده می‌شود.

فرق عمده تصاویر آگزنومتریک با پرسپکتیو در این است که خطوط موازی در تصاویر آگزنومتریک موازی باقی می‌ماند ولی در تصاویر پرسپکتیو خطوط موازی در نقطه‌ای به نام نقطعه محو یا نقطه گریز جمع می‌شوند.