¬аше окно в мир —јѕ–
 
Ќовости —татьи јвторы —обыти€ ¬акансии Ёнциклопеди€ –екламодател€м
—татьи

31 августа 2013

—квозной цикл разработки. ¬заимодействие инженера-конструктора с промышленным дизайнером и CAM оператором

јлексей  арфидов

јлексей  арфидов јвтор статьи — основатель и первый председатель студенческого конструкторского бюро Ќационального исследовательского технологического университета Ђћ»—и—ї (ранее известного как ћосковский »нститут —тали и —плавов). Ќачальник конструкторского отдела ÷ѕ‘ ћ√“” на базе ћ√“” им. Ѕаумана. √лавный редактор студенческой газеты «—плав» Ќ»“” ћ»—и—.

—тать€ написана под редакцией ƒмитри€ –еброва (инженерный портал «¬ масштабе»).

ќтечественное проектирование уже практически полностью отказалось от брутальных конструкций прошлого и все большее, если не основное, внимание удел€ет промышленному дизайну. Ѕольша€ заслуга в этом принадлежит таким первопроходцам как јртемий Ћебедев, ¬ладимир ѕирожков, —ергей ’апров и другие, убедительно продемонстрировавшим фундаментальное значение дизайна.

—егодн€ ключевую роль начинают играть разработчики концепции, которые задают общее направление работы как инженера-конструктора по моделированию в CAD-системах, так и производственнику, который будет заниматьс€ мехобработкой и доработкой математической модели под технологию производства и особенности станков „ѕ”. Ёта св€зка, как правило, состоит из трех человек, и уменьшить их количество до одного-двух, хот€ и теоретически возможно, практически сложно осуществимо и малоэффективно, так как перед каждым участником процесса сто€т свои собственные задачи. —овмещение ролей привело бы к функциональной многостаночности и низкой эффективности.

¬ статье в качестве примера будет рассмотрена совместна€ разработка по изготовлению джойстика, с акцентом на работу конструктора как св€зующего звена между дизайнером и производственником, будут показаны потенциальные трудности, а также потенциальные ошибки и как их не допустить.

Ѕезусловно, сквозной цикл разработки предполагает гораздо больше степеней взаимодействи€, чем пример, рассмотренный в данной заметке.

Ќаше изложение мы начинаем с представлени€ эскиза (джойстика), который в нашем примере служит исходным материалом дл€ разработки математической модели поверхностным и твердотельным моделированием в системе SolidWorks. ƒл€ такого рода эскизов, типичным и   естественным €вл€етс€ отсутствие каких-либо размеров, так что конечную модель необходимо масштабировать.

–исунок 1. ƒизайнерский эскиз

ќсновна€ проблема конечного масштабировани€ — невозможность внесени€ точных правок в исходную модель до масштаба, так как при пересчете всегда придетс€ держать в пам€ти коэффициент масштаба, который далеко не всегда бывает целым числом. ¬ нашем примере указанный коэффициент — число с шестью знаками после зап€той. ÷елесообразно уже на данном этапе иметь опорные размеры, относительно которых можно будет подобрать масштаб изображени€ при его первоначальной проработке. ѕравда, чем меньше размеры опорного элемента, тем больше погрешность при создании общих размеров и габаритов. ѕоэтому разумно брать за основу именно габаритные размеры модели, что обеспечит наименьшую погрешность.

»ногда возникает ситуаци€, когда получить информацию о размерах невозможно или трудно: например, нет посто€нной или вообще как таковой св€зи с дизайнером, а сделать проект необходимо в кратчайшие сроки. ¬ таком случае приходитс€ искать опорные места, по которым можно оценить общие размеры, например, размеры стандартных элементов — кнопок, рычагов и прочих элементов.  ак правило, они унифицированы, их габаритные размеры точно известны и обща€ оценка возможна, но со значительными погрешност€ми — ввиду их сравнительно малых размеров и возможных неточностей прорисовки.

Ѕез определени€ размеров передача модели оператору станка „ѕ” не имеет смысла.  онечна€ проверка размеров Ц об€зательное и самое критичное звено, пропустив которую можно допустить промах, проиллюстрированный на примере другой модели джойстика:

–исунок 2

¬ левой части приведенного рисунка показан масштаб, который получитс€ в результате моделировани€ с неоднозначными опорными размерами, а в правой части — тот масштаб, который требуетс€ на самом деле. ≈сли упустить данный момент из виду, можно получить неприемлемый по всем функци€м продукт, который можно будет демонстрировать разве что дл€ красоты.

— другой стороны, дизайнеру, которому в кратчайшие сроки и без проработки конструкции требуетс€ просто сделать красивый рендер, достаточно лишь сделать общий обвод контуров, без использовани€ какого-либо масштаба. ѕоэтому со вниманием относитесь к тем модел€м, которые может вам предоставить дизайнер: далеко не факт, что масштаб, который используетс€ в его модели — правильный, несмотр€ на правильную форму и великолепный внешний вид.

  еще одному минусу масштабировани€ после получени€ модели в CAD-системе относитс€ и тот факт, что при технологической проработке на следующем этапе, когда будет определ€тс€ инструмент и его размеры, вы рискуете получить конструктивные элементы, например радиусы скруглений, размером не 1 мм, а, например, 0,8746 мм и сопоставимое отличие в диаметрах отверстий, которые далее придетс€ исправл€ть либо специалисту CAD, либо оператору CAM, что в любом случае влечет потери времени.

 огда модель в CAD-системе готова или близка к завершению, не обойтись без согласований с дизайнером, дл€ того чтобы убедитьс€, что его концепци€ истолкована верно. ѕредварительно рекомендуетс€ сделать поиск мест неудачных стыков поверхностей, использу€ инструмент, который сами конструкторы называют «зебра»:

–исунок 3

Ќа приведенном рисунке хорошо видно, как на стыке некоторых поверхностей, соединение получилось недостаточно ровным, и все эти места будут особенно заметны и бросатьс€ в глаза после изготовлени€. ƒанные места можно и нужно выравнивать. ≈сли их не удаетс€ исправить в текущей модели, можно провести эту работу на следующем этапе, совместно со специалистом CAM, как правило, в используемых ими программных продуктах есть данные возможности дл€ правки, причем достаточно широкие.

≈ще один немаловажный аспект самопроверки перед представлением модели дизайнеру и передачей в производство — проверка правильности кривых и их форм на отсутствие лишних перегибов, особенно перегибов во внутрь, которые практически невозможно исправить механической обработкой, в отличие от выступов на детали. ƒанные перегибы очень часто возникают на стыке поверхностей и при сложных переходах из одной поверхности в другую, а также при острых стыках поверхностей.

÷ентральна€ часть этого участка

–исунок 4

должна представл€ть собой пр€мую линию, но заметно, как из-за особенностей построени€, первоначально пр€ма€ лини€, пошла с изломами и в средней части данного изображени€ превратилась в кривую линию. Ёто также следует учитывать и исправл€ть заблаговременно. Cледует учитывать еще один чисто программный фактор, который накладывает свой отпечаток — упрощени€ форм в системах 3D-визуализации, когда программа дл€ упрощени€ построени€ делает модель несколько угловатой, что может быть заметно на отдельных участках и создавать ложное впечатление неровности. ќднако, использование инструмента ««ебра» позвол€ет избежать данной неоднозначности воспри€ти€.

Ќа этапе согласовани€ с дизайнером очень часто оказываетс€ так, что представленный вариант не до конца удовлетвор€ет запросам и нужно быть готовым к вариативному проектированию, как показано на рисунке:

–исунок 5. ¬ариативное проектирование

¬ данном случае, представлено несколько возможных вариаций облика верхней части разрабатываемого джойстика, из которых нужно выбрать одну и разрабатывать этот вариант дальше. ≈сли позвол€ет врем€ и ресурсы, стоит изготовить несколько прототипных образцов дл€ тестировани€ эргономики. ¬ариативное проектирование позвол€ет рассмотреть большое количество способов исполнени€ устройства.

—ледует внимательно отслеживать контурные линии и общую правильность очерков, следить, чтобы линии не сломались. “акже не стоит забывать, что некоторые огрехи модели можно исправить на этапе шлифовки. ќднако таких доработок надо избегать.

ѕриведенные рекомендации облегчают взаимодействие участников проектировани€ и изготовителей, в конечном счете, повыша€ рентабельность общего цикла производства.

¬ заключение еще раз подчеркнем, что в данной заметке представлен лишь пример на базе реализации конкретного проекта, который не охватывает все направлени€ совместной работы конструктора, промышленного дизайнера и —јћ-оператора.

–исунок 6



¬акансии:

јктуальное обсуждение

RSS-лента комментариев

-->

ƒавид Ћевин
ƒавид Ћевин
ќт редактора:  то определ€ет развитие отрасли —јѕ–: пользователь или вендор?
ѕроект ЂЌародное —јѕ–-интервьюї

—лучайна€ стать€:

isicad Top 10

—амые попул€рные материалы

   ‘орумы isicad:

isicad-2010 isicad-2008
isicad-2006 isicad-2004

ќ проекте

ѕриглашаем публиковать на сайте isicad.ru новости и пресс-релизы о новых решени€х и продуктах, о проводимых меропри€ти€х и другую информацию. јдрес дл€ корреспонденции - info@isicad.ru

ѕроект isicad нацелен на

  • укрепление контактов между разработчиками, поставщиками и потребител€ми промышленных решений в област€х PLM и ERP...
ѕодробнее

»нформаци€ дл€ рекламодателей


¬се права защищены. © 2004-2020 √руппа компаний «Ћ≈ƒј—»

ѕерепечатка материалов сайта допускаетс€ с согласи€ редакции, ссылка на isicad.ru об€зательна.
¬ы можете обратитьс€ к нам по адресу info@isicad.ru.