Témata
Reklama

Zkušenosti s 3D konstruováním při vývoji traťových strojů

18. 06. 2003

Akciová společnost MTH Praha je výrobcem speciálních traťových strojů a zařízení pro stavbu, obnovu a údržbu železničních tratí, při jejichž vývoji již dva roky využívá 3D produkt Autodesk Inventor

Společnost MTH Praha má vlastní vývojové a konstrukční oddělení. Tvorba dokumentace probíhala až do roku 1994 prostřednictvím klasických konstrukčních metod. Prvním CAD produktem byl software společnosti Autodesk - AutoCAD R12, později rozšířený o nadstavbu Profi s databází konstrukčních prvků. I když šlo o zřejmý pokrok, software přece jen nesplňoval zásadní požadavek, neboť odezvy na změny ve výkresu součásti se neprojevily v ostatních skupinách stroje, respektive provést takovouto závislost na změny bylo poměrně složité. Navíc stále šlo o 2D konstrukční metodu, neboť AutoCAD sice umožňoval modelování objektů v trojrozměrném prostoru, ale spíše šlo o prostorovou představu než o větší praktické využití.
Reklama
Reklama
Reklama

Nasazení Inventoru 5.3 v MTH Praha

Brzy byl do praxe zaveden jiný program Autodesku - Mechanical Desktop 4.0 pro konstruování ve 3D. Výhodou tohoto produktu bylo, že pracoval nad programem AutoCAD, takže bylo možné spravovat i dříve vytvořené výkresy. Další předností tohoto řešení byla i obousměrná asociativita mezi 2D výkresem a 3D modelem. Jako nevýhoda se v našem případě jevila obtížnost práce v sestavě s vysokým počtem kusů, kterou ovšem charakter naší práce vyžaduje. Mechanical Desktop totiž načítá kompletní sestavy a pokud chceme zachovat asociativitu, je v jednom souboru uložen model i výkres, a soubor tak získává značnou velikost.
Charakteru naší práce měl v tomto směru plně vyhovovat další produkt společnosti Autodesk, a to Autodesk Inventor 4.0, který byl v MTH Praha nasazen již v roce 2001. V současné době používáme verzi 5.3 a přecházíme na verzi 6.0, přičemž na trhu se letos objeví již Autodesk Inventor 7.

Modelování

Vytvoření modelu budoucího stroje pomáhá vyřešit kolizní či jinak problémová místa a zároveň určuje rozměry jednotlivých skupin pro konstruktéry, kteří je dále zpracovávají. Ve 2D tato práce vyžadovala bohaté konstruktérské zkušenosti a perfektní prostorovou představivost, zatímco u produktu umožňujícího práci v 3D je to jen otázka vytvoření modelu i méně zkušeným pracovníkem. Jednoduchost a intuitivita modelování umožňuje po několika hodinách školení plnohodnotnou práci v tomto produktu i konstruktérovi, který dosud v prostředí 3D nepracoval. Při modelování pomáhá také knihovna normalizovaných dílů, možnost provádění jednoduchých výpočtů apod.
Využití Autodesk Inventoru umožňuje ověření vytvořených objemových modelů pevnostní analýzou metodou konečných prvků, přičemž lze např. optimalizovat hmotnost při zachování pevnosti celku. Pro pevnostní analýzu se v MTH Praha používá program ANSYS 6.0, který (při zachování určitých pravidel při jejich vytváření) umožňuje přebírat modely z Autodesk Inventoru a analyzovat je.
Možnost názorného vyřešení kinematiky sestavy dobře ilustruje práce na řešení sekačky porostů podél železniční trati. Rozkreslení jednotlivých možností pohybů výsuvného ramene ve 2D by bylo zdlouhavé a pracné, šlo by o několikadenní práci, zatímco v Inventoru bylo možné vše vyřešit pomocí jednoho modelu během jediného dne. Funkční celky lze animovat, čímž je možné získat lepší představu o práci stroje. Větší srozumitelnosti prostorového modelu lze využít při popisu stroje na prezentaci či při školení jeho obsluhy. Pomocí vhodné animace je tak možné osádku stroje seznámit s jeho možnostmi ještě dříve, než je stroj předán k užívání.
Produkt Autodesk Inventor vyžívá i náš designér, který už pro nás nevyrábí hmatatelné modely ze dřeva a plastů, ale dostáváme jeho studie v podobě souborů, popř. výkresů modelů. I v tomto případě došlo k usnadnění práce, protože snadnost modelování mu umožňuje vytvářet větší množství variant, ze kterých si můžeme vybírat.

Výkresy

Autodesk Inventor umožňuje z hotového 3D modelu vytvoření klasické technické dokumentace při zachování asociativity mezi 2D výkresem a 3D modelem, avšak ve verzi 5.3 nastávají problémy s výkresy při změnách v modelech, zvláště ve výkresech obsahujících řezy. S každým pohledem a řezem znatelně narůstá velikost souboru výkresu a při změnách je celý systém nestabilní. Jde o registrovanou chybu, která byla ve verzi 6 opravena.
Program nabízí podporu norem technického kreslení (obsažení značek svarů, drsnosti, úchylky tvaru a polohy aj.). Ve výkresech se pro lepší názornost při výrobě využívá možnosti generování 3D ISO pohledů. Této možnosti využíváme i v návodech pro obsluhu a v katalogu náhradních dílů.
Protože klademe specifické požadavky na rozpisku výkresu (zadáváme navíc tzv. skladovou položku), je nutností spolupráce Autodesk Inventoru s programem Sysklass (což je systém pro TPV - technickou přípravu výroby a jde o databázi skladových položek). Do Sysklassu (do části tabulky potřebné pro konstrukci) nahlížíme pomocí programu MechSoft nebo CSlink. Rozpisku na výkresu vytvořeném v Autodesk Inventoru pak exportujeme ve formátu DBF do adresáře s výkresy, odkud ji TPV převezme, načte do Sysklassu a dále s ní pracuje podle své potřeby.
Je také třeba upozornit na specifika při práci s programem Volo View. Jde o prohlížeč, který využívá naše TPV k zobrazení náhledů souborů a zvláště pro tisk výkresů vytvořených v Inventoru. Při změnách v detailech je nutné v Inventoru otevřít soubory sestav, změny uložit, a pak teprve tisknout. Také je třeba dát pozor, aby výkresy nebyly ukládány dříve, než se dopočítají pohledy. Pokud nedojde k dopočítání pohledů při zavření výkresu a jsou znovu otevřeny Inventorem, Inventor pokračuje v nedokončeném výpočtu a automaticky neúplné pohledy sám dopočítá. Pokud je však výkres, který byl uložen s nedokončeným výpočtem viditelnosti, otevřen v prohlížeči Volo View Express, výkres je zobrazen ve své nedopočítané podobě.

Spolupráce mezi pracovišti

Společnost MTH Praha má projekční a konstrukční oddělení rozděleno do tří různých měst, což vyžaduje nutnost spolupráce mezi těmito pracovišti po síti a nutnost nočních replikací pro aktualizaci dat. Podmínkou je také práce v určeném adresáři na serveru. Velikost souborů vytvořených v Autodesk Inventoru je natolik velká, že v naší vnitropodnikové síti (128 kb/s) není možný přenos dat on-line. Konstrukční oddělení využívá také služeb externích konstrukčních kanceláří. Data se v těchto případech předávají z důvodu velkého objemu dat nejčastěji na CD. Při práci se soubory převzatými od kooperantů je nutná disciplína při práci s projektem - je třeba doplnit soubor projektu o cestu k novým souborům převzatým z externích pracovišť. Pro správu souborů Inventoru používáme program Design Assistant dodávaný s Inventorem.
Systém práce v MTH je nastaven tak, aby zabezpečení souborů proti nechtěné modifikaci nebo zneužití byla co nejvyšší. Práce je rozvržena tak, že každý konstruktér má na starosti určitou skupinu na stroji, a tu vytváří. Této skupině je přidělen adresář, kde má plná práva pouze příslušný konstruktér, zatímco ostatní tam mají přístup jen pro čtení. Pokud konstruktér potřebuje pomoc od jiného konstruktéra, přidělí vedoucí projektu tomuto novému pracovníkovi do skupiny práva, popřípadě založí nové podadresáře a člověk zodpovědný vrcholově za skupinu využívá souborů v těchto podadresářích. Inventor samozřejmě podporuje práci na jednom projektu (v jedné skupině) i pro více konstruktérů. Je to řešeno pomocí funkce rezervace souborů. Toto řešení používáme jako doplněk pro práci více konstruktérů na jedné skupině.

§§§

Zkušenosti s nasazením produktu Autodesk Inventor ukazují, že při srovnatelných znalostech pracovníka je práce v 3D proti 2D konstruování časově méně náročná. Produkt umožňuje řešení kinematiky mechanismů a animaci jejich pohybů, což přispívá k vyšší názornosti a okamžitému řešení kolizních míst. Je znatelný vývoj produktu od verze k verzi. Už po krátkém nasazení Inventoru 6 je zřejmý pokrok ve stabilitě programu a zlepšení v tvorbě výkresů. Přestože zavedení tohoto 3D programu nám v práci pomohlo, je třeba pro zvýšení efektivity práce dále zlepšit možnosti tvorby výkresové dokumentace, protože výkres je pro každé konstrukční pracoviště výstupním produktem.
Ing. Roman Wagner
Reklama
Vydání #6
Kód článku: 30615
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.

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