Autodesk Inventor Professional 8 - идеальное решение для создания мехатроники.

Пьянов Вадим Львович, доцент, кандидат технических наук,
руководитель отдела технической поддержки
Русская Промышленная Компания.

В конце 2003 года Autodesk представила практически сразу три новых версии серии Inventor. Это локализованная версия Autodesk Inventor Series 7 RUS, а также Autodesk Inventor Series 8 и Autodesk Inventor Professional 8. На российском рынке САПР, конечно, Autodesk Inventor Series 7 RUS более интересен, чем Inventor Series 8 по причине законченной локализации всех четырех входящих в него программ AutoCAD 2004, AutoCAD Mechanical 2004, Mechanical Desktop 2004 и Inventor 7.

Однако с выпуском компанией Autodesk версии Autodesk Inventor Professional 8 ситуация по его использованию на российских предприятиях меняется в лучшую сторону.

Попробую объяснить почему. С моей точки зрения, несмотря даже на отсутствие локализации, этот программный комплекс представляет интерес для российских предприятий на период 2004 года.

Во-первых, Autodesk Inventor Professional 8 представляет собой единое интегрированное решение, предназначенное для организаций, разрабатывающих сложные машиностроительные изделия, особенно в области механики и электрики (мехатроники). Например, создания сложных робототехнических устройств (рис.1).

Рис. 1 Гидравлическое устройство для разрушения строительных сооружений (Brokk AB, Sweden).

Autodesk Inventor Professional 8 представляет собой дальнейшее развитие предыдущей версии Autodesk Inventor Professional 7, включающей всего два специализированных профессиональных модуля. Новая версия Autodesk Inventor Professional 8 базируется на программах Autodesk Inventor Series 8 и имеет дополнительные программные модули, специализированные для разработки проектов прокладки труб и трубопроводов в контексте сборки изделия, размещения электрических компонентов и прокладки кабельных трасс, импорта моделей печатных плат из электрических САПР.

Комплект поставки Autodesk Inventor Professional 8 включает три CD-ROM. С первого диска устанавливается Inventor 8. На втором диске содержатся программы AutoCAD 2004, AutoCAD Mechanical 2004 DX и Mechanical Desktop 2004 DX. Профессиональные модули: трубы и трубопроводы, прокладка кабельных трасс и электрических проводов, импорта моделей печатных плат и их библиотеки стандартных элементов - загружаются с третьего диска.

Во-вторых, новые возможности Autodesk Inventor Series 8 по отношению к Autodesk Inventor Series 7 определяют и рост производительности. В первую очередь это новые возможности самого Inventor 8. Например, значительно увеличена производительность как при работе с файлами чертежей, так и при оформлении чертежей (рис.2).

Рис. 2 Увеличение производительности оформления чертежа.

На качество и скорость работы пользователя в среде Inventor 8 влияют следующие положительные новшества:

• Появились новые инструменты и методы работы, существенно упрощающие работу с чертежом и облегчающие навигацию по проекту на основе сборочного чертежа.
• Новые возможности при экспорте-импорте файлов в формате AutoCAD, включая новый формат DWG от AutoCAD 2004.
• Поддержка трехмерных сплайнов и зависимостей типа Касание (Тангенциальность) в трехмерных эскизах.
• Поддержка зеркального отражения и массивов конструктивных элементов в среде тонколистового проектирования.
• Новые возможности задания уклона граней, метода построения детали по сечениям и создания эквидистантных поверхностей с величиной отступа, равной нулю.
• Определение контактного взаимодействия компонентов в сборке.
• Создание зеркальных сборок.
• Быстрый выбор деталей по типоразмеру.
• Встроенная система управления проектом.
• Обновленные средства адаптации, позволяющие управлять заданием горячих клавиш и свойствами стандартных деталей.

В третьих, очень интересная новая возможность изменения библиотеки стандартных деталей, входящей в поставку Inventor 8. Теперь при инсталляции программного обеспечения можно дополнительно включить опцию установки дополнительного программного обеспечения для редактирования библиотеки. При этом в браузере просмотра библиотеки появились новые инструменты (см. рис 3), среди которых есть кнопка для редактирования стандарта "Edit".

Рис. 3 Окно браузера выбора радиально-упорного шарикового подшипника ГОСТ 7242-81.

При нажатии её пользователем открывается окно редактирования компонентов стандартной библиотеки (рис. 4).

Рис 4. Окно редактирования параметров компонентов стандартных библиотек.

С его помощью пользователь может не только просмотреть геометрические и расчетные параметры стандартного изделии практически всех основных стандартов ведущих стран DIN, ISO, ANSI и ГОСТ и т.д., но и произвести настройку по стандарту своего предприятия в разрезе применяемости указанных элементов. Легко меняется статус каждого стандартного элемента, и "не применяемый" элемент уже не будет отображаться в браузере библиотеки. С учетом встроенного в браузер фильтра по типам стандартов можно оперативно уменьшить большое множество стандартных библиотек и их элементов, поставляемых Autodesk в составе комплекса, до рациональных размеров. При этом повысится производительность работы конструктора благодаря эффективному поиску и применению в своей конструкции стандартных элементов. Есть дополнительные поля для занесения служебной информации о производителе и исполнении стандартной детали.

К расширенным возможностям относится еще и возможность переопределения геометрических и других параметров деталей в библиотеке стандартных изделий. Очень интересна возможность оперативного создания своей базы стандартных деталей. Так пользователь, используя команды контекстного меню, может любой стандарт из библиотеки скопировать в раздел "Избранное" и там его полностью переопределить. При нарушении области применения геометрических параметров, например, когда пользователь ошибочно может задать внутренний диаметр подшипника больше наружного, данный стандартный элемент из создаваемой библиотеки не будет генерироваться в среде Inventor.

В четвертых, за счет приобретения активов компаний Linius Technologies Inc. и отдельных компонентов у компании VIA Development Corporation (технология VIA Wiring Diagram), Autodesk дополнил Autodesk Inventor Professional 8 несколькими специализированными профессиональными модулями. Для инженеров-электротехников наибольший интерес представляет модуль "Прокладки кабельных трасс и электрических проводов".

Сегодня большая часть компаний разрабатывает проекты кабельных систем и прокладки электрических проводов после выпуска прототипа изделия, рассчитывая длины проводов вручную в AutoCAD, что очень неэффективно.

Указанный модуль дает возможность пользователю осуществлять интеллектуальное создание и расположение электрических аппаратов. Сюда включаются инструменты по созданию проводов и определению кабельных трасс.

Инструментальная панель небольшая. В нее добавлены инструменты по импорту перечня проводов, создания проводов, сегментов кабеля, автоматической трассировки проводов по кабельным трассам, генерация отчетов и оформление сборочных чертежей по проекту (рис. 5). Autodesk Inventor Professional 8 обеспечивает быстрый импорт сотен проводов с использованием настраиваемой таблицы входов/выходов. Таблица проводов записана в формате "csv", легко читаемом Microsoft Excel. В таблице каждая строка содержит описание параметров одного провода. Она открыта для редактирования и дополнения. Поскольку система автоматически отслеживает отсутствующие разъемы и провода, отследить ошибки при импорте достаточно просто.

Рис.5 Инструментальная панель модуля "Прокладка кабельных трасс и электрических проводов".

Для создания провода пользователю достаточно указать две точки его подключения на электрических устройствах. Все остальное делает Inventor. Провод представляет собой совокупность геометрических (диаметр, цвет, длина) параметров (внешнее представление) и электрических атрибутов (код, наименование сигнала, информация по точкам вход/выход). Соединяемые электрические провода автоматически изменяются при изменении положения аппарата, к которому они присоединены.

Специальный инструмент позволяет автоматически укладывать провода в кабели. Геометрические свойства последних основаны на использовании возможности трехмерных сплайнов. В Autodesk Inventor Professional 8 легко обозначить возможные пути прокладки кабельных трасс и кабелей на основе ссылочной геометрии. При этом используется метод "укажи и щелкни", когда пользователь "мышкой" указывает на ближайшую геометрию существующих трехмерных объектов, к которым "призываются" опорные точки создаваемых трехмерных сегментов трассы. Поскольку сохраняется ассоциативная связь опорных точек сплайна трассы с указанными геометрическими объектами, то при изменении местоположения объектов, трасса автоматически пересчитывается. Очень приятно, что система автоматически производит расчет новой длины проводов.

Кроме того, автоматически пересчитывается и диаметр кабеля при добавлении или удалении провода. При этом принимаются во внимание реальные диаметры проводов и воздушные зазоры между проводами.

Существующие опорные точки кабеля для формирования трехмерного облика трассы можно добавлять или перемещать. Сами кабели можно определять еще до момента описания проводов между электрическими компонентами, а потом "заводить" в них провода. Эта методика позволяет получить реальное представление трехмерной модели кабеля для решения задач компоновки электрических систем. При выполнении команды "Isolate" пользователь видит на экране только указанный им кабель (рис. 6).

Рис. 6 Режим редактирования сложной кабельной системы.

В Autodesk Inventor Professional 8 пользователь легко может изменять траекторию сплайна кабельной трассы. Для этого в интерактивном режиме есть удобный инструмент, когда для выбранной пользователем опорной точки вызывается трехмерная координатная пиктограмма, совмещенная с диалоговым окном. Поля окна активизируются в соответствии с той осью или плоскостью пиктограммы, которую выбирает пользователь.

Рис. 7 Диалоговое окно редактирование положения опорной точки связано с её координатной пиктограммой.

В результате работы в модуле утилиты генерации отчетов пользователь получает отчет по любому проекту прокладки кабелей. Типовые отчеты формируются на основании данных, которые он ввел в процессе проектирования, и строятся на основе готового шаблон отчета. В отчете описываются перечни кабельных трасс, таблицы длин проводов, перечень элементов и т.д.

В пятых, возможности проектировщика расширяются также за счет профессионального модуля Autodesk Inventor Professional 8 "Трубы и трубопроводы" (рис. 8). В этом модуле есть встроенная библиотека арматуры труб и трубопроводов, включающая наиболее часто используемые стандарты арматуры и труб ISO, ANSI, DIN и JIS. Трубы, трубопроводы и арматура могут добавляться в базу данных AIP, при этом они автоматически становятся доступными для использования в проекте. Поддерживаются резьбовые, сварные, паяные и другие виды арматуры.

Новая траектория трубы создается путем указания начальной, конечной и промежуточных точек, характерных для данного трубопровода. Для указания промежуточных и конечной точек маршрута можно использовать инструменты автоматической прокладки траектории. При этом система самостоятельно вычисляет и создает сегменты траектории между двумя точками. Новая траектория формируется согласно заданным правилам прокладки трубы или трубопровода, что обеспечивает правильность ее формирования.

Autodesk Inventor Professional позволяет редактировать трубопроводы простым перетаскиванием сегментов, перемещением, добавлением или удалением его контрольных точек. Специальные стрелки подсвечивают направление возможного перемещения. При нарушении правил генерации сегмент автоматически подсвечивается красным цветом.

При создании труб или трубопроводов Autodesk Inventor Professional автоматически размещает необходимые элементы арматуры. При этом соблюдаются общие правила создания проекта, формируются новые детали Autodesk Inventor, которые могут использоваться для анализа пересечений и масс-инерционных характеристик изделия. Арматура, сегменты труб или гнутые трубы автоматически создаются по мере определения маршрута. При создании и редактировании траектории или маршрута используются стили труб и трубопроводов, в которых определяются материалы, типоразмеры, стандарты и правила проектирования. По достижении максимальной длины трубы автоматически вставляются переходные элементы арматуры (проходники). Максимальная длина определяется заданием длин труб, используемых в процессе производства.

Рис. 8 Инструментальная панель и библиотека элементов модуля "Трубы и трубопроводы".

В шестых, работу профессионала облегчает наличие в Autodesk Inventor Professional 8 модуля "IDF-импорт". Процесс проектирования промышленного оборудования требует от разработчиков электромеханических систем значительно сократить сроки работ при одновременном повышении качества продукции. Добиться этого позволит импорт созданных в специализированных системах проектирования (PCB) печатных плат в формате Intermediate Data Format (IDF) 2D- или 3D-геометрии в среду Inventor.

Указанный модуль дает возможность пользователю обеспечить импорт печатной платы (PCB). При этом производится генерация точной трехмерной модели печатной платы после импорта промышленного стандарта IDF-файла в сборку Autodesk Inventor.

Пользователь может точно указать место монтажа платы в приборе, произвести уточнение геометрии изделия и оптимизацию размеров с учетом точных размеров и формы платы. Создается полное представление печатной платы со всеми компонентами. При этом в дереве сборки Autodesk Inventor воспроизводится структура печатной платы, а данные по составу платы попадают в спецификацию. Средства Autodesk Inventor могут использоваться для контроля видимости элементов платы.

В рамках данной статьи можно провести только небольшое описание этого профессионального комплекта программ, но даже оно показывает, что будущее проектирование узлов мехатроники будет за Autodesk Inventor Professional. Тем более, что пользователи по подписке в течение года получат еще и другие специализированные модули, расширяющие профессиональнее возможности Autodesk Inventor Professional. Их применение позволяет сократить цикл проектирования, упростить управление данными и снизить себестоимость конструкторских работ.

Для получения дополнительной информации по описанному интегрированному решению в области мехатроники от Autodesk можно обращаться в Русскую Промышленную Компанию по телефону 744-0004 или по адресу mcad@cad.ru

Статья опубликована в журнале САПР и Графика, №1, 2004