RU2622211C2

RU2622211C2 - Method of multicomponent products simulation in computer systems of two- and three-dimensional design

Info

Publication number: RU2622211C2
Application number: RU2014125774A
Authority: RU
Inventors: Владимир Михайлович Третьяков
Original assignee: Акционерное общество "Всероссийский научно-исследовательский институт "Сигнал" (АО "ВНИИ "Сигнал")
Priority date: 2014-06-25
Filing date: 2014-06-25
Publication date: 2017-06-13
Also published as: RU2014125774A

Abstract

FIELD: information technology.

SUBSTANCE: in method, computer models of required gaps between parts are created, main part of gaps models geometry is determined by geometry of parts separated by them, and the assembled object is formed as a set of computer models of details and gaps.

EFFECT: simplifying the layout process, reducing the number of errors, increasing the level of unitization.

4 dwg

Description

Изобретение относится к области компьютерного проектирования и может быть использовано при разработке изделий с помощью систем компьютерного моделирования.The invention relates to the field of computer design and can be used in the development of products using computer simulation systems.

Известен способ моделирования многокомпонентных изделий в компьютерных системах двух- и трехмерного проектирования (компьютер с программным обеспечением проектирования) (Справочник конструктора РЭА. Общие принципы конструирования. /Под ред. Р.Г. Варламова. – М.: Советское радио, 1980, с. 170), основанный на представлении упрощенных моделей для компоновки элементов объектов. Упрощенные компоновочные модели используются в виде весовых (габариты, формы, массы и координаты центра тяжести макета соответствующего изделия) и художественно-конструкторских макетов.There is a method of modeling multicomponent products in computer systems of two- and three-dimensional design (computer with design software) (Reference designer REA. General principles of design. / Under the editorship of RG Varlamov. - M .: Soviet radio, 1980, p. 170), based on the presentation of simplified models for the layout of elements of objects. Simplified layout models are used in the form of weight (dimensions, shapes, masses and coordinates of the center of gravity of the model of the corresponding product) and art design models.

Недостатками этого способа проектирования является сложность воспроизведения характеристик изделия, например инерционных и весовых.The disadvantages of this design method is the difficulty of reproducing product characteristics, such as inertial and weight.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является способ моделирования многокомпонентных изделий в компьютерных системах двух и трехмерного проектирования (Каталог. Эффективные решения CAD/CAM/PDM. Компании АСКОН, Санкт-Петербург, сентябрь 2001, с. 6-7) (компьютер с программным обеспечением, например, Компас, SolidEdge, SolidWorks, Pro/Engineer и т.п.), который заключается в создании компьютерной модели каждой детали с требуемой геометрией. Полная компьютерная модель компонуемого объекта представляет собой совокупность компьютерных моделей деталей.The closest technical solution chosen as a prototype is a method for modeling multicomponent products in computer systems of two and three-dimensional design (Catalog. Effective CAD / CAM / PDM solutions. ASCON, St. Petersburg, September 2001, p. 6-7) ( a computer with software, for example, Compass, SolidEdge, SolidWorks, Pro / Engineer, etc.), which consists in creating a computer model of each part with the required geometry. A complete computer model of a composable object is a collection of computer models of parts.

Недостатком этого способа моделирования является необходимость контроля собираемости конструкции (связанного с расчетом размерных цепей), который обычно не может быть выполнен средствами используемой программной системы и требует дополнительного программного обеспечения.The disadvantage of this modeling method is the need to control the collectability of the structure (associated with the calculation of dimensional chains), which usually cannot be performed using the software system used and requires additional software.

Техническая задача, решаемая с помощью предлагаемого способа моделирования изделий в компьютерных системах двух- и трехмерного проектирования, заключается в упрощении моделирования многокомпонентных изделий, состоящих из большого числа деталей.The technical problem, solved by using the proposed method for modeling products in computer systems of two- and three-dimensional design, is to simplify the modeling of multicomponent products consisting of a large number of parts.

Техническим результатом изобретения является повышение производительности выполнения работ, упрощение процесса компоновки, уменьшение числа ошибок.The technical result of the invention is to increase productivity, simplify the layout process, reduce the number of errors.

Поставленная задача решается тем, что в способе моделирования многокомпонентных изделий в компьютерных системах двух- и трехмерного проектирования, включающем операции по созданию компьютерных моделей каждой детали с требуемой геометрией и формирование полной компьютерной модели компонуемого объекта как совокупности компьютерных моделей деталей, создают компьютерные модели требуемых промежутков между деталями, причем основная часть геометрии моделей промежутков определяется геометрией разделяемых ими деталей, а компонуемый объект формируется как совокупность компьютерных моделей деталей и промежутков. Для нормального функционирования изделия кроме необходимых соединений между его составными частями необходимы и определенные промежутки между ними. Сложность обеспечения требуемых промежутков связана с тем, что их размеры часто определяются длинной размерной цепью и зависят от допусков на размеры, входящие в цепь. Для контроля размеров промежутков проводится расчет размерных цепей, осуществляемый специальным программным продуктом.The problem is solved in that in the method of modeling multicomponent products in computer systems of two- and three-dimensional design, including the operation of creating computer models of each part with the required geometry and the formation of a complete computer model of the composable object as a set of computer models of parts, create computer models of the required intervals between parts, and the main part of the geometry of the gap models is determined by the geometry of the parts they share, and the composable volume CT is formed as a set of computer models of parts and gaps. For the normal functioning of the product, in addition to the necessary connections between its components, certain gaps between them are also necessary. The difficulty in ensuring the required gaps is due to the fact that their sizes are often determined by a long dimensional chain and depend on tolerances on the dimensions included in the chain. To control the size of the gaps, the calculation of dimensional chains is carried out by a special software product.

Сущность предлагаемого способа заключается в том, что требуемый промежуток, который нужно обеспечить между деталями, оформляется в виде компьютерной модели, основная геометрия которой определяется геометрией моделей разделяемых деталей. Эта компьютерная модель используется при формировании изделия наряду с моделями деталей, участвуя в обеспечении их требуемого относительного положения и обеспечивая контроль наличия требуемых промежутков между деталями проверкой отсутствия пересечения тел моделей деталей и тел моделей промежутков.The essence of the proposed method lies in the fact that the required gap, which must be provided between the parts, is made out in the form of a computer model, the main geometry of which is determined by the geometry of the models of the parts to be shared. This computer model is used in the formation of the product along with models of parts, participating in ensuring their required relative position and providing control of the presence of the required gaps between parts by checking the absence of intersection of the bodies of the models of parts and the bodies of the models of gaps.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где The invention is illustrated by drawings, where

на фиг. 1 представлен набор моделей деталей и промежутков формируемого изделия (обращенный электродвигатель);in FIG. 1 presents a set of models of parts and gaps of the formed product (reversed electric motor);

на фиг. 2 - определение основной геометрии моделей промежутков геометрией моделей разделяемых деталей;in FIG. 2 - determination of the basic geometry of gap models by the geometry of models of shared parts;

на фиг. 3 - первый вариант построения модели изделия, когда геометрия модели замыкающей детали определяется геометрией моделей сопрягаемых с ней деталей и моделей промежутков;in FIG. 3 - the first version of the construction of the product model, when the geometry of the model of the closing part is determined by the geometry of the models of mating parts and models of gaps;

на фиг. 4 - второй вариант построения модели изделия, когда используются готовые модели всех деталей, а проверка наличия требуемых зазоров между деталями осуществляется проверкой отсутствия пересечения тел моделей деталей и тел моделей промежутков.in FIG. 4 - the second option for constructing the product model, when ready-made models of all parts are used, and the presence of the required gaps between the parts is checked by checking the absence of intersection of the bodies of the models of parts and the bodies of the models of gaps.

На фиг. 1 показаны варианты моделей деталей: роторы 1 и 2, статоры 3 и 4, валы 5 и 6, подшипники 7 и 8, корпуса 9 и 10. Также показаны варианты моделей промежутков 11, 12, 13, 14, 15. Модели промежутков выделены сплошной заливкой. На примере зазора 12 (фиг. 2) показано как его геометрия определяется геометрией моделей деталей 2, 4, 5, 7 и 10, которые он разделяет.In FIG. Figure 1 shows the options for the models of parts: rotors 1 and 2, stators 3 and 4, shafts 5 and 6, bearings 7 and 8, housings 9 and 10. Also shown are the variants of gap models 11, 12, 13, 14, 15. The gap models are highlighted in solid fill. On the example of the gap 12 (Fig. 2) it is shown how its geometry is determined by the geometry of the models of parts 2, 4, 5, 7, and 10, which it separates.

Способ моделирования используется следующим образом. По моделям деталей формируются модели промежутков (фиг. 2) на примере формирования геометрии зазора правого 12 между деталями 2, 4, 5, 7 и 10. Далее компонуемый объект формируется как совокупность компьютерных моделей деталей и промежутков (фиг. 3): устанавливаются в требуемом положении ротор 2 и статор 4; с ними сопрягается промежуток левый 11, с ротором 2 соединяется корпус левый 9, с которыми сопрягается промежуток 13 между корпусами 9 и 10, а далее устанавливаются промежуток правый 12 и корпус правый 10; проверяется отсутствие пересечения тел моделей деталей и тел моделей промежутков; устанавливаются подшипники 7 и 8 в корпусы 10 и 9 соответственно; далее в модель устанавливаются остальные промежутки 14 и 15, так чтобы они сопрягались своей геометрией с геометрией разделяемых деталей. Далее по одному варианту создания модели изделия по геометрии установленных деталей и промежутков формируется геометрия контура 16 (на сборке модели внутренняя часть контура 16 дополнительно выделена штриховкой) замыкающей детали, в качестве которой служит вал 5. По геометрии контура формируется модель замыкающей детали - вал 5. По другому варианту создания модели изделия (фиг. 4) в требуемом месте (на подшипниках 7 и 8) устанавливается модель вала 6 и проверяется отсутствие пересечения тела модели вала 6 и тел установленных промежутков. Обнаруженное пересечение 17 тела модели вала 6 и тела модели зазора правого 12 выделено двойной штриховкой. Полученное пересечение показывает, что вал 6 должен быть заменен другим валом или модель вала 6 должна быть изменена для устранения пересечения.The simulation method is used as follows. Models of parts form gap models (Fig. 2) using the example of forming the geometry of the gap of the right 12 between parts 2, 4, 5, 7, and 10. Next, the object to be assembled is formed as a set of computer models of parts and spaces (Fig. 3): they are set in the required the position of the rotor 2 and the stator 4; the gap between them is left 11, the left housing 9 is connected to the rotor 2, with which the gap 13 between the housings 9 and 10 is mated, and then the gap between the right 12 and the housing is right 10; the absence of intersection of bodies of models of parts and bodies of models of gaps is verified bearings 7 and 8 are installed in housings 10 and 9, respectively; Further, the remaining gaps 14 and 15 are set in the model, so that they fit their geometry with the geometry of the parts to be separated. Then, according to one variant of creating a product model, the geometry of contour 16 is formed on the geometry of the installed parts and gaps (the internal part of contour 16 is additionally highlighted by hatching on the model assembly) of the closing part, which is shaft 5. The geometry of the contour is used to form the model of the closing part - shaft 5. According to another variant of creating the product model (Fig. 4), the shaft model 6 is installed in the required place (on bearings 7 and 8) and the absence of intersection of the body of the shaft model 6 and the bodies of the established intervals is checked. The detected intersection 17 of the body of the shaft model 6 and the body of the gap model of the right 12 is highlighted by double shading. The resulting intersection indicates that the shaft 6 should be replaced by another shaft or the model of the shaft 6 should be changed to eliminate the intersection.

Использование предлагаемого способа моделирования в компьютерных системах двух- и трехмерного проектирования позволит:Using the proposed modeling method in computer systems of two- and three-dimensional design will allow:

1) повысить производительность выполнения работ;1) to increase productivity;

2) расширить функциональные возможности;2) expand the functionality;

3) упростить компоновочные работы;3) to simplify the layout work;

4) уменьшить количество ошибок;4) reduce the number of errors;

5) повысить уровень унификации геометрии разрабатываемых деталей;5) increase the level of unification of the geometry of the developed parts;

6) снизить требования к квалификации разработчика.6) reduce the requirements for the qualifications of the developer.

Способ моделирования многокомпонентных изделий в компьютерных системах двух- и трехмерного проектирования, включающий создание компьютерных моделей требуемых промежутков между деталями, использован при создании моделей обращенных электродвигателей с помощью программы Компас. Применение данного способа облегчает решение задачи создания модели сложного изделия и контроля правильности размещения деталей, позволяет контролировать соответствие размеров деталей, что приводит к уменьшению числа ошибок, создает условия для увеличения числа повторяющихся элементов геометрии моделей разрабатываемых деталей. Последнее будет получено за счет повторения использования моделей промежутков, геометрия которых будет определять геометрию вновь создаваемых деталей. Это подтверждает эффективность предлагаемого способа моделирования.A method for modeling multicomponent products in computer systems of two- and three-dimensional design, including the creation of computer models of the required gaps between parts, was used to create models of inverted electric motors using the Compass program. The application of this method facilitates the solution of the problem of creating a model of a complex product and controlling the correct placement of parts, allows you to control the conformity of the dimensions of the parts, which reduces the number of errors, creates the conditions for increasing the number of repeating elements of the geometry of the models of the parts being developed. The latter will be obtained by repeating the use of gap models, the geometry of which will determine the geometry of the newly created parts. This confirms the effectiveness of the proposed modeling method.

Хотя основные варианты осуществления изобретения раскрыты в его описании, понятно, что возможны различные модификации, добавления и замены без отхода от объема и сущности изобретения согласно прилагаемой формуле.Although the main embodiments of the invention are disclosed in its description, it is understood that various modifications, additions and substitutions are possible without departing from the scope and spirit of the invention according to the attached claims.

Claims

A method for modeling multicomponent products in computer systems of two- and three-dimensional design, including the operation of creating computer models of each part with the required geometry and forming a complete computer model of the component to be assembled as a set of computer models of parts, characterized in that they create computer models of the required gaps between the parts, moreover the main part of the geometry of the gap models is determined by the geometry of the models of the parts they share, and the composable object forms tsya as a set of computer models of parts and spaces.