Systèmes mécaniques et paramétrage dans catia V5

Systèmes mécaniques et
paramétrage dans catia V5
C. Bard, A. Bourdon, M. Guingand, L. Manin, D. Remond
Plate-forme pédagogique CMAO
Département Génie Mécanique et Développement
INSA de Lyon
20/10/2005
1er Ateliers Catia V5 – Ecole Centrale Paris
plan
L’INSA de Lyon,
CATIA V5 à l’INSA de Lyon
Programme de formation en CMAO avec catia V5
Sensibilisation à l’intégration du savoir faire
Paramétrages de parts, de produits, tables de paramétrage,
intégration de règles, (dimensionnement, activation/désactivation
d'entités...)
création/utilisation de macros,
Copie optimisée,
automatisation de taches
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1er Ateliers Catia V5 – Ecole Centrale Paris
2
1
L’INSA de Lyon
Situé sur le domaine
scientifique de la Doua,
l'INSA de Lyon
appartient au réseau
des 5 INSA
(Lyon, Rennes, Rouen,
Strasbourg, Toulouse)
qui délivre chaque année
près de 10% des diplômes
d'
ingénieurs français
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3
1er Ateliers Catia V5 – Ecole Centrale Paris
L’INSA de Lyon: Formation en 5 ans
- Biochimie et Biotechnologies
- Bioinformatique et Modélisation
- Génie Civil et Urbanisme
- Génie Electrique
- Génie Energétique et Environnement
- Génie Industriel
- Génie Mécanique Conception
- Génie Mécanique Développement
- Génie Mécanique Procédés Plasturgie
- Informatique
- Science et Génie des Matériaux
- Télécommunications, Services & Usages
DOCTORAT
Master Recherche
Master Recherche
2ème année
!
!
DUT+3 Maîtrise
ou équivalent
DUT,DEUG,
MATH SPE BTS
Utilisateurs de
solutions CFAO
Catia, Ideas,
Proengineer, DMT20,
SolidConcept, Solid
Edge, Pro/Eng
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2
Utilisation de CATIA à l’INSA de Lyon
PlatePlate-forme
Département Génie Mécanique Développement
Enseignement & recherche
10 stations CATIA V4 (7 enseignement + 3 Recherche) , (1992)
20 PC CATIA V5 - Smarteam
PlatePlate-forme Génie Industriel
Département Génie Industriel
12 PC CATIA V5 - Smarteam
Autres ressources
Enseignement GMC (Fabrication) 4 PC CATIA V5
AIPAIP-RAO : 10 CATIA V5
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La CMAO et Catia V5 (dépt GMD)
Projet
Ingénierie
CMAO1
3GMD
Projet collectif CMAO2
Projet expertise 4GMD
Projet
surfacique
Projet de
Fin d’Etudes
CMAO1
5GMD
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Cours et TD :
Conception - Dimensionnement,
Eléments de machines
Catia V5, TP:
Bases, Part & Assembly Design
Cours et TD :
Eléments de machines + intro PDM
Catia V5, TD & TP :
Métiers, DMU (Space, Kinematics,
etc), Analysis,Knowledge,
échange de données, standards
Cours : Courbes et surfaces,
SIP, PDM
Catia V5, TD,
Ateliers surfaciques, FAO,
Smarteam-Smartflow
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6
3
Formation à l’Intégration du savoir faire :
objectifs
Sensibilisation, prise de conscience des possibilités
et des potentialités de l’outil CAO
L’outil CAO ne sert pas seulement à la représentation
Conception intégrée (dimensionnement, règles,
contraintes de fabrication, ….)
Thèmes de base traités en tp & td
Paramétrage de produits, intégration de règles et de tables,
Automatisation de tâches: copie optimisée, macros
Thèmes avancés traités en projet de fin d’études
(génération automatique de composants complexes)
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Intégration du savoir faire:
paramétrage de produits, règles, tables…
Introduction au paramétrage
Paramètres liés ou non à une entité géométrique,
Paramètres renommés, utilisateurs, etc…
types de paramètres, gestion des unités, affichage visualisation,
Formules, tables de paramétrage, règles,
\part\paramètre X ≠ \produit\paramètre X
Mise en œuvre sur des transmission mécaniques
Paramétrage des composants,
Paramétrage du produit
Formules pour le dimensionnement des composants,
Règles pour l’activation d’entités,
Table pour le choix d’une configuration,
Pilotage du produit par des paramètres de fonctionnement
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4
Intégration du savoir faire:
paramétrage de produits, règles, tables…
Transmission par courroie(s): présentation du pb
φ2
C2
ω2
Nb courroie
P1 , ω 1
C1
d1
η=ω2/ω1
données
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L2
L1
Sorties
d2
φ1
a
Profil normalisé
de la courroie
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Intégration du savoir faire:
paramétrage de produits, règles, tables…
Transmission par courroie(s): création du composant paramétré
courroie, création de la géométrie, introduction au paramétrage
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5
Intégration du savoir faire:
paramétrage de produits, règles, tables…
Transmission par courroie(s): création du composant paramétré
courroie, création de paramètres (renommés)
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Intégration du savoir faire:
paramétrage de produits, règles, tables…
Transmission par courroie(s): création du composant paramétré
courroie, création de paramètres (renommés)
a
h
40°
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6
Intégration du savoir faire:
paramétrage de produits, règles, tables…
Transmission par courroie(s): création des composants paramétrés
poulies, création de paramètres (renommés)
Créer :
-une répétition rectangulaire pour
répéter la poulie, renommer le
paramètre du nombre d’instance en
« Nombre de courroies »,
-un évidemment depuis l’esquisse
fournie et répéter cet évidemment de
façon circulaire comme sur la figure cidessus,
-une règle qui active ces évidements si
(rp1-d_arbre1)>70mm.
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Intégration du savoir faire:
paramétrage de produits, règles, tables…
Transmission par courroie(s): paramétrage du produit
Le produit de départ comporte
l’ensemble des paramètres
nécessaires au paramétrage de la
transmission (géométrie, efforts,
vitesse, puissance, etc..).
Les paramètres relatifs, à la section
de la courroie, à la géométrie de la
transmission et des poulies ont été
créés, ils portent le même nom que
ceux renommés dans les
composants.
Insertion du composant courroie,
Produit de départ, pré-paramétré
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7
Intégration du savoir faire:
paramétrage de produits, règles, tables…
Transmission par courroie(s): paramétrage du produit
Les paramètres du produit
doivent piloter ceux des
composants ou sous produits
poulie1\k=k
poulie2\k=k
etc.
Formules reliant les paramètres :
dpoulie1, ratio, poulie2\rp2,
courroie\rp2,
Règle désactivant les répétitions
des gorges des poulies lorsque le
nombre de courroie = 1, et
activant lorsque ce nombre est
supérieur à 1,
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Intégration du savoir faire:
paramétrage de produits, règles, tables…
Transmission par courroie(s): paramétrage du produit
Paramétrage du positionnement relatif des composants
Entraxe, poulie/arbre, nombre de courroies, courroies/poulie,…
Intégration du dimensionnement des arbres au paramétrage
Calcul des réactions au paliers,
Critère de résistance à la fatigue,
=
α
α
π
σ
+
ω1
Calcul du nb de courroies
Critère de pression max,
θ
=
β
=
β
C1
β
θ
β
−
C2
y
R
σ
t
t
θ1
dp1
dp2
R
x
T
Poulie 1
ω2
θ2
T
α
Poulie 2
=
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Intégration du savoir faire:
paramétrage de produits, règles, tables…
Transmission par courroie(s): table pour la section ISO de la courroie
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Intégration du savoir faire:
paramétrage de produits, règles, tables…
Transmission par courroie(s): test du produit paramétré
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9
Intégration du savoir faire:
paramétrage de produits, règles, tables…
Réducteur à engrenages: présentation du pb
Données de contexte pour 4 configurations
P1 , ω 1
!
$
%
"
#
!
&
γ
C2
γ
&
Architecture cinématique γ
et encombrement imposée
γ
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Intégration du savoir faire:
paramétrage de produits, règles, tables…
Réducteur à engrenages: caractéristiques principales d’engrènement
Engrenages
Engrenagescylindriques
cylindriquesdroits,
droits,dimensionnement
dimensionnementinitial
initialpar
par
feuille
feuillede
decalcul
calculExcel
Excel
Paramètres de pilotage
Nombre de dents pignon 1 / roue1
Nombre de dents pignon 2 / roue 2
Module train 1 (mm)
Module train 2 (mm)
Zp1 / Zr1
Zp2 / Zr2
m
m
22,00
22,00
3,00
4,00
rn
ref
Gama1
Gama2
sigma
sigma
Sigma
AJ2
AJ1
AJ3
AJ4
mm1
mm2
19,26
19,49
62,14
32,24
12,84
7,92
4,00
47,00
87,50
2,25
10,00
2,53
3,97
85,00
111,00
> 22
> 22
> mm1 et normalisé
> mm2 et normalisé
VRAI
VRAI
VRAI
VRAI
Paramètres de contrôle
Rapport de réduction nécessaire
Rapport de réduction effectif
Angle d'
orientation train 1 / train 2 (°)
Angle d'
orientation train 1 / train 2 (°)
Contrainte de torsion maximale arbre de sortie (Mpa)
Contrainte de torsion maximale arbre de intermédiaire (Mpa)
Contrainte de torsion maximale arbre d'
entrée (Mpa)
Distance Roue 2 arbre d'
entrée (mm)
Distance Roue 1 arbre de sortie (mm)
Diamètre de pied pignon - Diamètre arbre support entrée (mm)
Diamètre de pied pignon - Diamètre arbre support intermédiaire (mm)
Module minimal train 1 (mm)
Module minimal train 2 (mm)
ref >rn
existance
existance
< Tau
< Tau
> 4mm
> 4mm
> 4mm
> 1mm
> 1mm
VRAI
VRAI
VRAI
VRAI
VRAI
VRAI
VRAI
VRAI
VRAI
VRAI
Paramètres de contexte
Charge de levage (kg)
Diamètre d'enroulement (mm)
Réf. Moteur (Leroy Somer)
Puissance nominale (kW)
Vitesse de rotation (tr/min)
Encombrement vertical (mm)
Contrainte admissible matériaux (Mpa)
Contrainte tangentielle limite (Mpa)
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P
Dr
Pn
W
a
Sigmau
Tau
1000,00
200,00
LS160L
4,00
750,00
300,00
150,00
75,00
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10
Intégration du savoir faire:
paramétrage de produits, règles, tables…
Réducteur à engrenages: roulements
Choix
Choixetetdimensionnement
dimensionnement
par application «on line» SKF
par application «on line» SKF
Chargement
Chargementde
delalareprésentation
représentation
cao
caoadaptée
adaptée
Exécution
Exécutionmacro
macro
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Intégration du savoir faire:
paramétrage de produits, règles, tables…
Réducteur à engrenages: dimensionnement des arbres
Arbres
Arbresde
detransmission,
transmission,vérification
vérificationen
entorsion
torsionpar
par
feuille de calcul Excel
feuille de calcul Excel
Arbres: résistance à la torsion (vérification)
Contrainte tangentielle limite (Mpa)
Couple de torsion arbre de sortie (N.mm)
Couple de torsion arbre intermédiaire (N.mm)
Couple de torsion arbre d'
entrée (N.mm)
Diamètre extérieur minimal mesuré sur l'arbre de sortie (mm)
Diamètre intérieur maximal mesuré sur l'arbre de sortie (mm)
Contrainte de torsion maximale arbre de sortie (Mpa)
Diamètre extérieur minimal mesuré sur l'arbre intermédiaire (mm)
Contrainte de torsion maximale arbre de intermédiaire (Mpa)
Diamètre extérieur minimal mesuré sur l'arbre d'entrée (mm)
Contrainte de torsion maximale arbre d'
entrée (Mpa)
20/10/2005
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Tau
Cts
Cti
Cte
Ds min
ds
sigma
Di
sigma
De min
Sigma
75,00
981000,00
194432,43
50323,69
80,00
56,00
12,84
50,00
7,92
40,00
4,00
22
11
Intégration du savoir faire:
paramétrage de produits, règles, tables…
Réducteur à engrenages: Maquette paramétrée
Calculs
Calculs d’avant
d’avant projet
projet et
et définition
définition des
des
configurations
configurations par
par feuilles
feuilles Excel
Excel
Table
Table de
de paramètres
paramètres
Maquette
Maquette CATIA
CATIA V5
V5
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Intégration du savoir faire:
paramétrage de produits, règles, tables…
Réducteur à engrenages: Maquette paramétrée - configurations
Zp1=22,
Zr1=85, Zp2=22, Zr2=111
produits
m1=3, m2=4
Zp1=22, Zr1=146, Zp2=22, Zr2=96
m1=3, m2=5
!
$
%
Zp1=22, Zr1=121, Zp2=22, Zr2=121
m1=3, m2=5
20/10/2005
"
#
!
Zp1=22, Zr1=238, Zp2=22, Zr2=118
m1=3, m2=6
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12
Intégration du savoir faire:
paramétrage de produits, règles, tables…
Réducteur à engrenages: Règle pour l’implantation des composants
Activation / désactivation
Activation / désactivation
de
delalagéométrie
géométrie
Pignon sur l’arbre
Pignon sur l’arbre
Pignon
Pignonrapporté
rapporté
20/10/2005
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Intégration du savoir faire:
paramétrage de produits, règles, tables…
Réducteur à engrenages: Règle pour l’implantation des composants
Pignon
Pignonsur
surl’arbre
l’arbre
Pignon
Pignonrapporté
rapporté
Activation / désactivation
Activation / désactivation
des
deséléments
éléments
20/10/2005
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Intégration du savoir faire:
Automatisation de tâches, copies optimisées, macros
Copie optimisée: création d’un engrenage
Profil de denture généré par Kisssoft sauvegarder en .igs
Génération d’un composant .catalog depuis une copie optimisée
20/10/2005
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Intégration du savoir faire:
Automatisation de tâches, copies optimisées, macros
Copie optimisée: création d’un engrenage
Utilisation et test de la copie optimisée
20/10/2005
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14
Intégration du savoir faire:
Automatisation de tâches, copies optimisées, macros
Macro: création d’un engrenage (idem power copy)
Profil de denture généré par Kisssoft sauvegarder en .igs
Génération d’un engrenage droit ou hélicoïdal
20/10/2005
1er Ateliers Catia V5 – Ecole Centrale Paris
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Conclusion
Paramétrage
Géométrie et Intégration de règles de dimensionnement
Recul correct sur mécanisme de complexité « moyenne » comportant
des règles simples,
Choix :
paramètres internes dans les parts ou les sous produits: renommés
paramètres « pilotes » dans le produit racine: paramètres utilisateurs
Prise en compte de la gestion automatiques des unités / travail en SI
Possibilité d’externaliser les calculs (Excel)
Mise sous contrôle des données (Smarteam): référence des
composants activés/ désactivés et relation avec la nomenclature ?
…
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Conclusion
Élèves ingénieurs GMD formés :
CATIA V5 : principaux ateliers en inter-actif : de Partdesign aux
Surfaces, Analyse, DMU, revue de maquette, smarteam…
(au total : 75 h encadrés hors projet),
Au paramétrage « intelligent »,
En automatisation des tâches : Power copy, macros.
Perspectives
Formation plus intensive :
En automatisation des tâches
(ateliers de base étant vus au 1er cycle)
Smarteam
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