Témata
Reklama

Koncepční návrh stroje je hrou. Doslova...

22. 11. 2011

Nadpis tohoto článku není žádnou nadsázkou - společnost Siemens PLM Software zasadila svůj nový modul, o kterém bude v následujícím článku řeč, do prostředí enginu Nvidia PhysX používaného ve většině dnešních počítačových her.

Podle hesla „Proč objevovat znovu kolo“ využila již vyvinuté a osvědčené prostředí pro svůj záměr nabídnout strojírenským firmám, které se zabývají konstrukcí výrobních a obráběcích strojů, možnost jejich virtualizace již v koncepční fázi. To přináší možnost časových a finančních úspor v průběhu následné realizace.

Reklama
Reklama

NX Mechatronics Concept Designer

Nápad na uvedení nového modulu vznikl poptávkou firmy zabývající se výrobou obráběcích strojů, zda by nebylo možné již v koncepční fázi návrhu stroje implementovat do zjednodušeného modelu stroje požadavky na jeho funkčnost. Podmínkou bylo, aby mohly být tyto požadavky následně využity v průběhu detailní konstrukce, návrhu elektrovybavení a též automatizaci stroje. Tento požadavek stál za vznikem modulu NX Mechatronics Concept Designer. Modul NX Mechatronics Designer je součástí CAx systému NX, nicméně může fungovat i jako samostatná aplikace.

Koncept stroje se zadanými kinematickými vazbamiJak bylo řečeno již v prvním odstavci, vývojáři přišli s možností postavení základů nového modulu na herním enginu Nvidia PhysX, díky němuž získali odzkoušené virtuální fyzikální prostředí, ve kterém je možné velmi dobře v reálném čase simulovat chování předmětů v prostředí blížícímu se reálnému světu.

Sen

Představme si, co se děje, když firma dostane zakázku na výrobu výrobního stroje. V co možná nejkratším čase je nutné vytvořit koncept stroje a následně rozjet jeho detailní konstrukci, konstrukci elektrovybavení, konstrukci pneumatického či hydraulického vybavení a zároveň i práce na oživení stroje za pomoci hardwarového a softwarového vybavení. Otázkou je, jakým způsobem jsme dnes schopni rozšířit mezi veškeré zúčastněné všechny potřebné informace.

Nastavení časových posloupností jednotlivých operacíMůžeme vytvořit blokové schéma stroje, vývojový diagram či časový diagram a na základě těchto dokumentů vytvoříme soupisku mechanických, elektrických a elektronických komponent atd. Slovy klasika: „To máte krovy, latě, tašky, hřebíky, ...“ Na podkladě všech těchto dokumentů pracují jednotlivé týmy na své části a na konci se tyto části sejdou, složí dohromady ve formě prototypu a v lepším případě vše chodí jak má, v horším případě se musí stroj upravit, kde úprava může opět projít celé kolečko od konstrukce až po finální montáž.
Zařazení řídicích senzorů

Nebo...

Nebo si představme, že máme k dispozici virtuální prostředí, které věrně simuluje fyzikální prostředí našeho světa, kde můžeme na základě vstupních požadavků vytvořit jednoduchý funkční model stroje (mechatronický koncept) a následně zkoumat jeho chování v reálném čase. Dále si představme, že je možné v tomto modelu – konceptu – velice jednoduše provádět studie různých možných variant v reálném čase a následně tyto varianty optimalizovat.

Doplňování detailní konstrukce Přidejme možnost propojit ovládací prvky mechatronického konceptu s dalšími nástroji umožňujícími simulaci řídicích prvků a studovat odezvy v reálném čase. Zároveň je možné jednotlivé operace řadit v časové ose či nechat operace ovládat senzory, které je budou řídit. Další možností využití mechatronického konceptu je studium dopadů „nepředvídaných“ situací, díky možnosti manuálních zásahů do průběhu samotné simulace. Ze všech těchto studií získáváme přehledným způsobem informace o veškerých funkčních požadavcích na stroj. Získaný virtuální model se tak stává jediným nositelem veškerých vstupních informací a podkladem pro detailní rozpracování ve všech disciplínách konstrukce. Díky tomu dostávají všichni členové realizačního týmu možnost získat kdykoliv pouze aktuální informace, čímž se výrazně eliminuje možnost vzniku chyby.
Detailní konstrukce stroje

Skutečnost

Tato představa je zhmotněna do nového modulu CAx systému NX – modulu NX Mechatronics Concept Designer. Modul NX Mechatronics Concept Designer dostupný od verze NX 7.5.1 umožňuje přesunout fázi ověření koncepce stroje od zkoušky prototypu ještě před jeho konstrukci, tj. k zadání požadavků na mechatronickém konceptu stroje, který neobsahuje detailní provedení, ale obsahuje veškeré funkční informace, ze kterých mohou jednotlivé týmy podílející se na detailní konstrukci a oživení vycházet. A protože je NX Mechatronics Concept Designer součástí systému NX, je možné následně jednotlivé části konceptu doplňovat o detailní konstrukce, v případě potřeby okamžitě reagovat na nesrovnalosti a na konci získat funkční model stroje, a to jak ve virtuálním, tak ve skutečném prostředí.

Náhled na jednotlivé varianty stroje v prostředí Teamcenter

Úplnou samozřejmostí je možnost uložit jednotlivé funkční celky stroje do knihovny NX Reuse Library a v případě potřeby opět použít a ušetřit si tak značnou část práce při tvorbě dalších podobných konceptů.

Zdá-li se vám toto všechno málo, pojďme ještě dál: Když už můžeme mít v modelu připravený koncept ovládání stroje, proč jej nevyužít jako základ pro programy v řídicích systémech stroje? K tomuto účelu nabízí NX Mechatronics Concept Designer univerzální rozhraní PLCopen XML Control Logic Interchange Standard, což je otevřené rozhraní používané pro přenos informací mezi jednotlivými řídicími systémy, komponenty PLM (Product Lifecycle Management) a dalšími systémy.

Výhody použití NX Mechatronics Concept Designer řešení ještě umocňuje možnost řízení správy dat pomocí PLM systému Teamcenter, do něhož je NX Mechatronics designer jakožto součást systému NX plně integrován. Díky řízenému prostředí správy dat a informací uživatelé získávají absolutní přehled a kontrolu nad svými projekty.
Suma sumárum: NX Mechatronics concept designer je nástroj umožňující společnostem zabývajícím se konstrukcí výrobních a obráběcích strojů přesunout testovací fázi stroje ještě před jeho samotnou konstrukci tím, že test nemusí probíhat až na fyzickém stroji, ale již na jeho funkčním koncepčním modelu. Díky tomu systém NX umožňuje ušetřit nemalé náklady na přepracovávání různých chyb a zároveň získat konkurenční výhodu v kratším termínu dodávky stroje zákazníkovi.

Filip Nechvátal

Siemens PLM software
urbankova.eva@siemens.com
www.siemens.cz/plm
www.control-xml.com

Reklama
Vydání #11
Kód článku: 111150
Datum: 22. 11. 2011
Rubrika: Software pro strojaře / CAD/CAM/CAE
Autor:
Firmy
Související články
Nové funkce při výpočtu rozvinů

Software TDS-Technik je zaměřen na usnadnění práce konstruktérů ve 2D a 3D CAD systémech. Obsahuje databázi normalizovaných dílů, funkce pro vytváření a zpracování kusovníků a verzi pro 2D CAD pak doplňují příkazy pro kreslení značek technického kreslení, editaci kót, pozicování a další možnosti, které zvyšují produktivitu při tvorbě výkresové dokumentace. Kromě těchto funkcí, instalovaných přímo do prostředí CAD systému, obsahuje software TDS-Technik další části, které lze využívat nezávisle.

Konstrukce z profilů rychleji a lépe

Konstrukce z profilů v SolidWorks se dají řešit několika způsoby. Následující článek představuje tři z nich.

Edgecam pomohl zvýšit míru ziskovosti

Milltech Precision Engineering Ltd. je dodavatelem výrobků přesného strojírenství pokrývající široké spektrum průmyslových odvětví. Aby firma zabránila poklesu svého zisku následkem rostoucích vstupních nákladů a stále silnějšího tlaku na výslednou cenu zakázek, využívá kombinaci zakázkové tvorby upínacích systémů a efektivního programování ve špičkovém CAD/CAM softwaru Edgecam.

Související články
3D tisk na MSV v Brně

Letošní expozice na MSV ukázala, že oblast 3D tisku - nebo obecněji technologií Rapid Prototypingu - se začíná zabydlovat v běžné průmyslové praxi a že s ní lze počítat jako s jednou z možných technologií pro výrobu vhodných typů výrobků.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
NX 9 zvyšuje produktivitu při vývoji výrobků

Poslední verze softwaru Siemens NX (NX 9) přináší nové možnosti a průlomové technologie, které poskytují zvýšenou flexibilitu při vývoji produktů a vyšší produktivitu při vývoji výrobků.

Jaký zvolit CAD/CAM software?

Jaká základní pravidla volby technologického CAD/CAM řešení by potenciální kupec nebo zájemce neměl opomíjet?

Za softwarem do terénu

Společnost 3e Praha Engineering uspořádala během letošního podzimu dvě uživatelská setkání zaměřená na CAD/CAM/CAE/PDM systémy, konkrétně Surfcam a SolidWorks.

Robotmaster - CAD/CAM pro roboty

Robotmaster není jen off-line programovací software, ale opravdový CAD/CAM pro roboty! Od běžného off-line softwaru se liší hlavně v tom, že klasický off-line programovací software byl vyvinut s cílem napodobit programování robota "výukovým způsobem", bod po bodu. Následně bylo do těchto softwarů implantováno mnoho dalších převážně CAD funkcí, tak, jak to bylo třeba kvůli digitalizaci výroby. Tím ale došlo k tomu, že off-line programovací systémy kladou větší důraz na řízení a kontrolu rukama uživatelů, nikoliv však už tolik na automatizaci procesů. Oproti tomu Robotmaster nabízí stejný komfort programování, na jaký byli technologové zvyklí v případě programování NC strojů pomocí CAD/CAM systémů.

Stanovení teploty v odlučovači strusky pomocí počítačové simulace

Extrémní teploty ve vysoké peci nedovolují měření v určitých částech během výrobního procesu. Ve společnosti TRB měří vnější teplotu povrchu odlučovače strusky pomocí termovize. Pro určení teploty uvnitř odlučovače ale nelze použít experimentální metody, a tak přichází na řadu počítačová simulace, která dokáže vypočítat rozložení teploty na základě poskytnutých vstupních dat.

Software pro strojaře - úvod

Oborová příloha strojírenského měsíčníku MM Průmyslové spektrum.

Virtuální realita přináší správná rozhodnutí

Když v roce 2011 provedla ESI Group akvizici předního evropského vývojáře softwarových řešení založených na technologii virtuální reality - německé společnosti IC.IDO ("I see I do") -, stala se Mecas ESI výhradním dodavatelem této moderní technologie pro zákazníky nejen z České republiky, ale i ze Slovenska, Maďarska, Polska, ze Slovinska, Rumunska, Bulharska a ze států bývalého Sovětského svazu.

Modelování klimatizačních systémů v Comsol Multiphysics

Klimatizace (air conditioning) je zařízení pro úpravu vzduchu v uzavřených prostorech. Její základní funkcí je nasávání venkovního vzduchu, který následně filtruje, upravuje jeho teplotu a vlhkost na požadované hodnoty a dopravuje na požadovaná místa. Často se kromě pojmu klimatizace používá ještě obecnější pojem HVAC (heating, ventilation and air conditioning). V souhrnu se jedná o obor, který se zabývá mikroklimatem uvnitř budov, místností nebo dopravních prostředků. V našem článku se tyto dva pojmy budou do určité míry překrývat. V některých situacích je možné klimatizační jednotky využít i pro ohřev čerstvého vzduchu, mohou tedy plnit funkci topení. Této problematiky se v článku také okrajově dotkneme.

InventorCAM - integrovaný CAM pro Autodesk řešení

InventorCAM se začal v našich podnicích objevovat zhruba před sedmi lety, o něco později, než jeho dvojče SolidCAM. Po úspěchu s integrací do SolidWorksu se tenkrát izraelská společnost SolidCAM Ltd. rozhodla doplnit své partnery také o firmu Autodesk. InventorCAM, jak název správně napovídá, je CAM systém určený pro Autodesk Inventor. Jak dalece je toto konstatování odůvodněné, se pokusíme popsat v tomto článku.

SW nástroje pro výpočtové modelování

V poslední době je firma Autodesk velmi plodná v uvádění na trh nových programových nástrojů pro výpočtové modelování. V současné době nabízí několik produktů, které dokáže oslovit široké spektrum uživatelů z nejrůznějších oborů. Zaměřme se na ty řekněme ryze strojařské.

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