ΣΧΕΔΙΟΜΕΛΕΤΗ ΜΕ ΤΗ ΧΡΗΣΗ Η/Υ ΓΝΩΡΙΜΙΑ ΜΕ ΤΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ CAD ΓΝΩΡΙΜΙΑ ΜΕ ΤΟ ΣΧΕΔΙΑΣΤΙΚΟ ΠΑΚΕΤΟ Pro/ENGINEER Wildfire ΕΚΔΟΣΗ 2

ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ CAD Τα συστήματα CAD δημιουργήθηκαν πρωταρχικά για να αντιμετωπίσουν την ανάγκη παραγωγής σχεδίων τα οποία χρησιμοποιούνται για την παρουσίαση αντικειμένων και για την συνεννόηση μεταξύ διαφορετικών ομάδων ανθρώπων που εμπλέκονται στη διαδικασία παραγωγής του αντικειμένου και αλλού. Υπάρχουν εξειδικευμένα συστήματα CAD για τις παρακάτω εφαρμογές: Μηχανολογικές Εφαρμογές (αεροπορική βιομηχανία, ναυπηγό-επισκευαστική βιομηχανία, αυτοκινητοβιομηχανία, μεταλλοβιομηχανία, προϊόντα συσκευασίας, κατασκευή μηχανών, κλπ.). Ηλεκτρονικές εφαρμογές (Σχεδίαση πλακετών, ολοκληρωμένα κυκλώματα, ηλεκτρολογική σχεδίαση, κλπ.). Κατασκευαστικός τομέας (AEC). Εφαρμογές σε κατασκευές κτιρίων, και διαφόρων μεγάλων ειδικών έργων, πχ. οδοποιία, γέφυρες, αρχιτεκτονικές κατόψεις κλπ.

ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ CAD Χαρτογράφηση (mapping) Συστήματα GIS, Graphics Information Systems Τα πρώτα συστήματα CAD ήταν συστήματα δύο διαστάσεων-2D τα οποία ήταν κατάλληλα μόνο για τη δημιουργία σχεδίων. Στο σύστημα των δύο διαστάσεων ο χρήστης σχεδιάζει τις όψεις του αντικειμένου, όπως θα τις σχεδίαζε και σε ένα φύλλο χαρτί. Στη συνέχεια αναπτύχθηκαν τρεις μεθοδολογίες τρισδιάστατης απεικόνισης • Μοντέλα ακμών ή σύρματος - wire frame models • Μοντέλα επιφανειών - surface models • Μοντέλα στερεών - solid models

ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ CAD Τα περισσότερα 3Δ συστήματα πλέον χρησιμοποιούν και τις τρεις απεικονίσεις δίνοντας έμφαση σε αυτή που ταιριάζει καλύτερα στις εφαρμογές για τις οποίες έχει σχεδιαστεί. Για παράδειγμα το AutoCAD που προορίζεται για την παραγωγή σχεδίων δίνει έμφαση στην απεικόνιση με μοντέλο ακμών

Μοντέλα επιφανειών Τα συστήματα που δίνουν έμφαση στην αναπαράσταση με μοντέλα επιφανειών χρησιμοποιούνται κυρίως για την παρουσίαση αντικειμένων για τη δημιουργία γραφικών, το φωτορεαλισμό και το animation. Μια μεγάλη περιοχή εφαρμογή τους είναι η σχεδίαση πλοίων. Χρησιμοποιούνται και για το Βιομηχανικό Σχεδιασμό και κυριότερα συστήματα για Βιομηχανικό σχεδιασμό είναι τα 3d Studio Max και Studio Tools.

Συστήματα στερεάς μοντελοποίησης Τα πρώτα συστήµατα ακολούθησαν την ανάπτυξη του στερεού µοντέλου από την δισδιάστατη γεωµετρία του. Ο χρήστης όριζε την ακριβή γεωµετρία του αντικειµένου, κάθε αλλαγή στις διαστάσεις και τη γεωµετρία ήταν χρονοβόρα και το στερεό µοντέλο ήταν µια πρόσθετη εφαρµογή που µπορούσε να ενεργοποιήσει. Η σηµερινή τάση στα συστήµατα μηχανολογικής σχεδίασης είναι τα παραµετρικά µοντέλα µε τη χρήση µορφολογικών χαρακτηριστικών. Μεγάλο πλεονέκτημα της στερεάς μοντελοποίησης είναι ότι δημιουργεί μοντέλα που αναπαριστούν πλήρως τη γεωμετρία και την τοπολογία του αντικειμένου. Τα γεωµετρικά στοιχεία είναι κοινά µε τα συστήµατα επιφανειών. Τα στοιχεία τοπολογίας είναι οι κορυφές, ακµές, βρόγχοι, έδρες, κελύφη και στερεά, που αποτελούν ένα αντικείµενο. Αποτέλεσμα είναι να μπορεί να χρησιμοποιηθεί το στερεό μοντέλο για πολλές εφαρμογές έκτος από την παρουσίαση του αντικειμένου και την αυτόματη παραγωγή σχεδίων. Ενδεικτικά συστήματα τα Pro/ENGINEER, Unigraphics, Catia, Solid Works

Συστήματα στερεάς μοντελοποίησης

Εφαρμογές στο Pro/ENGINEER Δημιουργία συναρμολογήσεων και σχεδίων συναρμολόγησης

Εφαρμογές στο Pro/ENGINEER Κατασκευή του αντικειμένου. Δημιουργία αρχείων καθοδήγησης εργαλειμηχανών αριθμητικού ελέγχου και γραφική προσομοίωση της διαδικασίας

Εφαρμογές στο Pro/ENGINEER Δημιουργία καλουπιών για χυτά αντικείμενα

Εφαρμογές στο Pro/ENGINEER Κινηματική ανάλυση συναρμολογήσεων

Εφαρμογές στο Pro/ENGINEER Ανάλυση αντοχών και θερμική ανάλυση με τη χρήση πεπερασμένων στοιχείων

Εφαρμογές στο Pro/ENGINEER Δημιουργία ελασμάτων από φύλλα μετάλλου

Εφαρμογές στο Pro/ENGINEER Διασύνδεση με όλα τα τμήματα της επιχείρησης, προγραμματισμός απαιτήσεων υλικών κ.α. Μεσώ των συστημάτων PDM Τα συστήµατα PDM που υφίστανται σήµερα καταγράφουν τον όλο κύκλο ανάπτυξης του προϊόντος και συνεργάζονται µε τα συστήµατα CAD. Επιπλέον, παρέχουν δροµολόγηση καθηκόντων (work flow), συνεργασία οµάδων στην ίδια επιχείρηση ή σε διαφορετικές επιχειρήσεις (Collaboration) και ανταλλαγή δεδοµένων µέσα από το διαδίκτυο

Τα βασικά χαρακτηριστικά του Pro/E To Pro/E είναι ένα σύστημα: Feature based (βασισμένο σε χαρακτηριστικά) Parametric (παραμετρικό) Associative (υψηλό επίπεδο συσχέτισης)

Feature based: Η δημιουργία αντικειμένων γίνεται ορίζοντας χαρακτηριστικά (features) όπως προσθήκες ή αφαιρέσεις υλικού, στρογγυλέματα, οπές κλπ, αντί της χρήσης γεωμετρίας χαμηλού επιπέδου (low level geometry) όπως γραμμές, τόξα και κύκλοι. Έτσι ο σχεδιαστής μπορεί να σκεφτεί πώς θα δημιουργήσει το μοντέλο σε ένα πολύ υψηλό επίπεδο, και να αφήσει την απεικόνιση όλων των γεωμετρικών λεπτομερειών χαμηλού επιπέδου στο Pro/E.

Parametric: Το σχήμα του κάθε εξαρτήματος οδηγείται από τις τιμές που έχουν δοθεί στις ιδιότητες των χαρακτηριστικών του. Έτσι ο χρήστης μπορεί να αλλάξει τις τιμές των ιδιοτήτων αυτών ή να ορίσει σχέσεις μεταξύ τους, και να παρατηρήσει άμεσα τις αλλαγές που έκανε.

Associative

Σχεδιασμός εξαρτημάτων (Parts) χαρακτηριστικών (features). Ως προς τη γεωμετρία τους τα features μπορεί να είναι: Χωρίς γεωμετρία Με γεωμετρία Προθήκη υλικού Αφαίρεση υλικού

Ως προς τον τρόπο κατασκευής τους τα features μπορούν να είναι: Pick & Place Τοποθετούνται στο μοντέλο αναφορικά με κάποια άλλα features Sketched Απαιτείται ο σχεδιασμός μιας διατομής τους σε κάποιο επίπεδο που ονομάζεται και Sketching Plane

Αρχική οθόνη

Τι είναι τα Datum? Points, planes, axis, coord systems, curves

Χρήσεις των Datum?

Οθόνη μετά τη δημιουργία ενός εξαρτήματος (Part)

Τρόποι δημιουργίας sketched features Τόσο τα Protrusions όσο και τα Cuts μπορούν να δημιουργηθούν με: Extrude (Προέκταση) Revolve (Περιστροφή) Sweep (Τροχιά που ακολουθείται από μια σταθερή διατομή) Blend (Μεταβλητές διατομές)

Protrusion – Extrude (One side)

Protrusion – Extrude (Both sides)

Protrusion – Revolve (360)

Protrusion – Revolve (Variable)

Protrusion – Sweep (1)

Protrusion – Sweep (2)

Protrusion - Blend

Cut - Extrude

Cut - Revolve

Cut – Helical Sweep

Cut - Blend

Pick & place features Οι κυριότεροι τύποι pick & place features είναι: Hole (δημιουργία οπών) Round (δημιουργία στρογγυλεμάτων) Chamfer (δημιουργία λοξοτομών) Shell (δημιουργία κελύφους)

Hole

Round

Chamfer (Edge)

Chamfer (Corner)

Shell

Thin features

Copy - Mirror

Pattern

Relations (1) Ζητούμενο: Στο διπλανό σχήμα να οριστούν οι κατάλληλες σχέσεις μεταξύ των διαστάσεων έτσι ώστε η οπή να έχει τη μισή διάμετρο και το ίδιο βάθος με τον εξωτερικό κύλινδρο Ορίζουμε τις σχέσεις: d28 = d26/2 d29 = d27

Relations (2) Αλλάζοντας τις τιμές της διαμέτρου και του ύψους του εξωτερικού κυλίνδρου, οι διαστάσεις της οπής αναπροσαρμόζονται αυτόματα σύμφωνα με τις σχέσεις (relations) που έχουμε δώσει