TECHNICKÁ UNIVERZITA V KOŠICIACH. ANALÝZA MODELOVACÍCH A SIMULAČNÝCH SCHOPNOSTÍ VYSPELÝCH CA SYSTÉMOV Bakalárska práca

Transcription

1 TECHNICKÁ UNIVERZITA V KOŠICIACH FAKULTA VÝROBNÝCH TECHNOLÓGIÍ SO SÍDLOM V PREŠOVE ANALÝZA MODELOVACÍCH A SIMULAČNÝCH SCHOPNOSTÍ VYSPELÝCH CA SYSTÉMOV Bakalárska práca 2014 Lukáš Blaško

2 TECHNICKÁ UNIVERZITA V KOŠICIACH FAKULTA VÝROBNÝCH TECHNOLÓGIÍ SO SÍDLOM V PREŠOVE ANALÝZA MODELOVACÍCH A SIMULAČNÝCH SCHOPNOSTÍ VYSPELÝCH CA SYSTÉMOV Bakalárska práca Študijný program: Študijný odbor: Školiace pracovisko: Školiteľ: Počítačová podpora výrobných technológií Výrobné technológie prof. Ing. Jozef Novák-Marcinčin, PhD Prešov Lukáš Blaško

3 Abstrakt v SJ CA systémy sú využívané hlavne pri modelovaní a obrábaní súčiastok. Ich vývoj prešiel dlhou cestou a každý z nich ponúka iné možnosti. CA systémy môžeme rozdeliť na dve základné skupiny a to CAD a CAM. CAD systémy nám slúžia na vytváranie a modelovanie súčiastok, jedná sa o konštrukčnú časť výroby. V CAD systémoch si môžeme namodelovanú súčiastku zanalyzovať, či bude vyhovovať pre dané prostredie, v ktorom bude pracovať, alebo v produkte, v ktorom bude obsiahnutá. CAM systémy slúžia pri výrobe a obrábaní obrobku. Môže v nich prebiehať simulácia obrábania a taktiež sa z nich dá prekonvertovať NC kód do strojov vo výrobe. V tejto práci sa budeme venovať prevažne CAD systémom, ich odlišnostiam a podobnostiam. Programy Creo a SolidWorks patria medzi najviac používane. Preto uvedieme ich podrobnejší popis, porovnáme ich jednotlivé funkcie pri modelovaní, skladaní zostav a pri pohybových simuláciách. Kľúčové slová CA systémy, modelovanie, simulácie, Creo Parametric, SolidWorks

4 Abstrakt v AJ The CA systems are mainly used for modeling and manufacturing of parts. Their development took a long way and each of them offers a different options. The CA systems can be divided into the two basic groups. The first group is the CAD systems and the second group is the CAM systems. The CAD systems are used for developing and manufacturing of parts. It is a structural part of production. In the CAD systems the modeled component can be analyze if it is suits in environment where it supposed to be working at or in a product which it is contained. CAM systems are used in production and in manufacturing of the work piece. Using this systems the manufacturing can be simulated and also the NC code can be converted directly to the machines in the production. This work is dedicated mainly to the CAD systems and their differences and similarities. The Creo and SolidWorks programmes are ones of the most used programmes and because of this their detailed descriptions, comparing of their individual functions of modeling, assembling and motion simulations can be seen in this piece of work. Kľúčové slová v AJ CA systems, modeling, simulation, Creo Parametric, SolidWorks

5 Zadanie práce

6 Čestné vyhlásenie Vyhlasujem, že som celú bakalársku prácu vypracoval samostatne s použitím uvedenej odbornej literatúry. Prešov, 15. apríl vlastnoručný podpis

7 Poďakovanie Touto cestou by som chcel poďakovať vedúcemu mojej bakalárskej práce prof. Ing. Jozefovi Novákovi - Marcinčínovi PhD., za odborné usmernenie, inšpiráciu, trpezlivosť, cenné rady a pripomienky pri vypracovaní tejto bakalárskej práce.

8 Obsah Zoznam obrázkov...9 Úvod Cieľ práce CA systémy v technickej príprave výroby Základné pojmy Rozdelenie CA systémov Definícia CAD systému a jeho história Definícia CAD systému História CAD systému Definícia CAM systému a jeho história Definícia CAM systému História CAM systému Modelovacie a simulačné schopnosti CA systémov Modelovanie a počítačové modely Geometrické modelovanie a modely Feature modelovanie a modely Parametrické modelovanie a modely Základné rozdelenie grafických modelov D model D model D model Modelovacia technika Hlavné aplikácie CAD systému Pohybové simulácie v CA systémoch Pohybové väzby v zostavách Pohybové simulácie v modeli Mechanism Druhy kinematických spojení Porovnávanie modelovacích a simulačných funkcií CA systémov SolidWorks a Creo Parametric

9 4.1 SolidWorks História SolidWorks Creo Parametric História Creo Porovnávanie užívateľského rozhrania a modelačných schopností Pracovné prostredie Creo a SolidWorks pri práci so súčasťami Pás kariet so základnými konštrukčnými prvkami Základné konštrukčné prvky Creo Základné konštrukčné prvky SolidWorks Základné prvky v skicári Základné prvky v skicári v programe Creo Základné prvky v skicári v programe SolidWorks Porovnávanie tvorby zostáv a simulačných schopností Pracovné prostredie Creo a SolidWorks pri práci so zostavami Pás kariet s nástrojmi na tvorbu zostavy Nástroje na tvorbu zostáv v programe Creo Nástroje na tvorbu zostáv v programe SolidWorks Pracovné prostredie Creo pri pohybových simuláciách Pás kariet pri pohybových simuláciách Simulácia pohybov v programe Creo a SolidWorks Simulácia pohybov v programe Creo Simulácia pohybov v programe SolidWorks Zhrnutie nadobudnutých poznatkov o programoch Creo a SolidWorks Záver Zoznam použitej literatúry Prílohy... 52

10 Zoznam obrázkov Obr. 1 Vzťahy medzi CA technológiami Obr. 2 Bloková schéma CAD systému Obr. 3 Program "Skatchpad" [46] Obr. 4 Simulácie výroby systémom Creo Obr. 5 3D modely: a) drôtový, b) plošný, c) objemový [4] Obr. 6 Príklady feature modelov [4] Obr. 7 Zakótované rozmery cez parametre [34] Obr. 8 Objemové modelovanie Obr. 9 Povrchové modelovanie [47] Obr. 10 Zostavovanie modelu Obr. 11 Výkresová dokumentácia Obr. 12 Návrh nástrojov - forma na výlisky [47] Obr. 13 Migrácia - tok dát Obr. 14 Karta modelu Mechanism v programe Creo Obr. 15 Parametrická konštrukcia definovaná v strome úloh Obr. 16 Pracovné prostredie modelu v programe Creo Obr. 17 Pracovné prostredie v programe SolidWorks Obr. 18 Záložka Model v programe Creo a Features v programe SolidWorks Obr. 19 Pás kariet v záložke skica v programe Creo Obr. 20 Vytváranie modelu v skicári a hotový 3D model Obr. 21 Pás kariet v záložke skica v programe SolidWorks Obr. 22 Vytvorený zub v skicári a ozubené koleso po použití funkcie pattern Obr. 23 Súčasť vytvorená pomocou konštrukčných prvkov Obr. 24 Pracovné prostredie pri práci so zostavou v programe Creo Obr. 25 Pracovné prostredie pri práci so zostavou v programe SolidWorks Obr. 26 Pás kariet na tvorbu zostáv v programoch Creo a SolidWorks Obr. 27 Väzbenie pomocou väzby Pin a pomocou väzby Rigid Obr. 28 Väzbenie pomocou väzby vačka a väzby prevod Obr. 29 Pracovné prostredie Creo pri práci s pohyblivými simuláciami Obr. 30 Pás kariet v zložke mechanizmus Obr. 31 Zobrazenie prepojenia pri prevodovom prevode Obr. 32 Pás ikon k pohyblivým simuláciám Obr. 33 Finálny model vykreslený pomocou funkcie render

11 Úvod CA systémy sú neoddeliteľnou súčasťou strojárskeho priemyslu. Slúžia nám na uľahčenie práce pri vývoji, zrýchlenie času pri obrábaní a pod. CA systémy obsahujú komplexnú správu systémov do výroby. Rozdeľujú sa na skupiny podľa použitia. Pre nás najdôležitejšie skupiny CA systémov sú CAD a CAM systémy. V tejto práci sa budeme venovať prevažne CAD systémom, ich odlišnostiam a podobnostiam. Vybrané programy Creo a SolidWorks sú jedny z najpoužívanejších programov, a preto ich bližšie popíšeme, porovnáme a detailne popíšeme funkcie pri modelovaní a skladaní zostáv. 10

12 1 Cieľ práce Cieľom tejto bakalárskej práce je analýza simulačných a modelovacích schopností vyspelých CA systémov. Určili sme si základné schopností systémov podľa ktorých budeme analyzovať a zisťovať výhody, poprípade nevýhody daného systému. Porovnáme základné užívateľské prostredie, rozloženie funkcií, náročnosť používania programu užívateľom, vzhľadom na jeho znalosti používania CAD systémov. Ako posledné zhodnotíme nadobudnuté poznatky, informácie a z nich vyvodíme záver. Ktorý z analyzovaných systémov je viac vhodný pre daného užívateľa. 11

13 2 CA systémy v technickej príprave výroby CA systém, teda systém podporovaný počítačom je určený na podporu činnosti v inžinierskom odvetví, kde sa používa v rôznych častiach priemyslu [6]. CA systém umožňuje zjednodušiť a urýchliť inžinierske činnosti ako projektovanie, konštruovanie, kreslenie, výrobu atď. [19]. 2.1 Základné pojmy Aby sme mohli začať s analýzou, musíme si najprv vysvetliť základné pojmy a skratky používané v CA systémoch. Najznámejšie CA systémy sú napr. CAD, CAM systémy. Existujú ešte celé ďalšie rady počítačom podporovaných systémov [19]. Všetky tieto systémy predstavujú dôležitú súčasť CA systémov na zvyšovanie produktivity a efektivity práce, ako i znižovanie nákladov vo výrobe [33]. CA Computer-Aided (Počítačom podporovaný systém) CAD Computer-Aided Design (Počítačom podporovaný návrh a modelovanie) CAM Computer-Aided Manufacture (Počítačom podporovaná výroba) CAE Computer-Aided Engineering (Počítačom podporované inžinierstvo) CAS Computer-Aided Software (Software na počítačovú podporu) CAP Computer-Aided Planning (Podpora projektovania výrobných procesov) CAPP Computer-Aided Process Plann (Plánovanie pomocou počítačovej podpory) CAQ Computer-Aided Quality (Počitačová podpora kvality) CIM Computer Integrated Manufacturing (Integrované výrobné systémy) FEM Finite Element Method (Metóda konečných prvkov) Obr. 1 Vzťahy medzi CA technológiami. 12

14 2.2 Rozdelenie CA systémov CA systémy môžeme rozdeliť na dve základné skupiny: CAD a CAM systémy. CAD systém je vlastne výpomoc z počítača do inžinierskych (výrobných) procesov, ako sú analýza, optimalizácia, vytváranie a úpravy [13]. CAD umožňuje vytvorenie PC modelov s geometricky definovanými rozmermi, ktoré môžu byť rýchlo a ľahko zmenou rozmerov modelu zmenené na požadované parametre [24]. CAM systém je technológia, aplikácia, ktorá využíva PC softvér a obrábací stroj na automatizáciu a uľahčenie výrobných procesov. CAM je vlastne nástupcom CAE [14]. Často sa používa ako súčasť, respektíve doplnok pri CAD programoch [25] Definícia CAD systému a jeho história Definícia CAD systému CAD systémy sú schopné návrhárom konštruktérom umožniť zobraziť modely na základe najrôznejších požiadaviek bez nutnosti ich výroby a umožňuje im ich testovať pomocou simulácií reálnych prevádzkových podmienok [34]. CAD sa používa pre detailné návrhy 3D modelov a na tvorbu výkresov v 2D pri fyzických modeloch [12]. Taktiež je používaný v celom strojárskom procese od prvotného, koncepčného návrhu, cez usporiadanie výrobkov, strojov vo výrobe, pri návrhu a rozložení strojov pre optimalizovanie liniek vo výrobe [13]. Ďalej na dynamickú analýzu zostáv a na definíciu komponentov pri výrobných metódach. Obr. 2 Bloková schéma CAD systému. Podľa typu použitia môžeme CAD systémy rozdeliť na štyri generácie systémov. Prvú generáciu CAD systémov tvoria malé CAD, využívajú iba 2D rozmery. Ich výhodou 13

15 je tvorba jednoduchej výkresovej dokumentácie v malých firmách. Patrí sem napr. systém AutoCad LT [29]. Druhou generáciou systémov sú stredné 2D a 3D CAD systémy s podporou modelovania. Jedná sa o najrozšírenejší a najpoužívanejší systém pri vytváraní výkresovej dokumentácie [22]. Medzi ich základné možnosti patrí vytváranie knižníc, prvkov a pridávanie programových nadstavieb. Najznámejším systémom je AutoCad, Mechsoft Profi atď [25]. Tretiu generáciu tvoria veľké CAD/CAM/CAE systémy ako sú Creo, SolidWorks, Catia a ďalšie [8]. Sú to systémy s podporou parametrického modelovania. Štvrtou a zároveň poslednou generáciou CAD systémov sú CAD/CAM/CAE systémy so správou dát [11]. Využívajú taktiež parametrické základy a otvorenú architektúru, no zároveň sú doplnené o PDM dáta História CAD systému Prvá zmienka o CAD systémoch, ako ich poznáme dnes sa datuje do roku Bol vyvinutý Dr. Patrickom J. Hanrattym (považovaný za otca CAD,CAM), jeho program sa volal PRONTO [52]. Bol to prvý komerčný NC CAM systém, ale žiaden CAD softvér v histórii by nebol kompletný bez matematika Euclida z Alexandrie, ktorý v roku 350 p.n.l. objasnil elementy [51]. Vysvetlil mnohé o postulách a axiómoch, ktoré sú základom Euclidianovej geometrie, na ktorej sú dnešné CAD softvéry postavené. Prvý skutočný CAD softvér a veľmi inovatívny s názvom Skatchpad vyvinul Ivan Sutherland ako súčasť jeho dizertačnej práce (obr. 3) [9]. Systém bol obzvlášť inovatívny vzhľadom na jeho komunikáciu s grafikou počítača. Komunikoval pomocou svetelného pera, ktorým kreslil na monitor počítača [46]. Nejednalo sa ešte o komerčný produkt, ale išlo o prvý krok smerujúci k dnešným CAD softvérom. Na porovnanie operácie, ktoré v dnešnej dobe trvajú na CAD programoch menej ako milióntinu sekundy na dotykových monitoroch, v tej dobe trvali niekoľko hodín. [53] Aj to nám ukazuje ako sa vývoj CAD systémov posunul vpred. Prvým 3D objektovým modelovacím softvérom bol program SynthaVison z MÁGIA (Matemetika Application Group, Inc) [52]. Bol vyvinutý v roku 1972, síce nie ako program CAD, ale ako program pre vykonávanie 3D analýz expozície jadrového žiarenia. Tento softvér bol podobný konštrukčnej geometrii modelu neskoršieho 3D CAD softvéru. V tej dobe aj napriek stúpajúcemu výkonu počítačov nebolo pevné modelovanie možné, pretože bolo ešte príliš náročné pre väčšinu praktických aplikácií. V roku 1978 sa objavilo prvé pevné modelovanie. Pevný model bol následne použitý v niektorých komerčných 3D modelovacích programoch [51]. 14

16 Obr. 3 Program "Skatchpad" [46] Definícia CAM systému a jeho história Definícia CAM systému Technológie, aplikácie CAM systémov sa využívajú ako PC softvér pri komunikácii s obrábacími strojmi na uľahčenie výrobného procesu a jeho automatizácie [23]. CAM softvér sa používa zväčša ako doplnok k CAD softvérom [48]. Okrem základných technologických podmienok (rýchlosť rezu, posuv, hĺbka rezu, počet úberov, atď.) a podmienok na materiály, moderné CAM systémy obsahujú ovládacie prvky a robotiku v reálnom čase [26]. CAM systémy nám znižujú energiu aj odpad materiálu pre dosiahnutie lepších výrobných a produkčných účinností prostredníctvom zvýšenej rýchlosti výroby, väčšou presnosťou nástroja atď [48]. CAM využíva počítačovo riadené výrobné procesy pre ďalšiu automatizáciu riadenia, plánovania, dopravy [34]. CAM umožňuje použitie pokročilých nástrojov pre zvýšenie produktivity, ako aj simuláciu a optimalizáciu využitia odborných znalostí pri výrobe [26]. Systémy CAM môžeme rozdeliť do troch základných skupín: 1. malé CAM systémy využívajú sa pre jednu technológiu obrábania. 2. stredné CAM systémy tu patria systémy s náročnejšími výpočtami a simuláciami. Poslednou 3. skupinou sú veľké CAM systémy tieto systémy podporujú 3 až 5-osé výrobné stroje (3D-5D) [30]. Sú podporované viacerými technológiami ako PowerMill, SurfCAM [27]. Ďalej CAM systémy môžem rozdeliť na komplexné systémy, špecializované a CAM nadstavby CAD systémov [25]. Komplexné systémy slúžia na podporu viacerých technológii ako, AlphaCAM a SmartCAM. Špecializované systémy podporujú jednotlivé technológie, ako napríklad frézovanie alebo sústruženie [3]. 15

17 Nadstavbové CAM sú to moduly, ktoré sú priamo obsiahnuté v nadstavbe CAD systémov. Tieto nadstavby obsahuje Creo aj SolidWorks. Obr. 4 Simulácie výroby systémom Creo História CAM systému Na konci osemdesiatych rokov sa vo firmách používali automatizované systémy riadenia. Tieto systémy slúžili ako počítačová podpora riadenia na všetkých jej úrovniach. Systémy pracovali s jednoduchými úlohami na komplikovanejšie úlohy však neboli vhodné [23]. Zavedenie grafiky do počítačov malo veľký vplyv na vývoj počítačového navrhovania a preto bolo možné realizovať, vytvárať v počítači telesá, skúmať ich a manipulovať s nimi [25]. V tomto období sa začínajú objavovať CAD a CAM systémy. Súčasťou CAM systémov bola podpora NC strojov. Prvým komerčným číslicovo riadeným CAM systémom, bol program PRONTO. Vyvinul ho v roku 1957 Dr. Patrick J. Hanratty. Začiatkom deväťdesiatych rokov spoločnosti produkujúce CAD/CAM/CAE systémy, ako napr. Dassault Systemes (SolidWorks), PTC (Creo), EDS/Unigraphics a Computer vison začali vytvárať systémy využívajúce sa v strojárenskom odvetví [26]. Aj v dnešnej dobe patria tieto spoločnosti v oblasti CAD/CAM systémov medzi najdominantnejšie na trhu [25]. 16

18 3 Modelovacie a simulačné schopnosti CA systémov 3.1 Modelovanie a počítačové modely Prijateľnejšia cena počítačov, ktorú zabezpečil ich vývoj, umožnila rýchlejšie modelovanie. Na začiatku boli počítače využívané skôr ako rysovacie dosky na elektronickej báze a CAD systémy boli schopné pracovať len v 2D prostredí [1]. Tento postup dal vznik 3D CAD systémom, vďaka ktorým môžeme využívať priestorové modelovanie. Dnešné počítačové modelovanie inžinierom ponúka obrovské možnosti s tvorbou modelov. Výsledkom ich práce v CAD systémoch je zvyčajne počítačový model výrobku. Podľa tvorby počítačového modelu delíme modelovanie na geometrické a feature modelovanie [4] Geometrické modelovanie a modely Technické výkresy sa tradične využívajú na ukladanie informácií o tvare súčiastky. Pretože výkresy sú len dvojrozmerné, tak je nutné pridať ďalšie pohľady na zachytenie celkového vzhľadu súčiastky, na to sa využívajú pravouhlé pohľady a aj špeciálne pohľady na zobrazenie potrebných významných detailov [10]. Nevýhodou výkresov je aj napriek tomu to, že nedokážeme trojrozmernú súčiastku vykresliť jednoznačne. Na počiatku 3D modelovacích schopností sa tieto súčiastky vykresľovali ako drôtové modely. Tieto modely však v sebe neobsahovali potrebné údaje o tvorbe plôch modelov [34]. Ďalšie vykresľovanie súčiastok bolo prevádzané cez plošné modelovanie. Umožňovalo už definíciu súčiastky, ako aj analýzu plôch. Ploché modelovanie bolo vyvinuté hlavne kvôli leteckému a automobilovému inžinierstvu [34]. Po plošnom modelovaní sa prišlo s konceptom 3D objemového modelovania. Objemové modelovanie prinieslo komplexnosť a jednoznačnosť do 3D modelovania a toto modelovanie sa považuje za najpoužívanejšie a najlepšie na vykresľovanie 3D objektov. Obr. 5 3D modely: a) drôtový, b) plošný, c) objemový [4]. 17

19 3.1.2 Feature modelovanie a modely Pri geometrickom modelovaní sa používajú základné prvky geometrie, ako sú valec, kváder a iné operácie medzi týmito telesami. Hlavným cieľom moderných techník v modelovaní je feature modelovanie [4]. Je to komunikácia medzi CAD systémom a užívateľom prostredníctvom technických pojmov, z praxe nazývanými prvkami. Každý jeden pojem reprezentuje inú časť prvkov v technickej a konštrukčnej príprave. Z týchto pojmov a prvkov nám vzniká postavený model napr. diera, drážka, zaoblenie, zrazenie, profil, príruba a pod. Feature modelovanie nám tým pádom urýchľuje úpravu modelu, ale aj jeho konštruovanie [34]. Technológia feature modelovania je nová a dostáva sa do oblasti CAD systémov, kde sa rýchlo uplatňuje. Jej podstatou je, že okrem informácií ohľadne tvaru modelu, ukladá aj ďalšie dôležité informácie, ktoré nazývame product model. Tieto informácie sa líšia v závislosti na druhu práce s modelom [34]. Obr. 6 Príklady feature modelov [4] Parametrické modelovanie a modely Parametrické modelovanie predstavuje tvorbu modelov, ktoré sú okrem vlastných prvkov taktiež definované väzbami medzi nimi [35]. Časti modelov sa rozdelia do rôznych skupín [34]. V každej skupine je jedna časť modelu hlavná, ktorá je zložená z ostatných prvkov a väzieb, pričom vytvárajú skupinu. Pre túto hlavnú časť sa vytvára geometrická šablóna. Šablóne sa priradia určité hodnoty, ktoré sú parametrami pre každú časť v skupine. Na základe výberu geometrie a zvolenej časti zo šablóny sa vygeneruje model zvolenej časti zo skupiny [21]. Takže v podstate parametrické modelovanie je 18

20 prepojenie rozmerov geometrie takým spôsobom, aby pri zmene hodnoty jednej časti modelu dochádzalo ku zmene rozmerov druhej časti modelu automaticky. CAD systém spracuje všetky rozmery ako premenné, ktoré môžeme zmeniť kedykoľvek a kdekoľvek, či už sa jedná o režim modelovania, alebo o režim kreslenia. Jeho hlavnou výhodou je vytváranie rovnakých modelov v mimoriadne krátkom čase v porovnaním s klasickým prekresľovaním v CAD systéme. Geometria sa vlastne riadi týmito rozmermi kvôli zadaným parametrom. Rozmery môžu byť získané cez parametrické vzťahy medzi rozmermi. d6 a d7 ako d6 = d7. Pri tomto vzťahu môžeme predpokladať s troma variantami úpravy konštrukčných rozmerov. Prvý je, že ak sa rozmer d7 zmení, zmení sa aj rozmer d6 do rovnakej hodnoty. Za druhé, ak je rozmer d7 silný rozmer, v tomto smere môže byť zmenený kedykoľvek a taktiež upravuje rozmer d6. Posledný variant je ak rozmer d6 je odvodený spôsobom, že priama zmena rozmeru nie je možná [34]. Obr. 7 Zakótované rozmery cez parametre [34] Základné rozdelenie grafických modelov V dnešnej dobe sa na trhu nachádza nesmierne množstvo CAD systémov, ktoré sa rozdeľujú na už vyššie spomínané tri časti. Jedným z rozdielov medzi nimi je aj ich grafická úroveň a ich schopnosť, na akej dokážu modelovať grafické modely. Podľa zložitosti modelov môžeme rozdeliť CAD systémy, ktoré nám umožňujú vytvárať grafické modely v 2D, 2,5D a 3D rozmeroch [4] D model Grafický 2D model je tvorený lomenou čiarou, tieto čiary sa nám spájajú a vytvárajú nám hrany, z ktorých vzniká model [4]. Model je teda vytvorený rôznymi 19

21 priamkami, oblúkmi, parabolami a pod. Jednotlivým prvkom je možné prideliť rôzne nastavenia, ako sú typ čiary, hrúbka, farba, doplnkový text, kóty. Každá entita predstavuje v 2D modeli určitú plochu [4] D model Tento graficky model sa zväčša využíva pri modelovaní rotačných alebo doskových modelov, ktoré môžeme definovať ako rovinný útvar. Tento model má výhodu v tom, že prostredníctvom funkcie sweep, sweep blend alebo revolve môžeme vytvoriť z plošného rovinného tvaru cez osi rotačnú priestorovú súčiastku. 2.5D model nám tiež umožňuje vytvárať kužele, valce, drážky a ďalšie útvary prostredníctvom skladania rotačných telies na ich spoločnú os [34] D model 3D modely môžeme vykresľovať všetkými tromi spôsobmi a to drôtovo, plošne ale aj objemovo [4]. Drôtový model v priestore je vytvorený bodmi, ktoré sa navzájom spájajú krivkami. Plošný model je na rozdiel od drôtového tvorený hranami, vrcholmi a stenami. Tvorí sa cez elementárne plochy, ako je rovinná plocha, valcová a kužeľová a iné plochy [34]. Objemový model je vytvorený s geometrickými telesami, ktoré v priestore zaberajú určitý objem. Tieto telesá môžeme navzájom spájať operáciami ako prienik a pod [34] Modelovacia technika Modelovacia technika je postup, ktorý musíme dodržiavať v jednotlivých krokoch, aby sme mohli namodelovať počítačový model. Dovolia nám tento model upravovať, pracovať s ním t.j meniť jeho rozmery podľa našich potrieb a predstáv, a vytvárať prepojenia medzi viacerými modelmi [20]. Prvotný model je základom pri modelovaní 3D súčiastok. Aby sme dosiahli potrebný tvar zložitého modelu, musíme použiť viac techniky, ako len techniku na namodelovanie prvotného modelu. Po vytvorení základného, prvotného modelu prichádza druhá fáza a to je samotné modelovanie [15] Hlavné aplikácie CAD systému Solid Modeling (Objemové modelovanie - 3D). Týmto postupom vytvárame model pevnej súčasti požadovaného tvaru pomocou spájania a delenia rôznych zväzkov. 20

22 Vytvorený finálny zväzok sa nazýva model. Je to vlastne replika skutočného výrobku, ktorú môžeme otáčať, teda vidieť ako skutočný produkt [47]. Obr. 8 Objemové modelovanie Surface Modeling (Povrchové modelovanie): Povrchové modelovanie sa používa hlavne na vytvorenie povrchu požadovaného tvaru pomocou špeciálnych funkcií, ako ťahanie kriviek, aby sme dosiahli rôznych zaoblení povrchu. Tento proces sa používa na vytvorenie vonkajšieho tvaru konštrukcií napr. pri autách, lietadlách a lodiach [47]. Obr. 9 Povrchové modelovanie [47]. Assembly (Montáž - zostavovanie) tento postup sa používa pri zostavovaní finálneho výrobku, ktorý je zložený z viacerých častí, ktoré už skôr vytvorené postupmi, ktoré sú vyššie spomenutými postupmi [47]. Slúži na zobrazenie všetkých komponentov výrobku a aj na funkčnosť celej zostavy. Pri tejto funkcii sa dá výrobok analyzovať, či nedochádza k nejakým dizajnovým chybám, alebo simulovať ich opotrebovanie a materiálové vlastnosti [4]. 21

23 Obr. 10 Zostavovanie modelu Drafting Detailing (Vypracovanie detailov tvorba výkresov) používa sa na tvorbu 2D dokumentácie výkresov súčiastok. Vytvárajú sa buď z 3D modelu na 2D konvertovaním alebo z 2D na 2D konvertovaním [47]. Vyhotovením výkresu pomocou tejto funkcie sa vo výrobe vyrába reálna súčiastka [5]. Obr. 11 Výkresová dokumentácia. Tool Desing (Návrh nástrojov) Používa sa na vytváranie komponentov, foriem a rôznych časti, ktoré neskôr budú slúžiť ako nástroj na výrobu napr. plastových komponentov [47]. Vyrobený nástroj sa skladá zo vstrekovacieho mechanizmu, vodiacich systémov, chladiaceho systému, z odtokových systémov a vystreľovacieho mechanizmu [20]. 22

24 Obr. 12 Návrh nástrojov - forma na výlisky [47]. Data Migration (Migrácia, tok dát) Technika migrácie dát sa používa na prenos CAD dát (3D modelov) z jedného softvéru na iný program s priamym rozhraním, teda exportovaním dát na daný program, alebo prechodovým súborom, ako STEP, IGES, VDA súbory [20]. Na rovnakom modeli môžeme robiť rozdielne operácie na iných softvéroch ako sú napr. Creo, SolidWorks, Catia, AutoCAD atď. Tým pádom konštruktér má slobodu pri návrhu a môže na to používať rôzne softvéry a ich možnosti [11]. Obr. 13 Migrácia - tok dát. 3.2 Pohybové simulácie v CA systémoch Pohybové simulácie v CAD systémoch nám pomáhajú analyzovať a navrhovať mechanizmy [17]. Jedná sa o modul, ktorý je dostupný pri vyšších verziách CAD programov. Tento modul nám umožňuje vytvárať virtuálne mechanizmy, ktoré nám dajú odpovede na dizajn výrobku, ako napríklad, či nám bude časť mechanizmu zasahovať do 23

25 inej časti, respektíve, či budeme môcť presunúť komponenty mechanizmu podľa nášho zámeru atď [36] Pohybové väzby v zostavách Pohybové simulácie sa prevádzajú už pri spájaní zostáv, kde podľa potrieb ako sa má daná časť zostavy chovať jej priradíme pohybové funkcie [7]. Ako napríklad väzba Pin - pri tejto väzbe nám súčiastka bude rotovať okolo vlastnej osi. Jedná sa o najčastejšie používanú pohybovú väzbu. Spája komponent pomocou osi rotácie a referenčnej polohy na osi [2]. Necháva nám iba jeden stupeň voľnosti a to rotačný. Medzi ďalšiu používanú väzbu patrí väzba Slider. Vykonáva pohyb okolo zvolenej osi. Slider, teda posuvník sa používa hlavne v prípadoch keď chceme, aby komponent mal iba jeden stupeň voľnosti a to posuvný. Väzby typu Cylinder (valec) sa používajú najmä pri umiestňovaní piestu do valca. Tým pádom má komponent dva stupne voľnosti translačnú a rotačnú okolo zvolenej osi. Planar väzba spája dva komponenty tak, že sa môžu navzájom posúvať vo zvolenej rovine a rotovať okolo osi, ktorá je kolmá na danú rovinu. Ďalšou väzbou je väzba Ball, ktorá sa využíva pri spojení dvoch bodov, pričom ostávajú voľné všetky rotácie okolo nich. Používa sa hlavne pre rôzne guľové čapy [17] Pohybové simulácie v modeli Mechanism Po zaväzbení všetkých častí, či už sa jedná o pohyblivé alebo pevné, prechádzame do modelu mechanism, ktorý slúži na rozpohybovanie zostavy [2]. Obr. 14 Karta modelu Mechanism v programe Creo. V modeli zostavy sa vo vnútri modelu Mechanism zobrazujú symboly jednotlivých kinematických väzieb a vytvorených prvkov mechanizmu tam, kde sú použité. V prostredí Mechanism je možné vytvárať body, osi, roviny, skice a krivky. Taktiež je možné meniť definície väzieb medzi časťami zostavy [17]. V prípade, že potrebujeme upraviť zostavu a previesť nejaké rozsiahle zmeny, tak je nutné opustiť prostredie Mechnism a prejsť do zostavného prostredia, kde tieto úpravy môžeme previesť [36]. 24

26 Druhy kinematických spojení Tak ako pri tvorbe zostáv, tak aj v modeli Mechanism máme niekoľko druhov rôznych kinematických spojení, ktoré nám umožňujú správne nastaviť a rozpohybovať našu zostavu [2]. Medzi najznámejšie spojenie patrí spojenie pomocou ozubených prevodov (Gears). Ozubený prevod patrí medzi najčastejší prostriedok na prenos rotačného pohybu a prevod otáčok. Táto funkcia ja schopná simulovať prenos pohybu rôznymi druhmi ozubených kolies [17]. Pri nastavovaní tejto funkcie máme na výber medzi 5 typmi, ako sú užívateľom definované nastavenia Generic, zjednodušené modely čelných kolies Spur, kužeľové ozubené kolesá Bevel, závitovkové súkolesie Worm a ako posledný typ pastorok a ozubený hrebeň Rack and Pinion. Ďalšie dôležité spojenie je pomocou vačky (Cams) [36]. Vačky nám slúžia k transformácii rotačného pohybu vačkového hriadeľa na transakčný pohyb zdviháka. Zdvíhadlo sa zdvíha do presne stanovenej výšky a v presne stanovený čas. Obe parametre závisia od konštrukcie vačky. Medzi najdôležitejšiu činnosť v module Mechanism patrí vkladanie servopohonu do zostáv. (Servo Motors). Skoro v každej zostave sa vyskytuje nejaký typ pohonu. Táto funkcia nám umožňuje vložiť rôzne typy pohonov ako: riadenie pomocou polohy, riadenie pomocou rýchlosti a posledné je riadenie pomocou zrýchlenia [17]. 25

27 4 Porovnávanie modelovacích a simulačných funkcií CA systémov SolidWorks a Creo Parametric SolidWorks SolidWorks spadá pod 3D CAD programy určené na 3D modelovanie. SolidWorks bol vyvinutý spoločnosťou Dassault Systemes SolidWorks Corp., ktorá je aj známa aj pod značkou 3DS [49]. Pod túto spoločnosť spadá niekoľko menších spoločností, ktoré sa zaoberajú aj systémami CAD (Catia, SolidWorks, Geovia) a CAM (Simulia, Delmia, 3DVia) [50] História SolidWorks Spoločnosť 3DS bola založená v roku Jej prvým programom bol program CATIA Verzia 1 [49]. Tento program poskytoval 3D povrchové modelovanie a NCfunkcie). Firma napredovala a po úspešnej verzii CATIA Verzia 1, prišla v roku 1984 na trh jej vylepšená verzia 2, s integrovanými 2D a 3D funkciami. V roku 1984 sa CATIA stáva poprednou svetovou aplikáciou pre letecké konštrukcie. V roku 1988 sa CATIA dostala aj na popredné miesto pre tvorbu automobilového dizajnu. Rok 1988 prichádza 3DS s programom CATIA verzia 3, ktorá obsahovala AEC funkciu na UNIX [50]. V roku 1993 sa objavila 4 verzia, ktorá ponúkla novú technológiu, ktorá umožňujúc plné modelovanie produktov (do tej doby všetky 3D modely boli vykresľované v mriežkach). V roku 1993 zakladateľ SolidWorks, Jon Hirschtick najal tím inžinierov za účelom väčšej dostupnosti 3D CAD technológie [50]. Vytvorili teda prvý 3D CAD systém bežiaci na platforme Windows. Tým pádom si to nevyžadovalo drahý hardvér a softvér na prevádzku. Prvá verzia softvéru s označením SolidWorks vyšla v roku 1995 [32]. Tento softvér bol ocenený za jeho jednoduchosť používania, ktoré umožňovalo inžinierom viac ako kedykoľvek predtým využiť rýchlo a efektívne 3D CAD softvér na tvorbu ich návrhov výrobku [46]. Dnes SolidWorks ponúka sadu kompletných nástrojov pre vytváranie návrhov, simulácií, správu dát a publikovanie, sadu na inováciu a produktivitu technických prostriedkov. Všetky tieto riešenia sú vyvíjané tak, aby medzi sebou čo najlepšie a najefektívnejšie spolupracovali, aby výroba bola rýchlejšia, lepšia a efektívnejšia [39]. SolidWorks naďalej uplatňuje svoju jednoduchosť používania aj na nové rozšírenia produktov ako je SolidWorks Simulation a SolidWorks Enterprise PDM. Pri riešení náročných simulácií, ako sú vibrácie alebo nárazy [49]. 26

28 4.2 Creo Parametric 2.0 Softvér Creo Parametric 2.0 (ďalej len Creo), bol vyvinutý firmou PTC Corporate. Parametric. Spadá pod komplexný balík produktov PTC Creo, ktorý poskytuje sady škálovateľných aplikácií pre správu integrovaných a medzioperačných konštrukčných aplikácií [55]. Softvér Creo obsahuje funkcie na konštruovanie 3D CAD a CAM modelov a výrobkov [54] História Creo Firma PTC bola založená v roku 1985 Dr. Samuelom P. Geibergom pod prvotným názvom Parametric Technology Corporation, dnes známej ako PTC. Už od prvej chvíle táto spoločnosť bola predajcom 3D CAD systémov a radila sa medzi agresívnych a solídnych predajcov 3D systémov. Program Pro/ENGINEER, ako predchodca Creo bol uvedený na trhu v roku 1988 vo verzii Pro/Engineer 1.0 a ako prvý prišiel s koncepciou parametrického modelovania [46]. Túto koncepciu hneď prebrali aj ďalšie firmy zaoberajúce sa tvorbou 3D modelov do svojich programoch, ako napr. Unigraphics, SolidEdge, SolidWorks atď. Na konci deväťdesiatych rokov dvadsiateho storočia sa zaradil medzi najpoužívanejšie CAD systémy ako boli: Catia (Dassault Systemes), MDC (Unigraphics) a I-DEAS (SDRC) aj softvér Pro/Engineer [54]. V roku 2002 PTC prichádza s novším softvérom Pro/Engineer Wildfire, ktorý má plnú webovoú podporou [52]. Pro/Engineer v roku 2000 prišiel na trh s jeho podstatným doplnkom Pro/Mechanica, ktorý slúži na analyzovanie modelov a na rýchlu identifikáciu problémových oblastí, ako sú štrukturálne a tepelné vlastnosti produktov. S týmto doplnkom mohli konštruktéri lepšie porozumieť výkonu výrobku a optimalizovať jeho dizajn skôr, ako by sa výrobok dostal do výroby [36]. 4.3 Porovnávanie užívateľského rozhrania a modelačných schopností V dnešnej dobe sa na trhu objavuje veľké množstvo 3D CAD systémov, tieto systémy môžeme rozdeliť do dvoch základných verzií a to na parametrické alebo explicitné [35]. Parametrické modelovanie sa využíva pri tvorbe veľmi prepracovaných výrobkov, pri priemyselnej práci, kde sú modely regulované predpismi, normami. Explicitné modelovanie si nájde najlepšie uplatnenie pri tvorbe jedinečných výrobkov, kde sa radikálne menia nároky na dizajn počas vývoja. Ani jeden z týchto modelovacích 27

29 prístupov nepresahuje ten druhý [55]. Oba majú svoje uplatnenie vo výrobnom procese. Ich používanie závisí od druhu podnikania a od potrieb konštruktéra [43]. Softvér SolidWorks a Creo využívajú na modelovanie parametrické modelovanie. Parametrické modelovanie nám umožňuje presne špecifikovať parametre, prvky, rozmery a vzťahy medzi prvkami. Parametrická konštrukcia je v strome modelu definovaná a tvorená jednotlivými prvkami vo viacerých krokoch [54]. Obr. 15 Parametrická konštrukcia definovaná v strome úloh. Program Creo 2.0 Parametric využíva na zobrazovanie funkcií v pracovnom prostredí tzv. záložkový systém. Ten nám umožňuje prehľadnejšie zobrazenie funkcií, ktoré sa delia na sekcie podľa ich použitia. Creo s týmto zobrazením prišlo až vo verziách Creo do tej doby vo verziách Pro/Engineer Wildfire používalo zobrazovanie po bokoch, čo nebolo až také prehľadné ako je to v dnes. Niektorým funkciám však stále ešte ostal pozostatok z Pro/Engineera a zobrazujú sa ako stromy úloh [35]. Ďalšou výhodou pri novšom zobrazovaní je vysvecovanie funkcií, ktoré má užívateľ nastaviť respektíve otvoriť, aby sa dostal k potrebným nastaveniam a následne k úspešnému namodelovaniu modelu. Softvér Creo s týmto zobrazovaním prišiel ako prvý a ako môžeme vidieť v iných softvéroch, bola to správna voľba a všetky ostatné programy pomaly ale isto prešli na takéto zobrazovanie, aj softvér SolidWorks [38]. 28

30 4.3.1 Pracovné prostredie Creo a SolidWorks pri práci so súčasťami. Obr. 16 Pracovné prostredie modelu v programe Creo. Na obrázku 16. je znázornené základné rozloženie pracovného prostredia pre program so súčasťami v programe Creo. Číslo 1 nám udáva názov modelu a jeho činnosť (Active) to nám oznamuje, že daný súbor je aktívny a tým pádom pripravený k práci. Číslo 2 nám zobrazuje hlavnú pracovnú plochu modelu, kde je vidieť aj súradnicový systém a roviny pre vytvorenie modelu [20]. Číslo 3 znázorňuje strom modelu, zobrazujú sa tam všetky postupy a funkcie, ktoré sme použili pri tvorbe modelu. Číslo 4 nám slúži na zobrazovanie funkčnosti modelu a či model bol správne vytvorený a či neobsahuje chyby. Zelená farba znázorňuje, že model je bez chýb, oranžová nás upozorňuje, že sa možno vyskytli chyby a model treba regenerovať [43]. Červená oznamuje, že v modeli sú vážne chyby, ktoré treba opraviť, aby model bol funkčný. Číslo 5 je stály pás s nástrojmi. Ten nám ponúka stálu sadu ikon. Zobrazené sú tam funkcie ako nový dokument, otvoriť, uložiť, krok späť a vpred a iné. Číslo 6 je tzv. Voliteľný pas nástrojov, ktorý nám slúži na ľahšiu tvorbu modelu s podpornými nástrojmi ako je zobrazovanie osi, vykresľovanie modelu, priblíženie a oddialenie, otočenie, zobrazenie celého modelu na stred atď. Najväčší a najdôležitejší je číslo 7, ktorý nám zobrazuje pás kariet so základnými prvkami na tvorbu konštrukcií [20]. Posledné číslo 8 nám slúži na vyhľadávanie a ako vzdelávací odkaz. Tiež tam nájdeme ikonu na pomoc pri tvorbe modelov. Kliknutím na pomocník pre vzdelávanie sa nám otvorí okno, kde si vyberieme 29

31 funkcie z ponuky, po vybratí ponuky sa nám spustí krátke video o funkcii, na čo slúži a ako funguje [43]. Obr. 17 Pracovné prostredie v programe SolidWorks. Prostredie SolidWorks na obr. 17 sa dosť podobá na prostredie v programe Creo. Rozloženie je skoro rovnaké, líšia sa od seba len minimálne [16]. Číslo 1 nám zobrazuje názov modelu. Na rozdiel od Crea nám tam chýba poznámka, či sa jedná o aktívny model alebo nie. Pri viacerých otvorených oknách SolidWorks nerozlišuje, ktorý model je aktívny a na ktorom sa práve pracuje, takže nie je potrebné (ako pri Creu) pri prepínaní okien dané okná stále aktivovať, aby sme mohli prevádzať určité zmeny na modeloch [40]. Číslo 2 nám ukazuje hlavnú pracovnú plochu, na ktorej sa zobrazuje model. V ľavom dolnom rohu máme znázornený súradnicový systém [21]. Pracovné roviny sa na SolidWorks automaticky zobrazia až po zvolení nejakej funkcie napr. Extruded Boss/Base. Číslo 3 tak, ako aj v programe Creo, nám zobrazuje strom modelu, kde sú všetky funkcie a postupy pri tvorbe modelu [37]. Napravo pod číslom 4 má SolidWorks ďalšiu sadu otváracích ikon, na ktorých sa nachádzajú rôzne funkcie, ako knižnica prvkov, nastavenia farieb a vykresľovania a iné funkcie. Táto bočná lišta v programe Creo chýba. Číslo 5 je pás so stálymi nástrojmi, kde sú tlačidlá na uloženie, otvorenie a tlač modelu. Je tam aj priradené tlačidlo semafor pre regeneráciu modelu, ktorý sa v Creu nachádzal na spodnej lište programu [21]. Pod číslom 6 sa nachádza voliteľný pas ikon, kde sú podobné funkcie ako v prvom programe a to priblíženie, oddialenie, vykresľovanie, farby [41]. Je tam pridaná ikona na zobrazenie a skrytie prvku, ale aj na pohľad modelu v reze. Číslo 7 nám zobrazuje hlavnú lištu s funkciami na tvorbu modelu. 30

32 Tejto lište sa budeme ešte venovať v kapitole Číslo 8 je ako aj u Creu lišta s vyhľadávaním a pomocou. Posledné číslo 9 nám umožňuje počas modelovania rýchlo a ľahko zmeniť jednotky dokumentu ako mm na inche [39]. Takýto rýchly prístup k tejto funkcii v programe Creo chýba. Pri zmene jednotiek musíme v Creu prejsť do menu a do nastavení a tam zmeniť jednotky, v ktorých sa model bude vytvárať [21] Pás kariet so základnými konštrukčnými prvkami. Pás kariet sa v systéme Creo delí na niekoľko hlavných skupín (zložiek), ktoré nám pomáhajú pri vytvorení vlastného modelu, poprípade pri jeho analýze alebo pri vykresľovaní jeho podoby [43]. Prvou skupinou funkcií je záložka Model. Jej prvky nám pomáhajú pri tvorbe vlastného modelu. Pri programe SolidWorks sa táto záložka volá Features [37]. Obe záložky sú si dosť podobné a obsahujú veľa rovnakých funkcií. Obr. 18 Záložka Model v programe Creo a Features v programe SolidWorks Základné konštrukčné prvky Creo. Veľmi dôležitou funkciou pri vytváraní vlastných modelov je funkcia Extrude čo znamená vytiahnutie. Táto funkcia je vlastne základný konštrukčný prvok a k nemu patria aj ďalšie prvky ako rotácia (revolve), ťahanie (sweep) [44]. Tieto nástroje nám slúžia na vytvorenie modelu, ale aj na jeho odobratie. Ďalšou skupinou prvkov sú Inžinierske funkcie (engineering), slúžia nám na dotváranie detailov na modeli. Patria sem prvky ako diera (hole), úkos (chamfer), rebro (rib), škrupina (shell) a zaoblenie (round). Ďalšou skupinkou sú Editačné nástroje (editing). Tam sa nachádzajú funkcie ako vytváranie poľa (pattern) a zrkadlenie (mirror) [2]. Nástroj Pattern slúži pre tvorbu polí. Využíva sa pri modeloch, ale aj pri zostavách. Na tvorbu poľa môžeme použiť akékoľvek základné prvky, či už je to extrude, hole alebo revolve. Poslednou skupinou v záložke Model je Práca s plochami (Surfaces), kde sa jedná sa o funkcie na tvorbu plochy. Funkcia Boundary blend, teda nástroj pre tvorbu plochy, definovaním hraničných kriviek [45]. Program Creo ma navyše v záložke Model ešte aj funkciu 31

33 Regenerácie. Táto funkcia slúži na regeneráciu modelu v prípade zmeny pomocou editovania alebo vrátenia sa z mechanizmu do definovanej východiskovej polohy. Následne sa tu nachádzajú Datum prvky, ktoré nám slúžia na tvorbu referenčných prvkov. Vytvorenie týchto pomocných prvkov nám uľahčuje tvorbu modelu v prípade potreby. Nachádzajú sa tu funkcie ako rovina (plane), bod (point), súradnicový systém (coordinate systém) a os (axis). Poslednou funkciou v tejto skupine je funkcia Sketch, ktorá nám slúži na vytváranie náčrtku. Najčastejšie sa využíva na vytvorenie profilu po krivke [43] Základné konštrukčné prvky SolidWorks. Rozloženie konštrukčných prvkov v programe SolidWorks je trošku rozdielne ako to je v programe Creo. Síce obsahujú skoro rovnaké funkcie, no nie sú rozdelené v rovnakých sekciách. Prvou sekciou v páse prvkov tvorí funkcia na ťahanie pod názvom Extruded Boss/Base, teda pridanie vysunutia [37]. Pri tejto funkcii sa nachádzajú ďalšie užitočné funkcie na základnú tvorbu modelu, ako pridanie rotácie Revolved Boss/Base, pridanie ťahaním po krivke Swept Boss/Base, pridanie spojením profilu Lofted Boss/Base a posledná funkcia je ohraničené pridanie základu Boundary Boss/Base [39]. Táto funkcia pridá materiál medzi dva alebo viac profilov v oboch smeroch a vytvorí priestorový prvok. Ďalšou skupinkou funkcií sú funkcie na odstraňovanie materiálu [42]. Program Creo na to nemá samostatné funkcie ako SolidWorks. V programe Creo sa po vybratí funkcie prepína, či sa má jednať o pridávanie materiálu alebo odoberanie [40]. Nachádzajú sa tu tie isté funkcie ako v prvej skupine, ale s tým rozdielom, že sa jedná o odoberanie materiálu. Táto skupinka je doplnená o funkciu sprievodca dierami Hole Wizard, kde si môžeme vybrať o aký typ diery sa má jednať, či zapustenú, nezapustenú, s premenlivým priemerom alebo so závitom [21]. Vybrať si môžeme aj podľa normy ISO, ANSI, DIN atď. Treťou skupinou funkcií sú dolaďovacie funkcie na vytvorenie detailov. Opäť sú tu funkcie ako v programe Creo a to zaoblenie fillet, skosenie chamfer, rebro rib, atď, ale na rozdiel od Crea sú tu doplnené funkcie ako pole pattern, zrkadlenie mirror, ktoré sa v Creu nachádzali v samostatnej sekcii [21]. Navyše tu nájdeme funkcie ako kopula dome a nabaliť wrap. Táto funkcia nabalí obrys skice na plochu. Poslednou skupinkou nástrojov tvoria nástroje na tvorbu geometrických referencií ako os axis, rovina plane, bod point, súradnicový systém coordinate system a nástroj krivky curves, ktorý v sebe má obsiahnuté ďalšie funkcie na tvorbu kriviek, ako napr. rozdeľovacia krivka split line, zložená krivka composite 32

34 curve, skrutkovica a špirála helix and spiral a ďalšie. Poslednou funkciou je rýchle 3D Instant3D. Táto funkcia nám umožňuje ovládačom dynamicky meniť prvky [39]. Jedná sa o priame zväčšovanie vybranej roviny bez nutnosti editovania už namodelovanej časti [21] Základné prvky v skicári. Základom 3D modelovania sú tzv. Features, teda konštrukčné prvky [4]. Tie vychádzajú zo skice, ktorá sa vytvára ako súčasť prvkov. Pre tvorbu skíc sú dané pravidlá, ktoré by sa mali dodržiavať. Treba vytvárať jednoduché skice a danú skicu treba jednoznačne zakótovať [20]. Vo väčšine prípadnov skica musí byť uzavretá, lebo nedôjde k jej vytvoreniu, respektíve nedôjde k možnosti vytiahnutia objemu. V skici sa nesmú jednotlivé časti prekrývať a nesmie obsahovať osamelé body entity. Pri vytváraní rotačných objemov musíme stále vytvoriť os rotácie. Skica sa vytvára buď na vzťažných rovinách, alebo rovinných plochách modelu [4] Základné prvky v skicári v programe Creo Od prostredia Model nám pribudli nové funkcie a skupina nástrojov pod názvom Sketching, teda kreslenie. Nachádza sa tu aj skupina na nastavenie telesa, výber plôch, referencií a prvkov a konštrukčný mód, v ktorom ak vytvoríme prvky, tak budú zobrazené čiarkované a nebudú neskôr zobrazované v modeli [20]. Obr. 19 Pás kariet v záložke skica v programe Creo. Pre nás najviac potrebné a najvyužívanejšie sú nástroje v skupine kreslenia. Jedná sa o konštrukčné prvky na vytváranie čiar, ktoré vytvárajú tvar telesa ako je: úsečka (line), štvorec/obdĺžnik (rectangle), kružnica (circle), elipsa (elipse), krivka (slpine), oblúk (fillet). Tieto funkcie sme používali pri vytváraní časti modelu pri praktickej časti práce, kde sme pomocou funkcií na vytvorenie kružnice a kriviek vytvorili skicu prstu, ktorému sme následne zadali vysunutie a tým sme z neho vytvorili objemový model [44]. 33

35 Obr. 20 Vytváranie modelu v skicári a hotový 3D model. Podobne sme postupovali aj pri vytváraní aj ostatných častí s využitím všetkých vyššie spomínaných funkcií Základné prvky v skicári v programe SolidWorks. Ako Creo tak aj program SolidWorks obsahuje pás funkcií, ktoré sa nám zobrazia po tom, čo si cez záložku prvky vyberieme jednu z funkcií a klikneme na jednu z rovín, na ktorej má byť daný prvok vytvorený. Následne sa prepneme do záložky skica, kde sa nám zobrazí podobný pás nástrojov ako v programe Creo. Obr. 21 Pás kariet v záložke skica v programe SolidWorks. Tak ako v programe Creo, tak aj tu sa nachádzajú základné typy nástrojov na vytvorenie čiar, ktoré nám umožňujú vytvorenie telies ako kružnica, úsečka, krivka, elipsa, obdĺžnik atď [37]. V SolidWorks sú pridané nástroje na tvorbu rovnej drážky, mnohouholníka. Funkciu na vytvorenie kružnice a stredového oblúka sme využívali pri vytváraní ozubeného kolesa, aj pri samotnom vytváraní jeho zubu. Na namodelovaný zub sme potom použili funkciu pattern, ktorá nám slúži na vytvorenie prvku [40]. Jednalo sa o vytvorenie kruhového poľa, keďže sme modelovali rotačnú súčiastku a po jej obvode sme potrebovali rozmnožiť v rovnakom rozostupe namodelovaný zub čelného ozubeného kolesa. Funkcia pattern sa používa v prostredí prvkov. V skicári sme len nakreslili jeden zub a následne sme z neho vytvorili objemový model [21]. 34

36 Obr. 22 Vytvorený zub v skicári a ozubené koleso po použití funkcie pattern. Všetky jednotlivé modely, časti zostavy sa vytvárali v type súboru súčasť part, ktorá nám slúži na vytváranie jednotlivých súčastí, ktoré potom skladáme do súboru pod názvom zostava assembly [31]. Program SolidWorks a Creo sa pri vytváraní súčastí nejak výrazne funkčnosťou nelíšili, ich funkcie boli rovnaké a aj ich ovládanie bolo podobné, teda nevieme presne určiť, ktorý z týchto programov má pri vytváraní partov navrch. Obr. 23 Súčasť vytvorená pomocou konštrukčných prvkov. 4.4 Porovnávanie tvorby zostáv a simulačných schopností. Zostava je vlastne kombinácia dvoch a viacerých dielov, nazývame ich tiež ako súčasti do jedného súboru. Súčasti sa umiestňujú a orientujú s použitím väzieb, ktoré nám vytvárajú vzťahy medzi súčasťami [54]. Pre tvorbu zostáv si vyberieme nový typ súboru s názvom assembly, teda zostava. Po vytvorení nového súboru sa nám zobrazí nová pracovná plocha, ktorá obsahuje nové zložky a funkcie [20]. 35

37 4.4.1 Pracovné prostredie Creo a SolidWorks pri práci so zostavami. Obr. 24 Pracovné prostredie pri práci so zostavou v programe Creo. Na obrázku 24. sa nachádza pracovné prostredie pri práci so zostavami v programe Creo. Číslo 1 nám udáva názov zostavy a aj či sa jedná o aktívnu zostavu na ktorej momentálne pracujeme, alebo o zostavu, ktorú sme mali otvorenú, ale pracovali sme na inej [20]. Týmto označením môžeme jednoducho zistiť, na ktorej zostave aktuálne pracujeme, ak máme otvorených viac okien so zostavami [43]. Číslo 2 nám označuje pracovné prostredie, kde sa nachádzajú základne roviny a súradnicový systém. Číslom 3 je označený strom úloh, na ktorom pri práci so zostavou môžeme vidieť, aké úkony sme doposiaľ urobili. Ikona pod označením číslo 4 nám slúži na rozoznanie chýb v zostave [44]. Ak svieti zelená farba, zostava neobsahuje žiadne chyby, pri zobrazení oranžovej farby je nutné zostavu regenerovať, aby systém mohol zistiť, či sa v zostave nachádzajú nejaké chyby. Červená farba nám naznačuje, že v zostave sú vážne chyby a takáto zostava nebude pracovať správne, teda je nutné ju upraviť [20]. Číslo 5 znázorňuje stály pás s nástrojmi. Ten nám ponúka zobrazenie stálych ikon, ako je nový súbor, uložiť, otvoriť atď. Do tohto pásu si môžeme pridať aj vlastné ikony, ktoré často používame a nie sú vždy zobrazené na žiadnom zo zobrazovacích pásov na rýchly prístup [43]. Pod číslom 6 sa nachádza voliteľný pás s nástrojmi, ktorý obsahuje podporné nástroje na ľahšiu tvorbu zostavy. Číslo 7 je pás kariet s nástrojmi pre tvorbu zostáv. Obsahuje rôzne funkcie ktoré neskôr preberieme v kapitole Číslo 8 obsahuje pomocné, vzdelávacie a vyhľadávacie odkazy [20]. Tie nám slúžia ako pomocník pri riešení nášho problému. Po kliknutí na odkaz pre vzdelávanie sa nám otvorí okno, kde si vyberieme z ponuky čo 36

38 potrebujeme vedieť a po vybratí ponuky sa nám spustí krátke video s tým, ako daná funkcia funguje a ako slúži. Číslo 9 predstavuje stav priebehu vytvárania zostavy [43]. Obr. 25 Pracovné prostredie pri práci so zostavou v programe SolidWorks. Prostredie pri tvorbe zostáv v programe SolidWorks sa nelíši od toho v programe Creo. Tak ako to bolo pri prostredí na tvorbu súčastí, tak aj tu sa nachádzajú nejaké zmeny v rozložení funkcií a pásov s nástrojmi. [39] Číslo 1 nám zobrazuje názov zostavy. Číslo 2 zobrazuje pracovné prostredie, kde budeme spájať jednotlivé časti do zostavy. Číslo 3 nám zobrazuje historický strom úloh, ktoré nám umožňujú prehľadnejšiu prácu pri zostave, kde môžeme vidieť, v akom poradí sú dané súčasti pridané do zostavy a aké funkcie sú k nim priradené. Jednotlivé súčasti môžeme skryť na pracovnej ploche, ale v strome úloh ostanú. To nám zjednodušuje prácu, ak nám jedna súčasť zavadzia pri práci s inými. Na čísle 4 sa nachádza ďalšia sada otváracích ikon, na ktorých sa nachádzajú funkcie ako knižnica, nastavenie vykresľovania prostredia, nastavenie materiálu a farby modelu atď. Číslo 5 nám zobrazuje stály pás ikon, ako to je aj v programe Creo, kde sa nachádzajú funkcie ako nový súbor, otvoriť, uložiť, tlačiť, ale aj ikona na regeneráciu modelu a prípadné zobrazenie chýb v zostave [38]. Na čísle 6 sa nachádza voliteľný pás ikon, ktorý nám uľahčuje prácu so zostavou. Číslo 7 obsahuje najväčší a najpotrebnejší pás ikon, v ktorom sa nachádzajú potrebné funkcie na vytvorenie zostavy a na zaväzbenie a rozpohybovanie. Tvorí nám hlavnú lištu v prostredí pre tvorbu zostáv [40]. Číslo 8 predstavuje ikony, ktoré nám slúžia na vyhľadávanie a na prípadnú pomoc pri tvorbe zostáv. Posledné číslo 9 obsahuje prepínanie medzi oknom na tvorenie zostavy a oknom na tvorbu pohybových simulácií. Takéto prepínanie softvér Creo neobsahuje. Pre spustenie simulácii by sme sa museli prepnúť v hlavnom páse okien na zložku aplikácie applications a tam si zvoliť funkciu mechanism [42]. 37

39 4.4.1 Pás kariet s nástrojmi na tvorbu zostavy. Pás kariet sa delí na základné skupiny podľa toho, čo daná skupina predstavuje [43]. V programe Creo a SolidWorks sa tieto skupiny dosť líšia a každá skupina predstavuje niečo iné. Nachádzajú sa tam skupiny na tvorbu väzieb medzi súčasťami, na tvorbu geometrických referencií, vykresľovanie modelu a jeho náhľadu a ďalšie funkcie. Obr. 26 Pás kariet na tvorbu zostáv v programoch Creo a SolidWorks Nástroje na tvorbu zostáv v programe Creo Najzákladanejšou a najviac používanou skupinou nástrojov pri zostavovaní zostavy v praktickej časti bola skupina komponentov component. Ako prvé sme použili funkciu na vloženie súčasti do zostavy assemble, kde sa nám následne otvorilo okno s nástrojmi pre vytvorenie väzby component placement [20]. Väzba je vlastne tvorená dvoma navzájom spojenými prvkami. Plne umiestnené teleso by sa však malo skladať až z troch väzieb. Pre prvú súčasť sme si zvolili prednastavené pevné spojenie, ktoré nám automaticky systém podľa referenčných bodov upevnil k osi na zostave. Teda uloží prvok podľa prednastavených súradnicových systémov. Táto väzba sa používa hlavne pri vkladaní prvého prvku do zostavy [17]. Pri vkladaní druhej súčasti zostavy sme si už následne vyberali, o aké vkladanie sa má jednať. Mohli sme si zvoliť, či sa bude jednať o automatické vkladanie väzby prvkov z knižnice, alebo o klasické vytváranie väzieb. Pre naše účely sme si zvolili klasické vytváranie, kde sme si vybrali prvky pre vytvorenie spojenia medzi vloženou súčasťou a zostavou. V programe Creo máme na výber medzi ôsmimi typmi pevnej väzby. My sme používali najčastejšie tieto tri pevné väzby a to väzba Mate, kde sa jedná o spájanie plochy na plochu, alebo rovinný na rovinnú. Vybrané plochy sú k sebe čelom. Potom sú tu väzby ako Align, kde ide tiež o spájanie plochy k ploche a roviny k rovine, ale vybrané plochy sa pozerajú jedným smerom. Väzba Insert slúži na vkladanie jednej rotačnej plochy do druhej [2]. Pre tvorbu pohyblivého spojenia medzi prvkami v zostave sa použijú iné väzby, ako pri pevnom väzbení. Používajú sa tu kĺbové väzby. Najčastejšie používaná je väzba Pin. Zaväzbí rotačné dvojice a umožní im jeden stupeň voľnosti. Používa sa pri spájaní 38

40 kolesa s hriadeľom a podobne [2]. Ďalej je tu väzba Rigid, ktorá nám síce odstráni všetky stupne voľností a tvorí pevnú väzbu, ale slúži k tomu ak chceme aby prvok súčasne rotoval s prvkom, na ktorý bol priväzbený. Medzi ďalšie kĺbové väzby patria napr. väzba Slider, Cylinder a ďalšie. Väzba Slider sa využíva na posúvanie dvojice, teda jeden prvok sa posúva po druhom. Väzba Cylinder využíva posuvný a rotačný pohyb. Využíva sa napríklad pri znázornení pohybu skrutky alebo súčasti so závitom, ktorá sa ma otáčať a posúvať, teda simulovať pohyb po skrutkovici [20]. Obr. 27 Väzbenie pomocou väzby Pin a pomocou väzby Rigid Nástroje na tvorbu zostáv v programe SolidWorks Pás kariet pre tvorbu zostavy v programe SolidWorks sa líši v rozložení funkcií ale aj v ich množstve funkcií. SolidWorks síce obsahuje ikonu s funkciou vkladania prvkov do zostavy, ktorá sa volá Insert Components, teda vložiť súčasť, ale ďalší postup sa výrazne líši od systému Creo [16]. Pre prvú vloženú súčasť SolidWorks nemá väzbu typu prednastavená, tým pádom môžeme prvú súčasť umiestniť kdekoľvek na pracovnej ploche. Pri vkladaní druhej súčasti sa nám nezobrazí okno s nástrojmi pre vytváranie väzby ako je to v programe Creo [21]. Tým pádom sme nútený v páse kariet vybrať ikonu Mate, ktorá nám umožňuje zaväzbiť súčasti v zostave. Po jej otvorení sa nám zobrazí bočný panel s väzbami. Ako prvé si vyberieme plochy dvoch súčasti, ktoré chceme zaväzbiť a následne si vyberieme z troch skupín väzieb: štandardné väzby, upresňujúce väzby a strojné väzby. Pod štandardné väzby patrí: zjednotená, rovnobežná, kolmá súosová väzba. Pod upresňujúce väzby patrí: symetrická, výstredná a lineárna väzba. V stojných väzbách sú zase väzby ako: vačka, drážka, čap, prevod, ozubená tyč, univerzálny spoj a skrutková väzba [42]. Tieto väzby nám slúžia na zaväzbenie súčasti 39

41 FVT tak, aby sme ich mohli neskôr použiť v pohybovej simulácii bez ďalšej nutnosti prepájania. Pri použití väzby prevod nastavíme pomer kolesa a pastorka a to buď zadaním počtu zubov alebo priemerom ozubených kolies. Softvér nám automaticky vypočíta prevodový pomer medzi týmito ozubenými kolesami. Všetky tieto skupiny väzieb obsahujú aj zarovnanie väzieb k sebe alebo oproti sebe. SolidWorks neobsahuje delenie väzieb na pevné a kĺbové. Všetky väzby sa berú automaticky ako kĺbové, preto ak chceme aby súčasť bola pevná, tak musíme tieto súčasti zaväzbiť cez ich roviny [41]. Obr. 28 Väzbenie pomocou väzby vačka a väzby prevod Pracovné prostredie Creo pri pohybových simuláciách. Obr. 29 Pracovné prostredie Creo pri práci s pohyblivými simuláciami. 40

42 Aby sme sa mohli dostať do prostredia pohybových simulácií v programe Creo musíme prejsť zo záložky Model na záložku aplikácie Applications a v nej klikneme na ikonu s názvom mechanizmus Mechanism. Tym sa dostaneme do prostredia znázorneného na obrázku číslo 29 [2]. Prostredie je zase rozdelené na do niekoľkých sekcií. Číslo 1 zobrazuje názov zostavy a či sa jedna o aktívnu zostavu. Číslo 2 je pracovná plocha na ktorej možno vidieť zostavu so zobrazenými pohyblivými väzbami [36]. Číslo 3 nám zobrazuje strom súčasti, ale aj strom mechanických funkcií, na ktorom sú zobrazené rôzne mechanické väzby, ku ktorým máme vďaka tomuto stromu rýchlejší prístup pri ich upravovaní. Číslo 4 nám zobrazuje regeneračný semafor, ktorý sme si už spomínali. Číslo 5 nám znázorňuje stály pás s nástrojmi, nový dokument, uložiť, krok vpred a vzad, regenerácia atď. Na čísle 6 sa nachádza voliteľný pás nástrojov. Tento pás obsahuje nástroje na uľahčenie práce pri tvorbe zostáv. Číslo 7 je hlavný pás kariet, kde sa nachádzajú nástroje na tvorbu pohybových väzieb [2]. Posledné číslo 8 nám znázorňuje pomocne funkcie ako vyhľadávanie, vzdelávanie a pomoc. V programe SolidWorks samostatné prostredie na definovanie pohybových väzieb ako je prevod, vačka, remeň nenájdeme. Tieto väzby sa nachádzajú priamo vo funkcii väzby, pri klasických väzbách [42] Pás kariet pri pohybových simuláciách. Obr. 30 Pás kariet v zložke mechanizmus. Pás kariet sa v mechanike delí na osem skupín, funkcie v týchto skupinách sú zoskupené podľa typu funkcií, ktoré dokážu urobiť [2]. Pre nás najpotrebnejšími skupinami sú: spojenia Connections, kedy sa jedná o spojenie dvoch súčasti pomocou prevodu, vačky, kontaktu. Ďalej sa tu nachádza sekcia vstupy Insert. Jedná sa o vozenie pohonu, momentov a síl, pružín alebo tlmičov. a analýzy Analysis, ktorá slúži na tvorbu analýz, a taktiež k prehrávaniu simulácií a vypočítaniu výsledku [36]. Ďalej sa tu nachádza sekcia informácie Information. Tá poskytuje informácie o modeli, o jeho zobrazení a aj o hmotnostných parametroch. Zložka Motion slúži k pohybovaniu so zostavou prepojenými väzbami, ktoré nám umožňujú pohyb. Nastavenia gravitácie, 41

43 počiatočné podmienky a iné nastavenia sa nachádzajú v zložke vlastnosti a použitie, teda Properies and Conditions [17]. V zložke spojenia sa nachádzajú funkcie ako ozubený prevod, vačkové spojenie alebo remeňový prevod. Ak vyberieme spojenie ozubený prevod, tak sa nám zobrazí menu v ktorom sa nachádzajú základne typy ozubených prevodov a to užívateľský definovaný, ďalej zjednodušené modely čelných súkolesí, kužeľové súkolesie, závitovkové a posledný typ pastorok a ozubený hrebeň. Funkciu Cams, teda spojenie pomocou váčky, slúži k premene rotačného pohybu vačkového hriadeľa na posuvný pohyb zdvíhadla [2] Simulácia pohybov v programe Creo a SolidWorks Simulácia pohybov v programe Creo. V programe Creo sa na simuláciu pohybu využívajú pohyby mechanických sústav, ktoré sa nachádzajú v modeli Mechanizmu [2]. Nachádzajú sa tam základné druhy pohybov ako servomotory servo motors, momentové motory force motors, pružiny springs, tlmiče dampers a ďalšie. Ak chceme zostavu rozpohybovať, tak najlepšou voľbou sú servomotory [17]. Vkladanie servomotoru patrí medzi najdôležitejšie činnosti v modeli Mechanism. Funkcia servomotor umožňuje vkladanie troch typov pohonov a to: Position kedy motor riadime pomocou polohy, ďalej Velocity - motor je riadený pomocou rýchlosti a posledný typ je Acceleration, kedy je motor riadený pomocou zrýchlenia. Ďalej zadáme, o aký rozsah sa má jednať, či konštantný, klesajúci, parabolický, cykloidný atď. Pohon sa vkladá vo väčšine prípadov na pohybovú os alebo na konkrétnu geometriu [2]. V programe Creo sa nám na pracovnej ploche pri zostave zobrazujú symboly jednotlivých pohyblivých väzieb a ostatných vytvorených prvkov mechanizmov tam, kde sme ich použili. To nám uľahčuje prácu pri vyberaní, o aký pohon pôjde. Po vybratí osi dôjde k označeniu kolies a zobrazí sa prepojenie medzi nimi [36]. Obr. 31 Zobrazenie prepojenia pri prevodovom prevode. 42

44 Po nastavení všetkých potrebných parametrov (ako je rýchlosť, časová premenná zrýchlenia a ďalšie) a ich potvrdení sa nám na pohybovej osi zobrazí modrá špirála, ktorá nám znázorňuje servopohon [2]. Po nastavení kinematických väzieb a tvorbe simulačných modelov, môžeme prejsť k samotnej analýze modelu a následnému spusteniu simulácie. Na spustenie a nastavenie samotných analýz musíme spustiť funkciu mechanické analýzy v sekcii analýzy [7]. Pri analýze sa do úvahy berú všetky väzby, ktoré sme predtým nastavili, prevody a aj počiatočné podmienky [36]. Na analýzu máme niekoľko typov ako: Výpočet polohy Position,výpočet kinematickej veličiny Kinematic, dynamického účinku Dynamic, statické výpočty Static a posledná analýza - vyváženie mechanizmov. Výsledkom je sila Force Balance. Najčastejšie sú používane kinematické a dynamické analýzy. Ich možnosti stačia na pokrytie potrieb užívateľa. Pri našom modeli sme sa zaoberali kinematickou analýzou. Využíva sa pri zistení priebehu polôh, zrýchlenia, rýchlosti a aj vzájomnej kolízii súčasti [36]. Po spustení funkcie sa nám zobrazí okno, kde si nastavíme typ analýzy, teda kinematickú. Ďalej zadáme čas začiatku a koniec analýzy, počet snímkovo za sekundu. Po nastavaní hodnôt na analýzu môžem spustiť simuláciu. Po spustení systém spustí výpočty a po ich skončení sa nám celý model rozpohybuje podľa zadaných nastavení. Týmto bodom pre nás simulačná analýza končí [7] Simulácia pohybov v programe SolidWorks. Na pridanie pohybovej simulácie v programe SolidWorks zvolíme v hlavnom páse ikon funkciu New Motion Stidy, teda nové pohybové štúdium. Po kliknutí sa nám na spodnej lište zobrazí nové okno a s ním aj rôzne funkcie [21]. Obr. 32 Pás ikon k pohyblivým simuláciám. Nachádzajú sa tu sekcie ikon ako sprievodca animáciou, automatický kľúč, sekcia na simuláciu pohybu, v ktorej sa nájdeme funkcie ako motor, pružina, dotyk a gravitácia. Funkcia sprievodcu animácie nám slúži na vytvorenie jednoduchej animácie, kde môžeme otáčať pohľadom alebo rozložiť a zložiť model v reálnom čase [42]. Pre nás najdôležitejšími funkciami sú tie, ktoré slúžia na vytvorenie simulácie. Pre našu simuláciu si zvolíme funkciu motor, ktorá pohybuje so súčasťami ako keby sme tam pripojili motor, 43

45 čím simuluje účinky rôznych typov motorov. Na výber máme rotačný motor, ktorý koná rotačný pohyb, potom sa tam nachádza lineárny motor, ktorý vykonáva rovnomerný priamočiary pohyb. Posledný typ motora je s väzbou trajektórie. Ten nám určuje posun, zrýchlenie alebo rýchlosť, kedy sa teleso pohybuje po vybranej trajektórii. Ďalej si vieme nastaviť o aký pohyb sa má jednať [37]. Či sa má jednať o konštantné otáčky, rýchlosť, vzdialenosť, ktorú má prejsť zostava, poprípade čas trvania pohybu a iné. Motor pohybuje súčasťami zvoleným smerom, ale nie však silami. Z toho vyplýva, že silu motora neovplyvňuje veľkosť súčiastky ani jej hmotnosť. Teda ak zadáme rýchlosť a ak sa bude jednať o malé alebo veľké teleso, jeho rýchlosť bude v oboch prípadoch rovnaká. Po nastavení všetkých potrebných hodnôt (ako otáčky poprípade čas trvanie simulácie), môžeme prejsť k samostatnému spusteniu [21]. Môžeme rovno spustiť simuláciu cez zelené tlačidlo play, kde nám ako prvé prebehne výpočet simulácie a až tak sa spustí plynulá simulácia. Inou možnosťou je aj vybrať tlačidlo na výpočet simulácie a až následne spustiť simuláciu tlačidlom play [21]. Následne môžeme vidieť rozpohybovaný model a jeho správanie pri zadaných nastaveniach. 44

46 5 Zhrnutie nadobudnutých poznatkov o programoch Creo a SolidWorks. Našou úlohou bolo porovnať modelovacie a simulačné schopnosti dvoch systémov a to Creo a SolidWorks. Oba tieto systémy patria v dnešnej dobe k najlepším programom na tvorbu CAD/CAM modelov [18]. Porovnávaním ich pracovných prostredí sme zistili že sa veľmi na seba podobajú. Rozloženie pásov kariet, či už sa jednalo o strom úloh, stály pas nástrojov alebo o najhlavnejší pás so základnými prvkami ktoré nám umožňovali tvorbu modelov, je veľmi podobné a odlišuje sa iba v maličkostiach. Oba tieto prostredia na užívateľa pôsobia príjemne a oba systémy využívajú systém parametrického modelovania [31], ktoré sa v dnešnej dobe používa v každom z vyspelých CAD/CAM systémov [28]. V pracovnom prostredí nemá ani jeden systém navrch nad druhým. Systém SolidWorks obsahuje ešte jednu funkciu naviac a to je knižnica súčiastok, kde sú usporiadané podľa noriem ako ISO, DIN, ANSI a iné [21]. Ďalej sú rozdelené na rôzne strojné súčiastky ako skrutky, ložiská, matice, tesniace perá, čapy, tesniace krúžky atď. Program Creo takúto knižnicu neobsahuje, aj keď pri inštalácií sa dá navoliť jej inštalácia a následne po upravení konfiguračného súboru sa dá v systéme povoliť. Takéto zmeny sú pre bežného užívateľa náročné a systém Creo neobsahuje aj tak všetky súčiastky, ktoré má program SolidWorks. Ďalším bodom porovnávania bolo základné prostredie skicára. Na ich rozložení tiež nie je vidieť nejaký rozdiel. Systém Creo obsahuje viac funkcií zobrazených na lište jedná sa hlavne o funkciu Constrain, ktorá obsahuje prvky k väzbeniu čiar [20]. Systém SolidWorks zas viac pracuje s rozbaľovacím štýlom ikon, kde si po zvolení ikony si môžeme vybrať z viacerých typov, ako vytvoriť daný tvar. Hlavným rozdielom je, že po zvolení funkcie sa v systéme SolidWorks objaví naľavo pás, ktorý obsahuje všetky typy danej funkcie a jej parametre. Creo takúto funkciu nemá, aj keď niektoré ikony pracujú na štýle rozbaľovania. Užívateľ si musí na hornom páse otvoriť ikonu a tam si vybrať, akým typom chce daný prvok vytvoriť. Takže pri modelovaní v skicári ma viac navrch SolidWorks kvôli zobrazovaniu podfunkcií v danom okne. Pri tvorbe väzieb v zostavnom súbore sme sa dostali k odlišným funkciám a pásom kariet. Niektoré ostali rovnaké ako pri modelovaní súčasti, ale hlavný pás kariet sa zmenil - obsahuje funkcie na pridanie modelu do zostavy a jeho úpravu. Program Creo má tvorenie zostáv lepšie prepracované a to tým štýlom, že po načítaní základného prvku si ho vieme zaväzbiť prednastaveným štýlom k súradniciam, ktoré sú v zostave dané [2]. 45

47 Tým pádom náš prvý prvok je vycentrovaný v zostavnom prostredí. Následne pri druhom nahrávaní si otvoríme druhý prvok ktorý chceme pridať do zostavy a vieme si vybrať, či sa má jednať o pohybovú alebo pevnú väzbu. Systém SolidWorks takúto funkciu neobsahuje a všetky prvky spája ako pohyblivé časti, kým ich nezaväzbíme v priestore tak aby sa nemohli pohnúť [21]. Výhodou systému Creo je aj to, že v páse kariet sa nám vysvecujú funkcie, ktoré máme otvoriť, poprípade zadať, aby sme úspešne vytvorili zostavu. To SolidWorks neobsahuje. A aj po vložení druhého modelu sa nám automaticky nezobrazí funkcia na zaväzbanie, ale musíme ju samostatne otvoriť a až tak môžeme pridať väzby do zostavy. Preto pri tvorbe zostáv a väzbení nám program Creo príde ako vhodnejší systém. Pri tvorbe simulačných pohybových väzbách v programe SolidWorks sa nemusíme prepínať do iného okna, ale priamo vo funkcii väzby si môžeme nastaviť aj o aké simulačné pohybové väzby sa bude jednať, či prevod, alebo vačku a iné. V programe Creo sa musíme prepnúť na záložku aplikácie a tam na modlu mechanizmy [2]. V ňom si pozadávame medzi prvky, o aké kinematické väzby sa má jednať a po zadaní všetkých potrebných nastavení sa a väzieb sa prepneme na funkciu analýzy a v nej si vyberieme, o akú analýzu sa má jednať a už iba zadáme čas simulácie a simuláciu si môžeme spustiť [7]. Systém SolidWorks aj keď má simulačné väzby priamo pri klasických väzbách, je nutné pri vytvorení simulácie prejsť do zložky pohybové štúdium [42], kde si vyberieme, o aký kinematický pohyb sa má jednať. Pri tvorbe simulačných väzieb a analýz sa systémy nelíšia, aj keď sú tieto funkcie rozdielne rozložené v programoch. Veľký vplyv to pri ich vytváraní nemá, preto sa nedá určiť, ktorý systém je pre tvorbu simulácií a pohybových analýz výhodnejší. Obr. 33 Finálny model vykreslený pomocou funkcie render. 46