Témata
Reklama

Využití CAD systému při konstrukci ostřihovacích nástrojů

18. 06. 2003

Firma Gervah od roku 2000 využívá při konstrukci ostřihovacích nástrojů na hliníkové odlitky CAD systém Solid Edge

Tlakově lité hliníkové odlitky nacházejí uplatnění zejména v automobilovém průmyslu při výrobě hlav motorů, držáků zrcátek aj. Odlitek po vytažení z formy obsahuje řadu technologických prvků, které je třeba odstranit. Jedná se o různé otřepy, předlité otvory, zbytky vtokových soustav apod. Pro sériové opracování odlitků se zpravidla využívají ostřihovací nástroje. Jedním z jejich dodavatelů je společnost Gerwah, s. r. o., Chotěšov.
Reklama
Reklama
Reklama

Solid Edge a import dat

Firma Gerwah využívá dva CAD systémy. Z důvodu vazby na některé zákazníky vlastní jednu licenci Pro/Engineer, zatímco další dvě pracoviště jsou vybavena CAD systémem Solid Edge. Konstrukce nástroje začíná zpravidla dodávkou dat od zákazníka. Tato data jsou v některém obecném výměnném formátu, jako STEP, IGES nebo Parasolid. Kvalita modelu závisí samozřejmě na systému, z něhož pochází. V posledních verzích Solid Edge V12 a zejména V14 došlo k obrovskému rozšíření funkčnosti jak v oblasti překladačů a oprav importovaných dat (healing a stitching), tak v práci s plochami, takže lze opravit i velmi nekonzistentní modely a použít je pro další práci. Obecně nejkvalitnější modely bývají v Parasolidu, kde je kvalita překladu v podstatě stoprocentní; velmi dobré výsledky dává rovněž STEP. Velice dobře fungují také přímé importy z Pro/E, Unigraphics a z I-DEAS. IGES se nám jeví jako "nejnevyzpytatelnější" formát a je snahou minimalizovat jeho používání. Někdy je také využíván modul Solid Edge Feature Recognizer, který na importovaném modelu dovede automaticky nebo ručně zpětně doplnit historii a parametry.

Postup při návrhu nástroje

Po opravě a kontrole modelu následuje návrh pracovních částí nástroje. Po vložení odlitku do sestavy se s výhodou využívá možnosti modelování v rámci sestavy. Nejprve je nutné navrhnout horní a dolní přidržovač. Při návrhu přidržovače se využitím funkce Inter-Part Copy označí na odlitku ty plochy, na které bude dosedat plocha přidržovače. Profil přidržovače se vytvoří klasickým protažením a dosedací plocha se nahradí pomocí příkazu Replace Face nebo pomocí booleovských operací.
Poté následuje návrh střižníků na odstranění vtokové soustavy, nálitků, otřepů a razníků pro prostřihnutí předlitých otvorů. Při návrhu děrovacích nástrojů je možné prostřednictvím funkce Divide Part najednou vytvořit jak razník, tak spodní přidržovač, nebo vytvořit díl jako jeden celek, a ten potom rozdělit na menší části s ohledem na jejich životnost. Celý nástroj je samozřejmě ještě doplněn o upevňovací prvky, hydrauliku atd.
Ostřihovací nástroje jsou mechanismy, které se pohybují v definovaných krocích. Při návrhu je nezbytné vyšetřit a odstranit případné kolize, aby v provozu nedošlo k poškození nástroje nebo odlitku. Kontrolu kolizí a vizualizaci činnosti nástroje umožňuje funkce Alternate Position. Její pomocí lze snadným způsobem definovat jednotlivé polohy mechanismu a přepínat se mezi nimi. Nastavené polohy (úvratě) lze také využít při vkládání do nadřazených sestav nebo při tvorbě výkresové dokumentace.

Správa dat

Obrovská výhoda interpart modelování spočívá v asociativitě. Veškeré použité plochy, kontury nebo konstrukční prvky jsou asociativní, takže v případě změny geometrie odlitku stačí odvozené prvky pouze přepočítat pomocí updatu a není třeba celou konstrukci tvořit znovu. Ostřihovací nástroje obsahují mnoho asociativních vazeb mezi jednotlivými díly, a je proto nutné zachovat si přehled o vzájemných souvislostech. K tomu slouží jednak vizuální informace reprezentovaná ikonkou ve stromu sestavy, která naznačuje u součásti její závislost, jednak nástroj Interpart Manager pro přehled o vazbách mezi konkrétními díly. Velmi užitečný je také Revision Manager, zobrazující jak strukturu sestavy, tak asociativní vazby. Revision Manager umožňuje například záměnu dílů, kopírování a přesouvání souborů, revize atd., aniž by bylo nutné spouštět Solid Edge. Revision Manager je součástí instalace Solid Edge a nabízí některé funkce charakteristické pro PDM systémy.

Typizace

Základní snahou je v maximální možné míře využívat stejné a podobné díly nebo konstrukční uzly. Solid Edge umí vytvářet typové řady jak samostatných modelů, tak celých sestav - Family of Parts, resp. Family of Assemblies. To je ideální jednak pro typizované prvky, jako jsou vodicí sloupky, tvarové a upínací desky, nebo pro hydraulické prvky a zařízení.
Pro typizované nebo často používané prvky lze využít možnost "naučit" díl, jak má být v sestavě uložen. Tato funkce se jmenuje Capture Fit a pracuje tak, že po vložení dílu do sestavy s patřičnými vazbami si součástka vazby zapamatuje a při dalším použití ve stejné nebo i v jiné sestavě se "naučené" vazby automaticky aplikují.

Výrobní dokumentace

Poté, co je sestaven virtuální model střižného nástroje, začneme s výrobní dokumentací. Řadu dílů si firma Gerwah vyrábí sama, některé jsou zadávány firmám externím, které jsou často vybaveny moderními CAM systémy. Tam se pochopitelně využívá zadání v podobě 3D modelu, pro zpřesnění finálního výrobku je společně s modelem zasílána také plocha odlitku. Pokud není možné dodávat 3D modely, předává se dokumentace v podobě klasických výkresů nebo v elektronické podobě jako DWG/DXF výkresy. Solid Edge obsahuje průvodce, ve kterém je možné poměrně přesně nastavit jednotlivé parametry převodu a uložit různé varianty nastavení v podobě INI souborů.
Tvorba výkresové dokumentace a její správa je v Solid Edge velmi jednoduchá. Ve firmě jsme se shodli na tom, že jsme si nepořídili výkonné 3D systémy proto, aby výsledkem byl výkres dodržující několik desítek let staré zvyklosti a formální pravidla pro výkresovou dokumentaci. V maximální možné míře se tedy využívají izometrické pohledy, rozstřely a další nástroje, které zrychlí a usnadní "otročinu" tvorby 2D dokumentace. Nově pojatá dokumentace je koneckonců mnohem názornější i pro ty, kteří nejsou zvyklí číst technické výkresy. Další nespornou výhodou nekonvenční dokumentace je lepší orientace montážního pracovníka při sestavování nástroje.
Modely i sestavy s sebou nesou kromě geometrie a rozměrů také popisné informace, např. název, rozměr, materiál, třídu odpadu, číslo dokumentu, jméno autora i projektu a celou řadu dalších. Je tedy možné automaticky vyplňovat razítka na výkresu, generovat kusovníky a další výstupy, pro něž jsou tyto údaje nezbytné.

Pomůcky pro správu dokumentace

Pro urychlení práce se často začíná s tvorbou výkresů již během návrhu nástroje ve 3D. Výkresové pohledy jsou pochopitelně asociativní s modelem, takže v případě změny tvaru nebo rozměrů modelu stačí provést update výkresu, a ten se upraví podle aktuálního stavu. V tomto ohledu je k dispozici velice důležitá funkce, která se jmenuje Dimension Tracker. Jejím prostřednictvím systém informuje o tom, které kóty byly po updatu změněny a o jaké změny se jedná. Zejména u složitějších výkresů obsahujících desítky kót by bez tohoto nástroje bylo téměř nemožné zkontrolovat veškeré změny.
Výbornou pomůckou je také funkce Drawing View Tracker, jež informuje o neshodě aktuálního modelu s pohledy na výkrese. S touto pomůckou je ihned zřejmé, zda výkres odpovídá skutečnému stavu modelu, a je patrné, které díly či podsestavy nebo které vazby nejsou aktuální.

Dokumentace na webu

3D model nemusí skončit pouze na výkresu. Uvažujeme o tom, že pomocí modulu Solid Edge Web Publisher nebo programu Interactive Product Animator pro své zákazníky vytvoříme dokumentaci v podobě interaktivních webových stránek. Na ukázku se můžete podívat na //www.gerwah.cz/images/web/11b660.html. Zkoušeli jsme také možnosti vizualizace v prostředí Solid Edge Virtual Studio. Domníváme se, že jsme si nevedli špatně, neboť jeden z našich obrázků získal ocenění na celosvětovém setkání uživatelů v roce 2000 jako nejlepší design v kategorii Tooling/Fixtures.

Zkušenosti

Na závěr se pokusím shrnout naše téměř tříleté zkušenosti s programem Solid Edge. Vzhledem k tomu, že dodací termíny našich zakázek jsou skoro vždy šibeniční, jediným hodnoticím kritériem je rychlá a bezchybná konstrukce a okamžitá reakce na změny v zadání, to vše následované rychlou a kvalitní výrobou. Zatím se nestalo, že by nás systém nechal na holičkách a navíc v posledních verzích došlo k významnému kvalitativnímu posunu v oblasti importu dat a práce s konstrukčními plochami a křivkami. Troufám si odhadnout, že je zde vidět významný vliv "staršího bratra" Unigraphics. To vše umožňuje zkracovat návrhový cyklus, případně nabídnout zákazníkovi více variant řešení. Nový způsob tvorby výkresové dokumentace s využitím rozstřelů a izometrických pohledů také významně zkrátil a zjednodušil montáž nástrojů.
Máme k dispozici také kvalitní podporu jak našeho dodavatele - firmy HSI com, s. r. o. Plzeň, tak pracovníků kanceláře EDS PLM Solutions v Praze a nepřímo také vývojářského týmu v USA. Snažíme se aktivně fungovat i v komunitě uživatelů a navrhovat zlepšení a nové funkce pro budoucí vývoj systému.
Reklama
Vydání #6
Kód článku: 30641
Datum: 18. 06. 2003
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.

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.

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?

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