3D-моделирование для быстрого производства дорожной техники

Долгое время компания использовала AutoCAD в качестве основного программного инструмента проектирования. При этом амбициозные задачи предприятия по выпуску новых машин, высокая конкуренция со стороны отечественных и мировых производителей заставили задуматься о применении современных методов проектирования. Одним из шагов в этом направлении стало использование 3D-моделирования. По мнению Тимофея Федорова, директора по новой технике ЗАО «Дормаш», новый подход позволил бы поднять качество продукции и сократить время ее производства: «При работе в 2D процесс проектирования очень сложен и растянут во времени. Разработчики вынуждены производить несколько итераций нового изделия, так как даже самым высококлассным специалистам очень сложно «на плоскости» учесть все нюансы сразу. С самого начала в разработку закладывается дополнительное время на исправление чертежей по результатам сборки опытного образца. Кроме того, множественные доработки приводят к большому расходу металла и других материалов, что увеличивает себестоимость изделий». 

Так, при 2D-проектировании конструкторы уже после экспериментальной сборки машины определяли места для различных кронштейнов, фильтров, электро- и гидрооборудования. На том же этапе принимались решения по разводке «рукавов», корректировалась их длина, что было сложно просчитать на 2D-чертежах до создания физической модели. Уже на основе готового образца дорабатывались системы управления — тяги, тросы и другие элементы. По тому же принципу проектировщики работали с кабиной: сначала изготавливали каркас, а затем думали, как расположить на нем мелкие детали – приборы, индикаторы, рычаги управления.

«В наших конструкциях всегда много мелочей, которые в 2D сложно учесть, — говорит Тимофей Федоров. — При этом нам важно на самой ранней стадии проектирования понимать, как соотносятся агрегаты и детали друг с другом, компоновать их наиболее плотно и рационально, с точностью до миллиметра. И главное, наглядно, в объеме видеть результат». 

Решение

Компания рассматривала различные варианты САПР, позволяющих работать с 3D-моделями. Более дорогие, сложные программные продукты были отвергнуты, поскольку содержали в базовом пакете функции, в которых не нуждалась компания. Autodesk Inventor наиболее полно удовлетворял предъявляемым требованиям и обладал рядом принципиальных для ЗАО «Дормаш» характеристик. 

• Возможности Inventor при разработке сварных конструкций.

Проектировщики «Дормаш» имеют дело с металлоконструкциями, поэтому им важно иметь эффективный инструмент по работе со сваркой. «В Inventor есть возможность выбрать именно тот тип сварки, который вы планируете использовать в проекте. Кроме того, программа поможет выполнить разделку кромок деталей под сварку, — уточняет Тимофей Федоров. — В других программах 3D-проектирования этот процесс реализован менее полно и выглядит сложнее. Сваренную таким образом конструкцию можно использовать для прочностных расчетов, которые тоже делаются в Inventor».

• Оформление чертежей в соответствии с ГОСТом.

«На первом этапе работы с программой мы делали модель в Inventor, а чертежи оформляли в AutoCAD, но постепенно мы переходим от этой практики к тому, чтобы делать в Inventor весь проект — от разработки модели до оформления конструкторской документации, — говорит Тимофей Федоров. — Новый подход значительно ускоряет процесс проектирования благодаря хорошо проработанной чертежной среде Inventor и хорошей адаптации ПО под отечественные стандарты». 

• Синхронизация изменений, которые вносятся в чертежи и модель.

«Средствами Inventor мы можем параллельно вносить изменения в проект и оформлять чертежи, — поясняет Тимофей Федоров. — Корректировки часто вносятся в проект на всех стадиях его разработки. Оформляя конструкторскую документацию в AutoCAD, в этой ситуации приходится отдельно править как чертежи, так и модель, что зачастую приводит к ошибкам и требует дополнительного времени. При работе в Inventor чертежи автоматически обновляются при изменении модели, и если изменения коснулись только каких-то линейных размеров, а не конфигурации детали, то эти размеры автоматически изменяются и в чертеже. Так на внесение изменений уходит минимум времени, а вероятность ошибки сведена к минимуму».

• Высокое качество визуализации.

Сегодня при создании строительно-дорожной техники все больше внимания уделяется дизайну, удобству эксплуатации и эргономике кабины водителя-оператора. Программа позволяет не только эффективно проектировать, но и создавать качественные визуализации изделий для демонстрации заказчику. Например, инструмент установки камеры внутри модели кабины позволил оценить зоны видимости с места водителя-оператора. Причем средств Inventor по визуализации компании хватало как для внутренних презентаций, так и для коммуникации клиентам.

Благодаря приведенным выше характеристикам Autodesk Inventor был выбран конструкторами «Дормаш» для трехмерного проектирования дорожной техники. У партнера Autodesk — компании CSoft были закуплены лицензии программного продукта, после чего специалисты компании сразу перешли к работе. По словам Тимофея Федорова, основные инструменты программы Autodesk Inventor интуитивно понятны, их можно освоить самостоятельно. 

Как уже упоминалось, сначала в Autodesk Inventor компанией осуществлялось только 3D-моделирование, а оформление конструкторской документации велось в AutoCAD. Для дальнейшего ускорения процесса проектирования было решено начать оформлять чертежи также в программе Inventor.

Первым проектом, полностью выполненным специалистами «Дормаш» в Autodesk Inventor, стала кабина для автогрейдера. Кабина, которая ранее устанавливалась на дорожную технику, морально устарела. Появились новые модификации автогрейдеров, для которых имеющаяся кабина не подходила в полной мере. Стали доступны новые материалы и современные комплектующие. Кроме того, возросли требования к удобству оператора и внешнему виду кабины. 

Сначала в Autodesk Inventor был разработан и утвержден с руководством эскизный проект кабины. От общей формы проектировщики перешли к созданию конкретных деталей — стоек, опор, перекладин, крыши. Появившийся каркас стал обрастать стенками, панелями, кронштейнами для различных приборов и оборудования. Были определены места для пульта, сиденья, рулевой колонки рычагов и педалей управления. Когда каркас был сформирован, специалисты перешли к решению задач, связанных с облицовкой, — для различных зон кабины выбирались материалы, в частности, принимались решения по использованию пластика или металла. В то же время началась работа по оформлению чертежей каркаса, которая шла параллельно с проектированием места оператора. В модель каркаса также время от времени вносились корректировки. При этом все части проекта синхронизировались между собой средствами совместной работы Autodesk Inventor. 

Кроме инструментов 3-мерного проектирования и совместной работы конструкторы «Дормаш» высоко оценили удобство Autodesk Inventor при создании конструкторской документации. «Легкость создания проекций, сечений и разрывов, автоматическое нанесение осевых линий, быстрая простановка размеров с необходимыми допусками, встроенный сортамент материалов, готовые варианты технических требований, составление спецификации на основании 3D-модели. Все это позволяет быстро оформлять чертежи, оставляя больше времени и сил на создание новых конструкторских решений», — говорит Тимофей Федоров.

Результат

На проект кабины автогрейдера — от постановки задачи до выпуска КД — у специалистов «Дормаш» ушло 2,5 месяца, что более чем в два раза быстрее работы над аналогичными проектами без использования 3D-моделирования. «Autodesk Inventor уже на раннем этапе позволил быстро рассмотреть разные конфигурации кабины, проработать несколько вариантов и выбрать оптимальный, — подводит итог Тимофей Федоров. — Кроме того, средствами ПО мы смогли оценить, насколько удобна новая кабина для оператора, что было одной из ключевых задач проекта. В виртуальной кабине была размещена трехмерная модель человека соответствующих пропорций, прорисованы зоны безопасности и комфорта, что позволило нам правильно и удобно расположить все приборы и органы управления, с которыми взаимодействует оператор».

Компания «Дормаш» работает над новыми проектами в Autodesk Inventor, постепенно обучая всех сотрудников трехмерному моделированию. В дальнейших планах предприятия — закупка и внедрение Autodesk Vault, который позволит эффективно управлять базой моделей и чертежей, разработанных в Inventor.