Този сайт използва бисквитки (cookies). Ако желаете можете да научите повече тук. Разбрах

Новини Актуални проекти
бр. 8, 2014

Mощта на виртуалните симулации – достъпна за всеки инженер

Чрез виртуалното симулиране на 3D модели със SolidWorks Simulation могат да се избегнат значителни финансови разходи и да се спести много работно време.

от , 18 септември 2014 0 5145 прочитания,

Инж. Борислав Каров, конструктор в “Трейд Майстер” ЕООД и докторант в ТУ, катедра ТМММ

Виртуалното симулиране на тримерни модели дава възможност още в най-ранния етап на проектиране да се генерират множество варианти, като се отчетат и всички фактори, оказващи влияние върху нормалната работа чрез симулирането им във времето. В резултат на такова изследване се получава пълна представа както за функционирането на комплекса като цяло, така и за структурните му компоненти. Чрез виртуалното симулиране на 3D модели могат да се избегнат значителни финансови разходи и да се спести много работно време, да се повиши икономическата ефективност на технологичния процес при реализацията на сложни машини и съоръжения.

В настоящата статия е представено виртуално симулиране и валидиране на линеен манипулатор обслужващ машина за нарязване на профилен механичен шифър тип “ямков секрет” и тип “вълнообразен канал” на ключове за секретни ключалки. Ще демонстрираме как чрез симулирането можем да установим наличие на колизии по време на движение на отделните манипулатори и как можем да извършим и по-точен избор на линейни мотори.

Симулиране и анализ

Симулирането и анализа на линеен манипулатор на машина за обработка на ключове за секретни ключалки “TS 8001”, бе извършено от екипа на фирма “Трейд Майстер” ЕООД: инж. Венцислав Колев – главен мениджър на проекта и инж. Борислав Каров – конструктор. За извършването на виртуалните симулации бе използван софтурния продукт SolidWorks Simulation, който се предлага на българския пазар от фирма “ДиТра” – ООД.

С мощните средства за валидация и анализи в “SolidWorks Simulation” лесно можем да поставим нашите изделия в реални работни условия, да ги оптимизираме и да повишим качеството им без да влагаме средства за реални прототипи и тестове. Чрез симулация на сборки, можем да симулираме реалната работа на цели сборки директно на екрана, без необходимост от физически прототипи. Задавайки статични и динамични натоварвания, различни материали и контактни условия на детайлите, можем да получим резултати, на който да направим оценка. Също така можем да създадем действащи модели на механизми и да ги проверим за грешки в техните движения, да направим оценка на всички представляващи интерес за нас величини – сили, опорни реакции, скорости, ускорения и т.н.

Виртуално симулиране

След като е уточнен цикъл, който включва всички време на изпълнителните механизми и разположението на отделните възли и разстояния между тях можем да направим симулационния модел.

След създаването на 3D модела, преминаваме към симулацията като избираме от менюто (в долен ляв ъгъл) Motion Study 1, а от менюто за типа симулация избираме Motion Analysis (фиг. 1). Имаме възможност да задаване различни въздействащи сили. Задаваме като задействаща сила Motor.

Фигура 1: Избор на тип симулация

 

Фигура 2: Задаване вида на задвижване, задвижван елемент и посока на движение

Фигура 3: Задаване на времето за стартиране на задвижването

В появилото се меню посочваме вида на мотора Linear Motor (Actuator), задаваме компонента, който ще се премества и посоката на движение (фиг. 2).

На следващата стъпка избираме вида на входните данни или закона, по който ще се извършване движението в нашия случай избираме Servo Motor. Тъй като сме определили преместването и времето за преместване ще изберем Displacement.

В менюто Trigger посочваме времето на стартиране за изпълнение на движението или след, кое действие ще се извършва движението (фиг. 3.).

В следващото меню Condition задаваме Task End, а в менюто до него посочваме времето, след което ще стартира изпълнението 0.01 [s]. Избираме задвижващия мотор от менюто Features, при наличието на няколко задвижващи мотора.

Във меню Action посочваме състоянието на мотора Change.

В меню Value задаваме разстоянието на преместване, в менюто Duration посочваме времето за това преместване, а в менюто до него Profil посочваме закона, по който ще се извършва преместването Linear (фиг. 4).

Във SolidWorks Simulation имаме възможност да зададем въздействието на гравитационните сили, като изберем като въздейставща сила Gravity. В появилото се меню посочваме посоката на действие на тези сили по оста, която действа. Също така имаме възможност да зададем и контактните сили, които действат между компоненти във сборка, като се използва меню Contact, където задаваме вида на контакта Solid Bodies и контактуващите компоненти. Във същото меню посочваме и материала на контактуващите елементи Steel Greasy.

Фигура 4: Задаване разстоянието, времето и закона по които ще се извърши преместването

Фигура 5. Резултати от симулацията

Извеждане на резултати

След като сме въвели всички входни данни за симулацията престъпваме към самата симулация и извеждането на резултатите от меню Results and Plots. В това меню можем да избираме параметрите, които ще изследваме Displacement/Velocity/ Acceleration. В следващото под меню избираме Linear Velocity и Linear Acceleration.

Посочваме направлението на параметрите, който ще изследваме, в случая X Component.

По този начин извеждаме резултати скорости и ускорения на трите линейни манипулатора, които са представени на фигура 5.

Всички резултати могат да се експортират в Excel, за по-подробен анализ, където са определени максималните скорости и ускорения на линейните манипулатори.

От направените симулации и анализи са установени следните скорости и ускорения на трите линейни манипулатора:

- Работна скорост на линеен манипулатор 1 – 470 [mm/s]; ускорение – 3000 [mm/s2].

- Работна скорост на линеен манипулатор 2 – 600 [mm/s]; ускорение – 3500 [mm/s2].

- Работна скорост на линеен манипулатор 3 – 940 [mm/s]; ускорение – 19000 [mm/s2].

В заключение

SolidWorks Simulation предоставя полезни средства за всеки инженер, която могат да бъдат използвани за вземането на правилни решения в проектирането на изделия. Удобният за работа интерфейс и богатият набор на инструменти са безспорни предимства. Напълно интегрирани в работната среда на SolidWorks, симулациите са на разположение от самото началото на процеса на проектиране до окончателното завършване на проектите.

КОМЕНТАРИ ОТ  

Полезни страници
    За нас | Аудитория | Реклама | Контакти | Общи условия |
    Действителни собственици на настоящото издание са Иво Георгиев Прокопиев и Теодор Иванов Захов