62
MISKOLCI EGYETEM GÉPÉSZMÉRNÖKI ÉS INFORMATIKAI KAR TUDOMÁNYOS DIÁKKÖRI DOLGOZAT Intelligens modellek felépítése autóipari lyukasztó készülékekhez CatiaV5 tervezőrendszer használatával Nagy László II. éves gépészmérnök Msc-s hallgató Konzulensek: Dr. Takács György egyetemi docens Szerszámgépek Tanszéke Hegedűs György egyetemi adjunktus Szerszámgépek Tanszéke Miskolc 2011

GÉPÉSZMÉRNÖKI ÉS INFORMATIKAI KAR · Modellezés a CATIA V5 tervezőrendszerben 2 2. Modellezés a CATIA V5 tervezőrendszerben1 Az IBM Corporation 1981-ben kezdte meg együttműködését

  • Upload
    others

  • View
    2

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: GÉPÉSZMÉRNÖKI ÉS INFORMATIKAI KAR · Modellezés a CATIA V5 tervezőrendszerben 2 2. Modellezés a CATIA V5 tervezőrendszerben1 Az IBM Corporation 1981-ben kezdte meg együttműködését

MISKOLCI EGYETEM

GÉPÉSZMÉRNÖKI ÉS INFORMATIKAI KAR

TUDOMÁNYOS DIÁKKÖRI DOLGOZAT

Intelligens modellek felépítése autóipari lyukasztó készülékekhez CatiaV5 tervezőrendszer

használatával

Nagy László

II. éves gépészmérnök Msc-s hallgató

Konzulensek:

Dr. Takács György

egyetemi docens

Szerszámgépek Tanszéke

Hegedűs György

egyetemi adjunktus

Szerszámgépek Tanszéke

Miskolc 2011

Page 2: GÉPÉSZMÉRNÖKI ÉS INFORMATIKAI KAR · Modellezés a CATIA V5 tervezőrendszerben 2 2. Modellezés a CATIA V5 tervezőrendszerben1 Az IBM Corporation 1981-ben kezdte meg együttműködését

Tartalomjegyzék

Tartalomjegyzék

1. BEVEZETŐ ..................................................................................................... 1

2. MODELLEZÉS A CATIA V5 TERVEZŐRENDSZERBEN .............................. 2

2.1. ALAPDEFINÍCIÓK .................................................................................................... 2 2.2. A CATIA INTELLIGENS TERVEZÉSI LEHETŐSÉGEI .................................................. 5

2.2.1. PowerCopy ............................................................................................................... 5 2.2.2. Publication ............................................................................................................... 5 2.2.3. Userfeature ............................................................................................................... 5 2.2.4. Függvények, szabályk (Relation) ............................................................................. 6 2.2.5. Makrók ..................................................................................................................... 7 2.2.6. Document Template ................................................................................................. 7 2.2.7. Rule .......................................................................................................................... 8

3. OLDALFAL LYUKASZTÓ KÉSZÜLÉKEK ..................................................... 9

3.1. OLDALFAL LYUKASZTÁS BEMUTATÁSA ................................................................ 10 3.2. BEÉPÍTETT EGYSÉGEK BEMUTATÁSA .................................................................... 12

3.2.1. Pneumatikus megfogó ............................................................................................ 12 3.2.2. Alátámasztó egység ................................................................................................ 13 3.2.3. Pozícionáló stift ...................................................................................................... 14 3.2.4. Lyukasztó egység .................................................................................................... 15

4. INTELLIGENS MODELLCSALÁDOK .......................................................... 16

4.1. LYUKASZTÓ EGYSÉG RÉSZEI ................................................................................. 16 4.1.1. Bélyeg és matrica kialakítás ................................................................................... 17 4.1.2. Mozgató alegység ................................................................................................... 18 4.1.3. Konzol .................................................................................................................... 21

4.2. LYUKASZTÓ BEÉPÍTÉSI LEHETŐSÉGEI ................................................................... 22

5. INTELLIGENS MODELLEK KIDOLGOZÁSA .............................................. 23

5.1. INTELLIGENS MODELL FELÉPÍTÉSE; BÉLYEG ÉS MATRICA KIALAKÍTÁS ................. 24 5.1.1. Az Adapter felépítése .............................................................................................. 25 5.1.2. Bélyeg, bélyegtartó, gyűrődés gátló, gumirugó beépítése...................................... 28 5.1.3. Matrica kialakítása ................................................................................................ 31 5.1.4. Matricatartó ........................................................................................................... 34 5.1.5. Tartólap .................................................................................................................. 35 5.1.6. Bélyegoldal ............................................................................................................. 37 5.1.7. Matricaoldal ........................................................................................................... 38

5.2. INTELLIGENS MODELL FELÉPÍTÉSE; HORDOZÓ ALEGYSÉG ..................................... 38 5.2.1. Tartólap .................................................................................................................. 39

5.3. MODELLEK VIZSGÁLATA VALÓS MODELLKÖRNYEZETBEN ................................... 40

5.4. ELKÉSZÍTETT LYUKASZTÓK TÍPUSAI, BEÉPÍTÉSI LEHETŐSÉGEI .............................. 43 5.4.1. Egy irányba nyitható fix kialakítású lyukasztó egység ........................................... 44 5.4.2. Két irányba nyitható, fordított nyitási irányú lyukasztó ......................................... 44 5.4.3. Két irányba nyitható lyukasztó egység ................................................................... 45

6. A MODELLEK HATÉKONYSÁGÁNAK ELEMZÉSE, ÉRTÉKELÉSE ......... 46

6.1. A MODELLEK HATÉKONYSÁGA ............................................................................. 46 6.2. ÉRTÉKELÉS ........................................................................................................... 47

Page 3: GÉPÉSZMÉRNÖKI ÉS INFORMATIKAI KAR · Modellezés a CATIA V5 tervezőrendszerben 2 2. Modellezés a CATIA V5 tervezőrendszerben1 Az IBM Corporation 1981-ben kezdte meg együttműködését

Tartalomjegyzék

7. IRODALOMJEGYZÉK .................................................................................. 49

8. MELLÉKLETEK ............................................................................................ 50

Page 4: GÉPÉSZMÉRNÖKI ÉS INFORMATIKAI KAR · Modellezés a CATIA V5 tervezőrendszerben 2 2. Modellezés a CATIA V5 tervezőrendszerben1 Az IBM Corporation 1981-ben kezdte meg együttműködését

1.Bevezető

1

1. Bevezető

A múlt évszázadban és napjainkban, az iparban és gyártásban egyaránt egyre nagyobb

teret hódít a sorozat-, és tömeggyártás. A technikai fejlődések hatására a 21. századra a

gyártási folyamatok szinte teljesen átalakultak, és folyamatosan fejlődnek. Az

automatizálás és robotizálás megjelenése jelentősen megnövelte a termékek előállítási

sebességét a minőségjavulás mellett, ami a folyamatosan növekvő vevői igényeket

igyekszik kielégíteni. Ezek az újítások alapvető változást hoztak az ipari munkások

életében is, az anyagi termelésből fokozatosan kiszorul a fizikai munka, ezeket a

feladatokat legtöbb helyen már ipari robotok végzik. Nyilvánvalóvá vált, hogy a legtöbb

gyártó arra törekszik, hogy gyártási folyamataikat szinte teljesen automatizálttá tegye, a

termelékenység növelését, gazdaságosságot és versenyképességet szem előtt tartva.

Az autógyártás területén is jelentős változások figyelhetők meg. Ahhoz, hogy a

gyártók versenyképesek maradjanak, folyamatosan fejleszteni kell folyamataikat. A

számítógéppel segített műszaki fejlesztés, gyártás, gyártástervezés, konstrukciótervezés,

technológiai folyamattervezés és minőségbiztosítás jelentősen megkönnyítette a mérnöki

munkát. Az autó-, repülőgép- és hajóiparban egyaránt használatos Catia V5

tervezőrendszer asszociatív és magas parametrizáltsági fokú, ami azért jelentős, mert a

korábban elkészített modellek utólagos módosítását teszi lehetővé, így ezek

felhasználhatóvá válnak más konstrukciókban is. Ez a rendszer jelentősen csökkenti a

tervezésre fordított energiát és munkaórát.

A TDK dolgozat témája: Intelligens modellek felépítése autóipari lyukasztó

készülékekhez CatiaV5 tervezőrendszer használatával. A dolgozatban először a CATIA V5

tervezőrendszert ismertetem, de csupán olyan mélységben, amely a feladat végre-

hajtásához és megértéséhez feltétlenül szükséges.

Ezek után ismertetem a karosszéria lemezek lyukasztásának műveletét egy speciális,

ún. oldalfal lyukasztás műveletén keresztül, a lyukasztó készülékek felépítését, valamint

az általam létrehozott intelligens modelleket és azok felépítését is.

A dolgozat hatékonyság-elemzéssel zárul. Az elkészült modellek kipróbálásával

egyértelműen látszik a megtakarított konstrukciós idő.

Page 5: GÉPÉSZMÉRNÖKI ÉS INFORMATIKAI KAR · Modellezés a CATIA V5 tervezőrendszerben 2 2. Modellezés a CATIA V5 tervezőrendszerben1 Az IBM Corporation 1981-ben kezdte meg együttműködését

2. Modellezés a CATIA V5 tervezőrendszerben

2

2. Modellezés a CATIA V5 tervezőrendszerben1

Az IBM Corporation 1981-ben kezdte meg együttműködését a Dassault Systemes

francia szoftverfejlesztő céggel. A gyümölcsöző együttműködés egyik legsikeresebb

eredménye a CATIA, amely azóta világszabvánnyá nőtte ki magát több területen. Ezek a

területek az autóipar, hajóipar, repülőgépipar, hadiipar és általánosságban a

termékfejlesztés.

Napjainkban már számos – jól kezelhető és használható tudású – 3D CAD rendszer

létezik. Az ezekben rejlő lehetőségeket, pl. a parametrikusságot, az asszociativitást alig

használjuk ki. A könnyebb kezelhetőségnek, a rugalmas módosíthatóságnak azonban ára

van.

A konstrukció felépítésénél figyelni kell arra, hogy megfelelő struktúrát alakítsunk ki,

mert bonyolultabb szerkezeteknél – ennek hiányában – a felépítés átláthatatlanná válik. Ez

addig fajulhat, hogy az egész konstrukciót CAD szinten újra kell strukturálni. A beépített

munkadarabok száma egyértelműen növeli és bonyolítja a 3D-s struktúrát.

A jól felépített parametrikus tervezés alapfeltétele a jól átgondolt koncepció és az

ennek megfelelően megválasztott struktúra. A parametrikus tervezéshez a koncepciókat

sokkal jobban át kell gondolni; a paraméterezhetőséget jól meg kell ismerni, pontos

szabályokat kell lefektetni, mert csak így lehetséges, hogy a későbbi munkavégzés vagy az

esetleges módosításra szánt idő jelentősen lerövidüljön.

2.1. Alapdefiníciók

Parametrikusság

Egy elem akkor parametrikus, ha helyzete/mérete nem csak a létrehozáskor

határozható meg. Egy parametrikus elem minden tulajdonsága változtatható a tervezés egy

későbbi fázisában – paraméterek segítségével.

A különbséget a parametrikus és nem parametrikus rendszerek között egy egyszerű

téglalap példájával fogom szemléltetni. A feladat egy 30x20mm-es téglalap megrajzolása.

1 [1] alapján

Page 6: GÉPÉSZMÉRNÖKI ÉS INFORMATIKAI KAR · Modellezés a CATIA V5 tervezőrendszerben 2 2. Modellezés a CATIA V5 tervezőrendszerben1 Az IBM Corporation 1981-ben kezdte meg együttműködését

2. Modellezés a CATIA V5 tervezőrendszerben

3

Hagyományos módszerrel egy 30mm-es vonalat rajzolunk valamelyik tengellyel

párhuzamosan. Utána a végére merőlegesen egy 20mm-es vonalat rajzolunk. A két vonalat

vagy transzformációval, vagy valamelyik párhuzamossági paranccsal megduplázzuk és

ezzel bezáródik a téglalap. Módosításkor újra kell rajzolnunk vagy ugyanúgy valamelyik

transzformációt, eltolást vagy levágást kell használnunk.

Parametrikus módszerrel az előre definiált téglalap rajzelemet egy találomra felvett

méretre felskicceljük. A két oldalát beméretezzük és definiáljuk az elemek

párhuzamosságát, merőlegességét majd a méreteket felülírjuk 20-ra és 30-ra. Az utólagos

módosításkor mindössze a méreteket kell felülírni és a geometria követi a változásokat.

Asszociativitás

Két elem akkor asszociatív, ha az egyik megváltozását a másik is követi, ha

valamilyen szabályval összekötöttük a tulajdonságaikat. A Catia V5-ben asszociatív pl. a

rajz a modellel, mert ha a modellen változtatunk, akkor a rajz is megváltozik és vele együtt

a méretezés, szimbólumok, stb.

Asszociatív lehet két test is, ha például két 10-es vastagságú lemezt szeretnénk

összefogatni. A két lemez méretét asszociatívan kötjük össze, sőt a furatképet is

összerendelhetjük. Így az egyik lemez méretét változtatva változik a másik lemez mérete, a

furatkép, valamint a behelyezett csavarok helyzete is.

Feature (alaksajátosság)

Ez az egyik leggyakrabban használt szó a 3D-s CAD rendszerek leírásában. Magyar

megfelelője igazából nincs – vagy nem mond el mindent az angol jelentésről. A feature

szóra a magyar „alaksajátosság” szó illik a legjobban. Feature az összes testet felépítő

elem, az élletörés, a furatok, egyszóval szinte minden.

A feature-ök lehetnek: alak- (furat, reteszhorony, stb.), test- (kihúzás, forgatás,

primitívek), módosító- (lekerekítés, letörés, stb.) vagy többszöröző- (kiosztás, tükrözés)

feature-ök.

Kényszerek

Ez egy általános gyűjtőelnevezés az elemeket asszociatívan összekötő

tulajdonságokra. Egyes rendszerek (pl. a Catia V5 is) a méretezést is kényszereknek

nevezik. A kényszer nagyon sok állapotot definiálhat, pl.: vízszintesség, párhuzamosság,

merőlegesség, egybeesés, érintőlegesség, stb. A kényszerek is asszociatívan viselkednek.

Page 7: GÉPÉSZMÉRNÖKI ÉS INFORMATIKAI KAR · Modellezés a CATIA V5 tervezőrendszerben 2 2. Modellezés a CATIA V5 tervezőrendszerben1 Az IBM Corporation 1981-ben kezdte meg együttműködését

2. Modellezés a CATIA V5 tervezőrendszerben

4

Ha két vonal párhuzamos, akkor az egyiket elforgatva a másik vonal is elfordul, hogy

továbbra is tartsa a lerögzített párhuzamosság kényszert.

Alkatrész- és összeállítás-modell

A parametrikus CAD rendszerek jellemzően minimum két különböző modell típust

különböztetnek meg. Az alkatrészmodellben általában egy test készül el. (A Catia V5

kivételt képez, mert lehetőséget ad arra is, hogy az Alkatrész jellegű file-ban több –

teljesen különálló – testet is modellezzünk). Az alkatrészmodellt általában Part-nak, az

összeállítást általában Assembly-nek nevezzük. (A Catia V5 Product-nak nevezi az

összeállítás-modellt.)

Skiccek

A parametrikus modellezésben szinte mindegyik rendszer egy skicckészítő munkateret

használ a testeket felépítő kontúrok, azaz skiccek megrajzolására. Egy skicc általában csak

egy feature-höz rendelhető hozzá, de előfordul (a Catia V5 megengedi), hogy az egy síkra

megrajzolt skicc elemeket különféle feature-ök létrehozására használjuk fel. A dolog

fordítva nem működik: egy síkra rajzolt két különböző skicc elemei nem vonhatók össze.

Egyezményes elnevezések a Catia V5-ben:

– Skicc: Egy test kétdimenziós kimeneti modellje, tartalmazhatja pl. egy test külső

kontúrját.

– Body: A fastruktúra egy eleme, ami tartalmazza magát a testet, mely húzott vagy

forgatott is lehet.

– CATPart: A Catia V5 egy adattípusa, egy modell 3D-s geometriáját tartalmazza.

– CATProduct: A CATIA V5 egy adattípusa, több CATPart egysége, összeállítása.

Több product-ot is össze lehet fogni egy nagyobb szerelési csoportba.

Page 8: GÉPÉSZMÉRNÖKI ÉS INFORMATIKAI KAR · Modellezés a CATIA V5 tervezőrendszerben 2 2. Modellezés a CATIA V5 tervezőrendszerben1 Az IBM Corporation 1981-ben kezdte meg együttműködését

2. Modellezés a CATIA V5 tervezőrendszerben

5

2.2. A CATIA intelligens tervezési lehetőségei

2.2.1. PowerCopy

A PowerCopy műveleteket arra használjuk, hogy a már megtervezett elemeket

elmentsük úgy, hogy azok egyes paraméterei beillesztéskor megváltoztathatóak és az új

környezethez igazíthatóak legyenek. A PowerCopy objektumok katalógusba rendezhetők

és – mint kis házi szabvány – bámikor használhatók.

Az Insert → Advanced Replication Tools menüpont alatt érhető el a PowerCopy

Creation... parancs, mellyel PowerCopy objektumok létrehozhatók. Beillesztése szintén

ezalatt a menüpont alatt az Instantiate from Document paranccsal történik.

Tipikus PowerCopy elemek: zárt szelvények, konzolok, csavarok, szegmensek

vágófelületei.

2.2.2. Publication

A „publication” – azaz publikáció – a legszebben fordítva közzétételt jelent. A parancs

lényege gyakorlatilag az, hogy elérhetővé teszünk bizonyos elemeket más tervezők vagy

más alkatrészek számára, hogy felhasználhassák azokat a munkájukhoz. Valójában az

összes geometriai elem felhasználható, de egyes elemeket időközben megváltoztatunk és

így a társtervezők modellje esetleg teljesen szétesik. A publikáció lényege az, hogy olyan

geometriai elemeket adunk a kollégák kezébe, amellyel dolgozhatnak miközben mi még el

sem készültünk a saját munkánkkal, csak a kezdeti fázisnál tartunk. Ilyen elemek lehetnek

pl. furatok középpontjai, síkok, felületi skiccek. A Publication… parancs a Tools legördülő

menüből indítható. Az ablakba egyszerű kiválasztással kerülnek be az elemek.

A publikált elemek a modellfában egy külön

csoportban is megjelennek:

2.2.3. Userfeature

A userfeature szó gyakorlatilag felhasználói feature-t jelent. A userfeature

felhasználásában és létrehozásában teljesen hasonló a PowerCopy objektumokhoz. A

különbség mindössze annyi, hogy míg a PowerCopy csak egész Body-ból készíthető, addig

a userfeature egy egyszerű test-építőelem, akár egy süllyesztett furat, horony, stb. lehet.

Használatához külön licence-re van szükség.

Page 9: GÉPÉSZMÉRNÖKI ÉS INFORMATIKAI KAR · Modellezés a CATIA V5 tervezőrendszerben 2 2. Modellezés a CATIA V5 tervezőrendszerben1 Az IBM Corporation 1981-ben kezdte meg együttműködését

2. Modellezés a CATIA V5 tervezőrendszerben

6

2.2.4. Függvények, szabályk (Relation)

Bizonyos elemek méretei között összefüggéseket kell definiálni. A függvény az egyik

leggyakrabban használt intelligens modellezési lehetőség. Segítségével utólag is könnyen

módosíthatóak az alkatrészek méretei. Egy skicc adott méretének meghatározásakor a

konkrét érték beírása helyett jobb gombbal kattintunk, majd a helyi menüből az Edit

formula... parancsot kiválasztva az alábbi szerkesztőbe jutunk:

1. ábra. Formula Editor

A példámban a „Breite_1” előre definiált paraméter lett kiválasztva egy téglalap

szélességének. A paraméterekkel műveleteket is végezhetünk, így megadhatjuk például,

hogy a hosszúság a szélesség másfélszerese legyen. A méretek mellett ezután az f(x) jel

jelenik meg. A paraméter változtatásával tehát a téglalap méretei kívülről vezérelhetőek.

Nem csak paramétereket, hanem minden, az alkatrészben ill. összeállításban előforduló

méretet felhasználhatunk. Általában azonban nem a skicc méreteit parametrizáljuk, hanem

segédelemeket hozunk létre (síkokat, egyeneseket), és azok. pozícióját vezéreljük; a skicc

geometriáit pedig a segédelemekhez kényszerezzük. A gyakorlat azt mutatja, hogy ezáltal

a bonyolultabb összeállítások is stabilak maradnak, ráadásul a segédelemek több skicc

kényszerezéséhez is felhasználhatóak.

Paramétereket a Knowledge eszköztár ikonjára kattintva hozhatunk létre. Ezeknek

számos típusa létezik, úgy mint hosszúság, szög, szöveges érték, logikai érték, tömeg, idő

stb. Kétféle módon definiálhatjuk őket, a Single Value módban utólag bármilyen értéket

megadhatunk, a Multiple Value esetében viszont előre kell definiálnunk értékeket, és

később csak ezek közül választhatunk. Ez hasznos például olyan lemezek vastagságának

megadásánál, amelyek nem egyedi darabok, hanem vásárolt tételek.

Page 10: GÉPÉSZMÉRNÖKI ÉS INFORMATIKAI KAR · Modellezés a CATIA V5 tervezőrendszerben 2 2. Modellezés a CATIA V5 tervezőrendszerben1 Az IBM Corporation 1981-ben kezdte meg együttműködését

2. Modellezés a CATIA V5 tervezőrendszerben

7

2.2.5. Makrók

Makrók segítségével a gyakran előforduló feladatok automatizálhatók. A makró

műveletek egy csoportja, mely egy bizonyos feladat végrehajtását szolgálja. Ezek

segítségével bizonyos parancsok elvégzését, adott elemek kiválasztását vagy folyamatok

elvégzését (furat behelyezése, átnevezések, publikáció, stb.) vezérelhetjük.

2. ábra. Makrókat kezelő ablak

Makró írásakor meg kell adni egy nevet, és ki kell választani a programozási nyelvet,

amelyben írni akarjuk. A következő programozási nyelvek állnak rendelkezésre:

CATScript, MS VBScript, VBA.

A makrókat egy szerkesztőben készítik, a program lépésről lépésre hajtja végig a

parancsokat. Az eltárolt műveletek a makrók előhívásakor aktivizálódnak.

Egyes gyártók (SKF, FESTO) vásárolt alkatrészeik 3D-s modelleit makrók

formájában teszik elérhetővé külső felhasználók számára, mert ez verziófüggetlen.

2.2.6. Document Template

A Document Template paranccsal Powercopy objektumhoz hasonló modellek

hozhatók létre. Annyiban különböznek tőlük, hogy az így előállított elemek nem csak Part-

ok lehetnek, hanem komplett összeállítások, Product-ok hívhatók be beillesztéskor.

Ugyanúgy rendelkeznek beállítható paraméterekkel, és szintén katalógusba rendezhetők,

Page 11: GÉPÉSZMÉRNÖKI ÉS INFORMATIKAI KAR · Modellezés a CATIA V5 tervezőrendszerben 2 2. Modellezés a CATIA V5 tervezőrendszerben1 Az IBM Corporation 1981-ben kezdte meg együttműködését

2. Modellezés a CATIA V5 tervezőrendszerben

8

mint a Powercopy-k, és bármikor előhívhatók. Előállításukhoz külön licencre (PKT),

használatukhoz egy ennél olcsóbb, de másik licencre (KT1) van szükség.

2.2.7. Rule

A Rule (szabály) tulajdonképpen függvények, relációk bonyolult halmaza. Szerepe és

használata az intelligens készüléktervezésben elengedhetetlen. A szabályok tulajdonképpen

kisebb-nagyobb programok, melyek feature-öket, paramétereket, vagy más szabályokat

vezérelnek.

A Rule parancs a Knowledgeware menü Knowledge Advisor almenü alól érhető el. Az

ikonra kattintva a következő ablak nyílik meg:

3. ábra. Szabályszerkesztő ablak

A program-beviteli mezőbe kell írni a szabályt, ami majd az általunk kívánt vezérlést

végrehajtja. A programozási lehetőségek rendkívül sokrétűek, használata egy programozási

nyelv alapszintű ismerete után nagyon egyszerű. Programozói felülete könnyen átlátható,

jól kezelhető. Használatához nem, létrehozásához azonban külön licencre (KWA) van

szükség.

Parancsok

szűrése

Paraméterek

szűrése

Választható

paraméterek

Program-beviteli

mező

Page 12: GÉPÉSZMÉRNÖKI ÉS INFORMATIKAI KAR · Modellezés a CATIA V5 tervezőrendszerben 2 2. Modellezés a CATIA V5 tervezőrendszerben1 Az IBM Corporation 1981-ben kezdte meg együttműködését

3. Oldalfal lyukasztó készülékek

9

3. Oldalfal lyukasztó készülékek

A karosszéria egy darabjának (ajtó, motorháztető, oldalfal) elkészüléséig rengeteg

folyamaton át kell esnie. A kezdeti szakaszban még csak egy táblalemez, mely préselésre

vár. Az ehhez szükséges présszerszámokat konstruktőrök szintén Catia V5 tervező

rendszer segítségével tervezik meg. Egy-egy karosszéria rész nem csak egy lemezből áll,

hanem több lemez (belső lemez, külső lemez, merevítések, stb.) összehegesztésével áll

össze. Ezeket a lemezeket többnyire szintén préseléssel állítják elő. Az elkészült lemezek

összeállításához és utómunkálataihoz van szükség a készüléktervezés folyamatára. A

készüléktervezés során olyan készülékek készülnek melyek segítségével a kisszériás kézi

vagy a nagyszériás automatizált gyártás végrehajtható. A tervezett készülékek többsége

pozícionálja a darabokat egymáshoz, hogy a hegesztő- vagy peremező robot a megfelelő

helyen a megfelelő pontossággal el tudja végezni a munkáját. Különlegesebb készülékek

közé tartoznak azok a berendezések, melyeknél nem lehet a hagyományos módon

elvégezni az összeszerelést. Ilyen berendezések például a klincselő készülékek, melyeket

általában alumínium lemezek összeillesztésénél használnak. Különlegesebb készülékek

közé tartoznak az oldalfal lyukasztó készülékek is. A dolgozatban elkészített parametrizált

modellek nagyban megkönnyítik konstruktőrök munkáját, így pontosabban, kevesebb

hibával, az aktuális standardoknak megfelelően kevesebb időráfordítással tudják

elkészíteni az aktuális lyukasztókészülékeket.

Page 13: GÉPÉSZMÉRNÖKI ÉS INFORMATIKAI KAR · Modellezés a CATIA V5 tervezőrendszerben 2 2. Modellezés a CATIA V5 tervezőrendszerben1 Az IBM Corporation 1981-ben kezdte meg együttműködését

3. Oldalfal lyukasztó készülékek

10

3.1. Oldalfal lyukasztás bemutatása

A dolgozat témája a karosszéria oldalfal lyukasztó készülékek parametrizálása.

Bemutatásképpen a 4. ábra egy egyterű személygépkocsi oldalfalának Catia V5 modelljét

ábrázolja.

4. ábra. Oldalfal lemez

Ennek a karosszéria elemnek a lyukasztása komplex feladat. A lyukak lehetnek kör,

alakos vagy ovális alakúak. Egy részét (a pirossal karikázott részeket) még a lemez

préselésekor állítják elő lyukasztó bélyegekkel viszonylag egyszerűbb módon. Az A, B, C

és D oszlopoknál viszont a felületre merőleges lyukakat kell lyukasztani, melyeket már

nem lehet préseléskor elkészíteni. Ezeknek a leggazdaságosabb módja, ha egy lépésben

próbálják meg az összeset kilyukasztani egy készülékben. Ezekben a készülékekben több

lyukasztó van elhelyezve egymás mellett a lyukakra pozícionálva.

A munkám ezeknek a lyukasztóknak a könnyebb megrajzolását segíti elő, mellyel

jelentős időt takarítanak majd meg a tervezés során.

A következő oldalon egy komplett lyukasztó készülék látható (5. ábra), mely

referenciaként szolgált a tervezés folyamatában. Ez a komplett készülék szolgál majd

bemutatásul a 3. pont további alpontjaiban.

Page 14: GÉPÉSZMÉRNÖKI ÉS INFORMATIKAI KAR · Modellezés a CATIA V5 tervezőrendszerben 2 2. Modellezés a CATIA V5 tervezőrendszerben1 Az IBM Corporation 1981-ben kezdte meg együttműködését

3. Oldalfal lyukasztó készülékek

11

5. ábra. Lyukasztókészülék

A 5. ábra egy majdnem teljes lyukasztó készüléket mutat be. Az egyes készülék

egységekhez szükséges működtető hidraulikus és pneumatikus vezetékek nincsenek rajta a

rajzon, ezeket egy másik mérnök helyezi el az asztalon. A lemezt lefogató szerkezetek

pneumatikus működtetésűek, a lyukasztó készülékek pedig hidraulikusak. A későbbi

pontokban ismertetem a készülék részletes felépítését a Megfogási tervtől a teljes

felépülésig.

Page 15: GÉPÉSZMÉRNÖKI ÉS INFORMATIKAI KAR · Modellezés a CATIA V5 tervezőrendszerben 2 2. Modellezés a CATIA V5 tervezőrendszerben1 Az IBM Corporation 1981-ben kezdte meg együttműködését

3. Oldalfal lyukasztó készülékek

12

3.2. Beépített egységek bemutatása

3.2.1. Pneumatikus megfogó

6. ábra. Pneumatikus megfogó

A megfogó 1-es és 2-es számmal jelölt részeit alakosra marják 5D-s CNC marógépen, így

a lehető legpontosabban illeszkedik a lemez felületéhez.

A megfogó részei:

1: Mozgó megfogó fél

2: Álló megfogó fél

3: Konzol (dupla lábkialakítással a kellő merevség érdekében)

4: Pneumatikus munkahenger

5: Nyitott állapot ( azért szükséges, hogy a további tervezési folyamatokban

tudjanak számolni a nyitott állású megfogó helyigényével is)

Ezek a megfogók is nagymértékben parametrizáltak. Néhány referencia lecserélésével

az egész megfogó egység a helyére - egy pontra - „ugrik” és e pont körül tetszőlegesen

forgatható, így a kellő szögben beállítható a pozíciója. Ilyen, vagy ehhez hasonló

megfogók a készülékek csaknem mindegyikében megtalálhatóak, ahol a lemez/lemezek

egymáshoz képesti pozíciójának meghatározása a cél, így alkalmazásuk széles körben

elterjedt.

Page 16: GÉPÉSZMÉRNÖKI ÉS INFORMATIKAI KAR · Modellezés a CATIA V5 tervezőrendszerben 2 2. Modellezés a CATIA V5 tervezőrendszerben1 Az IBM Corporation 1981-ben kezdte meg együttműködését

3. Oldalfal lyukasztó készülékek

13

3.2.2. Alátámasztó egység

Előfordul, hogy nincs szükség pneumatikus rászorításra a lemeznél. Ilyenkor elegendő

csak egy alátámasztást beépíteni, mely biztosítja a lemezt a behajlás ellen. Az alátámasztó

egységek megfogó felét is alakosra marják, hogy pontosan illeszkedjen a lemez

felületéhez.

7. ábra. Alátámasztó egység

Az egység részei:

1: Álló megfogó fél

2: Konzol

1

2

Page 17: GÉPÉSZMÉRNÖKI ÉS INFORMATIKAI KAR · Modellezés a CATIA V5 tervezőrendszerben 2 2. Modellezés a CATIA V5 tervezőrendszerben1 Az IBM Corporation 1981-ben kezdte meg együttműködését

3. Oldalfal lyukasztó készülékek

14

3.2.3. Pozícionáló stift

8. ábra. Pozícionáló

A pozícionáló stiftnek fontos szerepe van a konstrukcióban. Ezeknek a segítségével

történik meg a lemez tökéletes pozícionálása, mely nélkül a pontos megmunkálás

lehetetlen. Általában két pozícionálót helyeznek el egy készülékben, melyek a korábban

leírt módon határozzák meg a lemez helyzetét. Létezik álló és mozgó kivitel is. Jelen

esetben egy mozgó kivitelezésű stiftet láthatunk, mely a lyukra merőleges irányban le fel

tud mozogni. Ezzel a mozgással megkönnyíti a lemez behelyezését és kivételét. A

mozgatást egy pneumatikus munkahenger végzi.

Pozícionáló egység részei:

1: Kerek Stift

2: Pneumatikus munkahenger

3: Konzol

Az pozícionáló stiftek is nagymértékben parametrizáltak. Itt is csak néhány referenciát

kell lecserélni, és az egység a helyére áll. A lyuktól függően akár dőlt irányban is képes

beállni automatikusan. Ez után ez a modell is a lyuk körül tetszés szerint elforgatható.

Paraméterekkel állítható például, hogy a konzol a munkahenger jobb vagy bal oldalán

helyezkedjen-e el.

1

3

2

Page 18: GÉPÉSZMÉRNÖKI ÉS INFORMATIKAI KAR · Modellezés a CATIA V5 tervezőrendszerben 2 2. Modellezés a CATIA V5 tervezőrendszerben1 Az IBM Corporation 1981-ben kezdte meg együttműködését

3. Oldalfal lyukasztó készülékek

15

3.2.4. Lyukasztó egység

A következő pontokban egy lyukasztó egység felépítését fogom ismertetni. A

bemutatott egység egy tipikus kialakítást mutat, mely a leggyakoribb konstrukció a

lyukasztó készülékekben. Először egy teljes egységet láthatunk, mely tartalmazza magát a

lyukasztót, a tartó konzolt és a lineáris mozgatáshoz szükséges talapzatot.

9. ábra. Lyukasztó egység talapzattal

Ezeknek az egységeknek számos kialakítási fajtája van főleg a lyukasztó részt

tekintve. Erre azért van szükség, mert az adott helyre (A oszlop, B oszlop, felső ablakkeret,

stb.) nem mindig lehet ugyanazt a típusú lyukasztót beépíteni a helyhiány miatt. Bizonyos

helyeken alámetszett a lemez, mely azt takarja, hogy ha „hagyományos” egységet építünk

be, akkor nem lehet majd betenni, sem kiemelni a lemezt a munka elvégzése után.

Ezeket az eseteket a későbbiekben részletezem majd.

Dupla kialakítású Lyukasztó

Konzol

Mozgató Talapzat

Page 19: GÉPÉSZMÉRNÖKI ÉS INFORMATIKAI KAR · Modellezés a CATIA V5 tervezőrendszerben 2 2. Modellezés a CATIA V5 tervezőrendszerben1 Az IBM Corporation 1981-ben kezdte meg együttműködését

4. Intelligens modellcsaládok

16

4. Intelligens modellcsaládok

A konstrukciós folyamatban, még nincs kihasználva a CatiaV5 nyújtotta összes

parametrizálhatósági lehetőség. A lyukasztó készülékek tervezése során már használnak

intelligens egységeket, de ezek csak a pneumatikus megfogók, a pneumatikus tájoló stiftek

és az alátámasztó egységek. A készülék nagyobb része (a lyukasztó egységek) még

hagyományos úton, helyre rajzolással készül. Helyre rajzoláskor az egységet a

lemezmodellen lévő lyuk köré építik fel és ily módon minden egyes lyukra más-más,

részben eltérő lyukasztóegység kerül. Ez a folyamat így rendkívül időigényes és több a

konstruktőrnek a hibázási lehetősége is, hiszen minden modellt újra fel kell építeni.

Ebből az okból kifolyólag az oldalfal lyukasztó készülékeknél a legmegfelelőbb a

lyukasztó egységek intelligens modellcsaládjainak a létrehozása.

A következő pontokban a lyukasztó egységek felépítését, beépítési lehetőségeit fogom

bemutatni.

4.1. Lyukasztó egység részei

Egy lyukasztó egységet alapvetően három fő alegységre lehet felosztani (10. ábra).

10. ábra. Lyukaszó egység robbantott ábrája

Bélyeg és matrica kialakítás

Mozgató alegység

Konzol

Page 20: GÉPÉSZMÉRNÖKI ÉS INFORMATIKAI KAR · Modellezés a CATIA V5 tervezőrendszerben 2 2. Modellezés a CATIA V5 tervezőrendszerben1 Az IBM Corporation 1981-ben kezdte meg együttműködését

4. Intelligens modellcsaládok

17

A három alegységre bontás azért történt meg, mert a referenciának szolgáló

készülékekben is külön rajzegységként kezelték őket. Ugyanakkor észrevehető volt, hogy a

konzolt és a mozgató alegységet is több típusnál meg lehet figyelni, tehát egy konzol vagy

mozgató egység több típusú bélyeg és matrica kialakításnál is jelen van. Ezért célszerű

külön-külön rajzegységként kezelni őket a kész modellen belül.

4.1.1. Bélyeg és matrica kialakítás

A bélyeg és matrica kialakítás a legváltozatosabb, számos formát ölthet, mivel ez

helyezkedik a lemezhez a legközelebb, konkrétan a lemez a matrica és a bélyeg között

helyezkedik el. Attól függően, hogy mennyi a hely a lemeznél, különféle kialakítások

lehetségesek. A gazdaságosság szempontjából a legmegfelelőbb az, ha egyszerre minél

több lyukat ki tudunk lyukasztani. Az egy egységgel maximálisan lyukasztható lyukak

száma három lett, mert a lemez ferdeségéből adódó lyukirányok eltérése már túl nagy

lenne és a lyukak szélein sorja képződne vagy nem pontosan adott alakúak lennének.

Tehát léteznek egy, két és három lyukasztót magába foglaló bélyeg és matrica

kialakítások.

Néhány példát ábrázolnak a következő ábrák.

11. ábra. Egylyukasztós kialakítás

12. ábra. Kétlyukasztós kialakítás

Page 21: GÉPÉSZMÉRNÖKI ÉS INFORMATIKAI KAR · Modellezés a CATIA V5 tervezőrendszerben 2 2. Modellezés a CATIA V5 tervezőrendszerben1 Az IBM Corporation 1981-ben kezdte meg együttműködését

4. Intelligens modellcsaládok

18

13. ábra. Háromlyukasztós kialakítás

Ez a három alaptípus az, mely először felépítésre került, de léteznek különlegesebb

kialakítású típusok is melyeket nagyobb méretű kerek vagy alakos lyukakhoz használnak.

14. ábra. Állítható, egylyukas kialakítás

15. ábra. Állítható, kétlyukas kialakítás

4.1.2. Mozgató alegység

A mozgató alegység funkciója szerint a nyitási és a zárási feladatokat látja el valamint

hordozza a bélyeg és matrica kialakítást. Egy, kettő és három lyukasztónál is ugyanazt a

mozgató egységet használják.

Az egységnek négy fő típusa van, melyek a következők:

Page 22: GÉPÉSZMÉRNÖKI ÉS INFORMATIKAI KAR · Modellezés a CATIA V5 tervezőrendszerben 2 2. Modellezés a CATIA V5 tervezőrendszerben1 Az IBM Corporation 1981-ben kezdte meg együttműködését

4. Intelligens modellcsaládok

19

Az első típus viszonylag egyszerű. A mozgató hidraulikus munkahenger fixen van

rögzítve egy alaplapra, melyen aztán két, sínen csúszó kocsi segítségével mozgatja

a bélyeget a matrica felé (16. ábra).

16. ábra. Kétsínes, fix kialakítás

A második típus is egyszerű. Itt csupán egy sínen csúszik egy kocsi. Ezt a típust

szűkebb helyekre építik be, ahol már a dupla kialakítás nem férne el.

Értelemszerűen ezt a típust csak egy bélyeges felépítménnyel készítik.

Különlegessége ennek a típusnak, hogy nem a munkahenger a rögzített, hanem a

matricatartó, ugyanis ennél a típusnál a munkahenger előtt a matrica található, nem

a bélyeg, tehát fordított elrendezésű a lyukasztó egység. A kialakításnál a matrica

rögzített és a henger saját magát húzva a sínen mozgatja a bélyeget (17. ábra).

17. ábra. Egysínes, fix kialakítás

Page 23: GÉPÉSZMÉRNÖKI ÉS INFORMATIKAI KAR · Modellezés a CATIA V5 tervezőrendszerben 2 2. Modellezés a CATIA V5 tervezőrendszerben1 Az IBM Corporation 1981-ben kezdte meg együttműködését

4. Intelligens modellcsaládok

20

A harmadik típus már bonyolultabb felépítésű. Kialakításának lényege, hogy a

nyitása két irányban történik. Mind a bélyeg mind a matrica nyílik a nyitó mozgás

közben. Ez a típus akkor szükséges, ha alámetszett a lemez és a függőleges

kiemelését megakadályozná a matrica vagy a bélyeg. Beállítható, hogy nyitáskor

mennyit mozduljon a bélyeg és mennyit a matrica. Ütközők segítségével állíthatóak

be a kívánt távolságok és az ábrán (18. ábra) látható sárga állítócsavarral pedig a

megfeszítő rugó feszességét lehet kalibrálni. A rugó arra szolgál, hogy a megfelelő

helyen tartsa a bélyeget és a matricát, ha nincs terhelés alatt a szerkezet.

18. ábra. Kétsínes, állítható kialakítás

A negyedik típus hasonló az előbbihez, csak itt is, ahogy a második típusnál

fordított az elrendezése a bélyegnek és a matricának és az állító csavarok is ebből

az okból a munkahenger mögé kerültek (19. ábra).

19. ábra. Kétsínes, állítható, fordított kialakítás

Page 24: GÉPÉSZMÉRNÖKI ÉS INFORMATIKAI KAR · Modellezés a CATIA V5 tervezőrendszerben 2 2. Modellezés a CATIA V5 tervezőrendszerben1 Az IBM Corporation 1981-ben kezdte meg együttműködését

4. Intelligens modellcsaládok

21

4.1.3. Konzol

A konzolok többnyire hasonló kialakításúak minden típusú lyukasztónál. Hegesztett

kazánlemez alkatrészekből állítják össze. A konzol feladata, hogy a megfelelő helyen tartsa

a lyukasztót. A kialakítása nem egyszerű, ugyanis a lyukasztó az alaplaphoz képest

térszögben áll (a lemez kialakítása és a lyukak pozíciója miatt) és a konzolnak kell

kivennie a térszöget olyan módon, hogy ne kelljen e miatt különleges, 5D-s gyártási

művelethez folyamodni. Ezt oly módon oldják meg, hogy a konzol felső lapját szögben

marják és a lap még meg is van döntve. Így veszik ki a térszöget a lyukasztó állásából

bonyolult megmunkálási technológiák nélkül. A kialakult szögek legtöbbször tört szögek,

de a mai CNC megmunkálásnak ez nem jelent különösebb problémát.

A 20. ábra egy ilyen konzolt mutat be.

20. ábra. Hegesztett konzol

A konzolon jól látható a néhány fokos ferde marású és éles szögben megdöntött felső lap.

A modell felépítésekor lényeges szempont volt, hogy a konzol automatikusan korrigálja a

térszögeket, így lecsökkentve szintén a tervezési időt.

Page 25: GÉPÉSZMÉRNÖKI ÉS INFORMATIKAI KAR · Modellezés a CATIA V5 tervezőrendszerben 2 2. Modellezés a CATIA V5 tervezőrendszerben1 Az IBM Corporation 1981-ben kezdte meg együttműködését

4. Intelligens modellcsaládok

22

4.2. Lyukasztó beépítési lehetőségei

A lyukasztó egységek beépítési lehetőségeiről egy mátrix elrendezésű táblázat készült,

melyben a függőleges oszlopban a Mozgató alegységek típusai, a vízszintes sorban pedig

három referenciamodellből azokat a helyek, ahová a lyukasztók beépítésre kerültek

láthatóak. A táblázat belsejébe a bélyeg és matricakialakítások kerültek, szemléltetve, hogy

az egyes helyekre hány féle kialakítást lehet beépíteni. A felső sorba a különböző állású

lyukakhoz lemezkeresztmetszetet is bekerült lyukasztási iránnyal jelölve a pontosabb

szemléltetés kedvéért. A kialakítási mátrix az [1] mellékletben megtekinthető nagyobb

méretben is.

1. táblázat. Kialakítási mátrix

Page 26: GÉPÉSZMÉRNÖKI ÉS INFORMATIKAI KAR · Modellezés a CATIA V5 tervezőrendszerben 2 2. Modellezés a CATIA V5 tervezőrendszerben1 Az IBM Corporation 1981-ben kezdte meg együttműködését

5. Intelligens modellek kidolgozása

23

5. Intelligens modellek kidolgozása

Ebben a pontban egy lyukasztó egység részletes felépítését mutatom be. Egy olyan

modellt választottam bemutatásnak, mely a legtöbbször fordul elő a lyukasztó

készülékekben. Ez az egység a Kialakítási mátrix egyes, ötös és kilences pozíciójába illik.

Ezen a tipikus felépítésű lyukasztón jól bemutatható az intelligens modellek

strukturáltsága, a paraméterekkel változtatható méretek, a méretek egymáshoz való

idomulása.

A választott típus egy fix mozgató alegységre felépített dupla bélyeg és matrica kialakítású

lyukasztó egység (21. ábra).

21. ábra. Dupla kialakítású, fix lyukasztó egység

A lyukasztó egységet olyan módon kell felépíteni, hogy a lemezmodellen található

lyukakra minél hamarabb, néhány mozdulattal rá lehessen hívni (építeni). A felépítés

lényege az volt, hogy a lyukasztó a lyukirányoknak megfelelően (melyek igen változatos

szögekben állnak az autó koordináta rendszerhez képest), a lyukakra pozícionálva álljon

be. A következő pontokban ennek részletezését mutatom be.

Page 27: GÉPÉSZMÉRNÖKI ÉS INFORMATIKAI KAR · Modellezés a CATIA V5 tervezőrendszerben 2 2. Modellezés a CATIA V5 tervezőrendszerben1 Az IBM Corporation 1981-ben kezdte meg együttműködését

5. Intelligens modellek kidolgozása

24

5.1. Intelligens modell felépítése; bélyeg és matrica kialakítás

Egy intelligens modell felépítésénél többféle szempontot kell figyelembe venni. A

modell rövid idő alatt beilleszthető legyen, a beillesztést követően könnyedén módosítható

legyen, e mellett gyártástechnológiai szempontból megfelelő legyen, tehát a rajzolt

alkatrészek minél egyszerűbbek és egyszerű gyártási eszközökkel legyárthatóak legyenek.

Ezeket a szempontokat figyelembe véve egy komplex problémával kerülünk szembe,

melyet lépésről-lépésre kell megoldanunk.

Első lépésként az egység felépítésének struktúráját kell kigondolni. A Catia V5-ben a

parametrikus modellek létrehozásához a fentről-lefelé tervezést használjuk, mert ez teszi

lehetővé hogy a modellben látható darabok függjenek egymástól. De nem minden

alkatrészt rajzolunk referenciákhoz, hanem amelyiknél nincs szükség rá ott az abszolút

koordináta rendszerhez rajzolunk és kényszerekkel oldjuk meg a kötődést a többi elemhez.

Amely alkatrészek referenciákhoz rajzoltak azok fix kényszert kapnak, mivel a rendeltetési

helyükre lettek rajzolva. A kidolgozott modellnek is van egy felépítése. A fő összeállítás a

lyukasztó nevét viseli. Alá a bélyeg és matricakialakítás partjai kerülnek. A mozgató

alegység egy külön összeállítás alá kerül, mert több típusú bélyeg és matricakialakításhoz

is használhatunk ugyanolyan mozgató alegységet. A „fa” struktúrája így a

következőképpen néz ki (22. ábra).

22. ábra. A "fa" struktúrája

Page 28: GÉPÉSZMÉRNÖKI ÉS INFORMATIKAI KAR · Modellezés a CATIA V5 tervezőrendszerben 2 2. Modellezés a CATIA V5 tervezőrendszerben1 Az IBM Corporation 1981-ben kezdte meg együttműködését

5. Intelligens modellek kidolgozása

25

Pirossal az összeállítások vannak bekarikázva. Felül a fő összeállítás, alul a mozgató

alegység összeállítása látható. Közöttük a bélyeg és matrica kialakítás alkatrészei

helyezkednek el. Minden alkatrész a fő összeállítás alá van rendelve, így megnyitáskor

csak azt kell megnyitni és az megkeresi a hozzá tartozó alkatrészeket.

Mivel a lyukasztót a lyukasztási pontra fogjuk ráhívni a lemezen, így célszerű a

felépítést onnan kezdeni. Tehát a felépítést a bélyeggel kezdjük, mely köré majd kifelé

haladva rákerül a többi alkatrész. Így, ha a bélyeg a helyére ugrik, akkor „húzza” magával

a többi darabot is. Ahhoz, hogy ez megtörténjen a lyukakat és a modellt valamilyen közös

szálra kell kapcsolni. Ez a közös szál lesz az Adapter amellyel a kapcsolatot létre fogjuk

hozni.

5.1.1. Az Adapter felépítése

Mielőtt az adapter felépítését elkezdjük át kell gondolni hogy mire van szükségünk. A

lyukasztót két adott, a lemezmodellen meglévő, de a valóságban nem létező lyukra

szeretnénk ráhívni, úgy hogy a lyuk középpontját támadják meg és lyukasztási irányba

álljanak be. A lyukasztó három szabadságfokának lekötéséhez elegendő két pont és egy

irány (továbbiakban: referenciák) megadása. Az adapterben létezni kell ennek a két

pontnak és iránynak, de a lemezen is. Így majd a helyre illesztésnél csak ki kell cserélni az

adapterben lévő referenciákat a lemezen lévőkre.

A lemezmodellen nincsenek rajta a szükséges referenciák. Ezeket magunknak kell

létrehoznunk. Ezen pontoknak a létrehozásához készült egy Powercopy (2.2.1 pont), amely

leegyszerűsíti a folyamatot.

23. ábra. Powercopy behívva

Page 29: GÉPÉSZMÉRNÖKI ÉS INFORMATIKAI KAR · Modellezés a CATIA V5 tervezőrendszerben 2 2. Modellezés a CATIA V5 tervezőrendszerben1 Az IBM Corporation 1981-ben kezdte meg együttműködését

5. Intelligens modellek kidolgozása

26

A működése a következőképpen zajlik: Egy katalógusból (Catalog Browser) kiválasztjuk a

már létrehozott Powercopy_Lyukasztasi_pontot.

Az 23. ábra mutatja az ablakot, ami felugrik a kiválasztás után. Az ablakban meg kell

adni az input értékeket, a lemezen lévő lyuk körvonalára és magára a lemezre kell

kattintani a kurzorral, majd a „Use identical name” paranccsal a többi szükséges eszközt

felismeri a Powercopy. Elhelyez a lemezen a kiválasztott lyukra egy lyukközéppontot

felvesz egy lyukra merőleges lyukasztási irányt és elhelyez a lyukra egy vágósíkot amelyet

a majdani lyukasztó matricájának alakra vágásához használhatunk. Ezt a vágósíkot az

Adapterbe is beépítjük és a többi lecserélendő referenciához csatoljuk. Függvények és

scriptek segítségével az elhelyezett objektumokat beszámozza és ki is publikálja a

Powercopy_ Lyukasztasi_pontot.

24. ábra. Powercopyval elhelyezett referenciák

Tehát az Adapter felépítéséhez csak két pont és egy egyenes van, továbbá a két felület, de

azok a szerkesztéshez nem szükségesek. A két lyuk melyre a lyukasztót rá szeretnénk

hívni, nem feltétlenül esik egy síkba. A lemez kialakítása igen változatos így szinte sosem

egyezik meg a két lyuknak a lyukasztási iránya.

Lyukprofil

Lemezfelület

Page 30: GÉPÉSZMÉRNÖKI ÉS INFORMATIKAI KAR · Modellezés a CATIA V5 tervezőrendszerben 2 2. Modellezés a CATIA V5 tervezőrendszerben1 Az IBM Corporation 1981-ben kezdte meg együttműködését

5. Intelligens modellek kidolgozása

27

Mivel az adapterhez csak az egyik lyukirány szükséges így a nagy lyukasztási

szögeltérések elkerülésére a következő megoldás született. Az Adapterben lévő lyukasztási

irányok nem egyeznek meg a valódi iránnyal, hanem a két lyuk közötti felező merőleges

irányát választjuk, így a tényleges lyukasztási irány a két lyuk síkja közötti szögeltérés

felével egyezik meg. Ezzel a megoldással a lehető legkisebb lyukasztási ferdeséget állítjuk

be (rövidebb vonal a lyukirány a két pirossal a lyukasztási pontok).

25. ábra. Lyukasztási irány és pontok

A lyukasztási pontok és az irány segítségével koordináta rendszereket veszünk fel,

melyekhez a későbbi rajzolást fogjuk végezni. Ahhoz, hogy a referenciák cseréjét véghez

lehessen vinni az Adapterben lévő referenciákat izolálni kell, hogy elveszítsék

kötöttségüket. Csak az izolált pontok cserélhetők le. Hogy mégse vesszenek el ezek a

pontok, egy ún. „affinty-t”, másolatot kell létrehozni róluk. A kész Adapterben külön

„geometrical set” alá rendeljük a két lyukhoz tartozó referenciákat és „Referencen_1-2”

neveket kapnak. Az adapterben elhelyezésre került továbbá egy sík is, mely a majdani

készülék alaplapjának síkja lesz. Ezt a síkot is a referenciák közé tesszük, mely így szintén

lecserélésre kerül.

Az Adapterből használni szeretnénk a koordináta rendszereket, a vágósíkokat és az

alapsíkot a továbbiakban, így ezeket publikálva továbbvihetők a következő partba. Mivel a

lemezen lévő lyukak egymástól való távolsága minden esetben más, az adapter lényege,

hogy a két koordináta rendszer a referencia csere során a lyukak közepére essen. Így a

lyukasztó egység szélességének mérete minden esetben más lesz, idomul a lemezmodellen

lévő lyukak távolságához.

Az 26. ábra az elkészült Adaptert mutatja, mely a fában mindig közvetlenül a fő product

alatt helyezkedik el. Láthatóak a referencia geometrical setek és a publikált elemek.

Page 31: GÉPÉSZMÉRNÖKI ÉS INFORMATIKAI KAR · Modellezés a CATIA V5 tervezőrendszerben 2 2. Modellezés a CATIA V5 tervezőrendszerben1 Az IBM Corporation 1981-ben kezdte meg együttműködését

5. Intelligens modellek kidolgozása

28

26. ábra, Adapter

5.1.2. Bélyeg, bélyegtartó, gyűrődés gátló, gumirugó beépítése

A bélyeg és a hozzá tartozó elemek vásárolt darabok, melyeket nem kell legyártatni,

így nem is kell, hogy változtatható legyen a méretük, tehát kényszerekkel elég őket

rögzíteni. Ezek az elemek az elsők melyek az adapterhez vannak rögzítve. Az adapterbe

rajzolt koordinátarendszerekhez kötjük a darabokat. A térbeli helyzet rögzítéséhez

mindhárom szabadságfokot (X, Y, Z koordinátát) le kell kötnünk. Ehhez három kényszerre

van szükség. Több kényszer is található a Catia V5 programban, de ezek közül négyet

használunk a legtöbbször:

- Coincidence: az érintkező felületeket vagy tengelyeket lehet vele

összekapcsolni

- Fix: azokra az elemekre tesszük, amiket a helyükön szeretnénk rögzíteni

- Offset: távolságot állíthatunk be vele

- Angle: alkatrészek szögelfordulását köthetjük le vele.

Page 32: GÉPÉSZMÉRNÖKI ÉS INFORMATIKAI KAR · Modellezés a CATIA V5 tervezőrendszerben 2 2. Modellezés a CATIA V5 tervezőrendszerben1 Az IBM Corporation 1981-ben kezdte meg együttműködését

5. Intelligens modellek kidolgozása

29

Ezeknek a kényszereknek a segítségével rögzítjük az Adapter koordinátarendszeréhez a

bélyeget, a bélyeghez pedig a többi tartozékát.

27. ábra. Bélyeg és tartozékai

Az átlátszóvá tett gyűrődés gátló és gumirugó alatt látható a bélyeg.

A bélyegtartó egy speciális módon lett rögzítve. Az elfordulása ellen egy

szögkényszert kapott és ennek a kényszernek az értéke egy paraméterhez lett csatolva (28.

ábra, Orientierung paraméter). Ez azért volt szükséges, mert ha a két lyuk a lemezmodellen

nagyon közel lenne egymáshoz, akkor a két tartó lehet hogy összeérne és ütközne a

modellben. E miatt a két bélyegtartó 180 fokkal elforgatható, így a másik oldalra nyúlik ki.

Ezzel a manőverrel sokkal univerzálisabb lesz az elkészült modell. Megrajzolásakor

beépítésre került egy másik paraméter is amivel a típusát lehet a tartónak változtatni.

28. ábra. Bélyegtartó paraméterei

Page 33: GÉPÉSZMÉRNÖKI ÉS INFORMATIKAI KAR · Modellezés a CATIA V5 tervezőrendszerben 2 2. Modellezés a CATIA V5 tervezőrendszerben1 Az IBM Corporation 1981-ben kezdte meg együttműködését

5. Intelligens modellek kidolgozása

30

A másik típusú bélyegtartó méretei másak, a furatok máshol vannak rajta és az átmérőjük

is más. Ezeket a méretváltoztatásokat rule (szabály) írásával tudjuk megtenni (melléklet).

29. ábra. Bélyegtartó ruleja

Az 29. ábra mutatja a megírt rulet. A modellen az fx-el jelölt méretek változnak. A rule

szöveges részébe ezeket a méreteket írjuk be és méretet adunk neki. Hivatkozunk a

paraméterre amit előzőleg létrehoztunk (Stempelhalter_Typ). A ruleba bele van írva, hogy

ha a paramétert változtatjuk akkor a méretek is változnak.

30. ábra. Paraméter

Page 34: GÉPÉSZMÉRNÖKI ÉS INFORMATIKAI KAR · Modellezés a CATIA V5 tervezőrendszerben 2 2. Modellezés a CATIA V5 tervezőrendszerben1 Az IBM Corporation 1981-ben kezdte meg együttműködését

5. Intelligens modellek kidolgozása

31

Az elkészült rule után a bélyegtartó méretei egy egyszerű kattintással a következőképpen

változnak:

31. ábra. CRT 13-as bélyegtartó

32. ábra. CRT 10-es bélyegtartó

5.1.3. Matrica kialakítása

A matrica egy speciális anyagból készül, mely képes elviselni a lyukasztáskor fellépő

erőket és kopásokat. A matrica furata a bélyeg átmérőjétől egy kis mértékkel nagyobb. A

különbség attól függ, hogy milyen típusú anyagot lyukasztunk (alumínium, acél) és

mekkora vastagságú az anyag (ez jelen esetünkben 0,7 mm). A matrica kialakítása is, mint

a bélyegtartónál átfordítható, szintén az ütközés elkerülésére. Ebben az esetben is egy

paraméter lett létrehozva, mely multiple típusú, ami azt jelenti, hogy csak előre definiált

értékeket kaphat. Ezek az értékek itt a Matrize_Seite_Typ: -RECHTS és –LINKS értékeket

kapták (33. ábra).

33. ábra. Matrica paramétere

Page 35: GÉPÉSZMÉRNÖKI ÉS INFORMATIKAI KAR · Modellezés a CATIA V5 tervezőrendszerben 2 2. Modellezés a CATIA V5 tervezőrendszerben1 Az IBM Corporation 1981-ben kezdte meg együttműködését

5. Intelligens modellek kidolgozása

32

A matrica felépítésénél látható a két tűrt furat (kék illesztett furat). Ezek a furatok a matrica

pontos tájolását segítik és a csavaró és hajlító igénybevételt veszik fel. Így a csavarnak

csak a húzó igénybevételnek kell megfelelnie. E miatt elég egyetlen csavar is a

konstrukcióba.

A matrica átfordítását szintén egy rule (szabály) segítségével lehet elvégezni. A

koordináta rendszert, amihez a matrica skiccét rajzoljuk, a zöld furat középpontjába kell

helyezni. Így a modell méreteit mindkét irányba meg lehet adni (34. ábra).

34. ábra. Matrica skicce

Az ábrán narancssárgával jelölt méretek lesznek beleírva a ruleba, értéküket mi adhatjuk

meg, így jobbos illetve balos matricánál csak fel kell cserélnünk a két jelölt méretet és

máris átfordul a matrica. A furatok középpontját hasonló módon változtathatjuk, így egy

furatot csak egyszer kell létrehozni. A lemarásnál viszont már nem tudjuk alkalmazni ezt a

módszert, ugyanis nem terjed ki a mérete a teljes darabra. Itt azt a lehetőséget kell

kihasználni, hogy a rule lehetőséget biztosít bizonyos elemek ki- és bekapcsolására. Így

megrajzoljuk a kétoldali lemarásokat és a ruleban tru (engedélyezve) vagy false (letiltva)

parancsokkal beállíthatjuk a megfelelő lemarás aktivitását. A szabályba bele kell írni a

lemarások skiccét is, mert a Catia a kihúzás letiltása után még látja és hibaüzenettel

érzékeli a skicceket. A következő oldalon a 35. ábra az elkészült szabályt mutatja. Pirossal

karikázva látható a nagyoló lemarások ki- és bekapcsolása.

Page 36: GÉPÉSZMÉRNÖKI ÉS INFORMATIKAI KAR · Modellezés a CATIA V5 tervezőrendszerben 2 2. Modellezés a CATIA V5 tervezőrendszerben1 Az IBM Corporation 1981-ben kezdte meg együttműködését

5. Intelligens modellek kidolgozása

33

35. ábra. Matrica átfordításának szabályja

Az elkészült rule után a matrica a következő alakokat veheti fel (36. ábra, 37. ábra). A

matrica nem fix kialakítású, rögzítését kényszerekkel oldjuk meg. Koordinátarendszerét az

Adapter koordinátarendszeréhez kényszerezzük.

36. ábra. Matrica jobbos

37. ábra. Matrica balos

Page 37: GÉPÉSZMÉRNÖKI ÉS INFORMATIKAI KAR · Modellezés a CATIA V5 tervezőrendszerben 2 2. Modellezés a CATIA V5 tervezőrendszerben1 Az IBM Corporation 1981-ben kezdte meg együttműködését

5. Intelligens modellek kidolgozása

34

A matrica mögé hézagoló lemezeket kell beépíteni. Mivel a valóságban préselt lemez

szinte sohasem egyezik meg a lemezmodellel és a lyukasztó egység gyártásából is

adódhatnak hibák, hézagoló lemezeket építünk be a konstrukcióba. Ezek a lemezek

szabványosan két milliméter vastagságúak. Az összeszerelésnél a munkások ezeknek a

lemezeknek a vastagságát módosíthatják (leköszörülhetnek belőle) és ezzel be tudják

állítani az egységet a megfelelő pozícióba. Hézagolást a tér mindhárom irányába be kell

építeni a konstrukcióba, hogy teljes legyen az állítási lehetőség. A hézagolást ennél a

lyukasztó egységnél a konstrukció különböző elemeinél elhelyezett lemezekkel oldjuk

meg.

5.1.4. Matricatartó

A matricatartó kialakítása szokatlan, azért alakult így, hogy a lehető legkisebb

konstrukciós utómunkával meg lehessen formálni olyanra, hogy beférjen a lemez

alámetszett részeibe is. Kialakítása szintén a jobbos, balos elvet követi hasonlóan mint

ahogyan azt a matricánál ismertettem. Ezt a darabot sem rajzoljuk a helyére, rögzítését

kényszerekkel oldjuk meg, mint a matrica esetében. A matrica tartónak egy másik szerepe

is van. A lehulló, kivágott lemezdarabokat el kell vezetnie egy cső felé, amin keresztül

majd egy hulladéktároló dobozba esik (38. ábra). Az ábrán a sárgával jelölt rövidebb

furaton esik át a hulladék darab, majd a hosszabb furat eljuttatja az elvezető csőhöz.

38. ábra. Matricatartó, elvezető furatok

Page 38: GÉPÉSZMÉRNÖKI ÉS INFORMATIKAI KAR · Modellezés a CATIA V5 tervezőrendszerben 2 2. Modellezés a CATIA V5 tervezőrendszerben1 Az IBM Corporation 1981-ben kezdte meg együttműködését

5. Intelligens modellek kidolgozása

35

Tehát a matricatartó kialakítása a jobbos balos elv szerint a következőképpen alakul:

39. ábra. Matricatartó jobbos

40. ábra. Matricatartó balos

5.1.5. Tartólap

A tartólap a bélyegtartó mögött helyezkedik el, feladata annak rögzítése. A

bélyegtartón is található két illesztett furat, de ezek ellenpárjai a német kollegák kérésére

nem készültek el, mert szereléskor csak megnehezítik a dolgozók munkáját és a

pozícionáló feladatot a matrica illesztett furatai már ellátják. Ha rákerülnének ezek a

furatok a tartólapra akkor a bélyeg nem biztos, hogy bele tudna találni a matrica furatába.

A tartólap szintén az előbbiekben említett módon lett parametrizálva. Egy szabály került

megírásra, melyben a skiccek méretei, a lemarások aktivitása és a furatok pozíciója lett

beállítva. A tartólap helyzete is állítható függőlegesen hézagoló lemezekkel. Ehhez viszont

a tartólap furatait ki kellet bővíteni, így ovális furatok kerültek rá. A középső, illesztett

furatot finommegmunkálással alakítják ki. Az elkészült tartólap kétoldali ábrái:

41. ábra. Tartólap jobbos

42. ábra. Tartólap balos

Page 39: GÉPÉSZMÉRNÖKI ÉS INFORMATIKAI KAR · Modellezés a CATIA V5 tervezőrendszerben 2 2. Modellezés a CATIA V5 tervezőrendszerben1 Az IBM Corporation 1981-ben kezdte meg együttműködését

5. Intelligens modellek kidolgozása

36

A tartólap a helyére van rajzolva, fix kényszert kapott, ugyanis a menetes furatok pozícióját

a bélyegtartóból, mint referenciát kapja. Erre azért van szükség, mert a bélyegtartót nem

csak 180 fokkal lehet elforgatni, hanem gyakorlatilag bármilyen szögben. Azért lett ez a

szabadság adva a konstruktőrök kezébe, mert léteznek a lemezmodelleken alakos furatok

is, melyek lyukasztására ez a lyukasztó is képes. A referencia készülékek mérésekor

kiderült, hogy az alakos lyukak állása a lemezmodellen nem minden esetben egyezik meg.

43. ábra. Szögeltérés a lemezmodell alakos lyukai között

Ennek a szögeltérésnek a kiküszöbölésére lehet elfordítani a bélyegtartót. A konstruktőr

megméri a szögeltérést a lemezen, majd a lyukasztó egységben beállítja a megfelelő

szöget. A bélyegtartó fordítja magával a bélyeget, a matricában lévő alakos furatot pedig

csak utána kell állítani a bélyeg alakjának. Mivel a tartólap nem fordul a bélyegtartóval,

ezért csak a bélyegtartót rögzítő furatkép változik. A furatok helyzetének meghatározása a

gyártáskor a mai NC technikával nem okoz problémát. A 44. ábra egy eredeti furatképű

tartólapot, a 45. ábra pedig egy elfordított furatképű tartólapot ábrázol.

44. ábra. Eredeti furatkép

45. ábra. Elfordított furatkép

Page 40: GÉPÉSZMÉRNÖKI ÉS INFORMATIKAI KAR · Modellezés a CATIA V5 tervezőrendszerben 2 2. Modellezés a CATIA V5 tervezőrendszerben1 Az IBM Corporation 1981-ben kezdte meg együttműködését

5. Intelligens modellek kidolgozása

37

5.1.6. Bélyegoldal

A bélyegoldali alkatrésznek a szerepe a tartólapok rögzítése és így a bélyegeknek a

hidraulikus munkahengerrel való összekötése. A kialakításánál figyelni kellett a minél

kevesebb megmunkálás alkalmazását, hogy minél kisebb költségbe kerüljön a darab

előállítása. Ez a darab mozgó alkatrész, a tetején található süllyesztett furatok az alatta lévő

csúszó kocsik rögzítésére szolgálnak. A kocsik rögzítésére nem használunk illesztett

stifteket, mivel a sínek a kocsik alatt minden oldalról stiftekkel lettek tájolva. A kocsik

közül csak az egyiket rögzítjük, a jobb oldalit, a bélyegoldal alján lévő retesszel és a másik

oldalán található szorító darabbal. Így nem lesz túlhatározott a sínek kocsikkal való

kapcsolódása és kis súrlódási tényezővel, akadás nélkül tudnak a kocsik mozogni. Mivel a

bélyegek távolsága a lemezre híváskor mindig változik, ezért a bélyegoldalnak idomulnia

kell ehhez a változáshoz. Ez úgy lett megoldva, hogy a két tartólap oldalára egy-egy sík

lett felvéve, melyeket aztán publikálva, referenciaként a bélyegoldal partjába másoltunk és

a nyers darab skiccét ahhoz kötöttük. A koordináta rendszereket, amikhez a darab rajzolva

lett szintén a tartólapokból lettek hozva. A megmunkálásokat pedig a nyers darab

oldalához kellett méretezni, így minden méret igazodik a bélyegek közötti távolsághoz. Az

ábrán piros színnel láthatóak a referenciaként behozott síkok.

46. ábra. Bélyegoldal

A bélyegoldal a bevitt referenciák miatt fix kényszert kapott. Létre lett benne hozva egy

koordináta rendszer, amihez majd a hozzá kapcsolódó hordozó lett kényszerezve.

Page 41: GÉPÉSZMÉRNÖKI ÉS INFORMATIKAI KAR · Modellezés a CATIA V5 tervezőrendszerben 2 2. Modellezés a CATIA V5 tervezőrendszerben1 Az IBM Corporation 1981-ben kezdte meg együttműködését

5. Intelligens modellek kidolgozása

38

5.1.7. Matricaoldal

Az utolsó alkatrész, mely a bélyeg és matrica kialakításhoz tartozik a matricaoldal. A

matricaoldal tartja a matricatartókat melyek a matricát hordozzák. Kialakításának elve

hasonlít a bélyegoldalhoz. Ebbe az alkatrészbe is síkok lettek másolva, csak ezek a síkok a

matricatartókból érkeztek. Az alkatrész az adapterből hozott két koordinátarendszerre lett

rajzolva. Az aljára egy koordinátarendszer lett elhelyezve, mely a hozzá épített hordozó

alegység referenciája lesz. Az ennek az elemnek a rögzítésére szolgáló furatok

középpontjai egy skiccre lettek felvéve, így egy elemként továbbvihetők a hordozó egység

megfelelő darabjába és ott a furatok ellenpárjai bizonyosan a megfelelő pozícióba

kerülhetnek. Ezt a megoldást a konstruálás során a lehető legtöbbször alkalmazzák, így is

elkerülve a furathibákat. A matricaoldalon találhatóak még azok a furatok, melyekhez a

hulladék elvezető csöveket rögzítik. A 47. ábra a matricaoldalt a mutatja.

47. ábra. Matricaoldal

5.2. Intelligens modell felépítése; hordozó alegység

A hordozó alegységet egy külön egységként kezeljük, külön összeállítás alá van

rajzolva, mivel többféle típusú bélyeg és matricakialakítás alá is lehet rendelni. A hordozó

alegységnek is van adaptere. Ebbe az adapterbe vannak belemásolva azok a referenciák,

amelyek a megrajzolásához szükségesek. A referenciák koordinátarendszerek, síkok és

néhány furatkép.

Minden egység, mely nem kényszerekkel van a helyére rögzítve fix kényszert kap, így az

egész hordozó alegység is.

Page 42: GÉPÉSZMÉRNÖKI ÉS INFORMATIKAI KAR · Modellezés a CATIA V5 tervezőrendszerben 2 2. Modellezés a CATIA V5 tervezőrendszerben1 Az IBM Corporation 1981-ben kezdte meg együttműködését

5. Intelligens modellek kidolgozása

39

5.2.1. Tartólap

A hordozó alegységen belül csak egy alkatrész van referenciákhoz rajzolva, a tartólap.

Ez a lemezszerű alkatrész hordozza az egész felépítményt. Fontos hogy referenciákhoz

rajzoljuk, ugyanis a felépítmény hossza változó méret. Ha a bélyeget kicserélik egy

hosszabbra vagy változtatnak valamit a bélyegoldal, bélyegtartó, stb. méretein, akkor

ennek az alkatrésznek követnie kell azt a változást. Ez egy egyszerű módon lehetséges. A

lap skiccének méreteit azokhoz a síkokhoz kell rajzolni, melyeket a matricaoldalból és a

munkahengerből hozunk. Az ábrán pirossal jelölt síkokhoz van rajzolva a tartólap (48.

ábra).

48. ábra. Tartólap skicce a síkokkal

A tartólapra a síneket rögzítő furatokat szintén egy szerkesztett furatkép skiccre rajzoljuk,

így egy furat megrajzolásával és egy User pattern furatkiosztással az összes furat

megrajzolható. Ennek az alkatrésznek az aljára is került egy koordinátarendszer, mely

majd a konzol rögzítését teszi lehetővé a lyukasztó egység alján. Az elkészült tartólapot a

49. ábra mutatja.

49. ábra. Tartólap

Page 43: GÉPÉSZMÉRNÖKI ÉS INFORMATIKAI KAR · Modellezés a CATIA V5 tervezőrendszerben 2 2. Modellezés a CATIA V5 tervezőrendszerben1 Az IBM Corporation 1981-ben kezdte meg együttműködését

5. Intelligens modellek kidolgozása

40

5.3. Modellek vizsgálata valós modellkörnyezetben

Miután felépült a modell ki kell próbálni, hogy milyen módon és mennyi idő alatt

lehet beilleszteni a valós helyére, a lemezmodellre.

Első lépésben a lemezmodellt be kell hívnunk egy összeállításba, mely majd az egész

lyukasztó készülék fő összeállítása lesz. A készüléknek van egy abszolút

koordinátarendszere. A szerszámlapot ennek a koordinátarendszernek az XZ síkjával

párhuzamosan kellene felvenni. Ezekben a lyukasztó készülékekben azonban a

szerszámlapot 15 fokkal el kell forgatni az abszolút koordinátarendszer X tengelye mentén.

Erre azért van szükség, mert a normál állású szerszámlapnál a lyukasztók olyan nagy

szögekben állnának, hogy sok esetben nem is lehetne őket felépíteni a helyükre. Ebből az

okból született ez a megoldás, mellyel már lehetséges a konstrukció kialakítása. Ezt a

módszert minden hasonló készülékben alkalmazzák. A 50. ábra az elfordított

koordinátarendszert mutatja a vele párhuzamos szerszámsíkkal. Fehér színnel az eredeti,

piros színnel az elforgatott KR.

50. ábra. Elforgatott koordinátarendszer

Page 44: GÉPÉSZMÉRNÖKI ÉS INFORMATIKAI KAR · Modellezés a CATIA V5 tervezőrendszerben 2 2. Modellezés a CATIA V5 tervezőrendszerben1 Az IBM Corporation 1981-ben kezdte meg együttműködését

5. Intelligens modellek kidolgozása

41

A lyukasztó beillesztését a következőképpen kell végrehajtani: A összeállítás alá behívott

lemezre felveszünk Powercopy segítségével referencia pontokat, irányokat és

vágófelületeket. Ezek a referenciák is publikálódnak az elhelyezésük során. Ez után az

„Existing Component With Positioning” paranccsal behívjuk az összeállításba a lyukasztó

egységet. Amikor megjelenik az ablak rögtön fix kényszert is rakhatunk a lyukasztóra. A

lyukasztó a referenciacsere előtt az abszolút koordinátarendszerre áll be (51. ábra).

51. ábra. Lyukasztó lemezre hívása

A lyukasztó behívása után a lemezmodellből kimásoljuk a publikált elemeket, a lyukasztási

pontokat, egy lyukirányt és a vágófelületeket. Ezeket a lyukasztó adapterébe másoljuk a

„Paste Special” paranccsal linkesen az „As Result With Link” módon (52. ábra).

52. ábra. Speciális beillesztés linkesen

A bemásolás után az adapterben jelen vannak a kicserélésre váró referenciák. A

bemásoláskor létrejött egy „External References” „Geometrical Set” az adapterben,

melyben ott vannak az új referenciák. A régi referenciákat cseréljük ki az újakra a

„Replace” parancs segítségével.

fix kényszer

Existing Component…

Page 45: GÉPÉSZMÉRNÖKI ÉS INFORMATIKAI KAR · Modellezés a CATIA V5 tervezőrendszerben 2 2. Modellezés a CATIA V5 tervezőrendszerben1 Az IBM Corporation 1981-ben kezdte meg együttműködését

5. Intelligens modellek kidolgozása

42

A régi referenciára kattintunk, majd arra az elemre amire ki szeretnénk cserélni és a

„Delete Replaced Element…” fület kipipálva a régi referencia ki is törlődik az adapterből.

A vonalak és síkok cseréjénél figyelni kell az irányítottságukra. Ezeket nyilak jelzik és

helytelen együttállás esetén a nyilak iránya megfordítható.

53. ábra. Referenciák cseréje

Ezt a műveletet minden elemmel végrehajtjuk. Ettől a modell instabillá válik és aktívvá

válik alul az „Update all” ikon. Erre kattintva elindul a frissítés és a lyukasztó kezd

alkatrészről alkatrészre az új helyére beállni.

54. ábra. Beillesztett lyukasztó

amit

amire

Page 46: GÉPÉSZMÉRNÖKI ÉS INFORMATIKAI KAR · Modellezés a CATIA V5 tervezőrendszerben 2 2. Modellezés a CATIA V5 tervezőrendszerben1 Az IBM Corporation 1981-ben kezdte meg együttműködését

5. Intelligens modellek kidolgozása

43

A parametrizált elemeket a másik oldalra kapcsolva közelebbi pontokra is ráhívható a

lyukasztó egység (55. ábra). Így sokkal univerzálisabb lett a beépítési lehetőség.

55. ábra. Paraméterekkel átalakított egység

A lyukasztó egység a helyén van, ezek után a konstruktőr az esetleges lemezzel való

ütközéseknél lemarásokkal igazítja az alkatrészeket a kívánt formára és tovább építi a

szerkezetet a többi lyukasztó helyére illesztésével , majd a konzolok és mozgató egységek

megépítésével.

5.4. Elkészített lyukasztók típusai, beépítési lehetőségei

Kilenc darab lyukasztó egység került megépítésre, melyek majdnem teljesen le tudják

fedni a lemezen lyukasztandó lyukakat. A maradék, különlegesebb lyukakra már saját

konstruálással kell készítenie a lyukasztót a konstruktőrnek. A lyukasztók különböző

beépítési lehetőségei mátrixos formában egy táblázatba lettek foglalva, mely az [1] számú

mellékletben megtalálható. Három alapvető típusú lyukasztó készült el melyek mindegyike

egy, két illetve háromlyukasztós kivitelben került megépítésre.

Page 47: GÉPÉSZMÉRNÖKI ÉS INFORMATIKAI KAR · Modellezés a CATIA V5 tervezőrendszerben 2 2. Modellezés a CATIA V5 tervezőrendszerben1 Az IBM Corporation 1981-ben kezdte meg együttműködését

5. Intelligens modellek kidolgozása

44

5.4.1. Egy irányba nyitható fix kialakítású lyukasztó egység

Elkészült egy, kettő illetve három bélyeges kialakításban. A két bélyeges kialakítás lett

bemutatva a 5.1 fejezetben. Az egybélyeges kialakítás különlegessége, hogy az adaptere

olyan módon lett kialakítva, hogy a szerszámsíkra egy irányban mindig párhuzamosan

álljon be. A beállítást követően az egész egység tetszés szerint elforgatható a lyukasztási

irány körül. Ezeket a típusokat általában az oldalfal A oszlopán lévő lyukak lyukasztására

szokták használni.

5.4.2. Két irányba nyitható, fordított nyitási irányú lyukasztó

Ez az egység a hátsó C és D oszlopok közötti kisablakon lévő lyukakra illeszthető

elsősorban. Két irányba nyílik, ez az alámetszett lemezeknél szükséges, mivel „sima”

(5.4.1 pont) lyukasztónál nem megoldható a lemez kiemelése. Ebben az esetben az

ablaknál lévő perem akadályozná meg a lemez kiemelését. Az egység szintén egy, kettő és

három bélyeggel is fel lett építve. Fordított elrendezésű, a matrica található a munkahenger

felől, hogy a szűk helyen is elférjen.

56. ábra. Egy nyitási irányú, fix kialakítású lyukasztó egység

57. ábra. Két irányba nyíló, fordított kialakítású lyukasztó egység

Page 48: GÉPÉSZMÉRNÖKI ÉS INFORMATIKAI KAR · Modellezés a CATIA V5 tervezőrendszerben 2 2. Modellezés a CATIA V5 tervezőrendszerben1 Az IBM Corporation 1981-ben kezdte meg együttműködését

5. Intelligens modellek kidolgozása

45

5.4.3. Két irányba nyitható lyukasztó egység

Ez az egység a lemez B és C oszlopai közötti lyukakra illeszthető, mivel itt is

alámetszett a lemez. Szintén elkészült egy, két illetve három bélyeges kivitelben. A 5.4.2

pontban leírtakhoz hasonlóan ez a lyukasztó is mind a bélyeget, mind a matricát mozgatja

lyukasztás során. Csak ebben az esetben nem szükséges a fordított kialakítás mert az

egység elfér a lemez oldalánál.

Az elkészült összes lyukasztó egységről található kép a [2] számú mellékletben.

58. ábra. Két irányba nyíló lyukasztó egység

Page 49: GÉPÉSZMÉRNÖKI ÉS INFORMATIKAI KAR · Modellezés a CATIA V5 tervezőrendszerben 2 2. Modellezés a CATIA V5 tervezőrendszerben1 Az IBM Corporation 1981-ben kezdte meg együttműködését

6. A modellek hatékonyságának elemzése, értékelése

46

6. A modellek hatékonyságának elemzése, értékelése

6.1. A modellek hatékonysága

A munka elején egy kimutatás készült, hogy a készülékek tervezése közben milyen

arányban helyettesíthetők az eredeti konstrukciók a felépített intelligens, parametrizált

modellekkel. A kimutatást a 2. táblázat tartalmazza. A kimutatás elkészítéséhez három

készüléket vettem alapul. Ezek a készülékek a lyukasztókon kívül tartalmaznak még

szorító egységeket és pozícionáló egységeket is. Ezek az egységek is felépíthetőek

intelligens modellek segítségével. Ezen egységek beépítési idejét figyelmen kívül hagyva

készült el a kimutatás a hatékonyságról.

2. táblázat. Intelligens modellek helyettesíthetősége

Készülék Összes lyukasztó

egység

Intelligens modellekkel

helyettesíthető egység %

AU416 10db 7db 70

AU481 6 db 5db 83,3

AU484 7db 6db 85,7

∑ % 23db 18db 78,3

A vizsgálat eredménye jól látható. A lyukasztó egységek több mint hetven százaléka

helyettesíthető intelligens modellekkel. A modellek gyakori felhasználása az arra alkalmas

esetekben nagymértékben felgyorsíthatja a konstrukciós folyamatot.

Page 50: GÉPÉSZMÉRNÖKI ÉS INFORMATIKAI KAR · Modellezés a CATIA V5 tervezőrendszerben 2 2. Modellezés a CATIA V5 tervezőrendszerben1 Az IBM Corporation 1981-ben kezdte meg együttműködését

6. A modellek hatékonyságának elemzése, értékelése

47

6.2. Értékelés

Ebben a fejezetben a három készüléken vizsgáltam, hogy mikor térül meg azaz idő a

készülékek konstrukciója során, amennyi az intelligens modellek kidolgozására lett

fordítva.

A számításokhoz az alábbi adatok lettek mérve:

Típusok és a konstruálásukra fordított idő:

- Egy irányba nyitható fix kialakítású lyukasztó egység:

Egy bélyeggel: 32 óra

Két bélyeggel: 47 óra

Három bélyeggel: 54 óra

- Két irányba nyitható, fordított nyitási irányú lyukasztó egység:

Egy bélyeggel: 34 óra

Két bélyeggel: 50 óra

Három bélyeggel: 57 óra

- Két irányba nyitható lyukasztó egység:

Egy bélyeggel: 33 óra

Két bélyeggel: 49 óra

Három bélyeggel: 55 óra

- Számítások után az intelligens modellek elkészítésére szánt idő: 411 óra

Page 51: GÉPÉSZMÉRNÖKI ÉS INFORMATIKAI KAR · Modellezés a CATIA V5 tervezőrendszerben 2 2. Modellezés a CATIA V5 tervezőrendszerben1 Az IBM Corporation 1981-ben kezdte meg együttműködését

6. A modellek hatékonyságának elemzése, értékelése

48

A következő 3. táblázat mutatja az egyes készülékekben lévő lyukasztó egységekre

fordított konstrukciós időket.

3. táblázat. Lyukasztó egységekre fordított konstrukciós idők

Készülék

Intelligens

modellekkel

helyettesíthető

egységek

Konstrukciós idő (óra/db)

Megtakarítás Hagyományos

úton

Intelligens

modellekkel Időnyereség

AU41 7 40 1,2 38,8 271,6 óra

AU481 5 38 1,3 36,7 183,5 óra

AU484 6 42 1,5 40,5 243 óra

Az első oszlop a készülékek projektjét tartalmazza. A következő oszlopok tartalmazzák az

intelligens készülék egységgel helyettesíthető egységek számait. A konstrukciós idők a

fent megadott kiindulási adatokból könnyedén kiszámíthatóak. A táblázat utolsó

oszlopában a készülékenként megtakarított idők láthatóak.

A megtakarított időket összeadva: 271,6 óra+ 183,5 óra+ 243 óra= 698,1 óra

látható, hogy a kinyert idő meghaladja az intelligens modellek konstrukciójába fektetett

időt (361 óra), így az ezek fejlesztésébe fektetett idő már két készülék alatt megtérül

(271,6+183,5=455,1>411).

A második készüléknél (AU481) megtérül a fejlesztésbe fektetett idő, így utána már tisztán

nyereséges a modellek használata.

Page 52: GÉPÉSZMÉRNÖKI ÉS INFORMATIKAI KAR · Modellezés a CATIA V5 tervezőrendszerben 2 2. Modellezés a CATIA V5 tervezőrendszerben1 Az IBM Corporation 1981-ben kezdte meg együttműködését

7. Irodalomjegyzék

49

7. Irodalomjegyzék

[1] FÜREDI, KRISZTIÁN: Catia V5 az autóipari tervezésben

[2] http://www.daytonprogress.de/

[3] http://www.ina.de/

[4] http://www.fag.hu/

[5] http://www.schnupp.de/

[6] http://www.federnshop.com/

[7] http://www.turck.de/de/

Page 53: GÉPÉSZMÉRNÖKI ÉS INFORMATIKAI KAR · Modellezés a CATIA V5 tervezőrendszerben 2 2. Modellezés a CATIA V5 tervezőrendszerben1 Az IBM Corporation 1981-ben kezdte meg együttműködését

8. Mellékletek

50

8. Mellékletek

[1] Kialakítási mátrix

[2] Lyukasztó egység kialakítások

[3] Szabályok

Page 54: GÉPÉSZMÉRNÖKI ÉS INFORMATIKAI KAR · Modellezés a CATIA V5 tervezőrendszerben 2 2. Modellezés a CATIA V5 tervezőrendszerben1 Az IBM Corporation 1981-ben kezdte meg együttműködését

8. Mellékletek

51

[1] Kialakítási mátrix

FIX FIX

FIXFIX

NICHT PARALLEL MIT DER WZP.

FIX

PARALLEL MIT DER WZP.

12! 139 10 115

LINEARBEWEGUNG

X X

NICHT PARALLEL MIT DER WZP.

LINEARBEWEGUNG

LINEARBEWEGUNG

LINEARBEWEGUNG

NICHT PARALLEL MIT DER WZP.

81 2 3 4

PARALLEL MIT DER WZP. NICHT PARALLEL MIT DER WZP.

NICHT PARALLEL MIT DER WZP.

6 7

6

5

7

8

9

10

11

12

13

12

3

4

Page 55: GÉPÉSZMÉRNÖKI ÉS INFORMATIKAI KAR · Modellezés a CATIA V5 tervezőrendszerben 2 2. Modellezés a CATIA V5 tervezőrendszerben1 Az IBM Corporation 1981-ben kezdte meg együttműködését

8. Mellékletek

52

[2] Lyukasztó egység kialakítások:

1. Egy nyitási irányú, fix kialakítású lyukasztó egység egy bélyeggel

2. Egy nyitási irányú, fix kialakítású lyukasztó egység két bélyeggel

Page 56: GÉPÉSZMÉRNÖKI ÉS INFORMATIKAI KAR · Modellezés a CATIA V5 tervezőrendszerben 2 2. Modellezés a CATIA V5 tervezőrendszerben1 Az IBM Corporation 1981-ben kezdte meg együttműködését

8. Mellékletek

53

3.Egy nyitási irányú, fix kialakítású lyukasztó egység három bélyeggel

4. Két irányba nyitható lyukasztó egység egy bélyeggel

Page 57: GÉPÉSZMÉRNÖKI ÉS INFORMATIKAI KAR · Modellezés a CATIA V5 tervezőrendszerben 2 2. Modellezés a CATIA V5 tervezőrendszerben1 Az IBM Corporation 1981-ben kezdte meg együttműködését

8. Mellékletek

54

5.Két irányba nyitható lyukasztó egység két bélyeggel

6.Két irányba nyitható lyukasztó egység három bélyeggel

Page 58: GÉPÉSZMÉRNÖKI ÉS INFORMATIKAI KAR · Modellezés a CATIA V5 tervezőrendszerben 2 2. Modellezés a CATIA V5 tervezőrendszerben1 Az IBM Corporation 1981-ben kezdte meg együttműködését

8. Mellékletek

55

7.Két irányba nyitható, fordított nyitási irányú lyukasztó egység egy bélyeggel

8.Két irányba nyitható, fordított nyitási irányú lyukasztó egység két bélyeggel

Page 59: GÉPÉSZMÉRNÖKI ÉS INFORMATIKAI KAR · Modellezés a CATIA V5 tervezőrendszerben 2 2. Modellezés a CATIA V5 tervezőrendszerben1 Az IBM Corporation 1981-ben kezdte meg együttműködését

8. Mellékletek

56

9.Két irányba nyitható, fordított nyitási irányú lyukasztó egység három bélyeggel

Page 60: GÉPÉSZMÉRNÖKI ÉS INFORMATIKAI KAR · Modellezés a CATIA V5 tervezőrendszerben 2 2. Modellezés a CATIA V5 tervezőrendszerben1 Az IBM Corporation 1981-ben kezdte meg együttműködését

8. Mellékletek

57

[3] Szabályok (Rule-ok)

- Tartólap, oldalváltás

/*Rule created by nagyl1 21.09.2011*/ if Drehung ==0deg { Funktionsteil\Sketch.2\Offset.8\Offset =12mm Funktionsteil\Sketch.2\Offset.9\Offset =52mm Schruppbearbeitung\Pocket.1\FirstLimit\Depth =12mm Schruppbearbeitung\Pocket.1\SecondLimit\Depth =52mm Schlichtbearbeitung\Pocket.2\FirstLimit\Depth =12mm Schlichtbearbeitung\Pocket.2\SecondLimit\Depth =52mm Schruppbearbeitung\Pocket.4\Activity =true Schruppbearbeitung\Sketch.6\Activity =true Feinstbearbeitung\Pocket.5\Activity =true Feinstbearbeitung\Sketch.12\Activity =true Schruppbearbeitung\Pocket.6\Activity=false Schruppbearbeitung\Sketch.17\Activity =false Feinstbearbeitung\Pocket.7\Activity =false Feinstbearbeitung\Sketch.18\Activity =false Durchgangsbohrungen\Hole.4\Activity =true Durchgangsbohrungen\Hole.4\Sketch.15\Activity =true Durchgangsbohrungen\Hole.9\Activity =false Durchgangsbohrungen\Hole.9\Sketch.27\Activity =false Konstruktionselemente\Sketch.34\Offset.229\Offset =55.5mm Konstruktionselemente\Sketch.34\Offset.230\Offset =26mm Konstruktionselemente\Sketch.34\Offset.231\Offset =8.5mm Konstruktionselemente\Sketch.35\Offset.232\Offset =26mm } if Drehung ==180deg { Funktionsteil\Sketch.2\Offset.8\Offset =52mm Funktionsteil\Sketch.2\Offset.9\Offset =12mm Schruppbearbeitung\Pocket.1\FirstLimit\Depth =52mm Schruppbearbeitung\Pocket.1\SecondLimit\Depth =12mm Schlichtbearbeitung\Pocket.2\FirstLimit\Depth =52mm Schlichtbearbeitung\Pocket.2\SecondLimit\Depth =12mm Schruppbearbeitung\Pocket.4\Activity =false Schruppbearbeitung\Sketch.6\Activity =false Feinstbearbeitung\Pocket.5\Activity =false Feinstbearbeitung\Sketch.12\Activity =false Schruppbearbeitung\Pocket.6\Activity=true Schruppbearbeitung\Sketch.17\Activity =true Feinstbearbeitung\Pocket.7\Activity =true Feinstbearbeitung\Sketch.18\Activity =true

Page 61: GÉPÉSZMÉRNÖKI ÉS INFORMATIKAI KAR · Modellezés a CATIA V5 tervezőrendszerben 2 2. Modellezés a CATIA V5 tervezőrendszerben1 Az IBM Corporation 1981-ben kezdte meg együttműködését

8. Mellékletek

58

Durchgangsbohrungen\Hole.4\Activity =false Durchgangsbohrungen\Hole.4\Sketch.15\Activity =false Durchgangsbohrungen\Hole.9\Activity =true Durchgangsbohrungen\Hole.9\Sketch.27\Activity=true Konstruktionselemente\Sketch.34\Offset.229\Offset =8.5mm Konstruktionselemente\Sketch.34\Offset.230\Offset =38mm Konstruktionselemente\Sketch.34\Offset.231\Offset =55.5mm Konstruktionselemente\Sketch.35\Offset.232\Offset =38mm }

- Bélyegtartó, oldalváltás

/*Rule created by nagyl1 09.09.2011*/ if Stempelhalter_Typ == "CRT10" { PartBody\Sketch.1\Offset.26\Offset = 44.5mm PartBody\Sketch.1\Offset.43\Offset = 26.925mm PartBody\Sketch.1\Radius.15\Radius = 9.5mm PartBody\Sketch.1\Radius.27\Radius = 12mm PartBody\Sketch.1\Radius.28\Radius = 12mm PartBody\Hole.9\Sketch.19\Offset.85\Offset = 11.1mm PartBody\Hole.10\Sketch.21\Offset.88\Offset = 11.1mm PartBody\Hole.11\Sketch.23\Offset.92\Offset = 26.925mm PartBody\Hole.13\Sketch.27\Offset.94\Offset = 7.5mm PartBody\Hole.13\Sketch.27\Offset.93\Offset = 9mm PartBody\Hole.8\HoleCounterBoredType.4\Diameter =10mm } if Stempelhalter_Typ == "CRT13" { PartBody\Sketch.1\Offset.26\Offset = 50.8mm PartBody\Sketch.1\Offset.43\Offset = 29.97mm PartBody\Sketch.1\Radius.15\Radius = 12.7mm PartBody\Sketch.1\Radius.27\Radius = 15.2mm PartBody\Sketch.1\Radius.28\Radius = 15.2mm PartBody\Hole.9\Sketch.19\Offset.85\Offset = 14.3mm PartBody\Hole.10\Sketch.21\Offset.88\Offset = 14.3mm PartBody\Hole.11\Sketch.23\Offset.92\Offset = 29.97mm PartBody\Hole.13\Sketch.27\Offset.94\Offset = 6.5mm PartBody\Hole.13\Sketch.27\Offset.93\Offset = 12mm PartBody\Hole.8\HoleCounterBoredType.4\Diameter =13mm }

Page 62: GÉPÉSZMÉRNÖKI ÉS INFORMATIKAI KAR · Modellezés a CATIA V5 tervezőrendszerben 2 2. Modellezés a CATIA V5 tervezőrendszerben1 Az IBM Corporation 1981-ben kezdte meg együttműködését

8. Mellékletek

59

- Matrica, oldalváltás

/*Rule created by nagyl1 09.10.2011*/ if Matrize_Seite_Typ =="LINKS" { Funktionsteil\Sketch.1\Offset.10\Offset =6mm Funktionsteil\Sketch.1\Offset.11\Offset =30mm `Konstruktionselemente\Sketch_fuer Bohrungen_01\Offset.81\Offset` =16mm `Konstruktionselemente\Sketch_fuer Bohrungen_01\Offset.82\Offset` =4mm Schruppbearbeitung\Pocket.3\Activity =true Schruppbearbeitung\Sketch.4\Activity =true Schruppbearbeitung\Pocket.4\Activity =false Schruppbearbeitung\Sketch.6\Activity =false } if Matrize_Seite_Typ =="RECHTS" { Funktionsteil\Sketch.1\Offset.10\Offset =30mm Funktionsteil\Sketch.1\Offset.11\Offset =6mm `Konstruktionselemente\Sketch_fuer Bohrungen_01\Offset.81\Offset` =4mm `Konstruktionselemente\Sketch_fuer Bohrungen_01\Offset.82\Offset` =16mm Schruppbearbeitung\Pocket.3\Activity =false Schruppbearbeitung\Sketch.4\Activity =false Schruppbearbeitung\Pocket.4\Activity =true Schruppbearbeitung\Sketch.6\Activity =true }

- Matricatartó, oldalváltás /*Rule created by nagyl1 09.10.2011*/ if Matrizenhalter_Seite_Typ =="LINKS" { Funktionsteil\Pad.1\FirstLimit\Length =13mm Funktionsteil\Pad.1\SecondLimit\Length =37mm Konstruktionselemente\Sketch.7\Offset.114\Offset =23mm Konstruktionselemente\Sketch.7\Offset.115\Offset =11mm } if Matrizenhalter_Seite_Typ =="RECHTS" { Funktionsteil\Pad.1\FirstLimit\Length =37mm Funktionsteil\Pad.1\SecondLimit\Length =13mm Konstruktionselemente\Sketch.7\Offset.114\Offset =11mm Konstruktionselemente\Sketch.7\Offset.115\Offset =23mm }