«ПОИНТ» — официальный дистрибьютор Autodesk в России

Проектирование без погрешностей с Autodesk Inventor

ЗАО «Автоматизированные системы и комплексы» Промышленное проектирование

Переход на трехмерное проектирование для создания сложных электротехнических сборок и разверток из листового материала

Задача

Результатом решения таких задач стали разработка и изготовление нестандартного полупроводникового преобразователя частоты с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ) выходного напряжения. Функциональное назначение данного изделия — групповой источник напряжения электродвигателей транспортных рольгангов (ГИН).

Главным критерием выбора ПО стала простота освоения, возможность быстро перейти от обучения к практике. Параллельно с решением других задач руководитель проекта за неделю освоил Autodesk Inventor с помощью брошюры «Быстрый старт», создав на основе пошагового руководства полноценную учебную модель.

Ранее большинство изделий компания собирала из уже готовых компонентов. Для проектирования подобных изделий специалисты АСК обходились средствами 2D-моделирования. Для проектирования ГИН требовался новый подход. В состав изделия входили силовые интеллектуальные модули Skiip фирмы Semikron, а также детали обвязки модулей, которые необходимо было спроектировать самостоятельно. Наличие множества элементов усложняло и задачу по компоновке изделия. По этим причинам предприятие приняло решение приобрести лицензии на ПО, позволяющее работать с трехмерными моделями. По мнению руководства, новое программное обеспечение помогло бы эффективно работать и с другими проектами компании, связанными с нестандартным оборудованием, в частности, реализовать проект преобразователя для тягового электропривода трамвая и далее всего электрооборудования вагона производства «Уралтрансмаш», разработать чертежи ошиновок мощных приводных и распределительных шкафов на большие токи (2-5 кА). Трехмерное моделирование позволило бы не только сократить время реализации сложных проектов, но и свести ошибки проектирования к минимуму еще на стадии разработки.

Решение

Из всех имеющихся на рынке продуктов наиболее оптимальным специалистам АСК показался Autodesk Inventor. По словам Романа Сокольникова, инженера-конструктора, главным критерием выбора ПО стала простота освоения, возможность быстро перейти от обучения к практике: «На тот момент в компании было много срочных заказов. У нас не было времени на то, чтобы взять продолжительную паузу в работе и заняться учебой». Роман отмечает интуитивно понятый интерфейс программы, точное соответствие названий инструментов задачам проектировщика, как их принято называть в повседневной работе. Параллельно с решением других задач руководитель проекта за неделю освоил Autodesk Inventor с помощью брошюры «Быстрый старт». Создав на основе пошагового руководства полноценную учебную модель — от эскиза до конструкторской документации, — Роман Сокольников перешел к проектированию ГИН.

«С применением Autodesk Inventor проект ГИН был сделан за месяц, с учетом времени, потраченного на обучение и перенос чертежей из 2D в 3D. В результате уже первый выпущенный физический образец не нуждался в каких-либо корректировках. Таким образом мы как минимум вдвое сократили цикл работы над объектом».
Роман Сокольников, инженер-конструктор ЗАО «Автоматизированные системы и комплексы»

К этому моменту у конструктора уже был эскизный проект изделия в 2D: отдельно были прорисованы детали, силовые шины, выполнены сборочные чертежи. На его основе была создана трехмерная модель. Уже на этом этапе был выявлен ряд ошибок и нестыковок. Так, значительные ошибки были допущены в местах соединения шин, сделанных из листа меди сложной формы, с интеллектуальным модулем Skiip. В чертежах этого модуля были заложены слишком маленькие расстояния между полюсами, в то время как подобная сборка должна быть спроектирована прецизионно, а ошибка на 1-2 мм может стать критичной для качества изделия.

Данный модуль входил в сборочную единицу, которая, в свою очередь, должна была устанавливаться в электротехнический шкаф фирмы RITTAL. Всего в ГИН 3 сборочных единицы с модулями Skiip, по 12 деталей в каждой сборке, которые необходимо было спозиционировать относительно друг друга.

«Полностью создав 3D-модель, мы моментально обнаружили, что около 80% деталей в 2D было спроектировано с погрешностями, — говорит Роман Сокольников. — При старом подходе мы смогли бы сделать коррективы только на основе первого физического образца. Затем был бы выпущен второй образец, который с большой долей вероятности также нуждался бы в доработке». 

Результат

По оценке Романа Сокольникова, на создание подобного изделия при использовании 2D-моделирования у компании ушло бы не менее 2 месяцев, из которых две недели ушло бы собственно на моделирование и еще две недели — на изготовление физических образцов. Причем при изготовлении сложных изделий, таких как ГИН, количество итераций модели не ограничилось бы двумя.

До внедрения Inventor конструкторы «ACK» отдавали в производство чертежи, на основе которых технологи делали развертки каждой детали. Инструменты Inventor позволили самостоятельно делать развертки одним кликом, экономить около дня на каждую деталь.

С применением Autodesk Inventor проект ГИН был сделан за месяц, с учетом времени, потраченного на обучение и перенос чертежей из 2-D в 3-D. В результате уже первый выпущенный физический образец не нуждался в каких-либо корректировках. В дальнейшем на подобные проекты проектировщики АСК тратили в среднем около двух недель, причем при ускоренных темпах работы, по словам Романа Сокольникова, проект ГИН мог быть реализован и за неделю.

Групповой источник напряжения (ГИН)

По окончании работы над ГИН предприятие стало применять Autodesk Inventor на всех проектах, начиная от небольших сборок до 10 деталей до разработок силовых сборок до 5000А. Через некоторое время проектировщики оценили инструменты Autodesk Inventor по автоматическому созданию разверток, которые проявили себя на проектах по созданию модели из листового материала и подготовке КД для изготовления изделий. Эта функция позволила за рекордно короткие сроки (два месяца от начала проектирования до выпуска готового изделия) изготовить преобразователь частоты (ПЧ) для трамвайного вагона 71-405, что примерно в полтора раза быстрее, чем при 2D-проектировании. «Собственно на проект у нас ушел всего месяц, — вспоминает Роман Сокольников. — Еще один месяц потребовался на изготовление физических образцов. Именно при создании ПЧ трамвайного вагона 71-405 были применены инструменты по работе с листовым металлом. Раньше мы предоставляли технологам на производстве чертежи, на основе которых они сами делали развертки каждой детали. Инструменты Inventor позволили нам самостоятельно делать их одним кликом. Затем развертки переводились в dwg-формат, передавались на производство, где технологи экспортировали их в свои специфические программы для станков с ЧПУ и выводили на производство. По моему опыту, ранее на каждую развертку у технолога уходило около восьми часов. Предоставив ему готовый чертеж, мы экономили около рабочего дня на каждую деталь». 

На данный момент Autodesk Inventor стал ключевой САПР для отдела перспективных разработок АСК. В планах предприятия — закупка и внедрения Autodesk product design suite premium 2013, в котором есть инструментарий по работе с трубопроводами и разводке проводов.

О компании

Основной сферой деятельности ЗАО «Автоматизированные системы и комплексы» (АСК) является разработка изделий трамвайной тематики, нестандартного оборудования, силовых шкафов распределения энергии, а также шкафов для приводной техники большой мощности, АСК имеет большой опыт решения задач в области реконструкции и модернизации систем электропривода. Как правило, при реконструкции в качестве нового оборудования предлагаются серийные изделия ведущих мировых фирм-производителей. Однако в ряде случаев применение таких изделий затруднено в силу специфических свойств объекта реконструкции.

Успешный опыт работы предприятия АСК с продукцией фирмы-лидера в области изготовления силовых полупроводниковых приборов SEMIKRON, имеющийся научно-технический потенциал позволяют решать такие нестандартные задачи путем изготовления уникальных преобразовательных устройств с нетиповыми решениями в области топологии силовой части преобразователей и алгоритмов управления.