Autodesk Inventor及其在信息化集成中的應(yīng)用

2013-05-21 by:廣州有限元分析、培訓(xùn)中心-1CAE.COM 來(lái)源:仿真在線

我國(guó)CAD的應(yīng)用始于上個(gè)世紀(jì)70年代后期,90年代中期得到普及,到了90年代后期,CAD技術(shù)的應(yīng)用向縱深發(fā)展,一是使用二維繪圖CAD軟件向三維設(shè)計(jì)軟件的發(fā)展,二是由零部件設(shè)計(jì)向整機(jī)設(shè)計(jì)發(fā)展,三是由單獨(dú)運(yùn)行向應(yīng)用PDM技術(shù)集成運(yùn)行發(fā)展。

1、前言

我國(guó)CAD的應(yīng)用始于上個(gè)世紀(jì)70年代后期,90年代中期得到普及,到了90年代后期,CAD技術(shù)的應(yīng)用向縱深發(fā)展,一是使用二維繪圖CAD軟件向三維設(shè)計(jì)軟件的發(fā)展,二是由零部件設(shè)計(jì)向整機(jī)設(shè)計(jì)發(fā)展,三是由單獨(dú)運(yùn)行向應(yīng)用PDM技術(shù)集成運(yùn)行發(fā)展。然而,目前相當(dāng)多的企業(yè)仍然停留在“甩圖版”階段,一直使用二維繪圖軟件,這相對(duì)于傳統(tǒng)的手工繪圖雖然具有很大優(yōu)越性,但隨著一些工程項(xiàng)目復(fù)雜度的提高,二維軟件的弊端漸漸顯現(xiàn)出來(lái)。雖然不少企業(yè)已經(jīng)使用三維設(shè)計(jì)軟件,并且許多三維設(shè)計(jì)軟件具有面向整個(gè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程,以及優(yōu)化分析、計(jì)算等良好功能,同時(shí)兼有系列、通用、零部件(模塊)庫(kù),提供數(shù)據(jù)庫(kù)的工作平臺(tái),但由于其使用的復(fù)雜性,使得三維設(shè)計(jì)軟件難以象二維設(shè)計(jì)軟件那樣得到普及。因此,解決設(shè)計(jì)平臺(tái)從二維向三維轉(zhuǎn)變,以及方便實(shí)現(xiàn)CAD與PDM的集成,達(dá)到設(shè)計(jì)制造的信息化,是目前迫切需要解決的問(wèn)題。由于Autodesk公司的AutoCAD在國(guó)內(nèi)有著長(zhǎng)期應(yīng)用歷史和廣泛的基礎(chǔ),加之由Autodesk公司推出的Inventor三維設(shè)計(jì)軟件,有著良好的操作性和易用性,以及與二維CAD軟件的良好的兼容性等優(yōu)點(diǎn),同時(shí)能與Autodesk公司的產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)Productstream進(jìn)行無(wú)縫連接,因此以Inventor作為三維設(shè)計(jì)軟件,對(duì)于實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的三維設(shè)計(jì)與信息化管理具有積極的意義。

    2、Inventor主要功能概述

與其他同類產(chǎn)品相比,Inventor用戶界面簡(jiǎn)單,三維運(yùn)行速度快和顯示著色突出。其主要功能如下:

    2.1.Inventor是基于特征的三維實(shí)體模擬系統(tǒng)

在Inventor中,主要有兩種特征,一種是以草圖生成的三維特征,以草圖生成的三維特征由畫(huà)草圖的方式生成。另一種是放置的特征(如抽殼和倒角),放置的特征通過(guò)提供位置和參數(shù)的方式產(chǎn)生。另外,工作特征可以用來(lái)構(gòu)造和建立各種特征之間的相對(duì)關(guān)系。

    2.2.Inventor的裝配方式和自適應(yīng)裝配技術(shù)

在Inventor中有三種裝配方式。第一種方式是,先將所有的三維實(shí)體零件設(shè)計(jì)好,然后在裝配文件中將這些三維實(shí)體零件逐一裝配在一起。第二種方式是,零件可以在裝配的過(guò)程中臨時(shí)構(gòu)造,也就是說(shuō),設(shè)計(jì)者可以從一個(gè)裝配文件開(kāi)始,因需要在裝配的過(guò)程中構(gòu)造新的零件,在裝配的環(huán)境中工作可增強(qiáng)對(duì)于現(xiàn)有的實(shí)體零件以及新零件的需求的直感和視覺(jué)化的映像[1]。第三種方式是前兩種方式的結(jié)合,這種方式可以事先作好一些實(shí)體零件,然后再開(kāi)始一個(gè)裝配文件,將這些零件裝配好,然后繼續(xù)構(gòu)造新的零件。當(dāng)一個(gè)裝配件完成后,系統(tǒng)可以產(chǎn)生一個(gè)材料清單以連接到其他的資料庫(kù)中。

自適應(yīng)技術(shù)可以使用戶很容易地定義零件的尺寸和形狀,而不會(huì)產(chǎn)生任何無(wú)法預(yù)料的裝配關(guān)系問(wèn)題。如果提出的問(wèn)題能夠解決,其系統(tǒng)將自動(dòng)解決而忽略該問(wèn)題是如何實(shí)現(xiàn)的。

Autodesk Inventor的自適應(yīng)裝配,允許在無(wú)參數(shù)或方程的情況下,定義關(guān)聯(lián)零件的關(guān)系。自適應(yīng)裝配獨(dú)立于次序,并且定義的關(guān)系不受制定關(guān)系的限制。

    2.3.Autodesk Inventor的項(xiàng)目文件和多用戶環(huán)境

Autodesk Inventor提供了用來(lái)對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)中文件的存儲(chǔ)位置和當(dāng)前狀態(tài)進(jìn)行管理的項(xiàng)目,用戶可以自己定義多個(gè)項(xiàng)目,但是同一時(shí)刻只能有一個(gè)當(dāng)前活動(dòng)的項(xiàng)目。只有所在的文件是在當(dāng)前項(xiàng)目里,才可以打開(kāi)。每個(gè)項(xiàng)目都是以文件形式存在的,項(xiàng)目允許Autodesk Inventor中的產(chǎn)品設(shè)計(jì)和計(jì)算機(jī)的文件系統(tǒng)具有較大的獨(dú)立性,可以在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下為設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)提供一個(gè)統(tǒng)一的框架。

項(xiàng)目文件為Inventor提供了一個(gè)在多用戶環(huán)境下團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)工作的工具,能進(jìn)行并行設(shè)計(jì),個(gè)人工作空間,避免沖突。其多用戶環(huán)境有共享和半隔離兩種模式。共享模式下,每個(gè)用戶直接對(duì)公共數(shù)據(jù)文件進(jìn)行操作,而半隔離模式下被編輯的文件從服務(wù)器上復(fù)制到了個(gè)人空間,未被復(fù)制的可以在服務(wù)器上繼續(xù)被用戶引用。

3、Inventor使用的幾點(diǎn)體會(huì)

    3.1.Inventor易學(xué)、易用

經(jīng)過(guò)一個(gè)月左右的時(shí)間的自主學(xué)習(xí)和摸索,就可以達(dá)到了熟練操作軟件完成設(shè)計(jì)任務(wù)的程度。這主要得益于Inventor操作簡(jiǎn)單、易學(xué)、易用的特點(diǎn)。

    3.2.Inventor可以幫助用戶直觀地檢查機(jī)構(gòu)干涉情況

在機(jī)械設(shè)計(jì)中,機(jī)構(gòu)干涉較多,用二維軟件設(shè)計(jì),不方便檢查干涉情況,而Inventor作為三維軟件,可以很好地克服這個(gè)問(wèn)題,并能方便地從空間上描述幾何體和不規(guī)則幾何體等,讓用戶用得既方便又放心。

    3.3. Inventor具有自適應(yīng)性,使設(shè)計(jì)更智能化

Inventor區(qū)別于其他三維建模軟件的功能之一就是能夠保持模型的自適應(yīng)性,創(chuàng)建自適應(yīng)零件。這些智能零件之間保持一種物理關(guān)系,如果修改基本零件的幾何圖形,自適應(yīng)幾何圖形也會(huì)隨之更新。例如,創(chuàng)建一個(gè)適應(yīng)軸尺寸的孔,當(dāng)改變軸的尺寸時(shí),孔會(huì)自動(dòng)變大或變小來(lái)適應(yīng)軸的新直徑。

    3.4. Inventor可以導(dǎo)出更精美的圖紙

通過(guò)Inventor導(dǎo)出的圖紙,比二維軟件導(dǎo)出的圖紙更加細(xì)致,提升了圖紙的質(zhì)量。

    4、Autodesk Inventor與Productstream的無(wú)縫集成

    4.1.自動(dòng)獲取產(chǎn)品設(shè)計(jì)信息

Productstream可以通過(guò)接口程序自動(dòng)提取inventor中產(chǎn)品的相關(guān)設(shè)計(jì)信息,如產(chǎn)品型號(hào)、產(chǎn)品類型、零件名稱、材料等。

    4.2. 獲取零部件圖形信息

當(dāng)設(shè)計(jì)者完成了一個(gè)階段的任務(wù),做出檢入(Check-in)的操作時(shí),Productstream會(huì)將設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫(kù),同時(shí)自動(dòng)生成對(duì)應(yīng)的DWF文件。管理者和其他應(yīng)用人員瀏覽設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)時(shí),實(shí)際上瀏覽的是DWF數(shù)據(jù),無(wú)論其是二維還是三維的數(shù)據(jù)。這樣,用戶就可以通過(guò)Productstream,很方便地查看用Inventor設(shè)計(jì)的圖形信息,并在允許的權(quán)限的范圍內(nèi),對(duì)圖形進(jìn)行編輯和修改。

    4.3. 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)信息提取

利用Productstream和Inventor的API函數(shù),在Inventor系統(tǒng)中開(kāi)發(fā)基于PDM的客戶端程序(即在Inventor系統(tǒng)中集成一個(gè)Productstream功能菜單項(xiàng))。

通過(guò)這個(gè)客戶端程序可以實(shí)現(xiàn)在Inventor系統(tǒng)中直接進(jìn)行PDM操作,同時(shí)能在兩系統(tǒng)之間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換和消息交換。例如Inventor的裝配結(jié)構(gòu)能夠自動(dòng)地被提取到PDM的數(shù)據(jù)庫(kù)中,當(dāng)一個(gè)完整的裝配體被存入Productstream,裝配體的裝配文件和所屬的零件、子裝配及其裝配關(guān)系也會(huì)全部存入Productstream。同時(shí)Productstream會(huì)自動(dòng)讀取每一個(gè)零件和子裝配的屬性,從而組成產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹(shù)。

    5、展望

基于Inventor的上述優(yōu)點(diǎn),使得Inventor如同AutoCAD一樣在機(jī)械和其他領(lǐng)域成為主流的三維設(shè)計(jì)平臺(tái)之一。同時(shí),由于Inventor與Productstream的良好的集成性,隨著Inventor的推廣,使用Autodesk公司的Productstream軟件的用戶也會(huì)越來(lái)越多,其在制造業(yè)信息化發(fā)展過(guò)程中,將會(huì)被越來(lái)越多用戶所接受。隨著Autodesk公司的產(chǎn)品系列(Inventor, Productstream等)的不斷普及,功能的不斷完善,其應(yīng)用將會(huì)越來(lái)越廣泛。