Inventor在高壓變頻柜設計中的應用

時間:2011-02-25 10:30:31 來源:

Inventor在高壓變頻行業中的應用

北京合康億盛科技有限公司是一家專業研發、生產高壓大功率變頻器的高科技企業。產品廣泛應用于電力、石化、冶金、礦山、水泥、自來水等領域，可實現對高壓電動機的調速、制動、軟啟動和智能控制。

高壓器變頻器外殼為鈑金結構件，其結構復雜繁瑣，里邊的結構件數量多。一般的平面設計軟件很難表達清楚，還有也很難讓客戶看到新產品的效果圖。為此我公司在2005年4月購買了Autodesk公司的Inventor軟件。Inventor軟件軟件給公司產品結構的設計帶來了很大的方便。

Inventor軟件有著強大的功能，可謂是海納百川。在變頻器結構設計中只用了Inventor中的功能之一，鈑金設計。剛開始接觸Inventor軟件首先能感覺到最強眼的功能：1、外觀效果圖極佳，有一種藝術美感（見變頻器外觀圖）。2、工程圖繼承了Autocad的特點，美觀大方，線條柔和（見變頻器外觀圖2D）。3、能提供標準件庫。一臺變頻器結構中有300多個標準件諸如螺栓、螺母、墊圈等，用Inventor能直觀表達這些標準件，還能準確統計它們的型號規格和數量。

在變頻器結構中單元柜的結構最為復雜，在單元柜設計中更能體現Inventor強大功能。所以下面著重寫Inventor在單元柜設計中的應用。高壓變頻器的單元柜內部裝有功率模塊單元還有用于冷卻功率模塊單元的密封腔及其形成的通風散熱通道和控制室。單元柜中的功率單元利用IGBT進行同步整流，可得到可變頻的三相高壓電源，大大削弱了輸出諧波含量的正弦波驅動電機。

在單元柜設計中用到了以下功能：1、鈑金和零件的基本命令。2、部件與焊接件的基本命令。3、鈑金中的沖壓工具。4、根據材料自動計算重量。5、裝配體從上到下和從下到上的設計。6、裝配體中的編輯。7、利用投影幾何圖元找裝配關系、相關零件的尺寸、新零件。8、利用鏡像確定新零件。9、工程圖及鈑金展開圖。

在使用過程中感覺Invento還是很平易近人的，有三維基礎的只要稍微熟悉一下就能展開工作了。新手上路只要認真聽培訓有一星期也能得心應手。但也不是一帆風順的，在使用過程中也有攔路虎，把你搞的一籌莫展。這個時候只要肯鉆，肯動腦子，問題總會解決的。當一個難題解決后你會有一種小有收獲的喜悅，給你苦糙乏味的設計工作帶來歡樂。下面是我在使用Invento中遇到的問題和挑戰：

1、裝配體從上到下和從下到上設計時遇到幾個問題：A、什么時候需要從上到下，什么時候需要從下到上。B、下一級部件的建立。C、裝配體的編輯。

以往設計從下到上設計，先畫零件圖。后來發現這樣做最大的不足是零件間的相互相互關系保證不了，容易出錯。而且費時，同時也不利于下一級部件的建立。這樣也與設計裝配體的正常思路相勃。經過幾個項目的實踐，我覺的最佳的思路是以從上到下為主以從下到上為輔。有一個原則，新零件，在裝配體上好找投影幾何關系的用從上到下法。在變頻器外觀圖中，前右上門裝配中的前右上門板就是從上到下確定下來的，204通風網就是從下到上的設計。在著個項目前已有的零件或標準件，在裝配體上不好找投影幾何關系的用從下到上法。在設計中先不要考慮下一級部件的建立，所有的零件完成后，把握全局才能合理組合部件。在前幾次的設計中還沒把零件全部建完就建立部件，到最后才發現丟三落四，部件不合理，不利于圖紙的表達。還有全部零件建完后建立部件時，當新的部件生成后第一件事就是要把新部件中的零件全部固定。以前沒注意這個問題結果新部件中的零件間由于重新組合裝配關系沒有了，如果不固定是件很可怕的事，稍不注意就會前功盡棄。在變頻器外觀圖中的各級的部件就是在全部零件完成后建立的。次裝配體零件很多，上下級關系也很復雜，用了這中方法很省時也省力。具體的操作，在變頻器外觀圖中，建立前左門裝配時，在部件面板中先用右鍵點前左門板彈出一菜單點降級，出來一對話框，確定部件的名稱為前左門裝配和要保存的位置，一個新的部件就此誕生了。在這和時后裝配體中只有一個零件既前左門板，其它零件需要添加，添加是只要在部件面板中摁住CTRL鍵把要選的零件都選上拖到前左門裝配就行。注意這里還有一個小技巧拖動時一定要把部件按樹形打開，要不然零件只是挪動了位置，并沒有降級。如過發現自己不小心把前頂楣也拖到了該部件下，沒關系只要點右鍵選升級即可。關于裝配體的編輯看底座槽鋼焊接圖。此裝配體是由若干段槽鋼焊接而成。上面的孔是用來連接側板的。以前總習慣編輯每個槽鋼來畫這些孔的，費時而且容易出錯。

后來到加工車間看到工人們是在焊好后才打加工孔的，當時就想為什么在設計中不把這個裝配體當作一個焊接整體編輯呢？正好Invento中也有這個功能。真是柳暗花明又一村啊。

2、利用容易的裝配關系來確定復雜的不好操作的裝配關系。見前左門裝配圖，以前B門鉸套和門板裝配時很費勁，有時搞的滿頭大汗也不上，因為一個小件影響整個項目的進度是一件讓人上火的事。后來發現在添加裝配約束命令中插入是最得心應手的，為何先不把B門鉸套裝到單元柜骨架上的門軸上，然后再把它升級在拖到前左門裝配中呢，后來發現此方法真是妙極了。

3、利用直觀法確定零件的大小。在鎖桿設計圖中鎖桿的長度通過測量和計算來確定是件不容易的事。于是就想既然Invento是個三維軟件，很直觀明了，為什么非要通過計算呢，于是把其他件隱藏掉，露出所有待定的鎖桿，通過改各個鎖桿的草圖，反復幾次直到鎖桿頭到了門瑣單頂件的最佳位置。省時省力何樂而不為呢？

4、注意及時糾正Invento報的錯。以前在設計中發現經常出現報錯的情況，有時是裝配約束過約束或裝配約束矛盾，有時是參考關系出錯。這個時候往往是丈二和尚摸不到頭，只能強行接受了。當一個裝配體完成后看到部件面板中黃色的警告對于我這個追求完美的人來說心里很不是滋味。于是決定要去除這個攔路虎。經過認真研究發現，一種報錯會導致下面的工作沒法進行，這是因為有的命令沒學好。在前左門裝配圖中行程開關頂碰件和前左門板裝配時就出過錯。在此裝配關系中，添加裝配約束對話框里的配合用一次，表面平齊用兩次才能正確裝配行程開關頂碰件。發生此種錯誤是自己對命令沒吃透，導致過約束。Invento會阻止你往下進行，直到你把命令吃透，它才放行。一種錯位是很可能是兩零件的位置關系發生意外。這個時候Invento報錯，但你要接受可以往下進行，但有出錯的可能。應該是一報錯就去改正錯誤。在這個意義上說，Invento有強大的免疫功能。

5、把握參考關系去留的最好時機。在裝配中用投影幾何圖元法確立新零件是件很科學的事。零件與裝配體或零件與零件間的參考關系有時給你帶來方便有時也給你帶來麻煩。在前期設計種零件還沒完全定形，有了參考關系，如果改動某個零件相應的零件或與之關連的裝配體自動跟著變化。一但零件確認下來，參考關系最好是刪除，像上邊所說，會因為移動一個零件Invento報錯，這樣你會心煩意亂的。

6、陣列零部件要把握時機。對于相同的多個且有著一定規律零部件用陣列是最爽不過的事。但用此命令前一頂要先把握一下時機，在單元裝配圖中中下層的單元裝配好后如果用陣列上邊層的單元很容易就能生成，但一定要把握機時機，如過你用早了，先陣列好后再把單元降級到下一個部件，那么在新的部件中陣列的單元不存在了，做了無用功。所以一定要等到各部件安排好后再盡情陣列。只有把好時機才能讓Invento發揮特長。

7、在Invento中測量兩孔的距離比登天還難，不過那是初次用時的感覺。測量時只要先選其中一孔所在的面，然后再點需要測的兩孔，發現來這么簡單。

8、在編輯零件時用投影幾何圖元法時，有時看不到與之相關的零件的輪廓，這時需要選線框顯示才能找到。

9、在工程圖中，尺寸標注有時不需要具體數值，比如是“L”以前是選中尺寸，按右鍵選文本在〈〈〉〉前加“L”但最后是“L=〈〈〉〉”。就這個問題開頭搞的我暈頭轉向，后來不經意中我在右鍵下拉菜單中選隱藏數值后就只有一個“L”了。

總之，Invento是個盡乎完美的軟件。有時一些小技巧小方法也許教材上很詳細的介紹給大家了，但對我們這些時間就是生命的設計工程師來說，自己動腦子琢磨和勇敢嘗試也許是學習軟件的捷徑。如果教材上沒有那也是對Invento的一個補充。以上是我在使用當中的一點心得和體會，希望能給大家帶來一點幫助。

單元柜外觀圖