Utilizarea calculatorului în proiectarea constructivă
Suport de curs
Realizarea ansamblurilor de piese Un amsamblu poate fi creat folosind metoda de proiectare “de jos în sus”, atunci când se realizează toate piesele componente ca şi entităţi individuale, fără legături directe între ele, metoda de proiectare “de sus în jos”, atunci când se începe cu proiectarea ansamblului şi piesele componente se realizează în contextul acestuia, sau o metodă de proiectare combinată, când o parte din componentele ansamblului sunt realizate ca elemente separate, iar celelalte sunt proiectate în contextul ansamblului. Elementele componente ale unui ansamblu pot fi atât piese individuale, numite pe scurt componente, cât şi alte ansambluri realizate anterior, numite în acest caz subansambluri. Pentru cele mai multe dintre operaţiile care se efectuează în cadrul unui ansamblu, cele două tipuri de elemente sunt tratate identic. Un document SolidWorks de tip ansamblu are extensia .sldasm, iar în cadrul acestuia elementele componente sunt doar referite. Cu alte cuvinte, atunci când se realizează un ansamblu, în cadrul acestuia se definesc doar relaţiile între componente, iar orice modificare ce se operează asupra unui component va fi înregistrată în fişierul acelui element. In acest fel modificările se vor reflecta în toate ansamblurile care apelează elementul modificat. O fereastră “ansamblu” tipică este prezentată în figura următoare:
Arborele de definire a ansamblului conţine următoarele elemente: - numele ansamblului (primul articol din arbore); - planele implicite(Plane1, Plane2 şi Plane3) şi originea ansamblului (Origin); - repertoarele Lighting şi Annotations; Universitatea Tehnică din Cluj-Napoca
Catedra TCM
65
Utilizarea calculatorului în proiectarea constructivă
Suport de curs
-
elementele componente ale ansamblului (piese individuale şi subansambluri); relaţiile dintre componentele ansamblului MateGroup; blocurile grafice de construcţie realizate în ansamblu ( găuri şi elemente de tip îndepărtare de material) şi elementele obţinute prin copiere multiplă. In cadrul unui ansamblu, un element poate fi inserat de mai multe ori. Fiecare componentă are un sufix , iar pentru fiecare instanţă, numărul n este incrementat cu o unitate. In arborele de definire a ansamblului, numele elementelor componente pot fi precedate de simboluri ce indică starea elementului respectiv (absenţa prefixului indică faptul că poziţia elementului este complet definită): - (-) underdefined (poziţia elementului în cadrul ansamblului nu este complet definită, acesta putându-se mişca liber în limita gradelor de libertate neanulate); - (+) overdefined (poziţia elementului este supradefinită); - (f) fixed (elementul este fixat într-o anumită poziţie. De regulă, în cadrul unui ansamblu, un singur element ar trebui să posede acest prefix); - (?) not solved (poziţia elementului nu poate fi determinată de către sistem). Adăugarea elementelor componente în cadrul unui ansamblu Atunci când se inserează un element într-un ansamblu, se stabileşte o legătură între documentul de tip ansamblu şi documentul (fişierul) elementului inserat. Deşi elementul apare în cadrul ansamblului, datele care îl definesc rămân în fisierul original. Orice modificare survenită în acest fişier se va reflecta în ansamblu. Pentru inserarea unui element utilizând articolele de meniu; •= In cadrul unui document de tip ansamblu, din meniul bară principal se alege articolul de meniu Insert, apoi subarticolul Component şi opţiunea From File. In urma acestei acţiuni se deschide caseta de dialog Insert Component.
•= Se selectează numele fişierului ce conţine componenta care urmează a fi inserată (piesă sau ansamblu); •= Se activează opţiunea Preview, dacă se doreşte vizualizarea elementului înainte de a fi inserat; •= Se apasă butonul Open din caseta de dialog Insert Component; 66
Universitatea Tehnică din Cluj-Napoca
Catedra TCM
Utilizarea calculatorului în proiectarea constructivă
Suport de curs
•= Se inserează elementul în cadrul ansamblului prin efectuarea unui clic în zona grafică. Pentru inserarea unui element utilizând tehnica “Drag and Drop” (trage şi lasă) atunci când este deschis fişierul piesei (subansamblului): •= Se deschide fişierul ansamblului de destinaţie şi fişierul sursei (dacă acesta nu este deja deschis); •= Din meniul bară principal se selectează articolul de meniu Window şi apoi se alege opţiunea Tile Horizontally (sau Tile Vertically); •= Din arborele de definire a modelului (fişierul sursă), se selectează pictograma elementului care urmează a fi inserat în ansamblu (primul element din arbore), se deplasează cursorul mouse-ului în zona grafică a documentului ansamblu şi se eliberează butonul din stânga al mouse-ului. Dacă se inserează o piesă individuală (nu un subansamblu), aceasta poate fi selectată din zona grafică a ferestrei documentului sursă. Pentru inserarea unui element utilizând tehnica “Drag and Drop” din Windows Explorer: •= Se deschide fişierul ansamblului de destinaţie; •= Se deschide Windows Explorer-ul; •= Se selectează pictograma fişierului ce conţine elementul care urmează a fi inserat în ansamblu, se deplasează cursorul mouseului în zona grafică a documentului ansamblu şi se eliberează butonul din stânga al mouse-ului. Dacă piesa are mai multe configuraţii, se deschide caseta de dialog Select a configuration. In acest caz se alege configuraţia dorită şi apoi se apasă butonul OK. Poziţionarea aproximativă a componentelor în cadrul unui ansamblu După ce elementele componente ale ansamblului au fost inserate, acestea pot fi deplasate, rotite sau fixate într-o anumită poziţie. Poziţionarea aproximativă se foloseşte pentru a uşura munca atunci când se stabilesc relaţiile de asamblare (poziţionarea precisă a componentelor prin împerecherea acestora). Atâta timp cât poziţia unui element în cadrul unui ansamblu nu este complet definită (elementul nu are toate cele şase grade de libertate anulate), acesta poate fi mişcat în limita gradelor de libertate neanulate, în acest fel putându-se simula funcţionarea mecanismelor. Pentru a fixa un element într-o anumită poziţie: •= Se selectează elementul dorit din arborele de definire a ansamblului sau din zona grafică; •= Se apasă butonul din dreapta al mouse-ului şi din meniul cursor se alege opţiunea Fix. Pentru a reda unui element gradele de libertate anulate prin fixarea sa într-o anumită poziţie: Universitatea Tehnică din Cluj-Napoca
Catedra TCM
67
Utilizarea calculatorului în proiectarea constructivă
Suport de curs
•= Se selectează elementul vizat din arborele de definire a ansamblului sau din zona grafică; •= Se apasă butonul din dreapta al mouse-ului şi din meniul cursor se alege opţiunea Float. Atunci când se mişcă un component în cadrul unui ansamblu, acesta păstrează toate legăturile care au fost stabilite prin relaţii de asamblare între el şi celelalte elemente ale ansamblului. Mişcarea se poate face numai în limita gradelor de libertate neanulate (nu se pot mişca acele elemente a căror poziţie este complet definită prin relaţii de asamblare, sau elementele fixate). Pentru deplasarea uni element în cadrul unui ansamblu: •= Se apasă butonul Move Component din caseta cu instrumente Assembly, sau Tools, Component, Move; •= Se selectează elementul dorit (din zona grafică sau din arborele de definire a ansamblului); •= Prin tragere cu mouse-ul se deplasează în poziţia dorită. Pentru rotirea liberă a unui component: •= Se apasă butonul Rotate Component Around Centerpoint din caseta cu instrumente Assembly, sau Tools, Component, Rotate; •= Se selectează elementul dorit (din zona grafică sau din arborele de definire a ansamblului); •= Prin tragere cu mouse-ul se roteşte elementul până ajunge în poziţia dorită. (Selectarea butonului Rotate View din caseta cu instrumente View, roteşte întregul ansamblu). Pentru rotirea unui component în jurul unei axe: •= Se selectează o axă, o muchie liniară sau un segment de dreaptă dintr-o schiţă; •= Se apasă tasta Ctrl şi se selectează elementul care urmează a fi rotit; •= Se apasă butonul Rotate Component Around Axis din caseta cu instrumente Assembly; •= Prin tragere cu mouse-ul se roteşte elementul până ajunge în poziţia dorită. Poziţionarea precisă a elementelor componente din cadrul unui ansamblu Poziţionarea precisă a elementelor în cadrul unui ansamblu se realizează prin intermediul constrângerilor geometrice de tipul: coincidenţă, tangenţă, paralelism, perpendicularitate, etc. Aceste constrângeri se numesc relaţii de asamblare sau relaţii de împerechere a elementelor. Fiecare relaţie de asamblare este specifică pentru o anumită combinaţie de elemente geometrice. Când se crează un nou ansamblu, în arborele de definire a acestuia apare în mod automat un grup de relaţii geometrice, iniţial gol şi cu numele implicit MateGroup1. Fiecare relaţie de asamblare care se stabileşte între elementele ansamblului va fi adăugată acestui grup. Pentru vizualizarea relaţiilor de asamblare stabilite în cadrul ansamblului se 68
Universitatea Tehnică din Cluj-Napoca
Catedra TCM
Utilizarea calculatorului în proiectarea constructivă
Suport de curs
efectuează un clic de mouse pe semnul +, semn ce precede numele grupului de relaţii. Fiecare relaţie din cadrul grupului are ataşate numele elementelor între care s-a stabilt acea relaţie geometrică. Toate relaţiile geometrice din cadrul unui grup de relaţii sunt rezolvate împreună, ordinea în care acestea apar neavând nici o importanţă. Pentru stabilirea relaţiilor de asamblare între componentele unui ansamblu: •= Se apasă butonul Mate (agrafa) din caseta cu instrumente Assembly, sau Insert, Mate. In urma aceste acţiuni se deschide caseta de dialog Assembly Mating. •= Dacă se doreşte stabilirea mai multor relaţii de asamblare înainte de închiderea casetei de dialog, se apasă butonul din stânga sus a acesteia; •= Se selectează feţele, muchiile, vârfurile sau planele dorite. Acestea vor fi listate în caseta Items Selected. •= Se selectează tipul de relaţie care urmează a fi stabilit între elementele selectate (în zona Mate Types a casetei de dialog). Sunt disponibile pentru selecţie numai relaţiile valide. Dacă s-a selectat opţiunea Distance sau Angle, se va introduce şi valoarea numerică dorită. •= Se selectează o condiţie de aliniere din zona Alignment Condition a casetei de dialog: Aligned (normalele la suprafeţele selectate vor avea acelaşi sens); Anti-aligned (normalele la suprafeţele selectate vor avea sensuri opuse); Closest (componentele vor fi Aligned sau Anti-aligned, în funcţie de numărul minim de mişcări pe care trebuie să îl execute piesele atunci când se stabileşte relaţia de asamblare); •= In zona Workbench a casetei de dialog se apasă butonul Preview pentru a vedea cum arată ansamblul atunci când va fi aplicată relaţia de asamblare; •= Dacă este necesară schimbarea sensului de măsurare a distanţei sau a unghiului atunci când s-a ales Distance sau Angle, se activează opţiunea Flip Dimension to Other Side. •= Dacă în urma apăsării butonului Preview se constată că nu s-a ales corespunzător condiţia de aliniere, se apasă butonul Undo, se modifică opţiunea şi se apasă din nou butonul Preview; •= Dacă se doreşte stabilirea mai multor relaţii de asamblare şi aplicarea simultană a lor, se activează opţiunea Defer Mate. Sistemul va aplica relaţiile de asamblare fie în momentul în care se închide caseta de dialog Assembly Mating, fie atunci când se dezactivează opţiunea Defer Mate. •= Se apasă butonul Apply. Pentru modificarea relaţiilor de asamblare existente: •= Se expandează grupul de relaţii (MateGroup) din arborele de definire a ansamblului; •= Se poziţionează cursorul mouse-ului deasupra relaţiei care urmează a fi modificată; Universitatea Tehnică din Cluj-Napoca
Catedra TCM
69
Utilizarea calculatorului în proiectarea constructivă
Suport de curs
•= Se apasă butonul din dreapta al mouse-ului şi din meniul cursor se alege opţiunea Edit Definition; •= In caseta de dialog Assembly Mating se face modificarea dorită. Nu se poate schimba tipul relaţiei de asamblare. •= Se apasă butonul Apply. In figurile următoare sunt prezentate efectele modificării condiţiilor de aliniere pentru constrângerile de tipul Coincident şi Distance, şi al schimbării sensului de măsurare pentru constrângerea de tipul Distance. In toate exemplele s-au folosit aceleaşi suprafeţe la stabilirea relaţiilor de asamblare, iar pentru o mai bună vizualizare, piesele s-au reprezentat secţionate.
Suprafeţele selectate
Pentru ştergerea unei relaţii de asamblare: •= Se selectează, din arborele de definire a asamblului, relaţia care urmează a fi ştearsă; •= Se apasă tasta Delete, sau din meniul bară principal se alege articolul de meniu Edit şi apoi Delete; •= Se apasă butonul Yes pentru a confirma ştergerea relaţiei. Aceasta va fi ştearsă din toate configuraţiile ansamblului. 70
Universitatea Tehnică din Cluj-Napoca
Catedra TCM
Utilizarea calculatorului în proiectarea constructivă
Suport de curs
Reprezentări ale ansamblului cu componentele separate (vederi explodate) Deseori, pentru a se putea înţelege mai bine cum a fost construit un ansamblu sau pentru a genera documentaţia 2D necesară la montaj, este utilă reprezentarea ansamblului cu componentele separate (reprezentare în explozie). In SolidWorks este posibilă realizarea unei singure vederi explodate pentru fiecare configuraţie a ansamblului. O vedere explodată poate fi generată automat, cu ajutorul opţiunii AutoExplode (se recomandă utilizarea acestei opţiuni atunci când ansamblul are puţine elemente), sau manual prin definirea individuală a fiecărui pas de explozie (această variantă se utilizează de regulă la ansambluri cu număr mare de componente). Pentru generarea unei reprezentări a ansamblului cu componentele separate, utilizând AutoExplode: •= Din meniul bară principal se alege articolul de meniu Insert şi apoi Exploded View. In urma acestei acţiuni se deschide caseta de dialog Assembly Exploder. •= In caseta de dialog Assembly Exploder se apasă butonul AutoExplode şi apoi butonul OK. •= Pentru generarea pe cale manuală a unei vederi explodate: •= Din meniul bară principal se alege articolul de meniu Insert şi apoi Exploded View. In urma acestei acţiuni se deschide caseta de dialog Assembly Exploder. •= Se apasă butonul New din zona Step Editing Tools. In urma apăsării acestui buton, caseta de dialog se extinde şi fiecare zonă a acesteia se activează în ordinea necesară realizării unui pas în cadrul vederii explodate. •= Se selectează o faţă sau o muchie care este paralelă cu direcţia în care se doreşte deplasarea elementului vizat. In zona grafică a ferestrei ansamblului apare o săgeată care indică direcţia şi sensul de deplasare, iar elementul selectat apare în caseta Direction to explode along. •= Se selectează, din arborele de definire a ansamblului sau din zona grafică, unul sau mai multe elemente care urmează a fi deplasate de-a lungul direcţiei stabilite la pasul anterior. Numele acestor elemente va fi listate în caseta Components to explode. •= Se apasă butonul Apply din zona Step Editing Tools a casetei de dialog. Componentele selectate vor fi deplasate de-a lungul direcţiei stabilite, în acelaşi timp apărând pe ecran şi un element de control (mâner) sub forma unui triunghi. •= Cu ajutorul mouse-ului, prin tragere de mâner, se aduc elementele în poziţia dorită; •= Se apasă butonul Apply, pentru confirmarea acestui pas. •= Dacă se doreşte deplasarea elementelor cu o anumită valoare, se introduce această valoare în caseta Distance, iar dacă sensul de deplasare nu este cel corespunzător, se activează opţiunea Reverse direction. Universitatea Tehnică din Cluj-Napoca
Catedra TCM
71
Utilizarea calculatorului în proiectarea constructivă
Suport de curs
•= Se definesc în mod asemănător toţi paşii, iar când rezultatul este cel scontat, se apasă butonul OK al casetei de dialog.
Pentru modificarea unei vederi explodate: •= In ConfigurationManager, se expandează configuraţia ansamblului (prin efectuarea unui clic de mouse pe semnul + din stânga numelui configuraţiei), astfel încât să poată fi selectat elementul ExplView; •= Se expandează elementul ExplView pentru a vedea paşii definiţi la realizarea vederii explodate; •= Se poziţionează cursorul mouse-ului deasupra numelui pasului care urmează a fi modificat (Explode Step#) sau easupra elementului ExplView, se apasă butonul din dreapta şi se alege opţiunea Edit Definition; •= In caseta de dialog Assembly Exploder se utilizează butoanele Next Step şi Previous Step pentru a trece de la un pas la altul; •= Se fac modificările dorite în cadrul fiecărui pas, după care se apasă butonul Apply; •= Când rezultatul modificărilor este cel corespunzător, se apasă butonul OK al casetei de dialog. Detectarea zonelor de interferenţă dintre elementele componente ale unui ansamblu In ansamblurile complexe, cu număr mare de componente, poate fi dificil sau uneori chiar imposibil de determinat pe cale vizuală dacă între elemente există zone de interferenţă. Programul SolidWorks pune la dispoziţia utilizatorului instrumente specializate cu ajutorul cărora se pot identifica şi vizualiza zonele de interferenţă dintre piese. Pentru determinarea zonelor de interferenţă dintre componentele unui ansamblu: •= Din meniul bară principal, se selectează articolul de meniu Tools şi apoi Interference Detection. In urma acestei acţiuni se deschide caseta de dialog Interference Volumes. •= Se selectează două sau mai multe componente. Acestea vor fi afişate în caseta Selected components. Dacă se selectează numele ansamblului din arborele de definire (top-level assembly), vor fi luate în considerare toate componentele ansamblului. •= Se activează opţiunea Treat 72
Universitatea Tehnică din Cluj-Napoca
Catedra TCM
Utilizarea calculatorului în proiectarea constructivă
Suport de curs
coincidence as interference dacă se doreşte ca elementele coincidente (feţe ale pieselor, muchii sau vârfuri care se ating sau se suprapun) să fie raportate ca interferenţe. •= Se apasă butonul Check. Dacă există interferenţe între elementele selectate acestea vor fi listate în caseta Interference results (este raportată câte o interferenţă pentru fiecare pereche de elemente care se suprapun sau vin în contact). Când se selectează un articol din această listă, în zona grafică apare paralelipipedul de dimensiuni minime care înglobează volumul de interferenţă, iar în caseta de dialog sunt listate numele celor două componente care interferează. •= Cu caseta de dialog deschisă, se pot selecta alte elemente pentru determinarea interferenţei. Se poziţionează cursorul mouse-ului în zona grafică, se apasă butonul din dreapta, se alege opţiunea Clear Selections, se selectează noile componente pentru care se doreşte verificarea interferenţei şi se apasă butonul Check. •= Pentru părăsirea casetei de dialog Interference Volumes se apasă butonul Close. Modificarea culorii elementelor unui ansamblu Implicit, elementele care se inserează într-un ansamblu au culoarea specificată în fişierul de definire. Acest atribut poate fi modificat în cadrul ansamblului, şi, de asemenea, se pot modifica proprietăţile de material cum ar fi: transparenţa, reflexia, etc. Aceste modificări operate în documentul de tip ansamblu, nu afectează documentul original de tip piesă. Pentru modificarea culorii unui component al ansamblului: •= Se selectează elementul dorit, din arborele de definire a ansamblului sau din zona grafică. Dacă se doreşte selectarea mai multor componente se apasă şi se menţine apăsată în timpul selecţiei tasta Ctrl. •= Se apasă butonul Edit Color din caseta cu instrumente Standard; •= Se alege culoarea dorită din paleta de culori disponibilă (caseta de dialog Edit Color), sau se defineşte o nouă culoare (pentru a se putea face acest lucru, se apasă butonul Define Custom Colors); •= Se apasă butonul Apply; •= Dacă se doreşte atribuirea culorii implicite a ansamblului se apasă butonul Use assemby, iar dacă se doreşte utilizarea culorii stabilite în fişierul în care este definită piesa, se apasă butonul Remove. •= Pentru închiderea casetei de dialog Edit Color, se apasă butonul OK sau Close.
Universitatea Tehnică din Cluj-Napoca
Catedra TCM
73
Utilizarea calculatorului în proiectarea constructivă
Suport de curs
Pentru stabilirea culorii implicite a ansamblului: •= In arborele de definire a ansamblului se selectează primul element (top-level assembly); •= Se apasă butonul Edit Color din caseta cu instrumente Standard; •= Se alege o culoare din paleta de culori sau se defineşte una nouă, după care se apasă butonul OK. Culoarea selectată este culoarea care va fi atribuită elementelor atunci când se alege opţiunea Use assembly. Pentru modificarea culorii şi a proprietăţilor de material a componentelor unui ansamblu: •= Se selectează elementul sau elementele dorite, din arborele de definire a ansamblului sau din zona grafică (pentru selecţie multiplă se foloseşte tasta Ctrl); •= Se apasă butonul din dreapta al mouse-ului şi din meniul cursor se alege opţiunea Component Properties; •= In caseta de dialog Component Properties se apasă butonul Color; •= Din caseta de dialog Assembly Instance Color se alege una din opţiunile Use Assembly, Change Color sau Remove Color; •= Dacă se doreşte modificarea proprietăţilor de material, se apasă butonul Advanced; •= Se fac modificările dorite în caseta de dialog Material Properties; •= Se apasă butonul OK mai întâi în caseta de dialog Material Properties, apoi în caseta Assembly Instance Color şi în final în caseta de dialog Component Properties. Pentru modificarea culorii tuturor instanţelor unui component, modificare operată inclusiv în fişierul de definire a piesei: •= Se selectează elementul dorit, din zona grafică sau din arborele de definire a ansamblului; •= Se apasă butonul din dreapta al mouse-ului şi se alege opţiunea Edit Part din meniul cursor; •= Din meniul bară principal se alege articolul de meniu Tools apoi Options şi Color; •= Din caseta System se alege elementul Shading şi apoi se apasă butonul Edit; •= Se alege culoarea dorită din caseta Color, se apasă butonul OK pentru a închide această casetă de dialog, apoi se apasă butonul OK din caseta Options. •= Se apasă butonul din dreapta al mouse-ului şi din meniul cursor se alege opţiunea Edit Assembly: Numele Ansamblului.
74
Universitatea Tehnică din Cluj-Napoca
Catedra TCM