Autodesk Inventor Module 40 Top Down Design: Sketch Blocks

Transcriptie

1 Autodesk Inventor Module 40 Top Down Design: Sketch Blocks Doelstellingen van dit hoofdstuk Een overzicht krijgen van het gebruik van Sketch Blocks o o o o o o o Inleiding - p3 Sketch Blocks p4 Make Components p7 Opdracht p10 Maltezer Kruis De schetsen p11 Make Components p19 Contact Set p21 Marc Borremans Paul Van Dorpe Module 40 1 / 22

2 Wat heb je nodig in deze module? Geleide oefeningen Nodig Resultaat Lange Stang.ipt Korte Stang.ipt Cilinder.ipt Pantograaf.ipt Pantograaf.iam Nok.ipt Layout.ipt Maltezer.iam Aandrijvend Wiel.ipt Kruis Wiel.ipt Basis.ipt Maltezer.mwv Marc Borremans Paul Van Dorpe Module 40 2 / 22

3 Inleiding Wanneer je te maken hebt met een mechanisme stelt zich het probleem wat de afmetingen zijn van de verschillende onderdelen. Bekijk de spanklem die je eerder tegenkwam in een vorige Module. Indien je alle onderdelen apart tekent en ze dan samenvoegt tot een Assembly spreekt men van een Bottom-Up Design.Het probleem is dat dat ding nooit van de eerste keer gaat werken. Je moet dan de verschillende onderdelen in 3D aanpassen, terug testen enz.. Het is te verkiezen een Top-Down Design te maken. Alle essentiële onderdelen worden hiernaast apart weergegeven. Dan wordt hiernaast het mechanisme weergegeven in een 2D-Sketch, waarbij alle onderdelen herleid zijn tot hun eenvoudigste vorm. Dit moet eigenlijk het begin zijn van je ontwerp. Je past de onderdelen in mekaar, geeft vrijheidsgraden aan en test het mechanisme uit. Je stelt jezelf vragen omtrent het goed functioneren ervan en past eventueel afmetingen en vormen aan. Pas wanneer je ziet dat het kinematisch model in de Sketch voldoet kan je overgaan tot het 3D-ontwerp. Marc Borremans Paul Van Dorpe Module 40 3 / 22

4 Sketch Blocks Maak een folder aan Sketch Blocks. Maak een project aan dat verwijst naar die folder. Begin een nieuw metrisch Standard Part. Teken op het XY-vlak de hiernaast staande schets. Noem de schets Sketch Blocks. Gebruik voor de stangen de schetsmogelijkheid Slot, die onder Rectangle staat bovenaan het scherm. Met de schets nog open selecteer je het commando Create Block dat wat verstopt zit in de Ribbon onder Create. Klik eerst op het pijltje Geometry Select. Selecteer nu met een selectievenster de schets van de lange stang. Noem het Block Lange Stang. Klik dan op de pijl Select Insert Point. Je moet een punt op de schets aanduiden waarmee je zulk een Block mee trekt in het grafisch scherm. Maakt niet veel uit. Kies bijvoorbeeld het midden van de stang. Klik op Apply. Je ziet dat de afmetingen verdwijnen. Het Block blijft staan. In de Browser verschijnt het Block: Doe nu hetzelfde met de Korte Stang en de Cilinder. Mocht je een foutje maken dan kan je steeds corrigeren door het ongewenste te deleten en de zaak te herbeginnen. Noem het Part Pantograaf Tekentafel. Marc Borremans Paul Van Dorpe Module 40 4 / 22

5 Om het mechanisme te maken heb je 4 instanties van de Lange Stang nodig en 2 van de Korte Stang. Klik in de Browser op Lange Stang en sleep, met de linker muistoets ingedrukt, het item in het grafisch scherm. Zo krijg je een kopie. Doe dat nog twee maal. Doe hetzelfde, één maal, met de Korte Stang. Merk op dat je zo n Block in z n geheel kan verplaatsen met de muis. Maak nu het volgende mechanisme. Hiertoe plaats je Coincident Constraints tussen de middelpunten van de gaten in de stangen en cilinder. Breng een Fix Constraint aan, alsmede een Horizontal Constraint zoals in de figuur. Merk op dat je nog steeds in de Sketch zit. Sluit de Sketch. Trek nu onderaan aan het mechanisme en je ziet dat de onderste korte stang verticaal blijft. Met die stang, of beter nog met tekenlatten die daaraan hangen kan je dus een oppervlakte bestrijken. Dit is het principe van een pantograaf van een tekentafel. Dit hadden tekenaars nodig toen AutoCAD nog niet bestond. Je kan dit mechanisme nu uittesten op zijn afmetingen en eventuele veranderingen aanbrengen. Dit is heel eenvoudig. Klik met de RM-toets in de Browser op Lange Stang:1 en kies uit het snelmenu Edit Block. Tip! Het maakt niet uit welke Lange Stang je kiest om te wijzigen. Marc Borremans Paul Van Dorpe Module 40 5 / 22

6 In het grafisch scherm komt nu de Lange Stang met zijn afmetingen te staan. Je ziet ook nog alle punten van het ganse mechanisme waar er Constraints op geplaatst werden. Als je met de muis in de buurt van een ander onderdeel komt, dan licht dit rood op. Wijzig nu de afmeting 280 in 350 en klik op Finish Edit Block en daarna op Finish 2D Sketch. Alle stangen passen zich automatisch aan. Controleer nog even of alles goed de beweging van je muis volgt. Breng je tekening in Top View en sla je werk op. Marc Borremans Paul Van Dorpe Module 40 6 / 22

7 Make Components Nu kan de 3D-tekening aangemaakt worden. Ga in de Ribbon onder Manage en kies voor Make Components. Zorg ervoor dat het Select pijltje actief is en trek een venster rond de ganse tekening. Er zal een samenstelling aangemaakt worden Pantograaf.iam in de map Sketch Blocks. Kies als Template Standard (DIN).iam. Klik op Next. Het aangeboden venster laat toe de namen van de onderdelen te wijzigen, maar dat hoeft niet. Create equivalent assembly constraints moet aangevinkt staan. Kies onder Template voor Standard (DIN).ipt. Klik op OK. Er opent zich een samenstelling Pantograaf.iam. Ook in deze samenstelling blijkt het mechanisme goed te werken. Marc Borremans Paul Van Dorpe Module 40 7 / 22

8 Sla die samenstelling meteen op. Alle onderdelen worden nu voor de eerste maal bewaard. Klik op OK. In de Browser zie je ook dat Inventor Constraints heeft geplaatst tussen de Parts. Deze Constraints zijn vertalingen naar de samenstelling toe van de mechanisme voorwaarden. Op deze manier werkt het mechanisme nog in de samenstelling. In de verkenner krijg je dit te zien: Ga in de Browser en dubbelklik op een willekeurige Lange Stang. Het uitgekozen Part staat nu actief. Voer een extrusie van 3 mm uit (langs weerszijden 1,5 mm). De uitgekozen stang kleurt blauw en de andere stangen licht grijs. Zo zie je meteen dat er een relatie ligt tussen de vier lange stangen. Klik op OK en keer via Return terug naar de samenstelling. Marc Borremans Paul Van Dorpe Module 40 8 / 22

9 Je ziet dat alle Lange Stangen een extrusie hebben gekregen. Extrudeer nu ook op dezelfde wijze de Korte Stangen en de Cilinder. Maar nu zie je dat de stangen en de cilinder elkaar overlappen. Ze liggen allemaal in hetzelfde vlak. Je moet sommige onderdelen 3 mm verplaatsen ten opzichte van het zgn. Layout vlak (het schetsvlak, hier het XY Plane). Klik op F6 om de samenstelling terug in ISO zicht te zien. Selecteer de bovenste Kleine Stang in de Browser en klik op het kruisje tot je het woord Layout ziet. Klik op dat woord. Linksonderaan het scherm komt er een venstertje te staan waarin het getal 0,00 staat. Maak daarvan 3 en klik op de Enter toets. De Kleine Stang komt nu uit het Layout vlak over een afstand van 3 mm. Werk op dezelfde manier de samenstelling verder af zodat de verschillende onderdelen elkaar niet meer snijden. Sla je werk op. Einde van deze oefening. Marc Borremans Paul Van Dorpe Module 40 9 / 22

10 Opdracht Start een nieuw metrisch Standard (mm) Part, genaamd Nok. Maak een schets zoals hiernaast aangegeven. De nok teken je als een ellips (alhoewel dat in werkelijkheid anders moet). De verticale stang glijdt in een geleiding die hier gesymboliseerd wordt door een verticale Constraint en een vaste afstand van 2 mm ten opzichte van het nulpunt (zie projectie Constraint). Onderaan de verticale stang hang je een aslijn vast aan die stang. Je plaatst dan nog een centerlijn en daarop plaats je een Driven dimension zoals in de figuur. Maak Sketch Blocks aan. Test het geheel uit. Kijk naar de Driven dimension. Bewaar je tekening. Marc Borremans Paul Van Dorpe Module / 22

11 Maltezer kruis De schetsen Maak een nieuwe folder aan genaamd Maltezer Kruis en maak daarin een nieuw project Maltezer kruis.ipj dat naar die folder verwijst. Bekijk eerst even het filmpje Maltzer.wmv dat op de Website staat. Begin een nieuw Part Standard(mm).ipt en bewaar het onder de naam Layout.ipt. Je gaat nu enkele Sketch Blocks maken. Echter je kan niet alles onderbrengen in een Sketch Block, bijvoorbeeld geprojecteerde geometrie en Circular Patterns. Er is echter een omweg om daar toch te geraken. Je creëert eerst het Block. Daarna editeer je het Block. Start een schets op het XY-vlak. Zet de schets in de kleur Green. Dat doe je door bovenaan de Ribbon op Format te klikken en de Default kleur te wijzigen. Teken een cirkel met een diameter van 200mm. Projecteer in Construction Line de Y-as. Teken in hetzelfde lijntype op deze Y-as een lijn met als lengte de diameter van de cirkel. Creëer dan een Sketch Block (onder Sketch > Create) met de naam Kruiswiel. Selecteer de cirkel, het middelpunt ervan, en de lijn. Vink Visible aan voor het Insertion Point neem je het middelpunt van de cirkel. Sluit de schets en editeer het Block Kruiswiel. Kies Green als Kleur. Pas nu een Fix Constraint toe op het middelpunt. Teken nog twee cirkels. De middelste in Construction Line.De diameters zijn 90 en10 mm. Marc Borremans Paul Van Dorpe Module / 22

12 Teken nu een gleuf (zie onder Rectangle) via het Center to Center Slot. Plaats twee punten op de middelpunten van de afrondingen. Trim nu het overtollige materiaal van de bovenste boog van de gleuf. Trim nu nog de twee kleine lijnstukjes die nog uitsteken boven de cirkel van 200 mm. Kijk na of de tekening Fully Constrained is. Voeg Dimensions en Constraints toe mocht dit niet zo zijn. Pas nu een vijfvoudig Circular Pattern toe op het slot. Verdraai rond de Z-as. Selecteer de punten, het middelpunt, de boog en de verticale lijntjes. Klik op OK. Trim de boogjes bovenaan ieder gleuf. Marc Borremans Paul Van Dorpe Module / 22

13 De afmeting van 200 mm is verdwenen, zet die er terug bij, ofwel via Auto Dimension de afmeting 100 mm. Gebruik voor de volgende schets Blue als kleur. Teken in Construction Line een cirkel die tangent ligt aan de cirkel van 90 mm (Tangent Constraint). Vervolgens leg je twee Coincident Constraints op de aangeduide punten en de zonet getekende cirkel Teken een cirkel van 105 mm met als middelpunt het middelpunt van de zojuist getekende constructiecirkel in normaal lijntype. Trim twee stukken boog weg (zie figuur). Marc Borremans Paul Van Dorpe Module / 22

14 Maak een vijfvoudig Circular Pattern van de overblijvende boog in de figuur (blauw) rond de Z-as. Trim het overtollige. Er ontbreken nu nog enkele afmetingen in je tekening. Gebruik het Auto Dimension commando om je tekening stabiel te houden. Selecteer alles en converteer naar de kleur Blue. Klik op Finish Edit Block en activeer Sketch1. Marc Borremans Paul Van Dorpe Module / 22

15 Nu teken je de geometrie voor het aandrijvend wiel. Gebruik de kleur Red. Teken een cirkel van 104 mm diameter en een constructiecirkel met diameter 201 mm met het middelpunt in de oorsprong. Leg daarop een boog met een straal van100,5 mm. Trim dan een stuk uit de cirkel van 104 mm (zie figuur). Trim ook het overbodige deel van de cirkel met diameter 201. De afmeting van 201 mm staat tegenover de afmeting van 200 mm van de voorheen getekende cirkel; hetzelfde geldt voor de cirkel met diameter 104 die staat tegenover de 105 mm diameter van een vroeger getekende cirkel. Teken een punt op de plaats waar de pin zal komen. Dit is het raakpunt van twee cirkels. Klik daarvoor eerst op Point, dan klik je op de RM-toets, kies Point Snaps en vervolgens Intersection. Je duidt dan één van de twee cirkels aan. (je kan ook gewoon de muis nemen, als je over de snijding gaat verandert de cursor in een gele x ) Teken op die plaats een cirkel van 10 mm en ook eentje in het middelpunt van de cirkel van 104 mm. De onderste cirkel stelt de pin voor die in de gleuven van het Kruiswiel zal komen. De bovenste cirkel stelt de as voor van het aandrijvend wiel. Marc Borremans Paul Van Dorpe Module / 22

16 Teken ook nog een cirkel met als middelpunt de tweede cirkel van 10 mm en die door het middelpunt loopt van de eerste cirkel. Teken ook nog in Red de grote cirkel die in constructielijn Green stond. Kijk via Auto Dimension na of er geen Dimensions of Constraints ontbreken. Enkel zo zal je model heel stabiel reageren op beweging. Met de schets nog open creëer je een Sketch Block Aandrijvend Wiel van de rode elementen. Neem als Insert Point het middelpunt van de cirkel van 104 mm diameter. Vergeet de cirkel voor de pin niet! Het punt van de pin niet aanduiden maar wel zijn middelpunt. Vink Visible aan. Marc Borremans Paul Van Dorpe Module / 22

17 Teken een Center to Center Slot (onder Rectangle). Zie figuur. De afrondingsstraal bedraagt 10 mm. Teken ook twee cirkels van diameter 10 mm bovenop de twee die er al staan. Kleur Magenta. Met de schets nog open creëer je een Sketch Block Stang van de magenta (ook verstopte) elementen. De middellijn en punten op de middellijn niet selecteren! Enkel de middelpunten van de bogen. Klik op OK. Tip! Om de elementen voor de Stang gemakkelijk te kunnen selecteren zet je best even de zichtbaarheid van de andere twee Blocks uit. In de Browser moeten er nu drie Blocks onder Sketch1 zitten. Klik op Finish 2D Sketch. Marc Borremans Paul Van Dorpe Module / 22

18 Maltezer kruis De onderdelen Zet de zichtbaarheid van Sketch1 uit. Er is nu niets meer te zien in het grafisch scherm. Start een nieuwe schets op het XY-vlak. Werkt in kleur Magenta. Sleep vanuit het Blocks folder in de Browser de Stang naar het grafisch scherm. Leg twee Fix-Constraint op de boringen. Het onderdeel kan niet meer bewegen. Breng het Aandrijvend Wiel binnen en plaats een Coincident Constraint op de boring van de Stang bovenaan en op het middelpunt van het Aandrijvend Wiel. In Red. Klik, via de RM-toets, op Show All Degrees of Freedom. Versleep het punt zoals op de figuur te zien is. Het Aandrijvend Wiel draait rond zijn as. Breng tenslotte het Kruiswiel binnen in Green. Dat doe je door een Coincident Constraint tussen het middelpunt van het Kruis Wiel en het ankerpunt onderaan de Stang. Beide wielen kunnen draaien. Plaats nu een Coincident Constraint tussen de constructielijn (niet zijn middelpunt) en het middelpunt van de pin. Je kan nu het mechanisme primitief uittesten door met de muis een hoekpunt van het Kruiswiel vast te nemen. Beweeg de muis dan heel langzaam. Beide wielen verdraaien en je kunt wel zien dat de pin in de geleiding loopt. Drijf je de snelheid van de muis op, dan wordt het beeld hortend en schokkerig. Klik op Finish 2D Sketch. Marc Borremans Paul Van Dorpe Module / 22

19 Make Components Het wordt nu tijd om de samenstelling aan te maken. Dit doe je met het commando Make Components (onder Manage). Maar opgelet! Het is niet de bedoeling dat er componenten worden gemaakt van Schets1. Die laatste mag je dus deleten. Selecteer in de Browser de drie Blocks. Kies als naam voor de samenstelling Maltezer Kruis.iam, en kies als Template voor Standard(DIN).iam. Klik op Next. Selecteer in het volgend dialoogvenster voor de drie onderdelen het Template Standard (DIN).ipt en klik vervolgens op OK. Je komt in de samenstelling terecht. Sla de samenstelling op en kijk even naar de inhoud van de folder of alle onderdelen goed zijn opgeslagen. Selecteer de Stang en maak hem Grounded. Test nu het mechanisme. Dit werkt prima! Bekijken we nu waarom dit gebeurt. Er is een Constraint dit dit veroorzaakt. Het is Mate3. Suppress deze. Nu bewegen het Kruis Wiel en het Aandrijvend apart. Nu wil je de Basis 10 mm naar beneden trekken. Ga in de Browser en editeer daar XY Flush:3. Neem -10 mm. Je krijgt een verwittiging van Inventor dat dat niet gaat. Logisch, de Basis is Grounded. Accepteer toch de Constraint. Unground de Basis. Nu werkt de Constraint wel. Ground de Basis terug. Marc Borremans Paul Van Dorpe Module / 22

20 Editeer nu in de Browser de Basis. Activeer het Extrude commando. Selecteer de Basis en de gaten erin. Extrudeer over 10 mm naar beneden. Selecteer in de Browser de Extrusie. Maak Sketch1 zichtbaar. Extrudeer de cirkels nu over 20 mm naar boven. Kies als kleur Magenta (kies voor Autodesk Material Appearance). Keer terug naar de Samenstelling en editeer het Aandrijvend Wiel. Extrudeer de ganse sketch, pin en gat inbegrepen, 10 mm naar beneden. Maak Sketch1 terug zichtbaar. Activeer het Extrude commando. Het vergrendelingsmechanisme en de pin moeten 10 mm naar boven geëxtrudeerd worden. Kies als kleur Dark Green. Maak Sketch1 onzichtbaar. Keer terug naar de samenstelling. Editeer het kruis Wiel. Extrudeer dit naar boven over 10 mm. Selecteer in de Browser het Kruis Wiel en kies als kleur Blue. Keer terug naar de samenstelling. Marc Borremans Paul Van Dorpe Module / 22

21 Contact Set Teneinde het mechanisme te testen maak je een Contact Set tussen het Kruis Wiel en het Aandrijvend Wiel. Pak de pin vast en roteer. Het werkt niet. Je bent vergeten de Contact Solver (onder Inspect op te zetten! Nu maak je zoals gewoonlijk een Angle Constraint en een Drive Constraint ervan. Editeer het Aandrijvend Wiel. Maak een nieuwe schets op het oppervlak van de holte. Teken een lijn van middelpunt tot middelpunt van gat en pin. Suppress daartoe eerst de laatste Extrusie. Sluit de schets. Keer terug naar de samenstelling. Maak een Angle Constraint van 0 tussen de getekende lijn en de Y-as. Zet de Suppress terug aan. Maak Sketch2 van het Aandrijvend Wiel onzichtbaar. Klik met de RM-toets op de Angle Constraint en kies voor Drive Constraint. Kies voor 720 als End. Speel het filmpje af. Maak een filmpje. Zo, dit was het. Bewaar je werk. Het spreekt vanzelf dat er mechanisch gezien nog heel wat ontbreekt om hiervan een volwaardig mechanisme te maken, aandrijfas, aangedreven as, spie, huis Marc Borremans Paul Van Dorpe Module / 22

22 Marc Borremans Paul Van Dorpe Module / 22