Témata
Reklama

CAx systém pro konstrukci strojů a nástrojů

12. 12. 2001

Základním rysem konstrukčního systému Pro/ENGINEER je oboustranná asociativita parametricky popsaných 3D modelů nového výrobku.

Právě asociativita a flexibilní parametrický popis geometrie jednoznačně redukují náklady a zkracují čas při změnovém řízení. Pro/ENGINEER tak vytváří podmínky pro významné zkrácení doby vývoje při současném zkvalitnění konstrukce, protože vývojový tým má možnost ve stejném čase posoudit více konstrukčních variant.
Reklama
Reklama
Reklama

Definice virtuálního prototypu

Konstruktér vytváří model z jednoduchých konstrukčních prvků (Feature Based Parametric Modeling), které reagují definovaným způsobem na požadované změny v návrhu výrobku. K dispozici je celá řada nástrojů pro tvorbu složitých geometrických a pomocných prvků jako například multitrajektoriální vlečení profilů, pokročilé úkosy, rozšířené prostředí pro zaoblování, tvorbu křivek zadáním rovnice nebo průmětu ze dvou křivek atd. Konstruktér je schopen vytvořit složitou, modifikovatelnou geometrii v poměrně krátkém čase. Díky parametrizaci a modifikovatelnosti modelu je pak schopen vytvářet podobné součásti pouhým zkopírováním původního dílu a změnou jeho parametrů ve zlomku času, potřebného pro konstrukci nového dílu nebo sestavy.
Konstrukce finálních výrobků není jen vytváření jednotlivých modelů součástí, ale hlavním cílem vývoje je definice sestavy vyvíjeného zařízení, případně odvození modelové řady výrobků. Konstruktér může vytvořit sestavu z jednotlivých existujících komponent (opakované využití již existujících dílů) nebo nové díly vytvářet přímo v kontextu sestavy. Takto vytvářeným dílům v sestavě je možné stanovit, jak se mají chovat při změnách geometrie sestavy - například po změně rozteče hřídelí převodovky změnit rozteč příslušných otvorů ve skříni převodovky. Je také možné vytvářet komponenty bez geometrie, jako je olej, lepidlo, barva nebo balicí či konzervační materiál, které je potřeba zachytit v kusovníku.
Pro/ENGINEER umožňuje navrhnout a posoudit různé varianty komponent a sestav použitím typových řad, odvozených z již vytvořených modelů. Hotové sestavy je možné modifikovat za použití automatické výměny jednotlivých komponent nebo podsestav a celých konstrukčních uzlů. Sestavy také lze flexibilně modifikovat s použitím nástrojů, jako je předefinování (rozměrů, tvaru geometrie, umístění atd.), smazání, potlačení, změna pořadí nebo vazby komponent v sestavě.
Významnou součástí automatizace konstrukce je také možnost vytváření uživatelem definovaných skupin konstrukčních prvků nebo komponent. Tímto způsobem lze významně zredukovat čas potřebný pro vývoj výrobku zautomatizováním tvorby často se opakujících částí konstrukce, jako jsou např. různé drážky, speciální zápichy, různé otvory, v sestavách skupiny komponent - například čidlo s držákem a patřičnými šrouby. Konstruktér se pak věnuje pouze výběru a umístění skupiny prvků načtených z knihovny. Významná je možnost použití šablon pro jednotlivé typy vytvářených objektů. Tyto šablony mohou obsahovat všechny vnitrofiremní předpisy a normy. Lze tak například definovat předem všechny potřebné parametry, které má obsahovat později generovaný kusovník, zadat měrnou hmotnost materiálu a další potřebné informace.
Systém dovoluje také efektivní konstrukci svarů a svařenců s automatickým zobrazením jejich parametrů (typ, délka, množství spotřebovaného materiálu, cena, čas apod.).
Konstruktér má možnost přímo na 3D modelu definovat vše potřebné pro následné etapy vývoje a výroby. Jedná se především o:
  • snadné definování vazeb (relací) na úrovni skicáře, dílů a sestav;
  • vytváření parametrických poznámek k designu, technologii nebo výrobě v podobě HTML odkazů s přímou vazbou na výrobní dokumentaci;
  • parametrické rozměrové tolerance s využitím předdefinovaných ISO tabulek s automatickým přiřazením tolerančního pole podle nominálního rozměru (například průměru díry nebo hřídele);
  • toleranční analýzy sestav - zjišťování přesahů, vůlí, interferencí mezi komponenty v sestavě;
  • automatické generování hmotnostních charakteristik (hmotnost, plocha, objem atd.) včetně informací o poloze těžiště, hodnoty momentů setrvačnosti apod.
  • Tvorba výkresové dokumentace

    Prostředí pro tvorbu asociativních výkresů je v systému Pro/ENGINEER výkonným nástrojem, umožňujícím vytvořit úplnou výkresovou dokumentaci. Uživatel má k dispozici nástroje pro vytváření knihoven formátů - šablon výkresů, obsahující běžné informace (název, měřítko, hmotnost, textové parametry apod.) a přednastavené pohledy, které se automaticky vyplní a aktualizují, čímž se minimalizuje čas potřebný pro vytváření výkresů. Veškeré typy pohledů se odvozují přímo z 3D modelu s možností individuálně řídit viditelnost skrytých nebo tečných hran. Uživatel může automaticky zobrazit a následně zarovnat umístění kót. Všechny zobrazené kóty pocházejí z modelu součásti nebo sestavy a jsou modifikovatelné přímo z prostředí výkresu. Všechny takto provedené změny jsou přenášeny automaticky do všech dalších úrovní práce (tzn. do 3D modelu, sestavy nebo do NC obrábění). Pro/ENGINEER obsahuje prostředí umožňující kontrolu vzhledu výkresu. Konstruktér je tak schopen vytvořit inteligentní výkres reagující na změnu modelu - například po přidání zápichu automaticky vytvoří detailní pohled.
    Systém automaticky zobrazuje pozice komponent sestavy asociativně s pozicí v kusovníku. Symbol pozice může obsahovat libovolné parametry, například počet kusů, katalogové číslo apod. Pro úplný formát výrobního výkresu může uživatel nadefinovat tabulku obsahující jakékoliv parametry dílů nebo sestavy. Tabulka - kusovník - se automaticky rozšiřuje o jednotlivé řádky v závislosti na výskytu součástí v sestavě. V dalších aplikacích mohou tabulky obsahovat i další údaje, např. zapojení kabelů, ohybové tabulky, kalkulace, montážní postup nebo hodnoty rozměrů podobných součástí z dané řady.

    Konstrukce a simulace chování mechanismů

    Pro/ENGINEER na úrovni sestavy poskytuje nástroje pro návrh a konstrukci mechanismů a následnou simulaci chování. Konstruktér má možnost definovat celou řadu sestavových vazeb, jako např. kloub, posuvný kloub, čep atd. Díky interaktivní manipulaci může pak uživatel velmi rychle ověřit funkci navrhovaného mechanismu. Pro testování funkce nemusí být definována reálná geometrie, ale je možné pracovat se schématem mechanismu v podobě křivek. Výsledkem simulace chování mechanismu může být například obálka pohybu (prostor, do kterého mechanismus při pohybu zasahuje), detekce kolizí pohybujících se komponent nebo trajektorie vybraného bodu ve formě 3D křivky. V případě potřeby provedení pevnostních výpočtů lze předat definovaný mechanismus (geometrie, vazby, drivery) včetně vazeb do modulu Pro/ENGINEER Mechanism Dynamics nebo CAE prostředí Pro/MECHANICA.
    Vytváření inteligentních modelů
    Součástí systému Pro/ENGINEER je také unikátní technologie označovaná jako Behavioral Modeler. Tato technologie umožňuje vytvářet modely, které reagují na změny okolí a zároveň akceptují požadavky konstruktéra na funkci či tvar. Příkladem použití této funkcionality může být konstrukce nádobky ostřikovače. Vstupními požadavky jsou: objem dané velikosti a omezený prostor v zástavbě. Úkolem konstruktéra je navrhnout geometrii nádobky, která splňuje tyto požadavky, a navíc nádobku zkonstruovat tak, aby při dané síle stěny byla minimální výrobní cena. Ve stávající praxi to znamená provést výpočet, změnit parametry, provést výpočet, ..., až se návrh přiblíží požadovanému kritériu (minimální spotřeba materiálu). Pro/ENGINEER zkrátí tento čas tím, že konstruktér vytvoří pouze prvky analýz a systém provede požadovanou optimalizaci na základě měření objemu, který se plní do nádobky a měření velikosti povrchu nádoby, který ovlivňuje množství materiálu spotřebovaného na její výrobu. Pokud dojde ke změně např. zástavbového prostoru, systém automaticky provede nový optimalizační výpočet.

    Podpora standardizace

    Pro/ENGINEER byl rozšířen o novou funkcionalitu v oblasti standardizace a kontroly - ModelCheck. ModelCheck je postaven na nové patentované technologii Shape Indexing, která umožňuje rychlé vyhledání již existujících podobných součástí. V praxi to znamená, že systém v průběhu konstruování neustále sleduje vývoj nové součásti a provádí porovnání s již existujícími díly a průběžně uživatele informuje o stupni podobnosti řešení. To vede k eliminaci konstruování tvarově podobných součástí a zvýšení opakovaného používání již existujících jednou vytvořených modelů. ModelCheck dále automaticky sleduje kvalitu modelů z hlediska dodržování firemních standardů a předpisů pro tvorbu virtuálních modelů.

    Hlavní výhody systému Pro/ENGINEER

    Jednotné integrované prostředí - systém Pro/ENGINEER představuje soubor integrovaných aplikací nejvyšší třídy se 100% funkcionalitou pro modelování komplexních dílů a sestav ve všech odvětvích průmyslu. Byl vyvinut a je podporován jediným výrobcem se silným zázemím, což umožňuje vytvořit asociativní vývojové prostředí, které přináší vysokou produktivitu s vysokým stupněm inovace a technologickým náskokem před konkurencí.
    Plná asociativita - úplná asociativita umožňuje provádět změny v celém vývojovém procesu. V konstrukčním cyklu to znamená jednu z nejdůležitějších vlastností. Proces vývoje je procesem neustálých změn - změna rozměrů, geometrie nebo záměny dílů v sestavě. Veškeré změny na úrovni dílů, sestav a výkresů se promítají v systému Pro/ENGINEER do všech dalších aplikací. Tato obousměrná asociativita v praxi umožňuje využít možností souběžného konstruování (concurrent engineering). Plné využití souběžného konstruování vede k vyššímu stupni inovace, lepší kvalitě, nižší ceně a ke zkrácení celkového času potřebného pro vývoj a přípravu výroby nového výrobku.
    Modulární řešení - díky modulární architektuře a filozofii plovoucích modulů systému je možno navrhnout CAD/CAM/CAE řešení tak, aby odpovídalo potřebám zákazníka.
    Hlavní oblasti řešení na bázi Pro/ENGINEER:
  • průmyslový design;
  • konstrukce strojů a zařízení;
  • konstrukce přípravků;
  • konstrukce tvarově komplikovaných dílů (plastové díly, odlitky, plechové výlisky atd.);
  • konstrukce nástrojů včetně simulací (formy pro vstřikování plastů, slévárenské formy, střižné nástroje apod.);
  • NC výroba nástrojů;
  • CMM - programování měřicích strojů;
  • správa a řízení projekčních dat;
  • simulace chování výrobku;
  • vizualizace dat.
  • Reklama
    Vydání #12
    Kód článku: 11203
    Datum: 12. 12. 2001
    Rubrika: Trendy / CAD/CAM/CAE
    Autor:
    Firmy
    Související články
    Zvyšte potenciál svého 2D CAD softwaru!

    Stále příliš mnoho firem přichází o své finanční prostředky tím, že sice využívají nové technologie, ale ty nezvyšují jejich celkový potenciál. V takovém případě pomůže aplikace DraftSight od Dassault Syst?mes. Pomocí tohoto softwaru lze spouštět stávající DWG soubory a vytvářet nové za zlomek nákladů oproti jiným CAD řešením.

    Simulace v konstrukci - klíč k inovacím

    Dlouho zažitým paradigmatem v průmyslových společnostech je striktní rozdělení konstrukčního a výpočtářského oddělení. To je sice určeno pevnými historicky danými důvody, ale ty v současné době začínají pomíjet. Ve stále více společnostech mají konstruktéři možnost provádět průběžně již během konstrukce jednoduché analýzy a vývojový proces tím zefektivnit. Jak tento trend zachytit a být úspěšní v inovativních řešeních?

    Nové funkce pro automatizaci obráběcího procesu

    Nová verze CAD/CAM softwaru TopSolidAM V7.13 přináší především jednodušší programování s funkcemi, které se velmi snadno používají. Výsledkem je úspora času, které lze dosáhnout díky novému vysoce výkonnému režimu analýzy kolizí a možnosti provádět řadu úloh zcela automaticky, což přináší celkově vyšší úrovně automatizace obráběcích procesů. V nové verzi najdeme i novou strategii najíždění, která zajistí vyšší životnost obráběcích nástrojů.

    Související články
    Aerospace - vlajkový průmysl s extrémními nároky

    Letecký průmysl je ve Francii významným oborem, a tak není divu, že společnost Missler Software získala v této oblasti jedinečné zkušenosti díky spolupráci s většinou subdodavatelů v oboru. To ji spolu s tisíci díly obráběnými pomocí TopSolidCam řadí mezi špičky v leteckých technologiích.

    Reklama
    Reklama
    Reklama
    Reklama
    Související články
    Zlepšení produktivity navrhování a obrábění

    O něco málo více než po roce je tu opět nová verze parametrického 3D modeláře Creo. Jak se povedlo vývojářům do již páté verze Creo zakomponovat požadavky trhu a jaké jsou hlavní směry inovací?

    Příprava CAD modelu součásti pro výrobu

    NC programátoři se velmi často potýkají s problémy týkajícími se různé kvality trojrozměrných modelů potřebné pro programování obrábění. Úpravy mohou být obtížné, protože 3D modely součástí často pocházejí z různých zdrojů.

    Setkávání

    Setkávání uživatelů konstrukčních a technologických softwarů má již dlouholetou tradici. Informace o novinkách, představení nejrůznějších tipů a triků, někdy i možnost si zasoutěžit a v neposlední řadě rovněž výměna zkušeností v neformální atmosféře patří k hlavním bodům programu takovýchto akcí.

    Letadlo poháněné sluneční energií vyrazilo na cestu kolem světa

    Solar Impulse je projekt mající za cíl vyrobit letadlo poháněné sluneční energií, které dokáže obletět Zemi. Letoun je dílem švýcarského psychiatra a vzduchoplavce Bertranda Piccarda, jednoho z pilotů prvního balonu, který obletěl celý svět bez jediné přestávky, a švýcarského inženýra a podnikatele Andrého Borschberga. Vývoj zastřešuje polytechnika v Lausanne a podílí se na něm několik desítek specialistů.

    Konstrukce i technologie snadno, rychle a bezpečně

    CAD/CAM systém TopSolid verze 7.9 přináší v návaznosti na technologickou část další rozšíření možností v oblasti obecné konstrukce.

    Softwarový simulátor stavebního stroje nahrazuje nákladné prototypy

    Vývoj stavebních strojů bývá spojen se stavbou fyzických prototypů nových zařízení. Ty však vyžadují vysoké finanční náklady a množství času. Efektivní řešení dnes nabízejí softwarové simulátory. Společnost Volvo Construction Equipment zařadila do vývoje simulátor „human-in-the-loop“, který vyvinula v nástrojích Matlab a Simulink firmy MathWorks.

    Od správy nástrojů po simulaci NC programů

    V oblasti integrované správy nástrojů u společnosti KHS hraje software pro správu nástrojových dat TDM zásadní úlohu. Tento software zde byl zaveden před čtyřmi lety a v současné době poskytuje 3D modely nástrojů a nástrojová a technologická data pro NC programování, simulaci výroby, seřizování nástrojů, jakož i pro správu skladových zásob.nástrojů, jakož i pro správu skladových zásob.

    Softwarové řešení pro přípravu NC programů

    Firma FANUC nabízí možnost rozšíření svých CNC řídicích systémů o grafické programovací prostředí nazvané Manual Guide i.

    CAM pro CMM

    V posledních letech se ve strojírenství stále více dbá na přesnost výroby a tím i na kvalitu a efektivnost měřicího procesu. Měřicí proces dnes zasahuje i do různých stadií výroby, nejen do závěrečného procesu kontroly výrobku.

    Racionalizace obráběcích operací s podporou CAD/CAM systému

    V roce 2010 společnost Montupet zahájila výrobu na nové obráběcí lince v Laigneville ve Francii s cílem optimalizovat výrobu hlav spalovacích motorů a dalších slévárenských dílců pro automobilový průmysl. Mladý tým zkušebního centra pro podporu a vývoj technologií, který se v průběhu let rozrostl ze dvou na deset lidí, si vybral Missler Software jako ideálního partnera na pomoc při racionalizaci pracovních procesů ve svých závodech. TopSolid CAD a CAM jsou velmi vhodné pro systemizaci procesů obrábění a přesné zdokumentování jednoho každého výrobního postupu.

    Reklama
    Předplatné MM

    Dostáváte vydání MM Průmyslového spektra občasně zdarma na základě vaší registrace? Nejste ještě členem naší velké strojařské rodiny? Změňte to a staňte se naším stálým čtenářem. 

    Proč jsme nejlepší?

    • Autoři článků jsou špičkoví praktici a akademici 
    • Vysoký podíl redakčního obsahu
    • Úzká provázanost printového a on-line obsahu ve špičkové platformě

    a mnoho dalších benefitů.

    ... již 25 let zkušeností s odbornou novinařinou

        Předplatit