Projetos Inteligentes Reduzindo seu tempo de projeto usando o ilogic + Vault

Projetos Inteligentes Reduzindo seu tempo de projeto usando o ilogic + Vault Jean Carlos Pacher KeepCAD (Assistente/Co-apresentado: Martin Pujol Netzsch do Brasil) Nessa palestra apresentarei um caso de sucesso da empresa Netzsch do Brasil. Desenvolvemos uma aplicação em ilogic para projetar as bases das bombas da Netzch do Brasi. Com isso, reduzimos o tempo de projeto de 8 horas para 1,5hr. Garantindo assim uma maior padronização e qualidade do projeto. Sem contar com a drástica redução de custo. Vale ressaltar também que todo o projeto é gerenciado pelo Autodesk Vault. Objetivo de aprendizado Ao final desta palestra você terá condições de: Aplicar técnicas que proporcionam projetos mais rápidos Criar peças parametrizadas Vincular tabelas de excel ao seu projeto Criar pequenas aplicações em ilogic Sobre o Palestrante Formação técnica em Automação Industrial pelo SENAI JOINVILLE e graduação em engenheira de Produção pela UDESC - Universidade do Estado de Santa Catarina. Desenvolve projetos em softwares CAD desde os 18 anos, iniciando os trabalhos em revendas Autodesk e posteriormente em empresas de consultoria em CAD. Atendeu grande parte das industrias de Santa Catarina e do Paraná na questão de suporte e treinamentos em CAD. Atualmente é sócio e diretor na KeepCAD, empresa especializada em soluções para engenharia. Atua na parte de treinamentos avançados nos softwares Autodesk e desenvolvimento de parametrizações e configuradores de produtos. E-mail: jean@keepcad.com.br

INTRODUÇÃO Projetos inteligentes estão baseados diretamente com o fato de parametrizar um desenho, criar formulas e lógicas matemáticas para que o mesmo possa recalcular-se automaticamente e até mesmo tomar decisões inteligentes. A ideia é criar projetos que se auto projetem. Quando executamos um projeto possuímos um roteiro mental. Sabemos que se determinada condição acontecer deveremos tomar uma ação especifica. Se pararmos para analisar nossos projetos veremos que durante a criação dos mesmos existem muitas lógicas matemáticas, muitas formulas e muitas tabelas. A grande questão é: será que não podemos deixar que o software pense isso por nós? É claro que sim. Devemos deixar que o software pense nas coisas que já são padrões, tabeladas e formuladas, e focamos nossa atenção para tudo que é especial, novo e único em um projeto. Os benefícios de criar projetos inteligentes são enormes, mas destaca-se tres grandes vantagens: Redução de tempo: um bom trabalho em parametrização e configuração pode reduzir o tempo de projeto em até 90%. Alguns fatores influenciam diretamente nesse percentual, tais como o quão padrão e seriado esse projeto é. Confiabilidade: outra grande vantagem de parametrizar um projeto e criar formulas e logicas matemáticas é a confiabilidade de que não haverá erros no projeto. As fórmulas matemáticas sempre resultarão no mesmo resultado, mantendo a padronização e a confiabilidade do projeto. Padronização: à medida que iniciamos a parametrização dos nossos projetos, percebe-se rapidamente que é possível padronizar vários itens que antes eram ditos como especiais. Muitos projetos já têm mais de décadas de desenvolvimento e nunca foram revistos. Padronizar um projeto obriga a empresa à rever como seus projetos são construídos e porque eles são construídos dessa forma. 2

Quais projetos podem tornar-se inteligentes Será que meu projeto pode ser parametrizado? Será que posso deixá-lo mais inteligente? Muitos projetistas e gerentes de engenharia são relutantes à ideia de parametrização de seus projetos, pois possuem a visão de que seus projetos são complexos de mais e possuem muitas variações, não sendo possível identificar uma lógica de construção. Com certeza cada máquina, cada dispositivo, cada produto, cada projeto possui suas particularidades. Existem projetos mais fáceis de parametrizar e existem projetos que a parametrização pode ser aplicada a apenas 10% de todo o projeto. O que deve ser questionado é: Quais tabelas eu utilizo para criar meu projeto? Quais partes do meu projeto são seriados e quais são especiais? Quais as logicas que meu projeto possui? Quais são as rotinas que eu mais executo em meu projeto? Quando conseguimos responder essas questões, então podemos começar a pensar em deixar nosso projeto mais inteligente e otimizar muitas das rotinas. Conceitos Para iniciar nossos estudos nesse mundo sobre a parametrização é necessário aprendermos alguns conceitos, tais como: O que são softwares paramétricos O que são parâmetros O que é a parametrização Softwares Paramétricos Primeiramente é importante entender o que é um software paramétrico e quais as diferenças para um software não paramétrico, dito como modelagem orgânica. Quando pensamos em softwares paramétricos devemos compreender que assim são ditos pois possuem parâmetros (variáveis) que controlam todo o desenho. Em um software paramétricos todas as linhas são criadas a partir de alguma equação, podendo essa ser apenas uma constante matemática ou uma formula complexa. Sendo assim, a 3

mudança do modelo 3D é possível a partir da mudança dos parâmetros e das fórmulas matemáticas. Tudo que for desenhado em um software paramétrico terá um parâmetro associado o qual controlará alguma parte do desenho. Por exemplo, no caso de uma viga, teremos um parâmetro que controla a largura da viga, outro que controla a espessura, outro que controla o comprimento e assim por diante. Se um software não possui parâmetros que controlam o desenho então dizemos que esse software não é paramétrico. Parâmetro Um parâmetro basicamente é uma variável. Para ser considerado um parâmetro ele deve possuir um nome e uma equação matemática. nome parâmetro = equação Quando falamos em equação, podemos nos referir a uma formula matemática ou apenas a uma constante. Por exemplo, no caso da chapa abaixo, possuímos um parâmetro chamado largura_chapa e outro parâmetro chamado comprimento_chapa, os quais possui como equação uma constante. 4

comprimento_chapa = 40 largura_chapa = 10 Para criar as furações nessa chapa, precisamos de mais alguns parâmetros, tais como a distância entre centros e a folga até a parede. O parâmetro folga é uma constante. Para manter essas furações equidistantes deveremos criar uma formula para a distância entre centros. distancia_entre_centros = (comprimento_chapa / 2) folga Dessa forma, quando alteramos o valor da folga ou o comprimento da chapa, a distância entre centros é recalculada automaticamente para manter essa furação sempre centralizada. 5

Parametrização Nesse momento já sabemos o que é um software paramétrico e o que são os parâmetros que controlam um desenho. Mas então, o que é a parametrização? Parametrização é o ato de criar parâmetros em um desenho. Simples assim. A parametrização está diretamente ligada com a ideia de deixar um projeto mais inteligente. Quando desenhamos dentro do Autodesk Inventor e adicionamos as dimensões do desenho, já estamos parametrizando o mesmo. No entanto, pode-se fazer muito mais. Existem diversas técnicas para parametrizar um desenho e torna-lo extremamente inteligente. Nessa apostila iremos estudar algumas dessas técnicas, tais como: Gerenciador de parâmetros Controle de parâmetros via Excel Família de peças (ipart) Regras e lógicas de projeto (ilogic) Gerenciador de Parâmetros O Autodesk Inventor possui 4 tipos de parâmetros: Model Parameters São criados automaticamente quando dimensionamos uma sketch, criamos uma feature ou adicionamos uma constrain na montagem. Esses parâmetros recebem nomes como d0,d1,d2 e assim por diante, mas podendo ser renomeados para nomes mais descritivos escolhidos pelo usuário. 6

Não possuímos o controle da criação desses parâmetros. Quando criamos uma cota na sketch, automaticamente o Inventor cria um parâmetro. Quando criamos uma feature, o Inventor pode criar um, dois ou nenhum parâmetro. Por exemplo, uma extrusão pode gerar até dois parâmetros, um para controlar a distância da extrusão e outro para controlar o ângulo. Uma revolução completa (Full) não gera nenhum parâmetro. Reference Parameter Também são criados automaticamente. São parâmetros de referência ou também conhecido como driven dimension. São criados quando adicionamos dimensões a mais, que não são necessárias para dimensionar o modelo, criando dimensões em excesso. User Parameters - É possível criar parâmetros de usuário, que são mais gerais que os do modelo e podem ser utilizados para satisfazer os requisitos funcionais. Os parâmetros de usuário são utilizados em equações ou regras do ilogic, e eles também podem ser utilizados em expressões para os outros parâmetros. Um parâmetro de usuário por si só não altera o modelo. Eles servem para alterar um parâmetro do modelo, o qual esse sim, irá alterar o modelo geométrico. Esses parâmetros são criados manualmente pelo usuário. Linked Parameters - É possível definir parâmetros em uma planilha do Microsoft Excel e, a seguir, vinculá-la a uma peça ou a uma montagem. Também é possível vincular parâmetros a partir de um outro arquivo de peça ou de montagem. Para vincular os parâmetros de uma outra montagem ou de uma outra peça, é necessário que esses parâmetros estejam exportados. Os parâmetros podem possuir tipos de dados diferente. Abaixo segue os tipos de dados aceitos pelo Autodesk Inventor: Numeric Parameter: Parâmetro numérico. Aceita apenas números, podendo esse serem números flutuantes, positivos/negativos. Todo parâmetro do modelo é um parâmetro numérico, não podendo ser alterado para nenhum outro tipo de parâmetro. Mas também é possível criar parâmetros do usuário que sejam do tipo numérico. Text Parameter: Parâmetro de texto, consiste em uma serie de caracteres. Exemplos: nome, tipo, cor, material, descrição, modelo, e outros. True/False: Parâmetro de verdadeiro ou falso, consistem em valores booleanos (0 e 1). Multi Value: Parâmetros de valores múltiplos. Contém uma lista de possíveis valores. Um parâmetro de valores múltiplos possui apenas um valor por vez. Para controlar esses parâmetros, o Inventor possui um gerenciador Fx Parameter, conforme imagem abaixo: 7

Parameter Name: é o nome da variável. Esse nome é importante para gerar as formulas das equações e as regras no ilogic. Unit/Type: É a unidade ou o tipo do parâmetro. Quando o parâmetro é numérico, mostra a unidade da variável. Quando é um texto ou um parâmetro verdadeiro ou falso, mostra o tipo do parâmetro. Equation: É a expressão matemática que gera aquele parâmetro. Nominal Value: É o resultado da equação matemática descrita em Equation. Driven Rule: Mostra em qual regra do ilogic aquele parâmetro está sendo usado. Tolerance: Usado para configurar o método de tolerância aceito naquele parâmetro. Model Value: Mostra o valor que está aplicado no modelo geométrica, levando em consideração a tolerância da dimensão. Key: Define se aquele parâmetro é um parâmetro chave ou não. Muito utilizado para criar filtros de parâmetros. Export: Usado para exportar um parâmetro. Um parâmetro exportado permite que o mesmo seja utilizado nas propriedades personalizadas do modelo, nas listas de peças e outras tabelas. Um parâmetro exportado também permite que o mesmo seja vinculado à uma outra peça ou montagem. Comentário: campo livre para definir um comentário para aquele parâmetro. 8

Um simples eixo possui diversos parâmetros, entre eles o comprimento do eixo, diâmetro da cabeça, diâmetro do corpo, raio e chanfro. Ao alteramos os valores no gerenciador de parâmetros, todo o modelo é recalculado. Controle de parametros via Excel. O Inventor permite vincular uma tabela do Excel no gerenciados de parâmetros. Isso é extremamente útil se utilizamos os mesmos parâmetros em muitos modelos. Em vez de criar o mesmo parâmetro em cada um dos modelos, podemos criar uma tabela do Excel que contenha essa variável e vincula-la aos parâmetros do Inventor. Isso irá garantir que sempre que precisarmos alterar um determinado parâmetro, bastará alterar no arquivo do Excel. Utilizaremos a planilha abaixo para ser vinculado ao Autodesk Inventor. 9

No próprio gerenciador de parâmetros (Fx), utilizamos a opção Link. Na caixa de diálogo aberta a seguir, devemos escolher qual arquivo do Excel queremos vincular e qual é a célula que inicia os parâmetros. Nesse momento, o Inventor vincula esses parâmetros dentro do Fx. Perceba que é mantida o vínculo entre a planilha e o Inventor, sendo que o endereço é mostrado no gerenciador. E logo abaixo, ele cria os parâmetros que existem nessa planilha. Por enquanto, esses novos parâmetros associados não possuem efeito nenhum no modelo geométrico. É necessário que adicionamos esses novos parâmetros nas equações dos parâmetros 10

do modelo. Para fazer isso, em equation, escrevemos o nome dos parâmetros conforme queremos fazer a associação. Pronto! Quanto mudarmos a tabela do Excel, automaticamente os parâmetros vinculados serão alterados. Com isso, os parâmetros do modelo que possuem como equação os parâmetros vindo do Excel também serão atualizados. E por fim, o modelo é atualizado. 11

Família de peças iparts Muitos projetos possuem peças que diferem apenas pelo tamanho, material, propriedades ou outras variáveis. Nesse caso, podemos construir o que chamamos de família de peças. Uma família de peças segue o mesmo princípio das peças de biblioteca que o Autodesk Inventor já possui. A criação de uma família de peças utiliza um comando chamado de ipart. Inicialmente é necessário modelar a peça desejada, criando e renomeando todos os parâmetros que são possíveis de alteração. Após isso, é criado o ipart. O ipart é uma tabela que contém as variáveis e propriedades que serão alteradas naquela peça. Nessa tabela é possível incluir: Parâmetros; Propriedades (Part Number, Stock Number, e outras); Definições de Roscas; Definições de imates; Work Features (Planos, eixos e pontos); Definições de supressões de features; ifeatures; Existem dois tipos de iparts: 12

Standard iparts: Usado para peças de biblioteca, peças seriadas, peças em que podemos definir todos os valores das colunas. Custom ipart: Contem pelo menos uma coluna como Custom. Quando a peça é gerada, o usuário é questionado sobre o valor do parâmetro custom. Utilizado quando o range de variáveis é muito grande, exemplo: um tubo. Podemos tabelar o diâmetro e a espessura. No entanto, se fossemos tabelas todos os comprimentos possíveis, teríamos uma tabela muito grande, talvez até inviável. Para criar um ipart (peça tabelada) usamos o comando Manage ipart. As abas mostram todas as opções possíveis de adição à tabela, conforme vimos no capitulo acima. Logo abaixo, possuímos a tabela criada. Cada uma das linhas representa uma peça que será gerada. O ipart funciona da seguinte maneira: existe uma peça pai que gera diversas peças filhos, conforme a quantidade de linhas em sua tabela. 13

A primeira coluna do ipart é o membro desse ipart. A segunda coluna é o Part Number. Essas colunas são padrões de todo ipart. As próximas colunas são os parâmetros e propriedades que queremos controlar. Após confirmar essa caixa de diálogo, o arquivo do eixo automaticamente vira um arquivo tabelado. O ícone é alterado e a arvore de features recebe um nome item chamado table, o qual possui todos os membros desse ipart. Para alterar entre os membros, basta um duplo clique no membro escolhido. 14

Esse método de criação de iparts é chamado de Standard ipart, pois todos os valores são padrões. Possuímos uma tabela completa onde conhecemos todas as variáveis. Com isso, cada uma dessas linhas é uma peça gerada, um arquivo ipt. O Inventor automaticamente cria uma pasta no mesmo local do ipart com o mesmo nome do ipart e salva os arquivos gerados nessa pasta. Um outro método de criação de ipart é o Custom ipart. Nesse caso, uma das colunas não possui valores pré-definidos. Essa coluna será uma coluna customizada, onde no momento de inserção desse membro, o Inventor pedirá o valor dessa variável. Por exemplo, vamos supor que o comprimento do eixo tenha uma grande variação de valores. Para não criar uma imensa lista de itens, deixamos a coluna Comprimento como custom. 15

É possível também especificar um range para os valores aceitáveis. No caso do comprimento do eixo, definiremos que o mesmo precisa ser de no mínimo 50mm e no máximo 1000mm. O incremento serve para definir de quanto em quanto eu posso aumentar o comprimento desse eixo. Por exemplo, se o incremento for 10, só será possível comprimentos múltiplos de 10. Pronto! No entanto, quando mudamos o membro, o Inventor pergunta-nos qual deve ser o valor do comprimento. No campo que diz respeito ao comprimento estamos livres para colocar qualquer valor, respeitando os limites de máximo, mínimo e incremento. Nesse caso, a partir de um único membro, podemos criar várias peças. Por isso, o Inventor não usa o mesmo método de salvamento dos Standard iparts. Quando usamos Custom iparts, o Inventor pergunta onde queremos salvar esse arquivo e qual será o seu nome. Em resumo as famílias de peças são extremamente uteis quando possuímos geometrias similares, onde alguns parâmetros dessa geometria são alterados, no entanto, mantem a mesma estrutura de modelagem. 16

Abaixo segue uma tabela comparativa entre os dois métodos de criação dos iparts. Comportamento do ipart Standard ipart Custom ipart Valores de parâmetros para a criação de membros Localização dos arquivos de membros Número de membros Reutilização de membro Especificar nomes de arquivo de membro usando a tabela de ipart? Selecionar em uma lista Subdiretório com mesmo nome do arquivo pai Finito; um membro em cada linha É reutilizado se estiver disponível Sim Normalmente pode ser especificado qualquer valor para os parâmetros personalizados. O resto dos parâmetros podem ser selecionados em uma lista. Especificado pelo usuário Tipicamente infinito; cada linha pode produzir vários membros segundo os diferentes valores dos parâmetros personalizados Sempre recém criado Não 17

ilogic O ilogic foi integrado ao Inventor na versão 2010. Permite criar projetos dirigidos e controlados por regras. É uma ferramenta para padronizar e automatizar processos de um projeto e configurar os produtos. As regras são objetos criados na própria peça, montagem ou detalhamento. A grande vantagem é que a linguagem do ilogic é uma linguagem simples, desenhada para os projetistas e engenheiros que não possuem uma experiência em programação. Existem diversas aplicações para as regras do ilogic, tais como: Procurar ou mudar um ipart ou iassembly em uma montagem; Ativar ou desativar peças e constraints; Alterar os materiais e as aparências das peças em uma montagem; Ler e escrever em alguma tabela do Excel; Criar condições dentro de um projeto e alertar caso as condições não esteja sendo cumpridas; Calcular os melhores resultados para o projeto; e outras. Basicamente o ilogic está dividido em dois ambientes: Formulários e Regras. No primeiro, é possível criar os formulários que serão a interface entre as regras e o usuário. Abaixo segue um exemplo de formulário: 18

No segundo ambiente trabalharemos as regras, que é a inteligência do ilogic. Criaremos expressões matemáticas, laços de repetição, condicionais e toda lógica do projeto. Nesse ambiente, o ilogic já possui diversas funções prontas para executar diversas tarefas, como veremos a seguir. Funções para parâmetros e propriedades. Dentro de uma montagem podemos controlar os parâmetros de uma determinada peça. Para isso, usamos a seguinte sintaxe: Parameter( nome da peça, nome do parâmetro ) = valor Na imagem abaixo estamos controlando as medidas de uma viga U. As propriedades também podem ser controladas seguindo um princípio bem parecido. Usamos a seguinte sintaxe: iproperties.value( nome do arquivo, Aba do iproperties, campo do iproperties ) = valor 19

Number. No exemplo abaixo estamos controlando as propriedades Stock Number, Description e Part Funções para os componentes e restrições de montagem Para ativar ou desativar uma peça dentro de uma montagem, usamos a função Component.isActive. Essa função controla a supressão de uma peça. Ou seja, se o seu valor for verdadeiro a peça estará ativa. Se seu valor for falso a peça será suprimida. Component.IsActive ( nome da peça ) = true/false Também é possível controlar apenas a visibilidade da peça. Para isso, usamos a função component.visible, conforme imagem abaixo: Assim como componentes, podemos controlar uma restrição de montagem (constraint), usando a função constraint.isactive E por fim, podemos controlar a feature de uma determinada peça. Para isso é necessário acessar primeiramente a peça e depois a feature desejada. 20

Funções para trabalhar com o excel O ilogic possui funções para ler dados de uma tabela no Excel e funções para ler e escrever em células especificas. Uma das funções mais utilizadas é a GoExcel.FindRow. Essa função serve para que o ilogic procure uma determinada linha em um arquivo do Excel. No exemplo acima, o ilogic irá até o arquivo do Excel definido em filename.xls, abrirá a planilha Sheet1 e procurará em uma coluna chamada columnname por valores que sejam menores ou igual a 0,2. Quando o ilogic encontrar, ele retornará o número dessa linha para a variável i. No caso acima, o Inventor buscará no arquivo Netzsch.xlsx, na sheet1, pelo valor de 40 na coluna de Bomba e retornará o número dessa linha. Para este caso, o valor retornado seria o valor 3. Agora que a linha já foi encontrada, é possível usar essa variável para buscar os valores dessa linha. No exemplo abaixo, a variável comprimento receberá o valor que está na coluna b, o qual é 220 para a linha 3. E o valor largura receberá o valor de 155 que é o correspondente a linha 3 da coluna b2. 21

Funções para trabalhar com ipart O ilogic possui funções que permitem escolher/alterar um membro de um determinado ipart. Uma dessas funções é o ipart.changerow. Nesse caso, é necessário informar qual é o nome do ipart e qual o membro que será usado. No exemplo acima, o ipart chamado Proteção Pintura 1 que está com o membro ativo 225S-M será alterado para o membro 355M. Condicionais Uma ferramenta muito útil é a criação de condicionais. Uma condicional é uma regra de tomada de decisão. Analisa-se uma determinada condição. Se essa condição for cumprida, executase os comandos dessa condição. Caso contrário, analisa-se outra condição e assim sucessivamente. No exemplo abaixo é analisado o tipo de vedação. Se o tipo de vedação for com retentor, então o código dessa vedação será C. Caso contrário é analisado se o tipo de vedação é Sem Vedação. Nesse caso, o código será O. Por fim, analisamos se o tipo de vedação é selo mecânico e aplicamos o valor GL para o código da vedação. 22

Mensagens de aviso Mensagens ajudam a tornar a comunicar uma determinada ação ou erro para o usuário. Sempre que for necessário uma interação ou relatar algo ao usuário, podemos utilizar as funções de mensagem. No exemplo acima é analisado se a tabela do motor e a tabela da bomba são verdadeiras, ou seja, se elas existem. Caso afirmativo é executado a função para gerar o conjunto. Caso uma das duas tabelas seja falsa, o aplicativo retorna uma mensagem, dizendo que os dados estão incompletos. 23