Autodesk Inventor在專用設(shè)備開發(fā)中的應(yīng)用

胡衛(wèi)東

（廣西吉光電子科技有限公司，賀州 542899）

20世紀(jì)80年代，虛擬設(shè)計的概念被首次提出，到了90年代虛擬設(shè)計開始逐漸得到重視，并取得了長足的發(fā)展與進(jìn)步。目前，隨著計算機(jī)輔助設(shè)計（CAD技術(shù)）的廣泛推廣與應(yīng)用，三維設(shè)計軟件所具有的可視化、虛擬的裝配環(huán)境受到了眾多設(shè)計者的青睞。并且，因為三維設(shè)計軟件具有直觀、方便等特點，其對于表達(dá)設(shè)計者意圖、節(jié)約設(shè)計時間以及提高設(shè)計效率具有重要意義。因此，CAD技術(shù)的研究與應(yīng)用受到了社會各界人士的高度重視。迄今為止，我國已大面積使用CAD技術(shù)進(jìn)行機(jī)械設(shè)備設(shè)計。

Autodesk Inventor是美國Autodesk公司推出的，為適應(yīng)廣大機(jī)械設(shè)備設(shè)計與開發(fā)而研制的三維設(shè)計軟件。Autodesk Inventor不僅能夠完成概念化設(shè)計，還能夠自動生成與國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)相符合的工程圖。并且，Autodesk Inventor可以嚴(yán)格按照裝配約束關(guān)系有效實現(xiàn)機(jī)械設(shè)備的仿真與裝配，必要時還可以對相關(guān)設(shè)計與裝配等過程進(jìn)行動畫錄制。可以說，Autodesk Inventor已經(jīng)成為目前我國機(jī)械設(shè)備設(shè)計軟件發(fā)展方向的重要代表之一。

Autodesk Inventor在專業(yè)設(shè)備的開發(fā)過程中，不僅有助于幫助相關(guān)設(shè)計人員提高設(shè)計效率、縮短設(shè)計周期、減少人工和資源浪費，而且能夠及時發(fā)現(xiàn)設(shè)計中存在的缺陷或潛在問題，減少出錯率，保證設(shè)計一次達(dá)成。在設(shè)計過程中發(fā)揮著重要的作用。因此，Autodesk Inventor在各個設(shè)計領(lǐng)域得到了廣泛推廣與應(yīng)用，特別是對于專用設(shè)備的開發(fā)，Autodesk Inventor功不可沒。本文將對Autodesk Inventor在專用設(shè)備開發(fā)中的應(yīng)用展開研究與分析。

1 Autodesk Inventor功能介紹

Autodesk Inventor具有一套全面且能夠靈活使用的工具集，其不僅能有效實現(xiàn)機(jī)械設(shè)備的三維機(jī)械設(shè)計與仿真，模具的生成與裝配，還具有可視化界面，可以有效幫助設(shè)計者在進(jìn)行三維設(shè)計的同時，對相關(guān)文檔進(jìn)行編制，并充分體驗通過數(shù)字樣機(jī)獲得解決方案的便捷。借助Autodesk Inventor，設(shè)計者可以把二維的AutoCAD圖以及有關(guān)的三維數(shù)據(jù)整合到一起，從而形成單一的數(shù)字模型，生成相關(guān)產(chǎn)品的虛擬數(shù)字模型。這樣在Autodesk Inventor的幫助下，有關(guān)廠家或是企業(yè)便可以在產(chǎn)品進(jìn)行實際制造之前，對機(jī)械設(shè)備及其零部件的外觀特征、結(jié)構(gòu)搭建以及功能作用進(jìn)行充分驗證。基于以上分析可以發(fā)現(xiàn)，Autodesk Inventor可以有效進(jìn)行三維數(shù)字化設(shè)計，實現(xiàn)可視化制造以及產(chǎn)品的仿真。因此，Autodesk Inventor對于節(jié)約成本、減少人工、縮短研發(fā)時間以及提高產(chǎn)品質(zhì)量具有重要意義。

2 Autodesk Inventor在專用設(shè)備開發(fā)中的應(yīng)用

2.1 設(shè)計與分析過程

Autodesk Inventor由零件造型、鈑金、裝配、表達(dá)視圖以及工程圖五大功能部分組成。零件造型模塊能夠?qū)我涣慵⒍S草圖幾何特征進(jìn)行創(chuàng)建。裝配模塊中，可以把已經(jīng)創(chuàng)建好的零件或裝配環(huán)境中新創(chuàng)建的零件通過約束條件或自適應(yīng)性進(jìn)行零部件裝配，然后利用表達(dá)視圖模塊，可以對相關(guān)視圖進(jìn)行分解，并生成裝配過程的動態(tài)模擬錄像。在工程圖模塊下，可以把已有的三維模型結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為二維圖形，該模塊主要用于將零部件或表達(dá)視圖轉(zhuǎn)化為需要的工程圖。

專用設(shè)備在Autodesk Inventor中的模型建立過程通常如圖1所示。在Autodesk Inventor中，還可以利用干涉檢查以及零部件編輯功能等快速對零件進(jìn)行裝配，然后通過檢查功能發(fā)現(xiàn)設(shè)計中存在的問題，及時對其修改并更新。

圖1 模型構(gòu)建過程

2.2 實際案例分析

對于有機(jī)工程材料如PP塑料制作的墊片等，傳統(tǒng)印字采用的方式是手工印字，即通過高溫印頭接觸材料，使材料發(fā)生熱融的方式將字模上的數(shù)字等印在材料的一面上，這種方式會因為人工控制，對熱印深度、熱印時間控制不準(zhǔn)確，容易產(chǎn)生熱印后，熱印效果有差異，且效率低下，員工容易疲勞，因此，需利用Autodesk Inventor研發(fā)一套裝置來自動完成熱印，從而在保證熱印質(zhì)量的前提下，提高生產(chǎn)效率，降低勞動強(qiáng)度。

本文自動熱印裝置專用設(shè)備發(fā)明為例對Autodesk Inventor的應(yīng)用進(jìn)行說明，裝置結(jié)構(gòu)如圖2所示。該整機(jī)總成包括五個部件：機(jī)架總成起到支撐和固定其余各部件的作用；放墊總成利用重力原理，將待印材料送入工位；熱印總成通過PLC的控制上下運(yùn)動，對材料完成熱印；取墊總成負(fù)責(zé)將墊片從出料工位取出至收料盤；回轉(zhuǎn)總成完成墊片材料工位間高精度換位。設(shè)計過程中，采用兩種方式進(jìn)行，即自上而下和自下而上的設(shè)計造型方法，部件之間的裝配和連接關(guān)系、零件與零件間的裝配關(guān)系作為特征在總成或部件裝配視圖中進(jìn)行零件設(shè)計，裝配關(guān)系清晰、明確。標(biāo)準(zhǔn)件采用系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)件庫中的系列標(biāo)準(zhǔn)件插入裝配。零件的修改、部件或總成裝配中的修改均自動更新到總成裝配、部件裝配、零件，確認(rèn)后輸出二維工程圖，杜絕傳統(tǒng)手工圖紙設(shè)計或二維設(shè)計軟件帶來的關(guān)聯(lián)尺寸修改不徹底的弊病，在確認(rèn)了三維總成裝配后，即可輸出二維工程圖，確保了設(shè)計過程一致性。

圖2 自動熱印裝置結(jié)構(gòu)

研究表明，利用Autodesk Inventor設(shè)計得到的自動熱印裝置結(jié)構(gòu)緊湊、合理，三個工位均分布置，回轉(zhuǎn)定位準(zhǔn)確。熱印工位對燙印頭的平面及垂直位置控制準(zhǔn)確，機(jī)構(gòu)調(diào)整簡單、方便，后續(xù)，系列化拓展簡單、快捷。

3 結(jié)論

Autodesk Inventor為機(jī)械設(shè)備的設(shè)計與制造提供了便捷、可靠的可視化平臺，其全面的設(shè)計工具對于專用設(shè)備的開發(fā)具有重要作用。在機(jī)械產(chǎn)品的研發(fā)與制造過程中，利用Autodesk Inventor不僅有利于縮短周期，減少成本，還有助于提高設(shè)計效率，保證產(chǎn)品質(zhì)量。

[1]張小峰，唐新亭，趙永升，等.基于本體技術(shù)的Internet智能搜索研究[J].計算機(jī)工程與設(shè)計，2006，27（7）：1194-1197.

[2]蘇夢香，鄭超欣，王桂梅，等．基于 Autodesk Inventor 的三維參數(shù)化設(shè)計方法[J].機(jī)械設(shè)計與制造，2007，（6）：168-169.

[3]李愛平，胡永亮，劉雪梅．基于Inventor的三維參數(shù)化部件庫系統(tǒng)的開發(fā)方法[J].計算機(jī)工程與應(yīng)用，2007，（3）：84-86.

[4]韓偉娜，李東陽，王冰．基于Autodesk Inventor的零件系列化設(shè)計[J].機(jī)械設(shè)計與制造，2007，（5）：89-91.