Systemy komputerowe w mechanice

KORZYBSKI Wojciech 1 RODE Henryk 2 Systemy komputerowe w mechanice WSTĘP Wymogi nowoczesnego przemysłu oraz różnorodność dostępnych w technice rozwiązań stawiają coraz większe wymagania projektantom i konstruktorom. Uwzględniając przyrastający stan wiedzy inżynierskiej i szybko zmieniające się tendencje w produktach finalnych oraz wymogi przyszłych użytkowników, projektowanie obecnie nie jest możliwe bez wspomagania narzędziami komputerowymi. Dotyczy to głównie opracowywania dokumentacji technicznej, z obliczeniami i rysunkami, ale także modelowania przestrzennego 3D, z możliwością budowy i analizy funkcjonowania wirtualnych prototypów. Stosowanie systemów komputerowych przy projektowaniu konstrukcji mechanicznych znacznie skraca czas opracowania produktu finalnego i ułatwia modyfikację jego wariantów. Stopień skomplikowania i duża funkcjonalność używanych obecnie przy projektowaniu programów komputerowych stanowi zarówno ich zaletę, jak i wadę. Przeciętny inżynier nie jest w stanie poznać większości funkcji i możliwości zastosowania wykorzystywanego w swojej firmie programu. Istotna staje się więc praca zespołowa wielu specjalistów, także z różnych branż i efektywny sposób wymiany danych oraz wyników pracy każdego z nich. 1 SYSTEMY CAX Projektowanie maszyn i urządzeń mechanicznych przebiega w kilku etapach, począwszy od rozpoznania potrzeby i określenia założeń, poprzez projekt wstępny i konstruowanie detali, aż do podjęcia decyzji o przyjęciu optymalnego rozwiązania i sporządzenia dokumentacji projektowej. Praktycznie na każdym etapie, choć w różnym stopniu zaawansowania, może być użyty komputer z odpowiednim oprogramowaniem, co określa się jako komputerowo wspomagane projektowanie CAD (Computer Aided Design). Systemy CAD pomagają przede wszystkim w wykonywaniu niezbędnych obliczeń i rysunków w formie dokumentacji technicznej, a także ułatwiają analizę dotychczasowych rozwiązań i podjęcie optymalnej decyzji. Ponadto odciążają konstruktorów od żmudnych i nietwórczych zadań, znacznie skracają czas trwania całego procesu i umożliwiają przeprowadzenie symulacji funkcjonowania obiektu, w postaci trójwymiarowego modelu 3D. Efektem końcowym projektowania jest utworzenia dokumentacji konstrukcyjnej, zawierającej opis cech geometrycznych i technologicznych finalnego wyrobu i na tym etapie systemy CAD pracujące w sieci komputerowej stają się niezbędne. Pierwsze systemy CAD, jako programy do rysowania, powstały pod koniec lat 50. ubiegłego wieku na potrzeby wojska i przemysłu motoryzacyjnego. Początkowo służyły głównie mechanikom, ale z czasem zostały wykorzystane także przez inne branże: budownictwo, elektryczną, architektoniczną i inne. Pojawienie się komputerowych systemów operacyjnych z graficznym interfejsem użytkownika GUI (Graphic User Interface), a także nowych metod graficznych, przyczyniło się do znacznego rozwoju różnych systemów komputerowego wspomagania, określanych wspólnym mianem CAx. Najszerzej rozumiane jest komputerowo zintegrowane wytwarzanie CIM (Computer Integrated Manufacturing), w skład którego wchodzą systemy [1]: CAM - komputerowo wspomagane wytwarzanie (Computer Aided Manufacturing), CAP - komputerowo wspomagane planowanie (Computer Aided Planning), 1 Politechnika Warszawska Filia w Płocku, Wydział Budownictwa Mechaniki i Petrochemii; 09-402 Płock; ul. Łukasiewicza 17. Tel. +48 24 36 72 166, wokor@pw.plock.pl 2 Politechnika Warszawska Filia w Płocku, Wydział Budownictwa Mechaniki i Petrochemii; 09-402 Płock; ul. Łukasiewicza 17. Tel. +48 24 36 75 993, hrode@op.pl 5716

CAQ - komputerowo wspomagane zapewnienie jakości (Computer Aided Quolity), CAPPC - komputerowo wspomagana produkcja, planowanie i kontrola (Computer Aided Production, Planning and Control), CAT - komputerowe wspomaganie testowania (Computer Aided Testing), CAE - komputerowe wspomaganie prac inżynierskich (Computer Aided Engineering). Wszystkie powyższe systemy dążą do integracji różnych aplikacji komputerowych i współpracy grupowej wielu specjalistów z wykorzystaniem sieci, zarówno lokalnej jak i technologii Internetu. Współpraca ta jest możliwa m.in. dzięki plikom referencyjnym, które umożliwiają załączanie wcześniej przygotowanych dokumentów innych projektantów, np. jako podkład bazowy dla projektu, tworząc finalnie wirtualną konstrukcję złożeniową. Systemy komputerowe pozwalają też na integrację baz danych i programów do zarządzania projektem. Taka zintegrowana technologia umożliwia przygotowanie programów sterowania numerycznego oraz tworzenie planów procesu wykonania podzespołów na podstawie przestrzennych modeli bryłowych lub powierzchniowych poszczególnych części. Dzięki narzędziom zarządzania i przechowywania elektronicznej dokumentacji model 3D może trafić bezpośrednio do działu szybkiego wykonywania prototypów, przygotowania narzędzi albo do działu programowania maszyn sterowanych numerycznie (NC- Numeric Control). Niektóre systemy CAD pozwalają na przeprowadzenie wizualizacji funkcjonowania projektowanego mechanizmu, a także na przeprowadzenie symulacji dynamicznej, uwzględniającej siły występujące w konstrukcji. Symulacja dynamiczna dotyczy zachowania się ruchomego zespołu części poddanych wymuszeniu kinematycznemu lub siłowemu, ze zmiennym w czasie obciążeniem mechanicznym. Każda z poruszających się części może być w dowolnym kroku analizowana pod kątem powstającego w niej chwilowego stanu naprężeń i wynikowych ugięć, za pomocą np. modułu metody elementów skończonych MES. Uzyskane w etapie symulacji wyniki pozwalają na tworzenie czytelnych charakterystyk ruchu zespołu, w formie wieloseryjnych wykresów, które z kolei można wyeksportować do arkusza kalkulacyjnego, dla porównania wariantów przy różnych obciążeniach. 2 MODELOWANIE PRZESTRZENNE W GRAFICE KOMPUTEROWEJ W systemach grafiki komputerowej tworzone obiekty przestrzenne 3D są zapisywane jako modele krawędziowe, powierzchniowe lub bryłowe (rysunek 1). a) b) c) Rys.1. Przykładowe modele 3D: a) krawędziowy, b) powierzchniowy, c) bryłowy. Model krawędziowy, zwany czasami szkieletowym lub drutowym, składa się głównie z punktów, prostych i linii krzywych umieszczonych w przestrzeni, które jednoznacznie reprezentują krawędzie danego obiektu. Ten rodzaj modelowania jest dość czasochłonny i raczej rzadko stosowany, przede wszystkim do zobrazowania położenia w przestrzeni instalacji elektrycznej (przewody i wiązki kabli), hydraulicznej (rury i zawory) lub petrochemicznej (elementy rurociągów). Model powierzchniowy definiuje w przestrzeni obiekt 3D w formie płaskich siatek wielokątnych (tzw. faset). Płaskie powierzchnie siatek powodują widoczne zniekształcenia na powierzchniach zakrzywionych. Aby obiekty były bardziej realistyczne stosuje się dużo małych siatek, ale to z kolei powoduje długotrwałą regenerację rysunku. Często w tym typie modelowania korzysta się z predefiniowanych całościowych obiektów powierzchniowych, takich jak walec, stożek, sfera, ostrosłup czy prostopadłościan, ale także z figur częściowych typu powierzchnia walcowa, prostokreślna, krawędziowa czy polipowierzchnia. 5717

Model bryłowy stanowi najbardziej zaawansowaną metodę tworzenia obiektów trójwymiarowych w przestrzeni. Takim sposobem można budować modele 3D z obiektów podstawowych (prostopadłościan, stożek, walec, sfera i inne), a także tworzyć bryły złożone poprzez operacje algebry Boole a, stanowiące sumę, różnicę lub iloczyn podstawowych brył składowych. Bryły mogą powstawać również poprzez obrót płaskiego zarysu zamkniętego wokół osi o dowolny kąt oraz przez przesuwanie zarysu wzdłuż dowolnej linii (tzw. wyciągnięcie). Z brył można otrzymywać ich płaskie przekroje, np. przez otwory lub rozcinać je płaszczyznami na odrębne części. Model bryłowy, oprócz informacji o kształcie geometrycznym, może zawierać dane dotyczące materiału, objętości, masy oraz momentów (czy promieni) bezwładności lub odśrodkowych i położenia środka ciężkości (w przyjętym układzie współrzędnych). Ponadto pewne dane modelu mogą zostać wyeksportowane do systemów typu CAM, umożliwiających generowanie programu dla obrabiarek sterowanych numerycznie, czy też systemów CAE, umożliwiających analizę modelu metodą elementów skończonych (MES). Niekiedy stosuje się modele mieszane (hybrydowe), złożone zarówno z powierzchni, jak i z brył. Nie jest to jednak zalecane, ze względu na różne techniki tworzenia obiektów bryłowych i powierzchniowych oraz odrębne metody ich modyfikacji. W niektórych systemach CAD istnieje możliwość przekształcenia modelu bryłowego w model powierzchniowy lub powierzchniowego w krawędziowy, ale dotyczy to tylko nieskomplikowanych pod względem kształtu obiektów. 3 PROJEKTOWANIE PARAMETRYCZNE Współczesne systemy komputerowe stosowane w projektowaniu maszyn wykorzystują tzw. modelowanie parametryczne, umożliwiające m.in. modyfikację wymiarów oraz zmianę rozmieszczenia elementów. Parametryzacja może być przeprowadzona bezpośrednio w interfejsie systemu CAD lub poprzez oprogramowanie zewnętrzne, np. aplikacje obliczeniowe czy wykorzystanie arkusza kalkulacyjnego z jego funkcjami obliczeniowymi. Parametry modelu są zapisywane w bazie danych systemu CAD podczas wprowadzania wymiarów w płaskim szkicu, a także przy definiowaniu elementu przestrzennego lub określaniu relacji (wiązań) w konstrukcji złożeniowej (zespole). Parametry definiują wielkość i kształt elementów oraz położenia względne komponentów w zespołach. Parametry mogą również odnosić się do pewnych wymagań funkcjonalnych konstrukcji, np. można zdefiniować pole przekroju części, aby nie zostały przekroczone obciążenia dopuszczalne. Parametrami można sterować wykorzystując dowolny program obliczeniowy, np. arkusz kalkulacyjny z wprowadzonymi formułami i wynikami uzyskanymi w komórkach [2]. Projektant wprowadza do arkusza wzory matematyczne, wynikające np. z warunków wytrzymałościowych lub kryteriów optymalizacji, dzięki którym automatycznie obliczane są konkretne wymiary poszczególnych elementów, np. średnice lub spoiny (rysunek 2). Rys.2. Arkusz z przykładowymi wartościami i równaniami do parametryzacji elementu rurowego. 5718

4 PROJEKTOWANIE ADAPTACYJNE Niektóre systemy CAD pozwalają na projektowanie adaptacyjne, polegające na wzajemnym dopasowywaniu się jednego elementu do wymiarów, a niekiedy i kształtu skojarzonego z nim innego elementu. Stosowanie adaptacyjności przy modelowaniu umożliwia automatyczne wprowadzanie zmian we wszystkich elementach zależnych w projekcie, gdy modyfikacji ulega element bazowy [4]. Projektant określa w jaki sposób nowa część ma być dopasowana do reszty, bez konieczności analizy parametrów i wymiarów program sam dostosowuje wymiary części do narzuconych warunków dopasowania. Polega to na tym, że jeżeli zostanie wprowadzona zmiana w skojarzonym komponencie takim jak część, szkic czy złożenie, to zostanie ona przeniesiona na wszystkie części, złożenia oraz rysunki i inne zależne elementy. Zastosowanie tej funkcji umożliwia wprowadzanie zmian we wszystkich elementach zależnych w projekcie, co redukuje błędy i znacznie skraca czas pracy projektanta. Przykładem prostego zespołu adaptacyjnego jest złożenie elementu rurowego i pierścienia do połączenia kołnierzowego [3], wykonane w programie Autodesk Inventor. Mając zamodelowany pierścień i element rurowy jako pojedyncze części, wstawiono je jako tzw. komponenty do pliku zespołu (modelu złożeniowego), a następnie odpowiednimi wiązaniami ustalono wzajemne położenie rury i pierścienia (rysunek 3). Rys. 3. Wiązania zestawiające elementu rurowego i pierścienia. Aby dopasować średnicę zewnętrzną elementu rurowego do średnicy wewnętrznej pierścienia użyto opcji adaptacyjności, zakładając że elementem adaptacyjnym w tym złożeniu będzie pierścień z otworami na śruby. Do połączenia zastosowano wiązania zestawiające pomiędzy płaszczyzną wewnętrzną pierścienia a płaszczyzną zewnętrzną elementu rurowego oraz pomiędzy ich osiami wzdłużnymi (rysunek 4). Uwzględniono także odpowiednim równaniem parametrycznym wielkość odsunięcia elementów, aby uzyskać miejsce niezbędne do położenia spoiny. W analogiczny sposób można dokonać połączenia adaptacyjnego zespołów, a nie tylko pojedynczych części. Różnica w programie Inventor polega na wykorzystaniu pliku szablonu złożenia (zespołu standard.iam ) oraz wstawieniu do niego jako komponentów wcześniej przygotowanych plików złożeniowych pierścienia i elementu rurowego, jako tzw. króćców. Aby adaptacja była możliwa określono odpowiednią opcją programu, że jeden króciec będzie adaptacyjny, a następnie zastosowano wiązanie typu zestawiającego pomiędzy płaszczyznami czołowymi obu króćców. Po aktualizacji króćce zestawiły się płaszczyznami czołowymi względem siebie (rysunek 5). 5719

Rys. 4. Adaptacyjne wiązanie pierścienia i elementu rurowego jako króćca bazowego. Rys. 5. Wstawienie wiązania zestawiającego elementy rurowe króćców. Aby uzyskać właściwy efekt końcowy w postaci dopasowania kształtu i wymiarów obu króćców powiązano płaszczyzny zewnętrzne pierścieni oraz wprowadzono wiązania średnic rozstawu otworów pod śruby. Po tych operacjach otrzymano model adaptacyjny połączenia kołnierzowego śrubowego dwóch króćców (rysunek 6), w którym zmiana wymiarów króćca bazowego powoduje analogiczną modyfikację króćca adaptacyjnego. Rys. 6. Adaptacyjny zespół połączenia kołnierzowego śrubowego dwóch króćcy. 5720

5 EDUKACJA STUDENTÓW W ZAKRESIE ZASTOSOWANIA SYSTEMÓW CAD W MECHANICE W procesie edukacyjnym studentów należałoby prezentować przyszłym inżynierom uniwersalną wiedzę z zakresu możliwości i wykorzystania systemów komputerowych w mechanice. W początkowych latach studiów można wykorzystać dość intuicyjny system AutoCAD firmy Autodesk oraz Inventor. Po opanowaniu podstaw pracy w tych systemach studenci mogą poznawać inne możliwości systemów CAD w programach takich jak Solid Works lub Solid Edge albo w bardziej zaawansowanych typu CATIA czy Pro/Engineer. Poznanie tych systemów powinno zapewnić absolwentom możliwość zatrudnienia na stanowiskach technicznych w branży mechanicznej, ale także budowlanej, elektrycznej lub innej, zwłaszcza w średnich i małych przedsiębiorstwach. Gdyby zakład pracy wykorzystywał inne oprogramowanie CAD, np. SolidWorks czy SolidEdge nowi inżynierowie powinni w niedługim czasie poradzić sobie z poznawanymi narzędziami, dzięki zdobytej na studiach wiedzy z zakresu innych systemów CAD. Można także korzystać z cyklu szkoleń dotyczącego różnych platform projektowania komputerowego, jednak jest to kosztowne i czasochłonne. Na studiach technicznych studenci są zapoznawani z systemami CAD na przedmiotach typu rysunek techniczny, grafika komputerowa, geometria wykreślna, systemy CAD, podstawy projektowania, itp. Zagadnienia dotyczące obsługi aplikacji komputerowych powinny obejmować informacje wprowadzające, narzędzia do wykorzystania, specyfikę pracy w danym środowisku oraz przykłady praktyczne. Przykładowy program nauczania dotyczący systemów AutoCAD i Inventor obejmuje najczęściej tematy takie jak: a) podstawy pracy z systemem AutoCAD i samodzielne tworzenie dokumentacji technicznej: środowisko pracy i interfejs programu, układy współrzędnych, wprowadzenie do rysowania, obiekty rysunkowe polecenia ekranowe, tryby lokalizacji obiektów, polecenia modyfikacyjne, praca z warstwami opisy rysunku i style tekstu, wymiarowanie i style wymiarów, bloki i atrybuty drukowanie b) modelowanie w przestrzeni 3D, edycja modeli i tworzenie obiektów przestrzennych z rysunków płaskich 2D w AutoCAD: współrzędne punktów w przestrzeni i filtry współrzędnych, układy współrzędnych 3D - LUW (lokalne układy współrzędnych), rzutnie i widoki, orientacja obiektów i widoku w przestrzeni: punkty obserwacji i kompas, kamera i orbita, podstawowy modelowania obiektów krawędziowych - poziom i wysokość obiektu, odcinek i polilinia 3D, podstawowy modelowania obiektów powierzchniowych - ścianka i siatka, predefiniowane obiekty powierzchniowe, powierzchnie złożone, podstawowy modelowania obiektów bryłowych: bryły proste, wyświetlanie brył, parametry fizyczne brył, rzuty i przekroje, edycja obiektów przestrzennych - zmiana położenia obiektów, szyk obiektów, ucinanie, fazowanie i zaokrąglanie obiektów, przekrój i przecięcie, operacje logiczne, cienkościenność, tworzenie brył za pomocą poleceń wyciągania i obracania, regiony przekształcanie rysunków 2D w modele przestrzenne, renderowanie - wizualizacja obiektów (materiały, tło, sceny). 5721

c) umiejętność generowania modeli 3D w systemie Inventor, części i zespoły, tworzenie dokumentacji złożeniowej i wykonawczej części, tworzenie rysunków katalogowych: charakterystyka modelowania 3D, szkice i więzy geometryczne, podstawowe operacje modelowania części: wyciągnięcie, obrót, skorupa, otwory, gwinty, pochylenie, szyk, lustro, płaszczyzny, osie i punkty konstrukcyjne, zaawansowane modelowanie 3D: wyciąganie złożone, zwój, podział części, wypukłość, pogrubienie, modelowanie zespołów: wiązania w zespołach, przeglądarka zespołów, widoczność części, zamiana części, widoczność zespołu, analiza poprawności montażu analiza kolizji, wykorzystanie biblioteki części znormalizowanych, projektowanie części w obszarze złożenia, ruch mechanizmu, analiza kolizji w czasie ruchu, nagrywanie animacji, tworzenie prezentacji montażu, automatyczne i ręczne rozsunięcie komponentów, tory montażu, nagrywanie animacji montażu, generowanie dokumentacji płaskiej: rzut bazowy, rzuty, rzut pomocniczy, przekroje, widoki, szczegóły, wyrwania, przerwania, opisywanie dokumentacji płaskiej części: wymiarowanie, linie osi, chropowatość, symbole, opisy, tabele, generowanie dokumentacji płaskiej zespołu, numerowanie pozycji, tabela zestawieniowa, prezentacja zespołu, widoczność komponentów, modelowanie elementów blaszanych: styl elementu, kształtowanie blach, biblioteka wycięć, rozwinięcia blach na płaszczyźnie, d) zaawansowane możliwości modelowania części i złożeń w Inventorze, parametryzacja części i złożeń, adaptacyjność części i zespołu, obliczenia inżynierskie w systemach CAD: projektowanie parametryczne i wykorzystanie parametrów w modelowaniu części oraz łączenie wymiarów modeli z arkuszem kalkulacyjnym, adaptacyjność części, szkice, elementy części, adaptacyjność zespołu, parametryczność zespołów, przekazywanie parametrów z części do zespołu, połączenia z programem MS Excel, tworzenie zaawansowanej prezentacji montażu, sterowanie widokiem kamery, zaawansowany ruch zespołów, sterowanie wiązaniami, wykorzystanie funkcji do sterowania. wstęp do wykorzystania języka Visual Basic w programie Inventor, modelowanie i obliczenia przykładowych konstrukcji mechanicznych (połączenia śrubowe, wały, łożyska, przekładnie pasowe, przekładnie łańcuchowe, krzywki tarczowe, sprężyny ściskane) modelowanie i obliczenia konstrukcji spawanych, modelowanie i obliczenia konstrukcji bachowych, modelowanie i obliczenia konstrukcji kratowych, wykorzystanie w procesie projektowania metody elementów skończonych (MES): analiza naprężeń części, analiza naprężeń w zespole, analiza naprężeń kontaktowych, optymalizacja zespołu, symulacja dynamiczna, analiza siły i ruchu w zespole, analiza metodą elementów skończonych z wykorzystaniem obciążeń dynamicznych. 5722

PODSUMOWANIE Prezentowane studentom kierunku mechanika i budowa maszyn systemy komputerowe pozwalają na podstawowe modelowanie geometryczne (powierzchniowe lub bryłowe) oraz projektowanie parametryczne wraz z asocjatywnością. Znajomość przez studentów poznawanego systemu CAD jest raczej powierzchowna i dotyczy częściej wykorzystywanych funkcji, z pominięciem metodologii projektowania w używanym oprogramowaniu. Bardziej zaawansowane systemy do komputerowego projektowania mogą wykorzystywać cechy konstrukcyjne elementu czy zespołu, co pozwala np. na budowanie bryłowego modelu parametrycznego z dodatkowymi zdefiniowanymi cechami typu otwór, żebro, gwint, itp. Obecnie programiści dążą do wprowadzenia systemów do projektowania, które mogą być wspomagane bazą wiedzy dotyczącą rozwoju produktu (ang. Knowledge-Based Product Development). Poza cechami dostępnymi w prostszych systemach (przestrzenna geometria i parametryzacja) tego typu aplikacje zapisują wiedzę i doświadczenie projektanta, aby udostępnić i wykorzystać je w kolejnym projekcie lub wspomagać podjęcie optymalnych decyzji. W systemie CATIA V5 zaimplementowano projektowanie oparte na wiedzy, określając model konstrukcji uzupełniony o zasady i reguły procesu projektowo-konstrukcyjnego jako tzw. model autogenerujący. Nazwa nawiązuje do automatyzacji powtarzalnych czynności przy projektowaniu poprzez określenie cech konstrukcji na podstawie zapisanej wcześniej wiedzy [5]. CATIA umożliwia także wirtualne prototypowanie, polegające na tworzeniu cyfrowych prototypów, na których przeprowadza się symulację funkcjonowania konstrukcji. Pozwala to także na analizę kinematyczną, określanie trajektorii ruchu i przestrzeni roboczej oraz wykrywanie kolizji ruchomych elementów w zespołach. Przy wdrażaniu zaawansowanych systemów CAD konstruktorzy stosują stare metody z prostych programów i starają się je przenieść i wykorzystać w nowym narzędziu. Najczęściej nie jest to działanie efektywne, gdyż praktycznie każdy system wymaga indywidualnego podejścia, ze względu na konieczność innego definiowania struktury modelu przestrzennego danej części czy zespołu. Programy CAD wspomagają konstruktorów w projektowaniu trójwymiarowych elementów maszyn, jak i skomplikowanych złożeń, składających się z setek komponentów. Możliwe jest to dzięki wykorzystaniu segmentowej architektury baz danych, która pozwala na modelowanie skomplikowanych projektów. Modele wykonywane np. w Autodesk Inventorze opierają się nie tylko na wartościach wymiarów poszczególnych elementów, ale i na relacjach jakie te elementy mają pomiędzy sobą. Dzięki zastosowaniu relacji między elementami, część geometrii dostosowuje się zgodnie z wiązaniami do nowo określonego wymiaru. Takie rozwiązanie znacznie skraca czas projektowania, związany z wprowadzaniem zmian do modelowanego elementu lub zespołu. Pozwala to również na eksperymentowanie z niektórymi wymiarami i fizyczne sprawdzenie jak dany element prezentuje się w określonej konfiguracji, bez konieczności tworzenia nowych rysunków konstrukcyjnych. Poza opisaną techniką modelowania parametrycznego system Inventor oferuje, w pewnym zakresie zastosowań, możliwość projektowania adaptacyjnego. Parametryzacja zapewnia użytkownikowi łatwą i pełną kontrolę nad wszystkimi wymiarami projektowanego modelu. Adaptacyjność natomiast pozwala na projektowanie części w oparciu o istniejące już elementy. Projektant określa w jaki sposób nowa część ma być dopasowana do reszty, bez konieczności analizy parametrów i wymiarów program sam dostosowuje wymiary części do narzuconych warunków dopasowania. Polega to na tym, że jeżeli zostanie wprowadzona zmiana w skojarzonym komponencie takim jak część, szkic czy złożenie, to zostanie ona przeniesiona na wszystkie części, złożenia oraz rysunki i inne zależne elementy. Zastosowanie tej funkcji umożliwia wprowadzanie zmian we wszystkich elementach zależnych w projekcie, co redukuje błędy i znacznie skraca czas pracy projektanta. Streszczenie Artykuł zawiera informacje dotyczące systemów komputerowych do wspomagania projektowania w zastosowaniach mechanicznych. Przedstawiono klasyfikację systemów CAx oraz przykładowe programy do podstawowego i zaawansowanego wspomagania projektowania. Uwzględniono główne metody modelowania 5723

przestrzennego: krawędziowe, powierzchniowe i bryłowe oraz hybrydowe. Opisano możliwość projektowania parametrycznego i asocjacyjnego z pokazaniem przykładu praktycznego modelu połączenia kołnierzowego. Zamieszczono także propozycję tematów do realizacji ze studentami kierunku mechanika i budowa maszyn, dotyczących podstawowego i zaawansowanego wykorzystania systemów AutoCAD i Inventor w projektowaniu technicznym. Zaprezentowano wady i zalety oraz ograniczenia systemów CAD, a także tendencje rozwojowe uwzględnione w nowych pakietach oprogramowania, takie jak modelowanie autogenerujące oparte na wiedzy w systemie CATIA. Computer systems in mechanics Abstract The article contains information about computer aided design systems to mechanical applications. The classification of CAx systems and sample programs for basic and advanced computer aided design were presented. Included basic methods of 3D modeling: edge, surface or solid bodies and hybrid. The possibility of parametric and associative designing are described. The practical example of model assembly flange are provided. Also contains a proposal of topics for students of mechanical engineering for basic and advanced use of AutoCAD and Inventor systems in technical design. The advantages, disadvantages and limitations of CAD systems were presented, as well as development trends included in the new software packages, for example generative modeling knowledge based in CATIA system. BIBLIOGRAFIA 1. Branowski B. (praca zbiorowa), Wprowadzenie do projektowania, Wydawnictwo Naukowe PWN, 1998, 2. Korzybski W., Czarnecki K., Adaptacyjne i parametryczne modelowanie połączenia kołnierzowego, Inżynieria Mechaniczna Innowacje dla Przedsiębiorstw, Politechnika Warszawska, Wydział Budownictwa Mechaniki i Petrochemii w Płocku, Instytut Inżynierii Mechanicznej, Płock 2011, str. 81-92, 3. Korzybski W., Malesa W.: Parametric modeling of assembly flange, Machine Dynamics Research, 2011, Vol.35, No 3, 31-36. 4. Noga B., Kosma Z., Parczewski J., INVENTOR Pierwsze kroki, Wydawnictwo Helion 2009. 5. Skarka W., CATIA V5. Podstawy budowy modeli autogenerujących, Wydawnictwo Helion 2009 5724