Автоматизация параметрического моделирования в машиностроительном производстве

Актуальные проблемы авиации и космонавтики. Технические науки

ников. Ульяновск: УлГТУ, 2004. 72 с.

2. Мелкозеров В. М., Васильев С. И. Охрана окружающей среды и рациональное недропользование при разработке, эксплуатации нефтяных месторождений, транспортировке нефти и нефтепродуктов. Lamber academic publishing. Germany. 2011. 256 с.

3. Исследование автоматизированных систем управления автогрейдера : учеб. пособие / С. П. Ере-ско, С. И. Васильев, С. Ю. Марченко, М. И. Артемьев А. С. Ереско. СибРУМЦ Красноярск: ИпЦ КГТУ, 2003. 51 с.

© Бердников Д. А., Бежелева А. В., 2012

УДК 681.5

В. В. Буторов Научный руководитель - С. П. Ереско Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Красноярск

АВТОМАТИЗАЦИЯ ПАРАМЕТРИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ В МАШИНОСТРОИТЕЛЬНОМ ПРОИЗВОДСТВЕ

Представлен обзор методов параметрического моделирования с их достоинствами и недостатками. Приведён перечень распространённых САПР реализующих данные методы. Рассмотрено применение средств автоматизации параметрического моделирования на производстве.

Параметрическое моделирование представляет собой разновидность моделирования, в котором главную роль играют параметры элементов модели и соотношения между данными параметрами. Данный подход к проектированию позволяет гибко и за короткое время проанализировать различные конструктивные схемы во избежание дальнейших ошибок. Данный процесс проводится путём изменения параметров элементов или геометрических отношений между этими элементами.

Суть различий между параметрическим моделированием и традиционным черчением заключается в том, что конструктор во время работы создаёт математическую модель объектов системы, а в процессе работы изменяет параметры объектов и их соотношения, что приводит к взаимному перемещению деталей системы, изменению состояния деталей и другим событиям.

Помимо деления на двумерное и трёхмерное твердотельное параметрическое моделирование существует деление на следующие типы параметризации. Табличная параметризация, суть которой заключается в создании конструктором таблиц параметров типовых деталей. Преимущество данного подхода заключается в простоте и удобстве создания библиотек типовых стандартных деталей и их применение в процессе дальнейшего проектирования. Недостатки подхода вытекают из преимуществ - сложность, а зачастую невозможность установки произвольных новых значений параметров и геометрических соотношений объектов.

Иерархическая параметризация основывается на истории операций в объектной среде. В ходе работы конструктора, на основе его действий создаётся дерево построения, в котором учтены все объекты, второстепенные элементы и операции в порядке их совершения. Вся информация хранится в иерархической структуре позволяющей проследить полную историю модификаций.

Работа с использованием вариационной параметризации состоит в создании конструктором эскиза с последующим определением параметрических связей,

различных ограничений в виде систем уравнений. Преимущество данного подхода состоит в простоте изменения формы модели и величины параметров операций.

Основная идея геометрической параметризации заключается в том, что параметры элементов рассчитываются в зависимости от параметров родительских, по отношению к ним, элементов. Такой подход обеспечивает простоту внесения изменений в модель на последующих этапах разработки.

Для применения на реальных производствах существуют различные пакеты прикладного программного обеспечения, относящиеся к классу САПР - системы автоматизированного проектирования. Различные САПР реализуют в себе перечисленные выше методы параметрического моделирования или их комбинацию. К этому классу программного обеспечения относятся: КОМПАС-3Б, T-FLEX CAD 2D, SolidWorks, AutoCAD, CATIA, Solid Edge и другие.

Так сборочная модель в подобном программном пакете может состоять из отдельных элементов. Организация параметрически представленных элементов может быть различна. Они могут значительно различаться по уровню сложности, иметь различные способы привязки к сборке и т. п.

На рисунке представлен пример элемента модели. Данный элемент имеет такие параметры как координаты по оси X и Y, высота элемента, цвет блока и цвет текста в блоке, булевая переменная для сохранения отметки о выполнении, текстовая строка - наименование этапа и условное обозначение этапа.

Модели, используемые для создания однотипных, изделий могут сильно различаться по способу организации, но они создаются в определённой последовательности. Проводится анализ геометрии рассматриваемого изделия - рассматриваются размеры, материалы и пр. Затем создаётся наиболее общая модель изделия. Назначаются формальные параметры модели, через изменение которых производится управление состоянием и трансформация модели.

Секция «Проектирование машин и робототехника»

1-е . - а

Г К rffa.tlil Jli"-^ А^'

Имя Бцр1ж*ни* Энкч... KtiMMi нтдрий -

г- н1 150 ISO коирАнщт^ пн гчин-г Г(1 узп?

2 У1 17J) 17а торлинлтн внешнего узп*

3 ' Н 100 1« ВЫСОТ* НЗФ6Р4Ж9ННП

4 Г ШоМ 15 Управление ЦВ4Т0Н текст«

5Г7 Со!« 12 Ипр1влшм цветам бмланчик:

В - Wypoln 1 1 ти*тка а выполнении

7' 7 $1Чали> 'ЭспишА про l^i"1 Эскиз . Канншпвшни этагы.

tOhcLT. "ЭРГ эп Условная пйвзмдчапии ^тлгы

.................................................. А' .

Сны ни" i fc Nil™.!

. Пи: 1

Описанный подход позволяет упростить, значительно ускорить и сделать более гибким процесс автоматизированного параметрического моделирования на реальном производстве. В результате производственные процессы обретают дополнительные степени свободы, а конструкторы могут реализовывать множество инновационных изделий практически без ограничений.

Библиографические ссылки

1. Бабичев С. Универсальная среда разработки параметрических моделей мебели // САПР и графика / ред. Д. Г. Красковский. М. : КомпьютерПресс, 2011.

2. Бойченко В., Палиенко О., Водопьянов Р., Шут А. Программа САПФИР для архитектурного проектирования зданий и сооружений // САПР и графика / ред. Д. Г. Красковский. М. : КомпьютерПресс, 2009.

3. ЗАО Аскон, КОМПАС-3Б V13. Руководство пользователя // КОМПАС 3D - техническая документация на программное обеспечение. М. : КомпьютерПресс, 2011. 150 с.

© Буторов В. В., 2012

УДК 621.835.2

А. С. Голованова Научный руководитель - Г. Н. Лимаренко Сибирский федеральный университет, Красноярск

СИЛОВОЕ ЗАМЫКАНИЕ ПЛОСКОГО КУЛАЧКА С ПОМОЩЬЮ РОЛИКА И ОХВАТЫВАЮЩЕЙ ДЕФОРМИРУЕМОЙ ПРУЖИНЫ

Представлена разработка силового замыкания плоского кулачка с помощью ролика и охватывающей деформируемой прижины для генератора волн волновой реечной передачи с цевочной рейкой.

При силовом замыкании толкатель во всех положениях прижат к кулачку с силой, которая больше силы, стремящейся оторвать толкатель от кулачка, например силы инерции при смене знака ускорения

толкателя. Замыкающая сила в подавляющем большинстве случаев создается пружиной. Расчеты пружины показали, что при использовании подобной конструкции механизма увеличиваются его габариты.

Рис. 1. График изменения диаметрального размера кулачка при его повороте на 360°