Parametryczne modele 3D w komputerowo wspomaganym projektowaniu i wytwarzaniu

Transkrypt

1 w komputerowo wspomaganym projektowaniu i wytwarzaniu dr inŝ. Grzegorz Nikiel Akademia Techniczno-Humanistyczna w Bielsku-Białej Wykład, IX Forum InŜynierskie ProCAx III Wirtotechnologia 2010, Sosnowiec, 18. listopada 2010

2 Cele i program prezentacji 1. Ogólna charakterystyka modelowania trójwymiarowego (3D) 2. Parametryczność modeli, na czym polega 3. Parametryczne modele bryłowe 3D (przykłady wykorzystania)

3 Modelowanie powierzchniowe (Freeform Surface Modelling)

4 Modelowanie bryłowe (Solid Modelling) Model 3D TopDogGraphics

5 Modelowanie bryłowe (Solid Modelling) Model 2D Model 3D TopDogGraphics

6 Modelowanie bryłowe w projektowaniu wytwarzania (CAD/CAM) Predator Software Inc.

7 Modele bryłowe reprezentacja CSG Konstrukcyjna Geometria Bryłowa (CSG, Constructive Solid Geometry) oparta na wykorzystaniu brył elementarnych (prostopadłościan, klin, kula, stoŝek itp.) oraz wykonywaniu na nich operacji Boole owskich (logicznych) suma, róŝnica, iloczyn, negacja przedstawionych w formie grafu-drzewa (True Solid).

8 Modele bryłowe reprezentacja CSG Konstrukcyjna Geometria Bryłowa (CSG, Constructive Solid Geometry) bryły składowe skojarzone z atrybutami o charakterze niegeometrycznym.

9 Modele bryłowe reprezentacja B-Rep Reprezentacja brzegowa B-Rep (Boundary Representation) - przedstawiona za pomocą hierarchicznej struktury płatów powierzchni (Faces), krawędzi (Edges) i punktów (Vertex) model powierzchniowy. JeŜeli wszystkie płaty powierzchni wyodrębniają zamkniętą przestrzeń (reguła Eulera) to jest ona traktowana jako bryła model bryłowy.

10 Modele bryłowe reprezentacja B-Rep

11 Modele bryłowe dualizm reprezentacji w programach CAD

12 Modele bryłowe w programach CAD

13 Modele bryłowe wymiana między programami CAx B-Rep CAD (CSG) CAD (CSG) B-Rep CAM (B-Rep)

14 Parametryczność modeli geometrycznych Model Cechy modelu Model nieparametryczny

15 Parametryczność modeli geometrycznych Cechy modelu Model Model nieparametryczny

16 Parametryczność modeli geometrycznych Model Cechy modelu Model parametryczny

17 Parametryczność modeli geometrycznych Cechy modelu Model Model parametryczny

18 Parametryczność modeli geometrycznych Warunkiem parametryczności modelu geometrycznego jest dwukierunkowe powiązanie cech modelowanego obiektu (wymiarowych, geometrycznych, kinematycznych itp.) z samym modelem, nazywanych więzami: Zmiana postaci geometrycznej modelu powoduje zmianę wartości jego cech; Zmiana wartości cech powoduje zmianę postaci geometrycznej modelu. Związki między modelem i jego cechami (więzy) mogą zostać opisane zaleŝnościami funkcyjnymi, zaleŝnymi od przyjętych zmiennych decyzyjnych (parametrów), przez co uzyskuje się wielowariantowość modelu.

19 Parametryczność modeli bryłowych więzy geometryczne

20 Parametryczność modeli bryłowych więzy wymiarowe

21 Parametryczność modeli bryłowych więzy wymiarowe

22 Parametryczność modeli bryłowych więzy wymiarowe

23 Parametryczność modeli bryłowych więzy wymiarowe Edycja ręczna Dane zewnętrzne (arkusz kalkulacyjny) Programy zewnętrzne (interfejs OLE)

24 Przykład 1 automatyzacja modelu 3D z poziomu własnych aplikacji Serwer OLE (kontrolka ActiveX) Klient OLE (Object Pascal)

25 Przykład 2 uszczelka do połączeń kołnierzowych

26 Przykład 2 uszczelka do połączeń kołnierzowych Rdzeń Okładziny uszczelniające Spetech Bielsko-Biała

27 Przykład 2 uszczelka do połączeń kołnierzowych Wymiary uŝytkownika (zlecenie) Pozostałe wymiary uzgadniane z normami zakładowymi Spetech Bielsko-Biała

28 Przykład 2 uszczelka do połączeń kołnierzowych (arkusz z obliczeniami) Obliczenia wymiarów rdzeni uszczelnień wielokrawędziowych MWK15 Dane wejściowe Obliczenia dz 67.8 N_mod_3 1 Tolerancja dw 38.2 N/ d1 36 L TR(N/3) 2 d2 70 N S N 7 Reset g1 0.8 Delta g S g3 0.5 Ls Ls w w N1 2 Strefa G 4 5 N2 3 Strefa N3 2 Strefa max N 7 L OK OK Spetech Bielsko-Biała

29 Przykład 2 uszczelka do połączeń kołnierzowych (model 3D) Spetech Bielsko-Biała

30 Przykład 2 uszczelka do połączeń kołnierzowych (model 2D) Spetech Bielsko-Biała

31 Przykład 3 korpus reduktora zębatego walcowego Przedstawiciel syntetyczny rodziny korpusów technologicznie podobnych (Technologia Grupowa) Befared Bielsko-Biała

32 Przykład 3 korpus reduktora zębatego walcowego Technologia grupowa: grupowanie części wytwarzanych w rodziny części technologicznie podobnych dla przyspieszenia projektowania procesu wytwarzania i redukcji kosztów projektowania/wytwarzania. Technologia grupowa pozwala na wytwarzanie pojedynczych sztuk wyrobów w warunkach produkcji seryjnej. Befared Bielsko-Biała

33 Przykład 3 korpus reduktora zębatego walcowego Baza danych (Excel) Befared Bielsko-Biała

34 Przykład 3 korpus reduktora zębatego walcowego Model parametryczny (Inventor) Befared Bielsko-Biała

35 Przykład 3 korpus reduktora zębatego walcowego Model parametryczny Program obróbkowy (Inventor) (EdgeCAM) Befared Bielsko-Biała

36 Podsumowanie Bryłowe modele parametryczne to: 1. Łatwość modyfikacji modelu (ręcznie lub poprzez zewnętrzne źródła danych) 2. MoŜliwość sterowania modelem z aplikacji zewnętrznych 3. Asocjatywna współpraca z aplikacjami CAD/CAM przy wspomaganym komputerowo projektowaniu programów obróbkowych CNC 4. Wymagane bardziej staranne i przemyślane modelowanie (metodyka modelowania)

37 Dziękuję za uwagę!!