Autodesk Inventor Professional 8 — идеальное решение для создания мехатроники

Вадим Пьянов

В конце прошлого года компания Autodesk представила сразу три новые версии серии Inventor — это локализованная версия Autodesk Inventor Series 7 RUS, Autodesk Inventor Series 8 и Autodesk Inventor Professional 8. Для российского рынка САПР 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 выпуск версии Autodesk Inventor Professional 8 меняет ситуацию с его использованием на российских предприятиях в лучшую сторону. Попробую объяснить почему. С моей точки зрения, даже несмотря на отсутствие локализации, этот программный комплекс представляет интерес для российских предприятий на весь 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 создание сложных робототехнических устройств (рис. 1). Таким образом, Autodesk Inventor Professional 8 является развитием предыдущей версии Autodesk Inventor Professional 7, включающим два специализированных профессиональных модуля. Новая версия 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. С третьего диска загружаются профессиональные модули: трубы и трубопроводы, прокладка кабельных трасс и электрических проводов, импорт моделей печатных плат и их библиотеки стандартных элементов.

Во-вторых, новые возможности Autodesk Inventor Series 8 по сравнению с Autodesk Inventor Series 7 определяют 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).

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

• 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, появилась очень интересная возможность изменения библиотеки стандартных деталей. Теперь при инсталляции программного обеспечения можно включить опцию установки дополнительного программного обеспечения для редактирования библиотеки. В браузере просмотра библиотеки теперь имеются новые инструменты (рис. 3), среди которых — кнопка для редактирования стандарта Edit.

При нажатии на нее открывается окно редактирования компонентов стандартной библиотеки (рис. 4).

Окно редактирования позволяет пользователю не только просматривать геометрические и расчетные параметры стандартного изделия практически всех основных стандартов ведущих стран — DIN, ISO, ANSI и ГОСТ и т.д., но и производить настройку по стандарту предприятия в отношении применяемости указанных элементов. Можно изменить статус каждого стандартного элемента, и тогда неприменяемый элемент не будет отображаться в браузере библиотеки. Посредством встроенного в браузер фильтра по типам стандартов можно оперативно уменьшить число стандартных библиотек и их элементов, поставляемых Autodesk в составе комплекса. При этом повышается производительность работы конструктора благодаря эффективному поиску и применению в конструкции стандартных элементов. Появились и дополнительные поля для занесения служебной информации о производителе и исполнении стандартной детали.

Особо следует отметить возможность переопределения геометрических и других параметров деталей в библиотеке стандартных изделий, а также возможность оперативного создания своей базы стандартных деталей. Так, используя команды контекстного меню, пользователь может скопировать любой стандарт из библиотеки в раздел «Избранное» и там полностью переопределить его. При нарушении области применения геометрических параметров, например если ошибочно задан внутренний диаметр подшипника больше наружного, данный стандартный элемент из создаваемой библиотеки не будет генерироваться в среде Inventor.

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

Известно, что большинство компаний разрабатывает проекты кабельных систем и  прокладки электрических проводов после выпуска прототипа изделия, рассчитывая длины проводов вручную в AutoCAD, что очень неэффективно. Указанный модуль позволяет реализовать интеллектуальное создание и расположение электрических аппаратов, поскольку в модуль включены инструменты по созданию проводов и определению кабельных трасс.

В инструментальную панель добавлены инструменты для импорта перечня проводов, для создания проводов и сегментов кабеля, для автоматической трассировки проводов по кабельным трассам, для генерации отчетов и оформления 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, читаемом Microsoft Excel. Каждая строка таблицы содержит описание параметров одного провода и открыта для редактирования и дополнения. Система автоматически отслеживает отсутствующие разъемы и провода, поэтому отследить ошибки при импорте не составляет никакого труда.

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

Специальные инструменты позволяют автоматически укладывать провода в кабели. Геометрические свойства последних основаны на использовании возможности трехмерных сплайнов. В Autodesk Inventor Professional 8 можно обозначить возможные пути прокладки кабельных трасс и кабелей на основе ссылочной геометрии. При этом применяется метод «укажи и щелкни», то есть пользователь указывает мышью на ближайшую геометрию существующих трехмерных объектов, к которым привязываются  опорные точки создаваемых трехмерных сегментов трассы. Поскольку сохраняется ассоциативная связь опорных точек сплайна трассы с указанными геометрическими объектами, при изменении местоположения объектов трасса автоматически пересчитывается. К тому же система автоматически производит расчет новой длины проводов. Автоматически пересчитывается и диаметр кабеля при добавлении или удалении провода с учетом реальных диаметров проводов и воздушных зазоров между проводами.

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

В Autodesk Inventor Professional 8 пользователь может изменять траекторию сплайна кабельной трассы. Для этого в интерактивном режиме для выбранной пользователем опорной точки вызывается трехмерная координатная пиктограмма, совмещенная с диалоговым окном (рис. 7). Поля окна активизируются в соответствии с той осью или плоскостью пиктограммы, которую выбирает пользователь.

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

В-пятых, возможности проектировщика расширяются за счет профессионального модуля Autodesk Inventor Professional 8 «Трубы и трубопроводы» (рис. 8). В этом модуле имеется 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, причем они автоматически становятся доступными для использования в проекте. Поддерживаются резьбовые, сварные, паяные и другие виды арматуры.

Новая траектория трубы создается посредством указания начальной, конечной и  промежуточных точек, характерных для данного трубопровода. Для указания промежуточных и конечной точек маршрута можно использовать инструменты автоматической прокладки траектории, а 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 с помощью перетаскивания сегментов, перемещения, добавления или удаления контрольных точек. Специальные стрелки подсвечивают направление возможного перемещения. При нарушении правил генерации сегмент автоматически подсвечивается красным цветом.

В процессе создания труб или трубопроводов Autodesk Inventor Professional автоматически размещает необходимые элементы арматуры. При этом соблюдаются общие правила создания проекта и 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.

В-шестых, для повышения эффективности работы проектировщика служит модуль «IDF-импорт». Процесс проектирования промышленного оборудования требует от разработчиков электромеханических систем сокращения сроков при одновременном повышении качества продукции. Добиться этого позволяет импорт созданных в специализированных системах проектирования (PCB) печатных плат в формате Intermediate Data Format (IDF) 2D- или 3D-геометрии в среду Inventor. Указанный модуль позволяет 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 используются для контроля видимости элементов платы.

В рамках одной журнальной статьи можно дать лишь краткое описание этого профессионального комплекса программ, но даже оно показывает, что будущее проектирования узлов мехатроники именно за Autodesk Inventor Professional. Кроме того, пользователи по подписке в течение года получат еще и другие специализированные модули, расширяющие профессиональные возможности Autodesk Inventor Professional и позволяющие сократить цикл проектирования, упростить управление данными и снизить себестоимость конструкторских работ.

«САПР и графика» 2'2004