pondělí 17. června 2019

Metody toleranční analýzy Autodesk Inventoru



Dimenzování a tolerance jsou kritickou součástí každého konstruování. Jejich použití vyžaduje znalosti o technologických schopnostech, ekonomické produkci a funkcích daného vyráběného produktu. A to se snáze řekne než udělá.

Analýza tolerancí aplikace Autodesk Inventor vám pomáhá analyzovat a definovat správné hodnoty tolerancí, které ovlivňují funkčnost konstrukce z hlediska smontovatelnosti, případně nahraditelnosti a zároveň umožní dosáhnout správného ekonomického výsledku. Tento nový nástroj poskytuje konstruktérovi mnohem větší přehled a povědomí o tom, jak různé vyráběné komponenty vzájemně spolupracují ve svém navrženém prostředí.

Jak bylo zmíněno v předchozím článku (viz Toleranční analýza pro Inventor). Jedná se o analýzu kótovacího řetězce, založenou na metodách stochastických výpočtů, umožňující simulaci tolerance jako součtu rozměrů v přímce (1D). Jednoduché číselné řetězce se skládají z rozměrů jednoho typu, pouze délky nebo pouze úhlů. Tato analýza umožňuje určit, zda díly v dané sestavě splňují požadavky na mechanické seřízení a provoz na základě kumulativních tolerancí jednotlivých dílů.

Na obrázku je znázorněn jednoduchý příklad kótovaného uzavřeného řetězce.


Konstruktér konstruující součást pomocí CAD systému modeluje ideální geometrii. V analýze tolerancí aplikace Autodesk Inventor umožňuje analyzovat rozměrovou variabilitu a její vliv na funkčnost součásti v jednorozměrném směru (1D), ale systém může často rozpoznat vliv tvaru geometrie i v 2D rovině nebo 3D prostoru. V této situaci program varuje před možností rozšíření pole tolerance v důsledku například lineárních a úhlových rozměrů a mění "citlivost" takového rozměru.












Analýzy lineárních rozměrových řetězců definujeme pomocí detekce jednotlivých uzavřených smyček mezi jednotlivými komponenty. Přidáním tolerancí buď v náčrtu, nebo za pomocí poznámek v modelovém prostředí se hodnoty tolerance pro lineární a geometrické rozměry vypíší do analýzy. 

Dále definujeme jakou metodu toleranční analýzy použijeme. Používáme tří základní metody.
  • Aritmetická metoda 
    • (Worst Case)
  • Statistické metody 
    • RSS (Root Sum Squares) 
    • 6 Sigma

Metoda Worst Case:
 Worst Case "nejhorší případ" je metoda zajišťující úplnou zaměnitelnost součástí. Často vyžaduje dražší technologické procesy, což umožňuje výrobu všech výrobků v relativně úzkých tolerančních polích. Je definovaná hraničními odchylkami. Tzn. předpokládá se, že všechny součásti budou vyrobeny buď v dolních, nebo v horních mezních rozměrech. Tolerance uzavírajícího členu se používá jako aritmetický součet tolerancí všech dílčích rozměrů.

Její využití je pro menší počet dílčích členů a pro kusovou nebo malosériovou výrobu. Pokud není tolerování smluvním požadavkem a není zapotřebí 100% zaměnitelnost dílů, může se řádně aplikovat statistické tolerování se zvýšenými tolerancemi komponentů a s nižšími náklady na výrobu.

Metoda RSS:
Root Sum Squares (RSS) je nejrozšířenější a nejpoužívanější statistickou metodou. Je založena na principu obecné metody statistické analýzy. Rozměry na horní nebo dolní toleranci se vyskytují s menší pravděpodobností. Z větší pravděpodobností se budou vyskytovat součásti, u nichž se rozměry pohybují kolem středu tolerančního pole. Počet výskytů hodnot rozměrů je dán tzv. normálním rozložením jednotlivých hodnot rozměrů, které popisuje Gaussova křivka. 
LL dolní limit
UL horní limit
µ střední hodnota rozměru
σ směrodatná odchylka

Standardní odchylka vypočítaná pro normální rozdělení každého rozměru se vypočte ze vzorce. Nejběžnější předpoklad způsobilosti Cp = 1 vychází z předpokladu výrobního procesu, který umisťuje definované tolerance na standardní odchylky ±3σ od středu tolerančního pásma, které se předpokládá jako průměr, takže pravděpodobnost součásti splňující požadované tolerance je 99,73%. Z toho plyne částečná zaměnitelnost (může vznikat určitá zmetkovost). Uvádí se maximální počet zmetků na milion součástí - DPMO. Na druhou stranu můžou být větší Tolerance dílčích rozměrů, což snižuje výrobní náklady. Typické použití je v hromadné nebo velkosériové výrobě.

Metoda 6 Sigma:
  6 Sigma je vlastně určitým zpřísněním metody RSS. Pro některé výrobky je počet zmetků (vlastně 2700 zmetků na milion součástí) stále moc velký. Navíc se střední průměrná hodnota rozměru posouvá působením různých vlivů (např. opotřebení nástrojů), často až o 1,5σ od původní hodnoty - viz obr. níže. Takový posun znamená u výroby se způsobilostí ±3σ asi 67000 nevyhovujících výrobků z milionu vyrobených, tedy téměř 7% a to už může znamenat vysoký nárůst nákladů.
Jak tedy napovídá název, tato metoda předepisuje tolerance se způsobilostí ±6σ. V takovém případě je i při posunu střední hodnoty o 1,5σ počet zmetků pouze 3,4 na milion. Pro tuto metodu je zaveden modifikovaný název indexu způsobilosti - Cpk.
Kde koeficient k značí poměr mezi posunutím střední hodnoty a polovinou tolerančního pole. Pro metodu 6 Sigma při posunu střední hodnoty o 1,5σ můžeme počítat:

Využití je pro velmi přesnou výrobu a pro výrobu ve velkých objemech. 


Z popsaných metod vyplývá, že je nutné zvážit, která metoda pro danou výrobu bude výhodnější, což bude záviset především na objemu výroby, složitosti výrobku (počet dílčích členů v rozměrovém obvodu) a na 100% nahraditelnosti.






středa 5. června 2019

Inventor a aktualizace Windows 10 May 2019 Update (1903)



Uživatelé Inventoru různých verzí mohou v některých případech narazit na problémy po aktualizaci operačního systému Windows 10 "květen 2019" (tedy verze 1903). Autodesk i Microsoft pracují na vyřešení těchto problémů. Nicméně pokud jste uživatelem Inventoru, doporučujeme odložit aktualizaci na Windows 10 "May 2019" až na pozdější dobu.

Různé typy problémů jsou hlášeny ve všech aktuálních verzích Inventoru - od verze 2020.0.0, přes 2019 a 2018, až po 2017 a 2016.

Typické hlášené problémy:

  • Obsahové Centrum (pád aplikace při změně velikosti normálie z kontextového menu nebo při vkládání z lokálního OC - hlášení "Autodesk Inventor přestal pracovat")
  • Prostředí potrubních prvků (chybné zobrazení vzdálenosti, chybné uchopení, chybné ikony)
  • iSoučásti a iSestavy - nelze upravit rodinu

Pokud už máte květnový update Win 10 nainstalován, pokuste se odinstalací vrátit k předchozí verzi 1809. Vyzkoušejte rovněž nainstalovat poslední aktualizace pro vaši verzi Inventoru, nebo spustit "Nástroj k resetování aplikace Inventor" (Inventor Reset Utility, z menu Start). Chyba Obsahového centra se obvykle neprojeví u OC řízeného Vaultem.

Vaši aktuálně nainstalovanou verzi systému Windows 10 zjistíte zadáním příkazu WINVER v příkazovém okně (Win+R).

úterý 30. dubna 2019

Novinky VR aplikace Autodesk VRED 2020

Autodesk VRED je profesionální aplikace pro tvorbu produktových 3D vizualizací, virtuálních prototypů a virtuální reality, a to především v automobilovém průmyslu. Umožňuje vytvářet přesvědčivé prezentace výrobků, připomínkovat designové varianty a tvořit virtuální prototypy v reálném čase.

Nová verze VRED 2020 doplňuje funkce zefektivňující tvorbu virtuálních prototypů:

Vylepšený import CAD modelů CATIA
Volba "Import Coordinate Systems" pro import transformačních skupin s vlastními souřadnicovými systémy v modelech z CATIA V5.

Shader "zaoblené hrany"
Raytracing shader simulující zaoblení navazujících ploch.





Cryptomatte - maskování objektů
Tvorby masky objektů během renderingu jako postprocessing funkce.





Web Shop
eStore s materiály a látkami pro snadný import obsahu do VRED.



Perspective Camera Matching - nastavení pohledu
Snadné nastavení ohniskové vzdálenosti a natočení kamery pro bezešvou integraci vašeho modelu do scény.





Vylepšené API funkce Python pro tvorbu vazeb



Správa voleb typu exportu renderingu

Integrace s Autodesk Shotgun pro snazší správu digitálního obsahu





Více na stránce Autodesk VRED

pondělí 8. dubna 2019

Autodesk Product Design & Manufacturing Collection - novinky 2020

V minulých dnech jsme představili novinky Inventoru 2020, AutoCADu 2020 a řady dalších produktů Autodesk ve verzi 2020. Všechny strojírenské produkty jsou k dispozici buď samostatně, nebo jako součást konstrukční a výrobní sady Autodesk Product Design & Manufacturing Collection 2020 (PDMC). Ta se stává velmi atraktivním produktem pro strojírenskou konstrukci, projekci i výrobu, včetně moderní aditivní výroby a díky zahrnutí Fusion 360 i pro generativní navrhování.

Kromě základních CAD/CAM produktů zde naleznete i řadu dalších produktů a rozšíření, které zásadně zvyšují hodnotu této kolekce. Za několikaletou historii zde přibývaly produkty pod svými původními názvy. Pro zjednodušení a zpřehlednění funkcionality nyní došlo ve verzi 2020 k přejmenování několika produktů této sady. S ohledem na to, že jádrem Product Design & Manufacturing Collection 2020 je Inventor 2020, došlo k následujícím změnám názvů:

 Samozřejmě ale nejde jen o přejmenování, podívejme se na nové funkce těchto produktů sady Product Design & Manufacturing Collection 2020.

Inventor Nastran 2020


Mezi nejdůležitější moduly patří jistě Nastran-In CAD, který rozšiřuje základní simulační funkce Inventoru o velmi pokročilé nástroje MKP výpočtů vhodné pro konstruktéra i profesionálního výpočtáře.  Inventor Nastran 2020 přináší i řadu funkcí původní aplikace Simulation Mechanical, jako je například hydrostatický tlak, studie konvergence, linearizace namáhání.




Inventor Nesting 2020


Velmi významným modulem pro každého, kdo pracuje s plechovými díly a deskovým materiálem je určitě modul Nesting. Do sady PDMC byl přidán dubnu loňského roku a rozšiřuje zde možnosti Inventoru o optimální rozmístění jednotlivých dílů na tabule polotovaru. Spolu s Inventor CAM pak i vygenerovat NC kód pro řezání (laser, plamen, ...).

Nová verze 2020 umí rozpoznávat tvary i na neplechových součástech. Na základě osy Z je schopna i u tvarově složitých dílů automaticky rozpoznat 2D profil. Dodatečně je možné vybrat tvar, který bude pro optimalizaci použit. Dále zde byly rozšířeny možnosti tvorby reportů a jsou použity vylepšené algoritmy pro rozmístění dílů. Aktualizovány byly také popisky tipů.



Factory Design Utility 2020


Jedním z nejstarších modulů, ale zároveň modulem s největšími novinkami, je modul Factory Uility. Tento modul není určen jen pro ty, kdo vyvíjí a optimalizují výrobní linky, ale občas ho potřebuje každá firma pro optimalizaci a rozvržení vlastní výroby, či pro vytvoření podkladů pro digitální továrnu.

Asi nejdůležitější věcí je přepracovaný systém ukládání celého návrhu a synchronizace mezi jednotlivými aplikacemi (AutoCAD – Inventor – Navisworks). Celá definice návrhu továrny je ukládána do samostatného souboru „Factory Layout Data“. Následně stačí v jakékoli CAD aplikaci tento soubor otevřít a tím se otevře celý projekt. Nemusíte tak již mít instalovány všechny 3 aplikace. Veškeré soubory a workflow procesy s tímto spojené jsou plně podporovány PDM aplikací Autodesk Vault Professional pro komplexní správu dat.

S touto novou filozofií interakce s projektem jsou spojeny i nové funkce a nový ovládací panel „Prohlížeč rozvržení“, který umožňuje lépe tvořit a vyhledávat data ve vašem projektu.  Panel je integrován do AutoCADu, Inventoru i do Navisworksu. Každý z nich pak plní samostatně svou úlohu v návrhu celé linky.



Inventor Tolerance Analysis 2020


Modul toleranční analýzy se objevil jako součást sady PDMC před několika málo měsíci (viz Toleranční analýza pro Inventor). Verze 2020 byla rozšířena o několik dalších funkcí:

  • Vkládání vazeb
  • Podpora podsestav
  • Odsazené vazby



Inventor CAM 2020


Většina funkcí bylo přidáno během roku už k verzi 2019 formou aktualizací. Ve verzi 2020 došlo k odladění všech stávajících funkcí a zároveň bylo odstraněno přes 200 nahlášených problémů.

Nicméně i tak byly do verze 2020 přidány nové funkce, a to hlavně v oblasti postprocesorů – do jádra byl přidán parametr „reset“ os, využitelný hlavně pro více-osé postprocesory. Verze 2020 dále nabízí plnou podporu CAM funkcí v rozvinech plechových dílů, pro 2D profilové obrábění.





pátek 29. března 2019

Novinky Nastran In-CAD 2020 (Inventor Nastran)

Nová sada produktů verze 2020 přináší novinky i pro integrované simulační řešení pro výpočty pomocí Metody konečných prvků (MKP) - Nastran In-CAD. A změna se týká hned názvu aplikace. Aby bylo lépe patrné provázání s klíčovou aplikací Autodesku pro strojírenské navrhování - s Autodesk Inventorem, je nový název aplikace upraven na Autodesk Inventor Nastran 2020. Další vylepšení si pojďme představit v následujících kapitolách.

Studie konvergence řešení

Kdo používal základní výpočtový MKP modul Autodesk Inventoru, možná ví, že obsahuje možnost nastavit automatické přesíťování modelu v kritických místech na základě konvergence výsledku řešení, nejčastěji napětí von Mises, k jediné hodnotě. Stejná funkčnost je nyní dostupná i v rámci Inventor Nastran 2020.

Uživatel má možnost zvolit, zda bude docházet ke globálnímu přesíťování modelu, nebo k lokálnímu přesíťování pro stanovené procento elementů s maximálními chybami výsledků. Úspěšnost řešení je následně možné zhodnotit pomocí grafu konvergence řešení.

Kromě výše uvedeného automatického přesíťování stále zůstává možnost prověřit konvergenci řešení ručním přesíťováním modelu a následným srovnáním výsledků.

Spolupráce s Autodesk Vault

Od verze 2020 je možné uchovávat výsledky výpočtů v úložišti Vault pomocí PKG souboru (tzv. balíčku), který je připojen do analyzovaného dokumentu Inventoru (*.ipt nebo *.iam) jako soubor třetí strany.
Podmínkou je, že analyzované soubory musí být otevřeny z pracovního adresáře Vaultu. Výsledky v PKG souboru je poté možné načíst do Inventor Nastranu pro jejich zobrazení, nebo aktualizovat po nově provedené simulaci.
 

Hydrostatický tlak

Tlak vyvolaný na těleso ponořené v kapalině je možné zadávat novým typem zatížení Hydrostatic Load. Pro zadání je nutné znát bod na hladině kapaliny, směr hloubky kapaliny, hustotu kapaliny a popř. tlak na hladině kapaliny.

Další novinky

Mezi další novinky verze Inventor Nastran 2020 se řadí např. vylepšení v oblasti práce s modely z generátoru rámové konstrukce (rychlejší ukládání, oprava chybného skrývání objemových těles nebo omezení chybného výběru objektů náčrtu), přejmenování tabulek pro závislosti materiálových charakteristik na teplotě nebo úprava definic odsazení shell elementů od střednicové plochy tělesa.

Viz Inventor Nastran, viz Inventor Professional a viz novinky Inventor 2020.