Pitzer Consulting využíva Creo Elements/Pro (predtým Pro/ENGINEER) na konštruovanie a stavbu konštrukcií robotov

Spoločnosť Pitzer Consulting je strojárska konštrukčná firma, ktorá sa špecializuje na vývoj kvalitnejších výrobkov prostredníctvom zdokonalenia simulácií. Tím spoločnosti Pitzer, ktorý vedú bratia Chuck a Bob Pitzerovci, sa špecializuje na súťažnú robotiku a zúčastnil sa niekoľkých zápasov robotov, vrátane BattleBots súťaže.

„Začalo to ako hobby, ako zábava,“ hovorí Chuck Pitzer, „ale potom sa to zvrtlo na niečo, z čoho sme začali postupne profitovať. Umožňovalo nám to venovať sa tomu, čo nás naozaj bavilo, stavať robotov, ktorí medzi sebou bojujú."

V roku 2004 sa im naskytla ďalšia možnosť súťaže: tím dostal za úlohu postaviť „silnú ľudskú konštrukciu“ – teda pevnú ľudskú konštrukciu so zväčšenou ľudskou silou. Pravidlá súťaže hovorili o tom, že súťažiace prototypy by mali byť schopné zdvihnúť 1600 librovú váhu do výšky troch stôp.

Výzva: časové a finančné obmedzenia

Čas je vždy vzácny, keďže Raptor Tím predstavuje skromnú skupinu bez možnosti luxusu zdrojov veľkých spoločností. Chuck Pitzer robil všetky návrhy, simuláciu a behaviorálne modelovanie súčasne na počítači. Druhou výzvou boli náklady. „Vždy môžete niečo postaviť," hovorí, ale vždy to stojí peniaze a väčšinu času financujete mimo vašich zdrojov. Musíte sa mierniť, aby vaše náklady nepresiahli únosnú hranicu.“

Riešenie: Creo Elements/Pro (predtým Pro/ENGINEER) konštrukcia a simulácia

Úspora času a nákladov pri konštrukcii výrobku a jeho výrobe je kľúčovou záležitosťou PTC Creo Elements/Pro (predtým Pro/ENGINEER) 3D riešenia konštrukcie výrobku. Takže jednoduchou voľbou pre Raptor Tím bol Creo Elements/Pro (predtým Pro/ENGINEER), ktorý im pomohol pri vývoji konštrukcie skeletonu. „Creo Elements/Pro (predtým Pro/ENGINEER) nám ušetril čas vynaložený na konštruovanie a náklady,“ povedal. „Náš skeleton musí byť spoľahlivý a bez akýchkoľvek porúch." S Creo Elements/Pro (predtým Pro/ENGINEER)-om a jeho sprievodnými simulačnými modelmi Creo Elements/Pro (predtým Pro/ENGINEER) Mechanica a Creo Elements/Pro (predtým Pro/ENGINEER) Mechanism Dynamics Option bol Pitzer presvedčený, že majú k dispozícii tie správne nástroje na vývoj fungujúceho prototypu. "Všetko sú to osvedčené riešenia," hovorí. "Už sú na trhu nejaký ten čas a sú veľmi vylepšené. Nemusíte špekulovať s druhotriednymi riešeniami. Máte k dispozícii skutočne silné riešenie.“

Výsledky: úspešná prezentácia

Pitzer je pyšný na to, čo dokázali s nízkym rozpočtom vo výške menej než $6,000. Raptor Tím získal na súťaži so svojím Creo Elements/Pro (predtým Pro/ENGINEER) návrhom skeletonu druhé miesto. "Vedeli sme, že v rámci nášho rozpočtu nebudeme môcť docieliť, aby stroj chodil alebo niečo podobné,“ hovorí. „Takže sme sa sústredili na niečo jednoduchšie so základnými komponentmi tak, aby sme splnili úlohu váhového zdvihu, ktorý sa v súťaži vyžadoval." Po vložení požadovaných konštrukčných kritérií, Creo Elements/Pro (predtým Pro/ENGINEER) BMX automaticky prehodnotí množstvo konštrukčných riešení za pár sekúnd pre zobrazenie optimálneho návrhu.

Imitácie bez úspechu

Chuck Pitzer používa Creo Elements/Pro (predtým Pro/ENGINEER) už osem rokov a to z jedného zásadného dôvodu: „Nič sa mu nevyrovná." „Videl som, ako sa ľudia morili s problémami pri používaní konkurenčných (CAD/CAE) systémov. Každý sa snaží imitovať simulačné schopnosti Creo Elements/Pro (predtým Pro/ENGINEER)-a, ale nedokážu to."

„Creo Elements/Pro (predtým Pro/ENGINEER) je naozaj konštrukčný nástroj budúcnosti - najprv bolo 2D, potom 3D, potom 3D CAD, potom priestorové modelovanie a teraz sa odkláňajú od skutočného inteligentného konštruovania v modeloch. PTC je v tomto lepšie ako hocikto iný. Sú jediní, ktorí robia toto behaviorálne modelovanie, smerom dovnútra do geometrie behaviorálneho modelovania. A ich štrukturálna mechanika je pôsobivá. Má hladký priebeh, takže môžete zostaviť super inteligentný model v reálnom čase."

Na záver Pitzer hovorí, že Creo Elements/Pro (predtým Pro/ENGINEER) je pre Raptor tím kreatívny nástroj. „Pôsobí kreatívne“, hovorí. „Väčšina ľudí ma nápady a sny, chcú vytvoriť a robiť to, čo chcú. Creo Elements/Pro (predtým Pro/ENGINEER) vám dáva schopnosť vytvárať veci, testovať ich a viete, že budú fungovať. PTC vnieslo priamo do systému veľmi veľa inteligentného riešenia."

Kinematická a dynamická pohybová simulácia

Ďalší návrh skeletonu predstavoval dokonalejší návrh, ktorý vyzeral ako spomienka na dvojnohých chodcov zo slávnych Hviezdnych vojen. Prototyp nielenže dvíha váhu, ale taktiež dokáže chodiť po schodoch a manipuluje so svojím nákladom. Aby dosiahli tieto ciele, obrátil sa Raptor Tím opäť na Creo Elements/Pro (predtým Pro/ENGINEER) simulačné riešenia. Konkrétne to bolo Creo Elements/Pro (predtým Pro/ENGINEER) kinematické a dynamické simulačné riešenie, ktoré zaistilo, že skeleton dokáže splniť dané úlohy. "Náš stroj musel dokázať stáť hore aj dolu a dvihnúť náklad v určitom rozpätí pohybu v rámci schopností našich hydraulických ovládačov a ďalších komponentov,“ hovorí Pitzer. „Túto pohybovú situáciu som vytvoril v Creo Elements/Pro (predtým Pro/ENGINEER) Mechanism Dynamics Option a zmenil geometriu v návrhu, potom vykonával iterácie a optimalizáciu, pokým som nedostal takú funkčnosť, akú som hľadal.“

Viacúrovňová a viacvrstvová simulácia

Pitzer hovorí, že úzka integrácia Creo Elements/Pro (predtým Pro/ENGINEER)-a, Creo Elements/Pro (predtým Pro/ENGINEER) Mechanism Dynamics Option a Creo Elements/Pro (predtým Pro/ENGINEER) Mechanica predstavuje významnú úsporu času. „To znamená, že nemusíme preskakovať medzi jednotlivými softvérovými programami,“ povedal. Všetky konštrukčné aktivity tímu sa dajú dosiahnuť v rámci Creo Elements/Pro (predtým Pro/ENGINEER) riešenia, bez opustenia programu pre vyhľadávanie ďalšieho nástroja alebo straty času s prevodom dát alebo opätovným vytvorením a prípravou dát pre analýzu.

„Môžem vykonávať opakované optimalizovanie v reálnom čase a vidím, ako to ovplyvňuje systém, všetko v rámci Creo Elements/Pro (predtým Pro/ENGINEER)-a,“ hovorí Pitzer. „Mám k dispozícii nastavenie pohybovej simulácie v rámci Creo Elements/Pro (predtým Pro/ENGINEER)-a. Sú tam rôzne nástroje, ktoré sa k sebe pripájajú do jednej veľkej, viacúrovňovej a viacvrstvovej simulácie.“

Vyvarovanie sa porúch, modifikácia funkčnosti

Pitzer je ohromený schopnosťou Pro/Mechanica, ktorá dokáže predvídať a opraviť návrh i konštrukčné problémy pred tým, ako sa projekt dostane do finančne náročnejšej výrobnej fázy.

„Vždy keď navrhujete stroj ako je tento, chcete sa uistiť, že ste nespravili žiadne konštrukčné chyby," hovorí. "V konkrétnych spojoch používam Creo Elements/Pro (predtým Pro/ENGINEER) Mechanica. Napríklad, keď sa chcem uistiť, že spoj nohy sa neohne a nezraní mňa alebo niekoho iného v mojej blízkosti. Nemusím sedieť nad návrhom a meniť prepojenie alebo niečo iné z dôvodu, že nedokážem vykonať analýzu. S Creo Elements/Pro (predtým Pro/ENGINEER) Mechanica dokážem rýchlo vykonať zmeny a otestovať množstvo iterácií."

Kľúčovou výhodou podľa Pitzera je Creo Elements/Pro (predtým Pro/ENGINEER) Behavioral Modeling Extension (BMX). „Je to nástroj optimalizácie geometrie,“ hovorí. „Môžem zadať analýzu pre meranie umiestnenia stredovej hmotnosti. Do systému vložím moju telesnú stredovú hmotnosť a on ju vypočíta. „