Számítógépes tervezőrendszerek c. tantárgy

1. Óbudai Egyetem Neumann János Informatikai Kar Alkalmazott Matematikai Intézet Mechatronikai Mérnöki MSc Számítógépes tervezőrendszerekc. tantárgy 1. Laboratóriumi gyakorlat Számítógépes rendszerek termékek életciklusú menedzseléséhez Dr. Horváth László egyetemi tanár http://users.nik.uni-obuda.hu/lhorvath/

2. Ez a prezentáció szellemi tulajdon. Hallgatóim számára rendelkezésre áll. Minden más felhasználása és másolása nem megengedett! A prezentációban megjelent képernyő-felvételek a Dassault V5 és V6 PLM rendszereknek, az Óbudai Egyetem Intelligens Mérnöki Rendszerek Laboratóriumában telepített installációján készültek, valóságos működő modellekről, a rendszer saját eszközeivel. V5 és V6 PLM rendszerek a Dassult Systémes Inc. és a CAD-Terv Kft támogatásával üzemelnek laboratóriumunkban Dr. Horváth László ÓE-NIK-AMI http://nik.uni-obuda.hu/lhorvath/

3. A kurzus laboratóriumi gyakorlatai 1. Számítógépes rendszerek termékek életciklusú menedzseléséhez 2. Termékmodellező rendszer funkcionalitása. Objektumok modelltérben, termékstruktúra 3. Kontextuális mérnöki objektumok definiálása integrált termékleírások számára. 4. Alak-centrikus leírás, egységes geometriai (NURBS) és topológiai ábrázolás. 5. Alaksajátosságokkal való módosításon alapuló alkatrészmodellek építése 6. Elemzések a véges elemek elvén. 7. Mechanikai rendszerek leírása 8. Szándékok, tapasztalatok és ismeretek ábrázolása 9. A virtuális tér kapcsolata a fizikai világgal 10. Mérnöki csoportmunka, portálok 11. Integrált termék-információs modell (STEP) 12. Termékadat menedzser (PDM) rendszerek 13. Entitás (IGES) és referencia modell alapú adatcsere tervezőrendszerek között. Dr. Horváth László ÓE-NIK-AMI http://users.nik.uni-obuda.hu/lhorvath/

4. Tartalom Virtuális mérnöki rendszerek rövid története Termékinformáció életciklusú kezelése Objektum-modellezés Alak-centrikus termékmodellezés Alaksajátosság – a sajátosság alapú modellépítés kezdete Funkciók modellezése Dr. Horváth László ÓE-NIK-AMI http://users.nik.uni-obuda.hu/lhorvath/

5. Termékinformáció modellben Dr. Horváth László ÓE-NIK-AMI http://users.nik.uni-obuda.hu/lhorvath/

6. Virtuális mérnöki rendszerek rövid története Integrált mérnöki munka a régi időkben Termékinformáció életciklusú menedzselése A szakterületekre szeparált mérnöki munka (Kézi, majd számítógéppel segített) Virtuális tér Konkurrens mérnöki munka mindinkább integrált modellezési környezetben (Számítógéppel segített …) Rövid történet Dr. Horváth László ÓE-NIK-AMI http://users.nik.uni-obuda.hu/lhorvath/

7. Termékinformáció életciklusú kezelése - történet Különálló vagy integrált részleges megoldások. CAD/CAM, CAE, stb. (70-90-es évek) Termékmodellezés IPIM, ISO 10303 (STEP). (80-90-es évek) NURBSgeometria Euleri topológiakonzisztens egységes határfelület-ábrázolásban (80-90-es évek) Alaksajátosság definiálása és felismerése (FFIM, Form Feature Information Model, ISO) (90-es évek) Kontextuális sajátosság alapú termékmodell Életciklusú termékmodell valamennyi mérnöki területre Aktív, szituáció és esemény alapú tudásdefiníciók termékmodellben (2000-) Multidiszciplináris termékmodell RFLP struktúra alkalmazásával (2010-) Dr. Horváth László ÓE-NIK-AMI http://users.nik.uni-obuda.hu/lhorvath/

8. A kurzus anyagának megértéséhez szükséges alapfogalmak Életciklusú termékinformáció menedzselés. Termékmodell (ISO). Objektum modell. Modell ábrázolás és az ezen alapuló szimuláció. Kötöttség. Sajátosságokkal irányított modell. Kontextuális modellezés. Szituáció és esemény vezérelt adaptív termékmodell. Határfelület-ábrázolás. Euleri topológia (poliéder-modellezés). Nem-egyenközű racionális B-szpájn görbék és felületek. Interpolációs és közelítő függvények. Alapfüggvények. Polinom. Helyi tudás ábrázolása termékmodellben. Dr. Horváth László ÓE-NIK-AMI http://users.nik.uni-obuda.hu/lhorvath/

9. Virtuális rendszerek Információ nyerése a fizikai térből Capture (pl. mozgás) Szkennelés Reverse engineering Augmented reality (AR) A valóságos és virtuális világok vegyítése Brain–machine interface (BMI) Közvetlen kommunikáció agy és számítógépi rendszer között Human-computer interface (HCI) Számítógépben generált képek (Computer-generated imagery, CGI) Ember elhelyezése megjelenített virtuális térben (Virtuális szoba) Virtuális mérnöki tér (virtual space) Integrált termékmodell Szimuláltvalóság Virtuális prototípus Fizikai (valóságos) tér (physical, real world space) Dr. Horváth László ÓE-NIK-AMI http://users.nik.uni-obuda.hu/lhorvath/

10. Virtuális rendszerek – néhány nagyon fontos alapfogalom Fejlett informatika komplex alkalmazása: a termék élettartamában, más informatikai alkalmazásokhoz hasonlóan nagy integrálódás, felhő-technológia térhódítása. Cél: látni és gondolkodni egy virtuális térben, ahol a terméket és annak és környezeti hatásait ábrázoljuk. Objektum-modell: objektumok, öröklés, taxonómia. Feladat: mérnök sajátosságokat definiál és ezzel eljárásokat irányít a sajátosságok modellbeli ábrázolásának generálására. Nem feladat: nem tudunk a hagyományos értelemben rajzolni és szerkeszteni! Az emberi kéz alak-alkotás funkciói geometriai ábrázolást hoznak létre. Kontextuális modellezés: sajátosságok definiálása más sajátosságok kontextusában. A nem aktuális funkció aktiválása akaratlan kontextusokat visz a modellbe!! Dr. Horváth László ÓE-NIK-AMI http://users.nik.uni-obuda.hu/lhorvath/

11. Objektum-modellezés Példa modell Alapfogalmak Objektum struktúra Objektum Kontextus Ábrázolás (pl. Brep) Paraméterek Összefüggések Adaptív definíció Alakcentrikus termékmodellezés Az alkatrész modellje a Dassault Systemes Inc. CATIA V5 rendszerében készült. Funkciók modellezése termékmodellben Dr. Horváth László ÓE-NIK-AMI http://users.nik.uni-obuda.hu/lhorvath/

12. Alak-centrikus termékmodellezés Fizikai alak Kép Kézivázlat Digitalizált Feldolg. Kontúrok és görbék Felületek Tömör alakok (alaksajátosságok) Az alak- információ forrásai Körbe, kontúr, felület és tömör test entitások generálása Feldolg. Generált alakentitások Alkatrészek Alkatrészpéldányok Alkatrészek helyezése DOF Nem alakot leíró entitások az alak entitásokhoz rendelve Méret paraméter asszociatív definiálása geometrián Dr. Horváth László ÓE-NIK-AMI http://users.nik.uni-obuda.hu/lhorvath/

13. Alaksajátosság – a sajátosság alapú modellépítés kezdete Alkalmazási sajátosság: Vezető bak attribútumok szélesség hosszúság magasság Alaksajátosság: felületérdesség Kiemelkedés Alaksajátosság ábrázolás: Tömör test, egységes topológia-geometria Alkalmazási sajátosság: Csatlakozó férőhely attribútumok szélesség hosszúság magasság Alaksajátosság: felületérdesség Bemélyedés Alaksajátosság ábrázolás: Tömör test, egységes topológia-geometria Dr. Horváth László ÓE-NIK-AMI http://users.nik.uni-obuda.hu/lhorvath/

14. Funkciók modellezése Forrás: www.catia.com Dr. Horváth László ÓE-NIK-AMI http://users.nik.uni-obuda.hu/lhorvath/

15. Modell építése a modellező rendszer megismeréséhez Laboratóriumi feladat SZT 1.1 (Folytatása az SZT 2.3.2 feladatban) A modelltér és jellemzőinek megértése. Objektumok elhelyezése a modelltérben. A tér és a munkasík megértése. Kontextuális lánc megértése. Dr. Horváth László ÓE-NIK-AMI http://users.nik.uni-obuda.hu/lhorvath/

16. Modell építése a modellező rendszer megismeréséhez Az alkatrészt tömör testként írjuk le. Kezdeti topológia: poliéderen egy csúcs. Hasáb (Pad 1) alapsajátosság definiálása során síkbeli zárt vonalláncot (Sketch.1) definiálunk geometriai és kötöttség objektumok segítségével. Dr. Horváth László ÓE-NIK-AMI http://users.nik.uni-obuda.hu/lhorvath/

17. Modell építése a modellező rendszer megismeréséhez Hasáb (Pad 1) alapsajátosságot a síkbeli zárt vonalláncot (Sketch.1) kontextusában definiáljuk. Hasáb (Pad 1) alapsajátosság definiálása szűkített paraméterkészlettel. Dr. Horváth László ÓE-NIK-AMI http://users.nik.uni-obuda.hu/lhorvath/

18. Modell építése a modellező rendszer megismeréséhez A modell továbbépítéséhez az egyik koordináta fősík ofszeteként a Plane.1 szerkesztési síkot definiáljuk. A sík a modelltérben nem behatárolt és a modellben ábrázolt sajátosság. Dr. Horváth László ÓE-NIK-AMI http://users.nik.uni-obuda.hu/lhorvath/

19. Modell építése a modellező rendszer megismeréséhez A görbe szabadformájú, tetszőleges pontokkal „ad-hoc” definiáltuk, nem pedig előre definiált pontok kontextusában. A síkból a térbe visszatérve látjuk a görbét A Plane.1 szerkesztési síkban az öt ponton át fektetett Spline.1 interpolációs szplájn görbét definiáljuk. Dr. Horváth László ÓE-NIK-AMI http://users.nik.uni-obuda.hu/lhorvath/

20. Modell építése a modellező rendszer megismeréséhez A kontextust a felület képzési szabálya definiálja. A Spline.1 görbe és az annak síkjára merőleges irány kontextusában tabulált (extrudált) felületet definiálunk. Dr. Horváth László ÓE-NIK-AMI http://users.nik.uni-obuda.hu/lhorvath/

21. Modell építése a modellező rendszer megismeréséhez A default határolási típust majd meg kell változtatni. A Sketch.4 szplájn görbét szabadon felvitt pontokat interpolálva definiáljuk és az objektumhoz rendelt zárt görbe metódus aktivizálásával zárjuk. Az Extrude.1 felület és a Pad.1 alapsajátosság egyik síkja között a Sketch.4 zárt szplájn görbe kontextusában definiáljuk a Pad.2 hasábot. Dr. Horváth László ÓE-NIK-AMI http://users.nik.uni-obuda.hu/lhorvath/

22. Modell építése a modellező rendszer megismeréséhez A generált hasábot itt még nem az Extrude.1 felület határolja. Dr. Horváth László ÓE-NIK-AMI http://users.nik.uni-obuda.hu/lhorvath/

23. Modell építése a modellező rendszer megismeréséhez A határfelület funkció betöltéséhez az Extrude.1 felület Limit 1-2 határait ki kell terjeszteni a sketch 4 lefedéséhez. Ezt manuálisan végezzük, bár kontextust is definiálhatnánk erre a célra. Dr. Horváth László ÓE-NIK-AMI http://users.nik.uni-obuda.hu/lhorvath/

24. Modell építése a modellező rendszer megismeréséhez A Pad.2 hasáb egyik határának definiálását áthelyezzük a kiterjedés irányában legközelebb talált felületre. A felület és a test így közvetett kontextuális kapcsolatba került. Dr. Horváth László ÓE-NIK-AMI http://users.nik.uni-obuda.hu/lhorvath/

25. Modell építése a modellező rendszer megismeréséhez A Pad.2 hasáb generálása megtörtént. Látható a hasábnak az a felülete, ahol kontextuális kapcsolat révén az Extrude.1 felület átadta az alakját. Dr. Horváth László ÓE-NIK-AMI http://users.nik.uni-obuda.hu/lhorvath/

26. Modell építése a modellező rendszer megismeréséhez A Pad.2 hasáb felső élén lekerekítést definiálunk, amely elsőrendű (érintő) folytonossággal kapcsolódik a hasáb felületeihez. Dr. Horváth László ÓE-NIK-AMI http://users.nik.uni-obuda.hu/lhorvath/

27. Modell építése a modellező rendszer megismeréséhez A topológiai operátor egy a normál igényen túli új topológiai lap létrehozásáról ad információt. A lekerekítés generálásánál a releváns eljárásoknak létre kell hozni a topológiai és geometriai struktúra bővítését. Dr. Horváth László ÓE-NIK-AMI http://users.nik.uni-obuda.hu/lhorvath/