Jak wykorzystać nowoczesne rozwiązania dostępne w Solid Edge ST7, aby inteligentnie powielać komponenty w złożeniach? 

1. Inteligentne powielanie części/podzespołów względem wybranych komponentów odniesienia, już istniejących w złożeniu w różnych lokalizacjach.

We współczesnej praktyce projektowej CAD, często tworzy/modyfikuje się złożenia składające się z bardzo wielu części składowych, których łączna liczba może przekraczać nawet kilkadziesiąt lub kilkaset tysięcy.

Praca z tak dużymi złożeniami wymaga stosowania specjalistycznych rozwiązań, opracowanych m.in. z myślą o możliwie szybkim pozycjonowaniu komponentów zespołów względem siebie.

Profesjonalny i wymagający konstruktor pracujący z dużymi złożeniami oczekuje od systemu CAD o wiele więcej, niż udostępnienia zbioru relacji, które można ustanowić w zespole pomiędzy wybranymi komponentami (częściami i/lub podzłożeniami).

Inżynier ma prawo oczekiwać, iż nowoczesny system CAD wyposażony będzie w takie rozwiązania, które umożliwią inteligentne wprowadzanie nowych komponentów do złożenia,
ich błyskawiczne pozycjonowanie, a także modyfikację ich liczności i/lub orientacji przestrzennej, gdy zaistnieje taka potrzeba.

W najnowszej wersji SOLID EDGE ST7 wprowadzono szereg nowych narzędzi, które umożliwiają spełnienie m.in. powyższych oczekiwań.

Użytkownicy ST7 pracujący w środowisku złożenia z pewnością docenią funkcjonalność zautomatyzowanego powielania komponentów, dzięki której można błyskawicznie wygenerować odpowiednią liczbę nowych wystąpień części oraz podzłożeń i automatycznie umieścić je we właściwych lokalizacjach. Opisywane powielanie komponentów zachodzi względem określonych elementów odniesienia.

Przykładem zastosowania tego rozwiązania może być duże złożenie reprezentujące model silnika spalinowego (rys. 1).

Duże złożenie w SOLID EDGE ST7

Rys. 1. Duże złożenie w SOLID EDGE ST7

Silnik ten posiada cztery spawane wysięgniki (in. łapy) montażowe (wyróżnione czerwonym kolorem), które znajdują się w różnych lokalizacjach względem bloku silnika, co przedstawiono w widoku z boku (rys. 2.a) oraz z góry (rys. 2.b).

Jak inteligentnie powielać komponenty w złożeniach Solid Edge ST7

Rys. 2a. Duże złożenie (inteligentne powielenie komponentów) w SOLID EDGE ST7

Jak inteligentnie powielać komponenty w złożeniach Solid Edge ST7

Rys. 2b. Iinteligentne powielenie komponentów w złożeniach SOLID EDGE ST7

Uwagę zwraca istotny fakt, że tylko do jednego z tych kilku wysięgników dodano zestaw łączników gwintowych (śruby i podkładki) oraz element wibroizolacji (rys. 3).

Celem projektowym jest błyskawiczne i zautomatyzowane powielenie ww. zestawu łączników gwintowych oraz elementu wibroizolacji, tak aby ich liczba oraz orientacja przestrzenna była adekwatna w stosunku do wszystkich ww. wysięgników.

W sporej części systemów CAD, w celu wykonania tego zadania należy odrębnie i powtarzalnie wprowadzać do złożenia powielane obiekty wraz z każdorazowym definiowaniem/odtwarzaniem relacji montażowych. W przypadku dużych złożeń może to być wyjątkowo czasochłonne.

Tymczasem SOLID EDGE ST7 umożliwia szybkie oraz inteligentne powielenie ww. zestawu łączników gwintowych oraz elementu wibroizolacji (rys. 4) w taki sposób, aby zostały one dodane do wszystkich innych (lub wskazanych) wysięgników, analogicznie do sposobu w jaki zostały dodane do pierwszego wysięgnika.

Zostanie to dokonane w sposób zautomatyzowany na podstawie orientacji przestrzennej powielanych oryginalnych obiektów, względem głównego elementu odniesienia, jakim jest wysięgnik, do którego zostały one przytwierdzone (rys.5). Pozostałe wysięgniki (ściśle: ich wszystkie lub wybrane wystąpienia) będą pełniły rolę docelowych elementów odniesienia dla powielanych obiektów (rys. 6).

Inteligentne powielenie komponentów w SOLID EDGE ST7

Rys. 3. Inteligentne powielenie komponentów w SOLID EDGE ST7

Komponenty do inteligentnego powielenia w dużym złożeniu SOLID EDGE ST7

Rys. 4. Komponenty do inteligentnego powielenia w dużym złożeniu SOLID EDGE ST7

Źródłowy obiekt odniesienia - powielanie komponentów złożenia w SOLID EDGE ST7

Rys. 5. Źródłowy obiekt odniesienia – powielanie komponentów złożenia w SOLID EDGE ST7

Docelowe obiekty odniesienia - powielanie komponentów złożenia SOLID EDGE ST7

Rys. 6. Docelowe obiekty odniesienia – powielanie komponentów złożenia SOLID EDGE ST7

Omawiane zadanie powielenia zostaje zrealizowane prawidłowo i błyskawicznie. Efekt przedstawiono na rys. 7 (warto porównać go z rys. 3).

Powielone obiekty zachowują się w sposób asocjatywny: jeżeli zmieni się liczba i/lub orientacja przestrzenna wysięgników (docelowych elementów odniesienia), wówczas liczba i/lub orientacja przestrzenna powielonych obiektów zostaje właściwie i automatycznie zaktualizowana (rys. 8).

Ta nowa funkcjonalność zdecydowanie przyspiesza tworzenie/modyfikowanie złożeń posiadających komponenty (części i podzłożenia) o licznych wystąpieniach, które to komponenty są identycznie pozycjonowane względem elementów odniesienia, tj. np. części sąsiadujących. Powyższe zachodzi także z założeniem, iż liczba i położenie elementów odniesienia (wpływająca na liczbę i położenie powielanych komponentów) mogą być zmienne w czasie – rozwiązanie to funkcjonuje bowiem w sposób asocjatywny.

Efekt inteligentnego powielenia komponentów w dużym złożeniu SOLID EDGE ST7

Rys. 7. Efekt inteligentnego powielenia komponentów w dużym złożeniu SOLID EDGE ST7

Aktualizacja orientacji przestrzennej powielonych komponentów w złożeniu ST7

Rys. 8. Aktualizacja orientacji przestrzennej powielonych komponentów w złożeniu ST7

2. Szyk komponentów złożenia wzdłuż krzywej.

W wielu projektach CAD określone komponenty złożeń mogą występować wielokrotnie i być pozycjonowane w ujednolicony i ściśle zdefiniowany sposób. Najprostszym przykładem powyższego może być powielenie komponentów złożenia (np. modelu śruby i podkładki) z zastosowaniem szyków podstawowych: prostokątnego, kołowego, a także szyku zbudowanego na podstawie określonych cech, np. otworów istniejących w jednej z części obecnej już w złożeniu.

Najnowsza wersja SOLID EDGE ST7 umożliwia skorzystanie z dodatkowego rodzaju szyku komponentów złożenia, tj. szyku wzdłuż krzywej.

Warto nadmienić, iż szyk wzdłuż krzywej jest obecny w SOLID EDGE od wielu lat – był i oczywiście wciąż jest osiągalny w środowisku części/części blaszanej, gdzie może być wykorzystywany do powielania wybranych cech (operacji) lub obiektów (np. powierzchni, krzywych, etc.).

Jednym z przypadków, w którym wykorzystanie zautomatyzowanego szyku komponentów wzdłuż krzywej z SOLID EDGE ST7 przynosi wymierne korzyści, jest modelowanie gąsienic ciężkich pojazdów np. wojskowych (rys. 9, źródło www.knse.pl) i przemysłowych.

Gąsienice takich pojazdów (rys. 9.a) często składają się ze stosunkowo dużej liczby komponentów, np. ogniw oraz ich łączników sworzniowych (rys. 9.b). Komponenty te muszą być odpowiednio rozmieszczone wzdłuż zarysu gąsienicy, wynikającego np. z lokalizacji oraz rozmiaru koła napędzającego, koła napinającego, koła kierunkowego, kół nośnych, rolek podtrzymujących, itd. (rys. 9.c).

Wizualizacja czołgu (pojazdu o gąsienicowym układzie bieżnym) w SOLID EDGE

Rys. 9a. Wizualizacja czołgu (pojazdu o gąsienicowym układzie bieżnym) w SOLID EDGE

Powtarzalne komponenty gąsienicy w modelu czołgu w SOLID EDGE

Rys. 9b. Powtarzalne komponenty gąsienicy w modelu czołgu w SOLID EDGE

Złożenie gąsienicowego układu bieżnego w SOLID EDGE

Rys. 9c. Złożenie gąsienicowego układu bieżnego w SOLID EDGE

Dodatkowo, gąsienicowe układy bieżne ww. pojazdów mogą składać się z dwóch, czterech lub większej liczby odrębnych gąsienic.

Powyższe sprawia, że modelowanie CAD takich układów (tj. ich tworzenia oraz modyfikacji) bez wykorzystania nowoczesnych rozwiązań projektowych może być trudne i jednocześnie długotrwałe.

Proces zautomatyzowanego modelowania w ST7 gąsienicy ciężkiego pojazdu wojskowego lub przemysłowego – z wykorzystaniem funkcjonalności tworzenia szyku komponentów złożenia wzdłuż krzywej – warto rozpocząć od pomiaru podziałki ogniwa gąsienicy (rys. 10). Można tego dokonać z wykorzystaniem unowocześnionych narzędzi do dokonywania pomiarów 3D/2D, opisanych w drugim opracowaniu z niniejszego cyklu poświęconego nowościom ST7.

Pomiar podziałki ogniwa gąsienicy w złożeniu SOLID EDGE ST7

Rys. 10. Pomiar podziałki ogniwa gąsienicy w złożeniu SOLID EDGE ST7

Następnie do odpowiedniego powielenia ogniw oraz sworznia zostanie wykorzystana krzywa (rys. 11.a), będąca zarysem gąsienicy, powstała na podstawie ww. lokalizacji oraz rozmiarów odpowiednich kół gąsienicowego układu bieżnego (rys. 11.b).

Krzywa wzdłuż której zostanie wykonany szyk ogniw i sworzni gąsienicy

Rys. 11. Krzywa wzdłuż której zostanie wykonany szyk ogniw i sworzni gąsienicy

W efekcie, bardzo szybko uzyskuje się właściwy model pojedynczej gąsienicy (rys. 12), który – wciąż w ramach wykorzystania polecenia do tworzenia szyków wzdłuż krzywej – można dodatkowo powielić względem następnej krzywej, tym razem, będącej np. odcinkiem o długości równej rozstawowi pary gąsienic (rys. 13).

Zmiana długości tego odcinka spowoduje natychmiastową zmianę rozstawu pary gąsienic (rys. 14).

Szyk wzdłuż krzywej w złożeniu SOLID EDGE ST7 - gąsienica jako efekt

Rys. 12. Szyk wzdłuż krzywej w złożeniu SOLID EDGE ST7 – gąsienica jako efekt

Modyfikacja jednej z krzywych szyku powoduje zmianę rozstawu pary gąsienic

Rys. 13. Modyfikacja jednej z krzywych szyku powoduje zmianę rozstawu pary gąsienic

Zwiększenie rozstawu gąsienic - szyk wzdłuż krzywej w złożeniu SOLID EDGE ST7

Rys. 14. Zwiększenie rozstawu gąsienic – szyk wzdłuż krzywej w złożeniu SOLID EDGE ST7

Wykorzystując rozwiązania SOLID EDGE przeznaczone do parametryzacji konstrukcji można szybko i łatwo sterować wartością określonych parametrów geometrycznych gąsienicowego układu bieżnego, np. odległościami pomiędzy poszczególnymi kołami, ich średnicami, etc. (rys. 15). Wpływa to natychmiast na kształt i rozmiar zarysu gąsienicy (rys. 16), a kompletne złożenie pary gąsienic ulega natychmiastowej aktualizacji (rys. 17).

Parametryczna geometria gąsienicowego układu bieżnego, złożenie SOLID EDGE ST

Rys. 15. Parametryczna geometria gąsienicowego układu bieżnego, złożenie SOLID EDGE ST

Modyfkacja geometrii wejściowej szyku wzdłuż krzywej w złożeniu SOLID EDGE ST7

Rys. 16. Modyfkacja geometrii wejściowej szyku wzdłuż krzywej w złożeniu SOLID EDGE ST7

Efekt wykonania szyku wzdłuż krzywej w złożeniu SOLID EDGE ST7 - szczegóły

Rys. 17. Efekt wykonania szyku wzdłuż krzywej w złożeniu SOLID EDGE ST7 – szczegóły

Bardziej złożony wariant szyku komponentów wzdłuż krzywej zakłada wykorzystanie krzywej przestrzennej, a rozwiązanie to może zostać zastosowane np. do projektowania schodów spiralnych.

Jest to ciekawy przypadek, ponieważ uwzględnia się tutaj zarówno podziałkę kątową, jak i liniową. Przykładowy model takiej konstrukcji został przedstawiony z różnych kamer na rys. 18, rys. 19 oraz rys. 20.

Szyk wzdłuż krzywej przestrzennej w złożeniu SOLID EDGE ST7 - schody spiralne

Rys. 18. Szyk wzdłuż krzywej przestrzennej w złożeniu SOLID EDGE ST7 – schody spiralne

Szyk wzdłuż krzywej przestrzennej w złożeniu SOLID EDGE ST7 - schody spiralne

Rys. 19. Szyk wzdłuż krzywej przestrzennej w złożeniu SOLID EDGE ST7 – schody spiralne

Szyk wzdłuż krzywej przestrzennej w złożeniu SOLID EDGE ST7 - schody spiralne

Rys. 20. Szyk wzdłuż krzywej przestrzennej w złożeniu SOLID EDGE ST7 – schody spiralne

Warto nadmienić, iż podczas pracy w złożeniu z szykiem komponentów wzdłuż krzywej istnieje wiele wariantów ich przyrostu.

Można m.in. zadeklarować, aby system wygenerował określoną liczbę komponentów, którą ma rozstać równomiernie rozmieszczona wzdłuż ww. krzywej przestrzennej. Wówczas SOLID EDGE ST7 szybko i samodzielnie znajduje wartości odstępów kątowych i liniowych, jakie należy wprowadzić pomiędzy odpowiednimi komponentami, a także nadaje każdemu z nich właściwą orientację przestrzenną (rys. 21.a).

Użytkownik może także zadeklarować określoną wartość odstępów pomiędzy powielanymi komponentami (rys. 21.b). Również i w tym przypadku SOLID EDGE automatycznie dobierze pozostałe parametry geometryczne modelu, aby prawidłowo wykonać/zaktualizować omawiany szyk wzdłuż krzywej przestrzennej.

Przykładowe warianty szyku wzdłuż krzywej przestrz. w złożeniu SOLID EDGE ST7

Rys. 21. Przykładowe warianty szyku wzdłuż krzywej przestrz. w złożeniu SOLID EDGE ST7

Powyższe przykłady to zaledwie fragment wielu nowych rozwiązań SOLID EDGE ST7, wspomagających konstruktorów podczas inteligentnego powielania komponentów złożeń.

opracował
Dr inż. Adam Budzyński

adam.budzynski@gmsystem.pl

w opracowaniu wykorzystano materiały z lokalizacji:

[1] www.plm.automation.siemens.com/pl_pl
[2] www.knse.pl (autor model pojazdu: Szymon Kościanowski)

Zapisz_sie_na_szkolenie_nowosci_ST7