Autodesk Inventor a týmové řešení projektů, 4. díl

Model je zdrojem geometrie nového návrhu, která může být dále využita pro další zpracování, kontroly a výrobu. Existuje samozřejmě celá řada argumentů pro i proti nasazení modelování do praxe. Jedná se ovšem především o výraznou pozici klasických konstrukčních metod a mnohdy problémy technického a organizačního charakteru. Přes to je modelování bezesporu budoucností navrhování ve všech nejen strojírenských oborech. Potlačení rutinních prací a přímá podpora prostorové představivosti poskytuje zcela netradiční postupy a možnosti při návrhu nových výrobků. Letecký a automobilový průmysl je toho přímým důkazem.

Jádrem vyspělých CAD systémů je standardně parametrický modelář. Pro modelování součástí může být využito načrtnutých a umísťovaných konstrukčních prvků, generátorů součástí nebo databáze normálií. Zobrazení součástí na výkrese v pravoúhlém promítání lze odvodit přímo z prostorového modelu systémem generování pohledů a řezů. Prostorový parametrický model součásti poskytuje řadu informací nejen o geometrických charakteristikách, ale také o vzájemných polohách a vazbách součástí v sestavách.

Konstruktér nebo návrhář získává aplikací prostorových modelů možnost neomezené práce s virtuálním objektem. Nemusí být již omezen pouhým použitím 2D pohledů vytvořených na základě ortogonálního promítání. V současné době neexistuje progresivnější a produktivnější metoda tvorby geometrických dat nového výrobku. Pro podnik či firmu, která má vlastní vývoj nových produktů, je tento směr tím nejefektivnějším s možností jednoduché tvorby variant.

Vývoj tvorby digitálních modelů v produktech Autodesku

Tvorba virtuálních modelů budoucích výrobků v produktech Autodesku prošla několik vývojových etap. Hlavním cílem těchto změn je především urychlení prvotního návrhu a akcelerace tvorby funkčních variant. Uživatelé tak dostávají k dispozici nejen řadu zcela nových a netradičních funkcí, ale současně vysokou úroveň integrace inženýrských nástrojů a integrovaných výpočtových technik.

 

Pozice vývojových činností ve fázi životního cyklu výrobku a zvýšení jejich efektivity

Parametrické modelování

Za parametrický model považujeme takový, který je matematicky popsán pomocí parametrů. Na modelu jsou definovány charakteristiky jeho geometrických částí a vzájemné vztahy s jinými součástmi pokud je v sestavě. U takto vytvořeného modelu nejsou rozměry a další charakteristiky určeny konkrétními  hodnotami, ale pomocí proměnných, výrazů a rovnic, které vzájemně spolu souvisí. Po dosazení několika základních konkrétních hodnot dojde k výpočtu skutečných rozměrů součásti.

 

Podstata parametrického popisu modelů pomocí kót a vazeb

Konstruktér, návrhář začíná tvorbu nového výrobku od prostorového modelu součásti. Model je vytvořen obdobnými technikami jako u klasického modelování, často pomocí náčrtů a prvků bez ohledu na prvotní přesné rozměry všech geometrických prvků. Náčrty konstrukčních prvků se skládají z jednotlivých objektů (oblouky, úsečky), které jsou svázány pomocí geometrických vazeb. Vazby omezují stupně volnosti při tvorbě náčrtu a definují jeho geometrii, například vzájemnou rovnoběžnost, kolmost nebo soustřednost objektů. Rozměry náčrtů a prvků popisují a řídí rozměrových parametrů (kót).

Adaptivní modelování

Za adaptivní model považujeme takový, který obsahuje primárně 3D geometrii, ale jeho rozměry a tvar je řízen adaptivně v závislosti na zvolených vazbách na okolní součásti. Adaptivní geometrie se „plasticky“ přizpůsobuje požadavkům okolních součástí a je generována pomocí vzájemných vazeb součástí. Díky tomu lze například vytvořit variantní sestavy daleko rychleji, než tomu bylo v případě klasické parametrizace. Pro vzájemné geometrické modifikace již není nutné definovat velké množství vzorců řídících parametry, ale vystačíme v řadě případů pouze s adaptivní vazbou. Za adaptivní vazbu považujeme každou, která geometrický prvek neumísťuje, ale tvaruje.

Autodesk Inventor jde ovšem v adaptivitě součástí ještě dále, dokáže adaptivní součásti simulovat pomocí jednoduchých skic. Složitý konstrukční prvek uložený v čepech mechanismu lze tak například nahradit jednoduchou skicou. Tuto funkčnost oceníme především při koncepčních návrzích a skicách. Adaptivní modelování je opravdovou revolucí v oblasti spojení klasické 2D dokumentace a 3D modelování.

S Autodesk Inventorem můžete kreslit inteligentní adaptivní 2D náčrty, které se stávají základem pro pozdější vytvoření 3D objemových modelů. Díky unikátnosti adaptivních náčrtů, které se vzájemně jeden druhému přizpůsobují, což zatím žádná jiná 3D technologie neumožňuje, můžete výrazně zredukovat náklady na dokončení návrhu a zkrátit vývojový cyklus výrobku dříve, než začnete řešit tvarové podrobnosti jednotlivých 3D těles. Finální výrobek sestavíte v Inventoru tak, že určíte, kde se mají jednotlivé součásti dotýkat a jejich tvary a poloha se automaticky přizpůsobí.

Ať již vytváříte prvotní koncept, nebo řešíte komplexní projekt, je přirozené nakreslit si nejdříve přibližný náčrtek a teprve potom vytvořit finální 3D model. Takže nejdříve se zabýváte otázkou funkčnosti výrobku, a teprve pak se snažíte najít ideální tvar jednotlivých součástí. Ostatní technologie pro navrhování ve 3D nutí uživatele vytvářet objemový model dřív, než si mohou funkci jednotlivých součástí nebo celku ověřit. To ale obrací přirozený proces tvorby návrhu.

 

Adaptivní geometrie má výrazně flexibilní chování vůči okolním součástem v sestavě

Funkční modelování

Ve svých nových verzích jde Inventor za hranice běžného geometrického modelování a přináší nástroje pro přímé strojírenské navrhování výrobku nebo jeho částí – tak zvané funkční navrhování. Inventor nyní disponuje širokým spektrem základních strojírenských znalostí. Konstruktéři již nemusí hledat výpočty typizovaných strojírenských úloh v příručkách, ty již mohou zůstat odloženy v zásuvkách – požadované informace jsou součástí strojírenského návrhového systému. Inventor obsahuje tabulky povolených rozměrů, pravidla a vzorce pro přímý výběr a výpočet prvků návrhů a automatické generování odpovídajících funkcí a komponent. Inventor provádí automaticky všechny výpočty, které by se jinak pracně prováděly na papírech po celém pracovním stole. Požadované strojní součásti nebo uzly jsou následně začleněny do modelu. Tuto funkci uváděli uživatelé programu Autodesk Inventor na seznamu požadovaných funkčností stále častěji. Mezi nejpoužívanější strojírenské výpočty začleněné v systému Autodesk Inventor Series patří výpočet šroubového spojení, který následně automaticky vytvoří 3D modely šroubů, matic a podložek, či automatické výpočty a modelování převodů pomocí ozubených kol. Tyto pokročilé strojírenské nástroje pomohou všem uživatelům usnadnit přechod z 2D do 3D a ušetřit nejenom mnoho času, ale také peněz.

 

Generátory konstrukčních prvků, výpočty a znalostní databáze jsou v „desítce“ užitečným pomocníkem

Nové funkční prvky a strojírenské výpočty v programu Autodesk Inventor (od verze 10 výše)

Automatické strojírenské výpočty a návrhy:

·šroubová spojení, kolíková spojení, tlaková spojení

·hřídele a náboje

·evolventní drážkování, rovnoboké drážkování

·vačky

·ložiska

·těsnicí kroužky

·soukolí, čelní ozubená kola, kuželová ozubená kola a šneková soukolí

·řetězové a řemenové převody

·pohybové šrouby

·pružiny (tlačné, tažné a zkrutné)

Výpočty:

·výpočet svarových a pájených spojů

·výpočet pevnosti desek

·výpočet ložisek

·výpočet lícování a tolerance

·výpočet brzd

·výpočet svěrných spojů