Digitalizace průmyslu ve výuce (5. díl)

Tags: Digitalizace průmyslu | Petr Fořt | Studenti | VOŠ a SPŠ Žďár nad Sázavou | Výuka

V dneš­ním člán­ku se po­dí­vej­me na návrh va­ri­ant­ní­ho au­to­mo­bi­lu po­sta­ve­né­ho na naší zá­klad­ní vý­vo­jo­vé plat­for­mě pod­voz­ku a na různé mo­di­fi­ka­ce pod­se­stav. Po­ku­sí­me se po­psat de­tail­ně­ji ře­še­ní tva­ro­vě od­liš­né va­ri­an­ty au­to­mo­bi­lu s ma­xi­mál­ním vy­u­ži­tím uni­fi­ko­va­ných sou­čás­tí pod­voz­ku, ří­ze­ní a po­ho­nu. Opět se po­ku­sí­me vy­u­žít vý­vo­jo­vých po­stu­pů za­lo­že­ných na di­gi­tál­ním pro­to­ty­pu.

Variantní modifikace automobilu postavená na jedné vývojové platformě

Ak­tu­ál­ně máme z před­cho­zí pro­duk­ce na­še­ho ma­lé­ho škol­ní­ho au­to­mo­bi­lu pří­pra­ven di­gi­tál­ní pro­to­typ a vy­la­dě­ny tech­no­lo­gic­ké pro­ce­sy vý­ro­by jed­not­li­vých kon­strukč­ních uzlů. Mů­že­me se nyní za­mě­řit na vy­u­ži­tí re­a­li­zo­va­né kon­strukč­ní plat­for­my pod­voz­ku a vy­tvo­ře­ní další va­ri­an­ty au­to­mo­bi­lu. Slovo uni­fi­ka­ce do­stá­vá s na­sa­ze­ním di­gi­tál­ní­ho pro­to­ty­pu v sou­čas­né praxi zá­sad­ní vý­znam. Proč vy­rá­bět jednu sou­část pouze pro kon­krét­ní model vý­rob­ku, když se pri­már­ně po­ved­la a mů­že­me ji vy­u­žít v ně­ko­li­ka pro­dukč­ních řa­dách.

Dvě varianty automobilu postavené na jedné platformě podvozku

S vy­u­ži­tím pa­ra­me­t­ric­ké­ho 3D mo­de­lo­vá­ní, po­stu­pů tech­nic­ké vi­zu­a­li­za­ce a vir­tu­ál­ní re­a­li­ty je kon­strukč­ní pro­ces snad­něj­ší než dřív. Na­hra­dí­me pouze pod­se­sta­vu ka­ro­se­rie spor­tov­ní­ho au­to­mo­bi­lu za ro­bust­něj­ší tvary užit­ko­vé­ho vozu ze čty­ři­cá­tých let mi­nu­lé­ho sto­le­tí. Mu­sí­me sa­mo­zřej­mě vše pře­dem vy­ře­šit z hle­dis­ka de­sig­nu, upra­vit kon­strukč­ní uzly a ná­sled­ně je vy­ro­bit zvo­le­ným vý­rob­ním po­stu­pem. Doba pro­ce­su pří­pra­vy vý­ro­by se ovšem díky uni­fi­ka­ci ná­le­ži­tě zkrá­tí. V našem pří­pa­dě při­bliž­ně na pě­ti­nu času pů­vod­ně po­třeb­né­ho pro pří­pra­vu a re­a­li­za­ci pů­vod­ní­ho pro­to­ty­pu.
Stej­ně jako model spor­tov­ní­ho vozu je model užit­ko­vé­ho au­to­mo­bi­lu spo­jo­ván čistě me­cha­nic­ky po­mo­cí šrou­bů, s mož­nos­tí za­mě­ni­tel­nos­ti jed­not­li­vých sou­čás­tí. Lze tak efek­tiv­ně měnit jed­not­li­vé kon­strukč­ní uzly ka­ro­se­rie, po­ho­nu, ří­ze­ní apod.

Při řešení designu nové varianty automobilu bylo opět využito virtuální reality

Vněj­ší vzhled au­to­mo­bi­lu lze díky od­dě­le­né kon­cep­ci plně funkč­ní­ho pod­voz­ku a mo­di­fi­ko­va­tel­né­ho roz­vo­ru efek­tiv­ně měnit. Je jen otáz­kou do­ved­nos­tí stu­den­tů, na jakou úroveň tvarů a de­sig­nu ka­ro­se­rie si trouf­nou. Zvo­le­ný kon­cept lze vy­u­žít pro kon­struk­ci mo­de­lu osob­ní­ho, ná­klad­ní­ho au­to­mo­bi­lu, nebo pro návrh ma­lé­ho ro­bo­tic­ké­ho pod­voz­ku.

Jednotná platforma podvozku s motorem o velikosti 550 a převodovkou s kuželovým ozubením

3D data vzni­ka­jí­cí jako di­gi­tál­ní pro­to­typ ve fázi kon­struk­ce jed­not­li­vých sou­čás­tí jsou skvě­lým zá­kla­dem pro na­sa­ze­ní tech­nic­ké vi­zu­a­li­za­ce, vir­tu­ál­ní re­a­li­ty, tvor­bu tech­nic­ké do­ku­men­ta­ce a pří­pra­vu vý­ro­by. My jsme se opře­li v této fázi hned o ně­ko­lik mo­der­ních tech­no­lo­gií, které se po­stup­ně ob­je­vu­jí v tech­nic­ké praxi.

Otevřené téma pro řadu technických oborů

Pro­por­ce mo­de­lu au­to­mo­bi­lu byly vo­le­ny s ohle­dem na vel­ko­ry­sou dis­po­zi­ci užit­né­ho pro­sto­ru, který je ide­ál­ní zá­kla­dem pro zá­stav­bu dal­ších tech­no­lo­gií. Mů­že­me vy­tvo­řit model po­há­ně­ný stej­no­směr­ným, pří­pad­ně vý­kon­něj­ším stří­da­vým elek­tro­mo­to­rem, ří­ze­ný 2,4 GHz pře­no­sem s di­gi­tál­ním ser­vo­po­ho­nem. Va­ri­ant­ně lze na­vrh­nout a vy­ro­bit i jed­no­duš­ší kon­cept mo­de­lu au­to­mo­bi­lu ří­ze­né­ho po­mo­cí mi­k­ro­po­čí­ta­če Ar­dui­no a blu­e­to­o­th mo­du­lu svá­za­né­ho s mo­bil­ním te­le­fo­nem.

Variantní je nejen výkon motorizace, ale také použití Li-Pol nebo Li-Ion baterií

Adap­tiv­ně pa­ra­me­t­ric­ká plat­for­ma di­gi­tál­ní­ho pro­to­ty­pu po­sky­tu­je mož­nos­ti a sta­veb­ní pro­stor na­pří­klad pro in­te­gra­ci osvět­le­ní, vý­straž­ných zvu­ko­vých sig­ná­lů apod. Lze řešit řadu kon­strukč­ních a tech­no­lo­gic­kých úloh včet­ně scé­ná­řů při zpra­co­vá­ní mo­de­lu a jeho pří­pra­vy do vý­ro­by. Na své si v našem té­ma­tu při­šlo i vy­u­ži­tí CAE ná­stro­jů, které jsme apli­ko­va­li hned při ná­vr­hu ně­ko­li­ka va­ri­ant pře­vo­do­vek od jed­no­duš­ších verzí s přímým a šik­mým ozu­be­ním až po slo­ži­těj­ší ře­še­ní s ku­že­lo­vý­mi ozu­be­ný­mi koly. Fi­nál­ní mo­de­ly au­to­mo­bi­lu jsou po­há­ně­ny jak Li-Pol, tak Li-Ion packy ba­te­rií s elek­tro­nic­ký­mi re­gu­lá­to­ry.

Fantazii a variantám automobilu se díky digitálnímu prototypu meze nekladou

Fi­nál­ní kon­cep­ty lze dis­ku­to­vat na­pří­klad s vy­u­ži­tím prů­mys­lo­vé vi­zu­a­li­za­ce nebo vir­tu­ál­ní re­a­li­ty. Pěkně zpra­co­va­ných pro­jek­tů lze s vý­ho­dou vy­u­žít při práci s nejmlad­ší­mi zá­jem­ci o stu­di­um, nebo v rámci zá­jmo­vých krouž­ků. Pro více in­for­ma­cí o dal­ších za­jí­ma­vých pro­jek­tech na­vštiv­te www.​spszr.​cz.