Témata
Reklama

Synchronní technologie

11. 06. 2008

Rok 2008 je průlomovým pro historii 3D CAD konstrukce. Nedávné rozšíření možností CAD systémů o prvky umožňující real-time modelování se zachováním vazeb na původní model tělesa vyústil v rozšíření možností úprav pomocí prvků přímého modelování založených na systémech používajících parametrické modelování vycházející z historie. Tato vylepšení položila nový základ pro další revoluční technologický skok – synchronní technologii.

Synchronní technologie představuje průkopnické řešení v interaktivním 3D objemovém modelování, které je integrováno do nových verzí systémů NX a Solid Edge společnosti Siemens PLM Software. Kombinací zevrubného posouzení geometrie modelu uživatelem, definovaných vztahů a parametricky řízených rozměrů spolu s následnou lokalizací závislostí v reálném čase nabízí synchronní technologie to nejlepší z obou přístupů.

Kontrola nad editací poddefinovaného modelu

Na jednom konci řady mějme model, který je zcela poddefinován, tj. nemá pro svou geometrii žádné vazby. Často jsou takové modely produktem překladů mezi různými CAD systémy. Takovýto model neobsahuje žádné geometrické vazby ani parametrické podmínky pro rozměry.

Obrázek 1 znázorňuje model lože čepu, které je zcela poddefinované. Uživatel musí provést změnu, která posune zvýrazněný válcový otvor o danou hodnotu směrem nahoru. Jelikož je model zcela poddefinovaný, nejsou zde žádné řídicí rozměry, které by umožnily uživateli provést parametrickou modifikaci polohy válcového otvoru. Vzhledem k absenci vazeb dojde posunutím otvoru pouze k posunutí otvoru čepu, avšak tím získáme cela neuspokojivý výsledek (viz obr. 2), jelikož model ztrácí nepsanou, avšak očekávanou podmínku zachování konstantní tloušťky lože. Každý konstruktér si umí na první pohled domyslet, že lože čepu má zůstat soustředné s jeho vnějším povrchem a že boční zkosené hrany mají zůstat k tomuto vnějšímu povrchu tečné. Uživatel v tomto případě mohl při výběru prvků pro posunutí vybrat i vnější plochu čepu, tak, aby se tyto posouvaly zároveň, avšak bez přidání trvalých vazeb nemůže dosáhnout zachování požadovaného zkosení hran, jak je znázorněno na obrázku 3.

S použitím synchronní technologie může být stejná úprava prováděna na zcela poddefinovaném modelu s tím rozdílem, že nyní systém zcela automaticky rozezná v reálném čase výše zmíněné silné geometrické vazby a zachová jak soustřednou vazbu obou válců, tak tečnost zkosených hran (obr. 4). Uvědomme si, že tato změna byla provedena pouze posunutím vnitřní válcové díry. Stejného výsledku bychom dosáhli také uchopením a posunutím pouze vnějšího povrchu čepu.

Editace plně definovaného modelu

Nyní se podívejme na druhý konec řady a prozkoumejme chování synchronní technologie v rámci parametrického, plně definovaného modelu. Obrázek 5 zobrazuje model s referenční kótou mezi dvěma dírami umístěnými v základně. Tato kóta je zároveň řídicí kótou pro vzdálenost středu lože čepu, která je parametricky dána jako 0,75násobek vzdálenosti mezi dírami v základně. Tento vztah tedy reprezentuje parametrickou závislost, která musí být zachována, přestože model projde změnou.

Obrázek 6 ukazuje, že konstruktér může použít přímý posun pro zaoblení na konci základny a synchronní technologie současně rozezná, že soustředná díra tvoří se zaoblením soustřednou vazbu, a tuto díru automaticky přidá do výběru k posunutí. Posun je realizován pomocí prvku move face přímého modelování. Tak jako se bude zvětšovat základna, bude se posouvat i soustředná díra v základně a zároveň zůstane zachován vztah mezi základnou a ložem čepu, který se bude současně měnit v závislosti na posunu základny a díry. Obrázek 7 zobrazuje výsledek tažení konce základny o 30 mm. Všimněme si, že parametrický vztah určený rovnicí byl zachován a je tak demonstrováno propojení synchronní technologie s parametrickými vazbami zadanými uživatelem.

Reklama
Reklama
Reklama
Obr. 1. Zcela poddefinovaný model lože čepu
Obr. 2. Neuspokojivý výsledek posunutí otvoru
Obr. 3. Chybějící podmínka pro zkosení hran
Obr. 4. Táž úprava na zcela poddefinovaném modelu s použitím synchronní technologie
Obr. 5. Parametrický plně definovaný model
Obr. 6. Úprava parametrického modelu pomocí synchronní technologie
Obr. 7. Zachování vazeb po úpravě

Přímé 3D skicování

Synchronní technologie v sobě ukrývá samozřejmě i mnoho zajímavých možností pro vlastní modelování. Propojení řešičů pro 2D a 3D prostředí v systém, který řeší úlohu zároveň, umožňuje přímé 3D skicování. Na sekvenci tří obrázků (na obr. 8) vidíme skicování ve 3D prostředí a následné tažení skici, aniž by byla uzavřena, a to pomocí dynamických úchopů, které uživateli usnadňují práci se vznikajícím tělesem. Logika systému je připravena automaticky rozeznat, jedná-li se při tažení tělesa o přidání, či odebrání materiálu (v tomto případě je možno materiál pouze přidávat). Vzniklé těleso může být řízeno kótou nebo vazbami na jiná tělesa.

K definici profilu je možné použít otevřenou 2D skicu navázanou na 3D geometrii. I v tomto případě získáme jednoduchým tažením horní část lože hřídele, jak je naznačeno na obr. 9. Oblasti pro další operace mohou být též vytvořeny jako jednoduché křivky rozdělující povrch. Na obrázku 10 rozděluje povrch jediná přímka umožňující provést přímé úpravy jednotlivých částí povrchů.

Díry jsou většinou umisťovány na rovných plochách, avšak občas je nutné díru umístit na plochu zakřivenou, jak je tomu u díry pro pojistný šroub na obrázku 11. Synchronní technologie umožňuje tuto díru umístit přímo na zakřiveném povrchu, a to tak, že její orientace je řízena normálou tohoto povrchu.

Materiál lze též přidávat, odebírat či rotovat přímým výběrem sady povrchů a jejich řízením pomocí geometrických dynamických úchopů. Možný výsledek je vyobrazen na obr. 12.

Obr. 8. Přímé 3D skicování
Obr. 9. Definice profilu navázáním 2D skici na 3D geometrii
Obr. 10. Rozdělení povrchu přímkou
Obr. 11. Umístění díry na zakřiveném povrchu
Obr. 12. Rotování materiálu přímým výběrem sady povrchů

Výhody synchronní technologie

Tak jako budou společnosti zabývající se vývojem výrobků objevovat sílu a rychlost synchronní technologie, budou si zároveň uvědomovat tržní výhody, které jim přináší, což se stane hnací silou k jejímu plnému prosazení. Poté již nebude třeba vracet se k modelům výrobků zaplaveným geometrickými vazbami. Synchronní technologie sama rozezná geometrické podmínky modelu a zachová je v průběhu úprav.

Vydání verze softwaru NX 6 a Solid Edge ST, které synchronní technologii obsahují, se očekává v průběhu léta 2008.

Ing. Filip Nechvátal

Siemens PLM Software

www.siemens.cz/plm

lenka.chabicovska.ext@siemens.com

Reklama
Vydání #6
Kód článku: 80610
Datum: 11. 06. 2008
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.

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