Autodesk Inventor及其在信息化集成中的應(yīng)用

2013-05-21 by:廣州有限元分析、培訓(xùn)中心-1CAE.COM 來源:仿真在線

我國CAD的應(yīng)用始于上個世紀(jì)70年代后期,90年代中期得到普及,到了90年代后期,CAD技術(shù)的應(yīng)用向縱深發(fā)展,一是使用二維繪圖CAD軟件向三維設(shè)計軟件的發(fā)展,二是由零部件設(shè)計向整機設(shè)計發(fā)展,三是由單獨運行向應(yīng)用PDM技術(shù)集成運行發(fā)展。

1、前言

我國CAD的應(yīng)用始于上個世紀(jì)70年代后期,90年代中期得到普及,到了90年代后期,CAD技術(shù)的應(yīng)用向縱深發(fā)展,一是使用二維繪圖CAD軟件向三維設(shè)計軟件的發(fā)展,二是由零部件設(shè)計向整機設(shè)計發(fā)展,三是由單獨運行向應(yīng)用PDM技術(shù)集成運行發(fā)展。然而,目前相當(dāng)多的企業(yè)仍然停留在“甩圖版”階段,一直使用二維繪圖軟件,這相對于傳統(tǒng)的手工繪圖雖然具有很大優(yōu)越性,但隨著一些工程項目復(fù)雜度的提高,二維軟件的弊端漸漸顯現(xiàn)出來。雖然不少企業(yè)已經(jīng)使用三維設(shè)計軟件,并且許多三維設(shè)計軟件具有面向整個產(chǎn)品設(shè)計過程,以及優(yōu)化分析、計算等良好功能,同時兼有系列、通用、零部件(模塊)庫,提供數(shù)據(jù)庫的工作平臺,但由于其使用的復(fù)雜性,使得三維設(shè)計軟件難以象二維設(shè)計軟件那樣得到普及。因此,解決設(shè)計平臺從二維向三維轉(zhuǎn)變,以及方便實現(xiàn)CAD與PDM的集成,達(dá)到設(shè)計制造的信息化,是目前迫切需要解決的問題。由于Autodesk公司的AutoCAD在國內(nèi)有著長期應(yīng)用歷史和廣泛的基礎(chǔ),加之由Autodesk公司推出的Inventor三維設(shè)計軟件,有著良好的操作性和易用性,以及與二維CAD軟件的良好的兼容性等優(yōu)點,同時能與Autodesk公司的產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)Productstream進行無縫連接,因此以Inventor作為三維設(shè)計軟件,對于實現(xiàn)產(chǎn)品的三維設(shè)計與信息化管理具有積極的意義。

    2、Inventor主要功能概述

與其他同類產(chǎn)品相比,Inventor用戶界面簡單,三維運行速度快和顯示著色突出。其主要功能如下:

    2.1.Inventor是基于特征的三維實體模擬系統(tǒng)

在Inventor中,主要有兩種特征,一種是以草圖生成的三維特征,以草圖生成的三維特征由畫草圖的方式生成。另一種是放置的特征(如抽殼和倒角),放置的特征通過提供位置和參數(shù)的方式產(chǎn)生。另外,工作特征可以用來構(gòu)造和建立各種特征之間的相對關(guān)系。

    2.2.Inventor的裝配方式和自適應(yīng)裝配技術(shù)

在Inventor中有三種裝配方式。第一種方式是,先將所有的三維實體零件設(shè)計好,然后在裝配文件中將這些三維實體零件逐一裝配在一起。第二種方式是,零件可以在裝配的過程中臨時構(gòu)造,也就是說,設(shè)計者可以從一個裝配文件開始,因需要在裝配的過程中構(gòu)造新的零件,在裝配的環(huán)境中工作可增強對于現(xiàn)有的實體零件以及新零件的需求的直感和視覺化的映像[1]。第三種方式是前兩種方式的結(jié)合,這種方式可以事先作好一些實體零件,然后再開始一個裝配文件,將這些零件裝配好,然后繼續(xù)構(gòu)造新的零件。當(dāng)一個裝配件完成后,系統(tǒng)可以產(chǎn)生一個材料清單以連接到其他的資料庫中。

自適應(yīng)技術(shù)可以使用戶很容易地定義零件的尺寸和形狀,而不會產(chǎn)生任何無法預(yù)料的裝配關(guān)系問題。如果提出的問題能夠解決,其系統(tǒng)將自動解決而忽略該問題是如何實現(xiàn)的。

Autodesk Inventor的自適應(yīng)裝配,允許在無參數(shù)或方程的情況下,定義關(guān)聯(lián)零件的關(guān)系。自適應(yīng)裝配獨立于次序,并且定義的關(guān)系不受制定關(guān)系的限制。

    2.3.Autodesk Inventor的項目文件和多用戶環(huán)境

Autodesk Inventor提供了用來對產(chǎn)品設(shè)計中文件的存儲位置和當(dāng)前狀態(tài)進行管理的項目,用戶可以自己定義多個項目,但是同一時刻只能有一個當(dāng)前活動的項目。只有所在的文件是在當(dāng)前項目里,才可以打開。每個項目都是以文件形式存在的,項目允許Autodesk Inventor中的產(chǎn)品設(shè)計和計算機的文件系統(tǒng)具有較大的獨立性,可以在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下為設(shè)計團隊提供一個統(tǒng)一的框架。

項目文件為Inventor提供了一個在多用戶環(huán)境下團隊設(shè)計工作的工具,能進行并行設(shè)計,個人工作空間,避免沖突。其多用戶環(huán)境有共享和半隔離兩種模式。共享模式下,每個用戶直接對公共數(shù)據(jù)文件進行操作,而半隔離模式下被編輯的文件從服務(wù)器上復(fù)制到了個人空間,未被復(fù)制的可以在服務(wù)器上繼續(xù)被用戶引用。

3、Inventor使用的幾點體會

    3.1.Inventor易學(xué)、易用

經(jīng)過一個月左右的時間的自主學(xué)習(xí)和摸索,就可以達(dá)到了熟練操作軟件完成設(shè)計任務(wù)的程度。這主要得益于Inventor操作簡單、易學(xué)、易用的特點。

    3.2.Inventor可以幫助用戶直觀地檢查機構(gòu)干涉情況

在機械設(shè)計中,機構(gòu)干涉較多,用二維軟件設(shè)計,不方便檢查干涉情況,而Inventor作為三維軟件,可以很好地克服這個問題,并能方便地從空間上描述幾何體和不規(guī)則幾何體等,讓用戶用得既方便又放心。

    3.3. Inventor具有自適應(yīng)性,使設(shè)計更智能化

Inventor區(qū)別于其他三維建模軟件的功能之一就是能夠保持模型的自適應(yīng)性,創(chuàng)建自適應(yīng)零件。這些智能零件之間保持一種物理關(guān)系,如果修改基本零件的幾何圖形,自適應(yīng)幾何圖形也會隨之更新。例如,創(chuàng)建一個適應(yīng)軸尺寸的孔,當(dāng)改變軸的尺寸時,孔會自動變大或變小來適應(yīng)軸的新直徑。

    3.4. Inventor可以導(dǎo)出更精美的圖紙

通過Inventor導(dǎo)出的圖紙,比二維軟件導(dǎo)出的圖紙更加細(xì)致,提升了圖紙的質(zhì)量。

    4、Autodesk Inventor與Productstream的無縫集成

    4.1.自動獲取產(chǎn)品設(shè)計信息

Productstream可以通過接口程序自動提取inventor中產(chǎn)品的相關(guān)設(shè)計信息,如產(chǎn)品型號、產(chǎn)品類型、零件名稱、材料等。

    4.2. 獲取零部件圖形信息

當(dāng)設(shè)計者完成了一個階段的任務(wù),做出檢入(Check-in)的操作時,Productstream會將設(shè)計數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫,同時自動生成對應(yīng)的DWF文件。管理者和其他應(yīng)用人員瀏覽設(shè)計數(shù)據(jù)時,實際上瀏覽的是DWF數(shù)據(jù),無論其是二維還是三維的數(shù)據(jù)。這樣,用戶就可以通過Productstream,很方便地查看用Inventor設(shè)計的圖形信息,并在允許的權(quán)限的范圍內(nèi),對圖形進行編輯和修改。

    4.3. 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)信息提取

利用Productstream和Inventor的API函數(shù),在Inventor系統(tǒng)中開發(fā)基于PDM的客戶端程序(即在Inventor系統(tǒng)中集成一個Productstream功能菜單項)。

通過這個客戶端程序可以實現(xiàn)在Inventor系統(tǒng)中直接進行PDM操作,同時能在兩系統(tǒng)之間進行數(shù)據(jù)交換和消息交換。例如Inventor的裝配結(jié)構(gòu)能夠自動地被提取到PDM的數(shù)據(jù)庫中,當(dāng)一個完整的裝配體被存入Productstream,裝配體的裝配文件和所屬的零件、子裝配及其裝配關(guān)系也會全部存入Productstream。同時Productstream會自動讀取每一個零件和子裝配的屬性,從而組成產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹。

    5、展望

基于Inventor的上述優(yōu)點,使得Inventor如同AutoCAD一樣在機械和其他領(lǐng)域成為主流的三維設(shè)計平臺之一。同時,由于Inventor與Productstream的良好的集成性,隨著Inventor的推廣,使用Autodesk公司的Productstream軟件的用戶也會越來越多,其在制造業(yè)信息化發(fā)展過程中,將會被越來越多用戶所接受。隨著Autodesk公司的產(chǎn)品系列(Inventor, Productstream等)的不斷普及,功能的不斷完善,其應(yīng)用將會越來越廣泛。