Konstrukce a plánování ve výrobě v podání Autodesk

Autodesk Inventor, nejrozšířenější 3D CAD systém, byl vyvinut pro uživatele CADu, kteří potřebovali ověřit své návrhy v prostoru. Současná verze Autodesk Inventoru nabízí profesionální tvorbu digitálního prototypu. Návrh, simulace, projektová dokumentace, vizualizace a správa dokumentace doprovázená licencí AutoCAD Mechanical jako součást produktu umožňuje uživatelům komplexně ověřit svůj návrh a omezit tak počet potřebných prototypů. Pojďme se podívat na několik důvodů, proč volit Autodesk Inventor. 3D modelovací systém Autodesk Inventor vyniká jednoduchostí a rychlostí ovládání. K dispozici jsou v daný okamžik pouze ty ikony a dialogy, které uživatel právě potřebuje, případně by mohl potřebovat. Parametričnost celého modelu umožňuje kdykoliv změnit jakoukoliv zadanou hodnotu, upravovat skicy nebo entity skic, měnit historii tvorby modelu. Po každé změně je celý model přepočítán a upraven podle nového zadání. Výkres se generuje na základě 3D modelu a je s ním provázán. Dojde-li ke změně 3D modelu, je výkres automaticky aktualizován se zachováním všeho, co už bylo ve výkresu vytvořeno. Uživatel nevytváří znovu pohledy, řezy, detaily, osy, kóty apod. DWG FORMAT A SPOLUPRACE S AUTOCADEM Datový formát DWG, se kterým pracuje AutoCAD, je světově nejrozšířenějším formátem pro uchovávání technických informací. Vzhledem k tomu, že tento formát není veřejný, tak pouze společnost Autodesk může garantovat 100% kompatibilitu při otevírání a ukládání souborů. Formát DWG je také nativním formátem výkresového prostředí aplikace Autodesk Inventor. Tím je uživatelům umožněno sdílet jeden a ten samý výkres mezi 2D aplikací AutoCAD a 3D aplikací Inventor se zachováním všech vazeb, ať už na model nebo na další reference. V praxi může uživatel AutoCADu přidávat na výkresy Inventoru informace, které se v AutoCADu tvoří pohodlněji (např. dispoziční řešení strojů, schémata elektrického zapojení apod.). Samozřejmostí je při změně modelu automatická aktualizace výkresů. PRACE SE SESTAVAMI Většina výrobků je složena z více než jednoho dílu, jinak řečeno výrobky jsou sestavy jednotlivých komponent, případně podsestav. Autodesk Inventor umožňuje modelovat sestavy výrobků tak jak budou montovány ve skutečnosti. Ať už mluvíme o jednoduchých sestavách dvoudílných výrobků (např. krabička s víkem) nebo složitějších sestavách obsahujících desítky tisíc dílů (např. důlní bagr). Autodesk Inventor poskytuje nástroje, které umožňují jednoduchým způsobem definovat polohu jednotlivých komponent a vazbu mezi nimi. Uvedené vazby mezi jednotlivými komponentami nám zajistí, že změna dílu se projeví nejen na výkrese, ale i v sestavách, kde je tento díl použit. Samozřejmostí je automatická tvorba a aktualizace kusovníků a rozpisek. Tyto nástroje také umožňují sestavu rozpohybovat, nebo určit, zda má sestava stupně volnosti. Prostředí pro modelování sestav obsahuje i speciální nástroje pro automatické generování rámových konstrukcí, svařenců, trubek, hadic a kabelových svazků, což ještě více zvyšuje efektivitu práce konstruktéra. MODELOVANI PLECHOVYCH DILŮ Autodesk Inventor nabízí pro práci s plechovými díly speciální technologické funkce. Na hranách plechové tabule je možné tvořit ohyby s definicí nastřihnutí a uzavření rohů nebo přímo vytvářet profilový ohyb. Další možností je tvorba přechodky pomocí navržených průřezů. Součástí jsou i nástroje pro návrh razníků, otvorů a další. Generování rozvinu plechového dílu, který je vždy asociativní s návrhem, a tvorba výkresové dokumentace i s výstupem pro pálicí stroje je velice jednoduchá. NAVRH NA ZAKLADĚ FYZIKALNICH PARAMETRŮ Není to tak dávno, kdy nástrojem konstruktéra na zachycení jeho myšlenek byla tužka a papír. Před 25 lety přišel Autodesk s 2D návrhovým systémem AutoCAD. Před 12 lety přišel Autodesk s 3D návrhovým systémem Inventor. Postupem doby byla do Inventoru implementována technologie tzv. Funkčního designu, která umožňuje uživateli navrhovat strojní součásti na základě fyzikálních parametrů, ne na základě geometrie. Například pro tvorbu hřídele již není nutné provádět výpočty, kreslit profil, zadávat vypočtené průměry a délky jednotlivých osazení. Uživatel Inventoru jednoduše zadává parametry výkonu, otáček, přenášeného momentu, typu ložisek a jejich uložení, drážkování atd. a systém takto definovanou hřídel spočítá a vymodeluje. ZJEDNODUŠENI OPAKOVANYCH ČINNOSTI Jestliže vyvíjíte výrobky ve výrobních řadách, případně vaše návrhy obsahují podobné komponenty, můžete s výhodou použít funkce, které vytváření těchto podobných komponent maximálně usnadňují. Např. technologie iPart umožňuje nadefinovat jeden výchozí model výrobní řady a ostatní modely výrobku, které se liší rozměry, geometrií, materiálem apod. vzniknou nadefinováním jednoduché tabulky. Podobná je i technologie iCopy, která vytváří komponenty v rámci sestav, které jsou si navzájem podobné, ale liší se v rozměrech a poloze. SIMULACE V dnešní době snižování nákladů na vývoj a urychlování vývojového cyklu je konstruktér pod neustálým tlakem - navrhnout produkt co nejrychleji, ale s co nejmenším počtem chyb. Nástroje pro simulování dynamiky sestav a pevnostní analýzu, které jsou integrovány do systému Inventor, mu tuto úlohu značně usnadňují. Systém umožňuje vyšetřit pohyby, rychlosti a zrychlení v jednotlivých uzlech a následně je použít jako vstup pro analýzu výrobku z hlediska pevnosti – jako například napětí, deformace, vlastní frekvence apod. Uživatelé také jistě ocení možnost pevnostní analýzy rámových konstrukcí. VIZUALIZACE Autodesk Inventor obsahuje špičkové vizualizační nástroje, které zpřehledňují práci s modelem a dávají uživateli lepší představu o výsledné podobě výrobku. Uživatel pracuje s texturami reálných materiálů, rozmísťuje světla, nastavuje stíny a vytváří prostředí, kde je výrobek umístěn. Výsledkem je nejen vyrenderovaná scéna, ale například i umístění takovýchto pohledů přímo do výkresu, který se samozřejmě automaticky zaktualizuje i při změně parametrů modelu. INVENTOR - KLIČOVA APLIKACE DIGITALNIHO PROTOTYPOVANI Vytvářet 3D modely a na jejich základě 2D výkresy je klíčovou úlohou většiny moderních CAD systémů. Nicméně tato úloha není jediná v procesu vývoje nového výrobku. Digitální prototypování společnosti Autodesk umožňuje uživatelům redukovat to, co je při vývoji nového výrobku nejdražší – fyzické prototypy. Proč by se měl 3D model využít pouze k vygenerování výkresu? 3D model může být využit v rané fázi vývoje ke komunikaci se zákazníkem (zda má vůbec smysl daný výrobek vyrábět), dále ke koncepčním a konstrukčním návrhům, k simulacím (pevnostním, dynamickým, výrobním, ...), přes podporu výroby až pro uvedení výrobku na trh. Na všech těchto fázích je navíc možné pracovat současně a tím urychlit uvedení nového výrobku na trh. Autodesk, světový lídr v návrhovém softwaru, má řešení pro každou fázi tohoto vývojového procesu - vizualizační a fotorealistické nástroje typu Showcase nebo 3D MAX pro komunikaci se zákazníkem, rodinu produktů Alias pro koncepční návrh, Inventor pro konstrukční návrh a základní simulace, Algor pro pokročilou analýzu konstrukce, Moldflow pro analýzu vstřikování plastů nebo Inventor Publisher pro tvorbu produktové dokumentace. Celé strojírenské řešení je zastřešeno škálovatelným řešením pro správu výrobní dokumentace na platformě Vault Family. KOMUNIKACE SE ZAKAZNIKY I DODAVATELI Mnoho projektů vzniká ve spolupráci různých firem, které používají různé CAD systémy. Inventor obsahuje širokou škálu překladačů, ať už přímo do jednotlivých CAD systémů (PRO/ENGINEER, CATIA, NX, SolidWorks), tak do obecných formátů (IGES, STEP, SAT aj.). U 2D výkresové dokumentace není žádný překladač potřeba. Standardem v této oblasti je formát DWG, který je zároveň nativním formátem výkresového prostředí Inventoru. Inventor nicméně umožňuje ukládat výkresy i do dalších formátů, jako např. DXF, PDF, JPEG, BMP... Další možností komunikace je využití komunikačního formátu DWF, který umožňuje uživatelům připomínkovat návrhy bez zásahu do původních souborů. Uživatel může pracovat s těmito daty buď ve volně šířitelné prohlížečce Design Review nebo v aktuálním internetovém prohlížeči (IE, Firefox). Michal Brlina