Точная настройка автомобильных запчастей для повышения производительности
Pratt & Miller использует решения PolyWorks® для изменения конструкции деталей, что значительно сокращает время и затраты.
Компания Pratt & Miller Engineering была основана в 1989 году Гэри Праттом и Джимом Миллером. Их цель заключалась в создании инженерной компании мирового уровня, которая могла бы претворить автомобильные программы от идеи к реальности. С тех пор Pratt & Miller стала признанным лидером отрасли, предоставляя клиентам из автомобильной промышленности и других отраслей передовые инженерные решения и решения для мелкосерийного производства.
Способность Pratt & Miller эффективно управлять гоночными программами подтверждается успехом ее команд Corvette и Cadillac CTS-V, а также различными программами для автомобилей клиентов. Эти программы позволили выиграть несколько чемпионатов, а также получить пять побед в классе на «24 часах Ле-Мана» и общую победу на «Ролекс 24» в Дайтоне. В августе 2007 года компания Pratt & Miller подписала спонсорское соглашение с InnovMetric Software на использование программного пакета PolyWorks для обратного проектирования автомобильных компонентов в CAD.
Задача
В компании Pratt & Miller Engineering в Нью-Хадсоне (штат Мичиган) использование данных облака точек в приложениях обратного проектирования помогло воплотить новые идеи в автомобильном дизайне из концепции в реальность - быстро и эффективно.
С момента своего основания в 1989 году компания Pratt & Miller Engineering разработала полный спектр сложных услуг в области автомобильного дизайна, проектирования, производства и управления программами гонок. Компания предлагает полную кинематику транспортного средства и испытания на соответствие, анализ езды из семи пунктов, разработку полной и дробной аэродинамической трубы, а также динамические и оценочные испытания транспортного средства.
Критически важным для общей эффективности и точности программ компании по тестированию и оценке является использование компьютерных моделей для обеспечения инженерного понимания концепций проектирования. Для создания этих моделей необходимо оцифровать определенные формы, в первую очередь изогнутые части корпуса, и использовать эту информацию о размерах для создания моделей CAD. Раньше технические специалисты Pratt & Miller строили модель, используя отдельные точки данных, и создавали кривые вручную из этих данных.
«Это был чрезвычайно трудоемкий процесс, - сказал Блэр Соннен, инженер из Pratt & Miller, - и он не давал нам необходимой точности и аккуратности. Если нам требовалось перепроектировать деталь для улучшения ее характеристик, нам приходилось строить другую модель таким же образом. Чтобы сократить время, затрачиваемое на этот процесс, и повысить точность, мы иногда нанимали стороннюю компанию для сбора размерных данных с помощью сканирования или для создания криволинейных поверхностей на основе собранных нами дискретных точечных данных, но это был слишком затратный способ создания моделей».
Решение
В последнее время компания расширила свои возможности развернутого проектирования, установив решение в области 3D-метрологии PolyWorks® от компании InnovMetric Software, полнофункциональный метрологический программный комплекс, который автоматизирует и оптимизирует многие операции, связанные со сбором и сравнением данных измерений с целью разработки. В Pratt & Miller программное обеспечение PolyWorks используется в целях повышения эффективности программы обратного проектирования для ее совместной с General Motors команды Corvette Racing, победителя чемпионата GT-1.
«Программное решение PolyWorks является ключевым элементом нашей программы обратного проектирования; оно позволяет нам быстро оцифровывать модели и вносить проект в наши программы анализа гораздо быстрее, чем раньше. Это позволяет нам быстрее оценить дизайн, чтобы мы могли сразу внести необходимые изменения в конструкцию и быстрее перейти в производство», - сказал Гэри Пратт, вице-президент Pratt & Miller.
На практике инженеры-конструкторы создают глиняную модель детали автомобильного кузова, например, передней панели. Затем модель сканируется при помощи PolyWorks вместе с лазерным щупом FARO Laser Line, установленным на высокоточной измерительной руке Faro Platinum Arm, который собирает данные о размерах со скоростью до 19 200 точек в секунду.
Размерное сканирование глиняной модели выполняется с помощью модуля IMAlign. После сбора данных г-н Соннен загружает их на свою персональную рабочую станцию, где с помощью PolyWorks|Modeler™ создает точную модель детали. Это программное обеспечение может создавать полигональные модели класса A для трех- и пятиосевых фрезерных операций и аэродинамического моделирования.
Одной из особенностей программного обеспечения PolyWorks|Modeler является полнофункциональный набор инструментов для выравнивания. «Я снова воспользуюсь модулем IMAlign, чтобы сделать оптимальное выравнивание нескольких путей сканирования. Затем я экспортирую выровненные пути сканирования в программный модуль IMMerge, чтобы создать полигональную сетку, которая будет графически определять форму отсканированной детали», - сказал г-н Соннен.
На этом этапе он проходит итеративный процесс, комбинируя модели. Затем комбинированная модель импортируется в модуль IMEdit для исправления несовершенно оцифрованной геометрии с использованием процедур заполнения отверстий на плоской поверхности и на основе кривизны. После этого модель переходит к созданию сети кривых и автоматической подгонке поверхностей NURBS. Методология быстрой обработки поверхности обеспечивает оптимизированные и пригодные для использования поверхности NURBS для программы CAD Unigraphics компании Pratt & Miller.
PolyWorks является ключевым элементом в программе обратного проектирования Pratt компании and Miller
PolyWorks|Modeler - это комплексная программа для создания точных и гладких полигональных моделей и поверхностей NURBS из данных облака точек с высокой плотностью.
Преимущества
По словам г-на Соннена, именно в области полигонального моделирования и быстрого обнаружения поверхности программа PolyWorks значительно сокращает время и затраты по сравнению с менее автоматизированными методами создания моделей для анализа.
Используя модель CAD, инженеры Pratt & Miller могут подвергнуть виртуальную часть полному комплексу оценок характеристик, включая расширенные инструменты CFD для анализа аэродинамического удара и структур поля течения автомобилей, а также модель собственного автоматизированного динамического анализа механических систем (ADAMS) для виртуального моделирования трека. Согласно оценкам, конструкция детали может быть постепенно улучшена до того, как будет выполнена производственная оснастка, что приведет к значительной экономии времени и затрат, а также к значительному улучшению характеристик автомобиля.
Кажется, это работает. Команда Corvette Racing неоднократно становилась победителем в американской серии Ле-Ман и впечатляюще финишировала в гонках «Rolex 24 часа в Дайтоне» и «24 часа Ле-Мана». При этом компания Pratt & Miller разработала инженерный подход к проектированию характеристик, который находит широкое применение для производителей оригинального оборудования в автомобильной, аэрокосмической отраслях и судостроении.
