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
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
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.

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.

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.

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.

Softwarové řešení pro přípravu NC programů

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

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.

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