طراحی میل لنگ و پیستون
تحلیل با نرم افزار انسیس فلونئت
طراحی قالب تزریق پلاستیک
مهندسی معکوس قطعات صنعتی

مهندسی معکوس قطعات صنعتی

مهندسی معکوس(Reverse Engineering):

به علمی گفته می‌شود که از پاسخ به سؤال می‌رسند و در واقع فرایند کشف اصول تکنولوژیکی یک دستگاه، شیئ یا یک سیستم می‌باشد که از طریق تجزیه و تحلیل ساختار و عملکرد آن حاصل می‌شود. در اکثر مواقع موضوع مورد بررسی یک دستگاه مکانیکی، الکتریکی، برنامه نرم‌افزاری یا یک ماده بیولوژیکی یا شیمیایی می‌باشد که بدون داشتن دانش قبلی و تنها با جداسازی اجزا و تجزیه و تحلیل شیوه عملکرد آن، سعی در ایجاد یک نمونه جدید از آن می‌گردد.

مهندسی معکوس به طور عمده در استفاده‌های تجاری و نظامی به کار می‌رود و هدف آن استنباط پارامترهای طراحی یک محصول موجود بدون داشتن دانش کافی در زمینه تولید آن محصول و فقط با پیمودن فرایند معکوس و به کارگیری تکنیک‌های مشابه می‌باشد.
مهندسی معکوس یکی از روشهایی است که شرکتها با به کارگیری آن، فرایند تکوین محصول خود را سرعت می بخشند. این روش در کشورهای درحال توسعه چون ایران که ازنظر دانش طراحی محصول و فناوری تولید عقب تر از کشورهای پیشرفته هستند، پاسخی به افزایش توان طراحی و تسریع فرایند تکوین است.
متدولوژی مهندسی معکوس:
 مهندسی معکوس یکی از روشهایی است که شرکتها با به کارگیری آن، فرایند تکوین محصول خود را سرعت می بخشند. این روش در کشورهای درحال توسعه چون ایران که ازنظر دانش طراحی محصول و فناوری تولید عقب تر از کشورهای پیشرفته هستند، پاسخی به افزایش توان طراحی و تسریع فرایند تکوین است.
نرم افزارهای مورد استفاده عبارتند از:

Catia - Solidworks - Inventor - Autocad

  • نرم افزار سالیدورکس:(Solidworks)

اولین نسخه این نرم‌افزار در سال 1995 توسط شرکت SolidWorks عرضه شد. این شرکت در سال 1993 تاسیس گردید و بعد از مدتی با شرکت فرانسوی DASSAULT SYSTEM ادغام شد که این شرکت خود زیر مجموعه IBM می ­باشد و در سال 1981 تاسیس گردیده است. در حال حاضر این نرم‌افزار تحت لیسانس شرکت UGS که یکی از بزرگ‌ترین کمپانی‌های سازنده نرم‌افزارهای صنعتی می باشد وارد بازار می گردد.

این نرم‌­افزار از نسل چهارم نرم‌­افزار­های طراحی مکانیکی است که توانایی مدل‌سازی پارامتریک هندسه های مختلف را دارد. SolidWorks همانند شکل زیر دارای سه محیط اصلی می باشد:

  1. Part: در این محیط می‌توان توسط دستورات مختلف ابتدا طرح های دو بعدی (sketch) رسم نمود و سپس مدل سه بعدی مورد نظر را ایجاد نمود.
  1. Assembly: در این محیط می توان اجزاء ایجاد شده در محیطPart را در کنار هم مونتاژ نمود تا بتوان حرکت خروجی مورد نظر را از مجموعه استخراج کرد و همچنین اثر قطعات را در کنار یکدیگر بررسی نمود.
  2. Drawing: در این محیط می‌توان بصورت خودکار از مدل‌های ایجاد شده در محیط Part یا Assembly نقشه دو بعدی تهیه نمود.
  3. در محیط های ذکر شده در بالا و همچنین در ماژول های نرم‌افزار SolidWorks امکان خلق پنج نوع مدل وجود دارد:

    • مدل سیمی: این مدل از مجموعه منحنی‌هایی در فضا تشکیل شده است که توسط این منحنی‌ها سعی در نمایش صفحه را دارد. مدل های سیمی درSolidWorks برای طراحی سطوح پیچیده مورد استفاده قرار می‌گیرند که برای ایجاد آن می توان منحنی‌های مورد نظر را توسط دستورات نرم‌افزار رسم نمود و یا اینکه توسط دستگاه تصویربرداری (CMM) اطلاعاتی همانند منحنی‌ها را به نرم‌افزار ارسال نمود.
    • مدل سطح: در این حالت بجای طراحی کل مدل بصورت صلب، فقط سطوح مدل طراحی می­شوند و در نهایت این سطوح به مدل صلب تبدیل می ‌شوند. امتیاز این روش در انعطاف پذیری بالا برای طراحی سطوح پیچیده مدل می‌باشد، بطوری که دربعضی موارد طراحی این سطوح بصورت صلب امکان پذیر نمی‌باشد. 
      • درSolidWorks برای تولید سطوح هم می‌توان توسط بخش Surface Modeling در محیط Part اقدام نمود و هم می توان این هندسه را توسط مدل های سیمی ایجاد نمود. یکی دیگر از روش‌های ایجاد سطوح که امروزه رو به گسترش است استفاده از دستگاه تصویربرداری و ایجاد مدل توسط نقاطی می‌باشد که بر روی سطح مدل قرار دارند. به این روش ابر نقاط گویند که می توان توسط بخش ScanTo3DدرSolidWorks این ابر نقاط را به سطح تبدیل نمود تا بتوان تغییرات مورد نظر را در بخشSurface Modeling بر روی آن ایجاد نمود.
      • مدل صلب: هدف اصلی در سالیدورکز همواره تولید یک مدل صلب می‌باشد که توسط آن بتوان خواص جرمی مدل را استخراج نمود. در مدل های سیمی و سطحی نیز اکثراً هدف دست‌ یابی به مدل های صلب است.
      • مدل شبکه‌ای: مدل‌های شبکه‌ای یا مش­‌بندی شده برای تحلیل مدل‌­ها استفاده می­‌شود. این مدل بر اساس روش­ اجزاء محدود ایجاد می ‌شود ودر نهایت روابط ساختاری مکانیک بر این مش­‌ها اعمال شده و در نهایت معادلات بر روی مرزهای مش‌ها نیز حل می‌شود.این قابلیت در نرم افزار سالیدورکس از نسخه 2003 به بعد در محیطی تحت عنوان COSMOSX اضافه شده است. در مقایسه با نرم‌افزارهای تحلیل معتبر همانند Ansys محیط COSMOSXPRESS از قابلیت اطمینان بالایی برخوردار نبود که در طی نسخه‌های بعدی سالیدورکز این مشکلات بر طرف شده و در نهایت برای اینکه این نرم‌افزار بتواند به شکل کامل تحلیل های مختلف راتحت پوشش قرار دهد، ماژول COSMOS به نرم افزار سالیدورکس اضافه شده است که در حال حاضر یکی از پر طرفدارترین نرم‌افزارهای تحلیلی می‌باشد.زیرا به راحتی می‌توان مدل ایجاد شده در سالیدورکس را بدون بروز هیچ نوع خطایی به COSMOS منتقل نمود و در صورت نیاز به تغییر هندسه، این تغییرات را به راحتی در سالیدورکس انجام داد و مدل را در فضای تحلیل به روز رسانی نمود.
      • مدل ترکیبی: نرم افزار سالیدورکس  توانایی ترکیب مدل‌های سیمی، سطحی و صلب را با هم داشته و می تواند تمام این بخش ها را در کنار هم ایجاد نماید. این روش برای مدل ‌هایی مناسب است که هر بخش آن دارای هندسه، شرایط بارگذاری و یا فرایند ساخت متفاوت می‌باشد.مهم ­تر از همه این نرم‌افزار می‌­تواند در محیط Assembly مدل‌های صلب یا سطحی را بر روی یکدیگر مونتاژ نماید.
      • از دیگر قابلیت‌های نرم‌افزار SolidWorks می‌توان به موارد زیر اشاره نمود:

        - امکان معادله‌نویسی (Equation) بین پارامترها و انداز‌ه‌های مختلف در مدل
        • - امکان استفاده از جداول طراحی (Design Table) به منظور برقراری ارتباط بین اندازه‌ها و معادلات در محیط excel
        • - امکان ایجاد نماهای انفجاری (exploded view) و تهیه فیلم و انیمیشن از مدل انفجاری در طی مونتاژ یا دمونتاژشدن مدل
        • - امکان تحلیل مکانیزم‌های ایجاد شده در محیط Assembly و بررسی خروجی های مختلف
          • - امکان طراحی انواع قالب ها پلاستیک، دایکاست، فلزی، فورج و … در محیط Mold Design & Die Design و همچنین در ماژول iMold
      • - امکان استفاده از قطعات استاندارد (Tollbox) با کتابخانه‌های مختلف در استانداردهای مختلف و امکان ویرایش واضافه نمود قطعات استاندارد به این توابع کتابخانه­‌ای

      • - تولید سازه‌های جوشی و پروفیل ­های استاندارد در بخش Weldment در محیط Part و امکان تهیه جدول از پروفیل‌های استفاده شده با جزئیاتی همانند طول، زاویه برش دو انتها، نوع استاندارد و...

      • - امکان تولید مدل‌های ورق‌کاری در حالت‌های bend و form و امکان استفاده از جداول و معادلات مختلف جهت تعیین پارامتر­های اساسی در تعیین خم کاری­‌ها و همچنین امکان ایجاد مدل گسترده ورق جهت فرایند تولید.

      • - امکان ایجاد خطوط لوله‌کشی استاندارد و Piping و همچنین امکان طراحی قطعات و تجهیزات الکتریکی همانند سیم در محیط Routing در محیط  Part

      • - امکان تهیه خروجی گرافیکی با در نظر گرفتن محیط طراحی،جنس، نور، انعکاس نور و … و تولید عکس گرافیکی در محیط Photoworks و Photoview360 در بخش Render tools

      • - امکان Export/Import نمود هندسه‌های مختلف با سایر نرم‌افزارهای طراحی یا تحلیلی

      • - در نهایت می‌توان گفت که نرم‌افزار SolidWork با رویکرد توانایی در ایجاد مدل‌های ابعادی و با در نظر گرفتن فرایند های تولید، با کاستن از محیط‌های جانبی توانسته به سرعت بالا در ایجاد طرحهای مختلف دست یابد که این موضوع باعث استقبال واحدهای زیادی از این نرم‌افزار شده است.

        • نرم افزار کتیا:(Catia)
        • نرم افزارCATIA یکی از قویترین نرم افزارهای طراحی، تولید و تحلیل به کمک کامپیوتر یاCAD/CAM/CAE در دنیا است. که هم اکنون به عنوان یکی از بهترین نرم افزارهایCAD/CAM/CAE در سطح جهانی مورد استفاده قرار میگیرد. این نرم افزار دارای کاربردهای وسیعی است که شاید به همین دلیل کار کردن با آن به نظرسخت می آید. نرم افزارCATIA دارای بیش از 100 ماژول (بسته کاری) می باشد که درزیر به برخی از آنها اشاره میگردد:

        • محیط های مدل سازی(Solid Model) :این قسمت که در زیر مجموعه ماژول Mechanical Design  قرار دارد برای مدل کردن قطعات توپر (Solid) و  مجموعه مونتاژی ، طراحی قالب ، طراحی مدلهای ورقکاری (Sheetmetal) ،نقشه کشی صنعتی، تلرانس گذاری و ... استفاده میشود.

        • مدل سازی سطوح(Shape) :این قسمت علاوه برساخت سطوح پیچیده قابلیت انجام مدلسازی روی ابر نقاط و فایلهای حاصل از اسکن سه بعدی را نیز دارا است.

        • -محیط ماشینکاری:پس از ساخت مدل به کمک قابلیتهای محیط ماشینکاری براحتی میتوان عملیات ماشینکاری موردنیاز برای تهیه قطعه مدل شده از روی قطعه خام را تعریف کرده و هرمرحله ازماشینکاری را بصورت متحرک (انیمیشن) مشاهده کنید.

        • محیط تحلیل المان محدود :به کمک قابلیتهای این محیط میتوانید قطعات ومدلهای مونتاژی ساخته شده در این نرم افزار را تحلیل کرده و مواردی مانندتغییرشکل، توزیع تنش و ... را در آنها بدست آورد.

        • طراحی و تحلیل مکانیزمها :به کمک این قابلیت از نرم افزار Catia میتوانید پس از تعریف اتصالات بین اجزای مختلف مکانیزم،حرکت مکانیزم را مشاهده کرده و آنرا تحلیل کنید.

        • یکی از مهمترین قابلیتهای این نرم افزار این است که به کاربر اجازه می دهد به راحتی که از یک محیط کاری به محیط کاری دیگر منتقل گردد. به عنوان مثال شما پس از این که در محیط Digitized ShapeEditor از یک ابر نقاط اسکن تهیه کردید به راحتی می توان در محیط Genrative ShapeDesign و یا Free Style از آن Surface تهیه کنید.

        • یکی از اساسی‌ترین عناصر اتوماسیون صنعتی (Industrial Automation) تواید یکپارچه به کمک رایانه می باشد که دارای سه گروه زیر است:

          1. 1- طراحی به کمک رایانه (CAD)، فناوری به وجود آوردن یک قطعه با استفاده از سیستم‌های رایانه
          2. 2- مهندسی به کمک رایانه (CAE)، فناوری تجزیه و تحلیل قطعات به وجود آمده در CAD با استفاده از سیستم‌های رایانه‌ای، که به طراح این توانایی را می‌دهد تا با شبیه‌سازی شرایط واقعی بر روی قطعه، رفتار آن را در شرایط گوناگون پیش‌بینی نماید.
          3. 3- تولید به کمک رایانه (CAM)، فناوری برنامه‌ریزی، مدیریت و کنترل عوامل تولید با استفاده ازسیستم‌های رایانه‌ای
          4. PLM چیست؟

            به چرخه‌ی زندگی یک محصول از زمان شکل گرفتن ایده‌ی آن در ذهن یک طراحی یا مشتری، تا زمان ساخت و تحلیل و تولید قطعات و مونتاژ،‌ بسته‌بندی، انبارداری، سفارش، فروش و حتی بازیافت محصولات گفته می‌شود.

            PDM چیست؟

            به مدیریت اطلاعات چرخه‌ی تولید از زمان طراحی تا تولید چرخه‌ی محصول گفته می‌شود.

            • نرم افزار اینونتور:(Inventor)

        • نرم افزار Inventor محصول شرکت Autodesk و از برنامه های قوی در زمینه طراحی و مدلسازی می باشد. نرم‌افزاری قوی با امکان فراگیری ساده برای طراحی و مستند سازی ۲ و ۳ بعدی دارای واسطه کاربری مناسب، خصوصیات و امکانات مفیدبرای طراحی قطعات صنعتی و حتی کل خط تولید می باشد.این برنامه از سال ۲۰۰۷ به طور منظم تولید می گردد و در این سال با واردشدن نمونه کامل آن بسیاری از کاربران قدیمی برنامه‌های اتودسک و اتوکد نظیرمکانیکال دسکتاپ را خوشحال ساخت زیرا این برنامه تمامی نیازهای طراحی ، نقشه کشی ومدل سازی و شبیه سازی را یکجا گردآورده بود . از قابلیت‌های این نرم‌افزار وجود یک سری عملیات ساخت و مدلسازی مخصوص بوردهای کامپیوتری و قطعات سخت‌افزاری وابسته به آنهاست. این برنامه شامل بخش مدلسازی جامد و سطوح می باشد که به نام PartSurface Modeling می باشد. 

          بخش Assembly یا همان مونتاژ با بهره گیری از امکانات بسیار بالا در شبیه سازی حرکت و جوشکاری برای اتصالات و سوارکردن قطعات پیچیده کاربردی دارد.

          این برنامه نرم‌افزاری قوی با امکان فراگیری ساده برای طراحی و مستند سازی ۲ و ۳ بعدی دارای واسطه کاربری مناسب، خصوصیات و امکانات مفید برای طراحی قطعات صنعتی و حتی کل خط تولید می باشد.

        • این نرم‌افزار قابلیت طراحی پروتوتایپ و هر گونه قالبی را دارد و نیز این قابلیت را دارد که تحلیل‌های مختلفی از طرحتان در محیط نرم‌افزار انجام دهید. تحلیل حرارتی آماری، بازدهی، مغناطیسی و

        • ویژگی‌های بارز این نرم‌افزار :

        • - محیط ترسیمات دوبعدی 2D Dketch و سه بعدی 3D Sketch

        • - محیط طراحی قطعات سه بعدیPart Modeling

        • - محیط مونتاژ:(Assembly) قطعاتی که در محیط (PartModeling) طراحی شده اند را میتوان به این محیط وارد کرد و درنهایت طبق نقشه‌های مهندسی آنها را مونتاژ کرد .

        • - محیط ایجاد قطعات به روش ورقکاری (Sheet Metal)

        • - محیط جوشکاری قطعات (Weldment)

        • - محیط شتاب دهنده طراحی(Design Accelerator): در این محیط شفت، چرخدنده ، یاتاقان و… به صورت استانداردموجود هستند ، همچنین میتوان با وارد نمودن داده‌های مورد نیاز برای هر قطعه، دراین محیط آنها را طراحی کرد. ویژگی دیگر این محیط این است که میتوان تحلیل خستگیبر روی قطعات انجام داد و ضریب اطمینان و نتایج مورد نظر را در یافت نمود که کمتر نرم‌افزاریچنین قابلیتی را دارد .

        • - محیط تحلیل تنش(Stress Analysis) :روی DVD این نرم افزار، برنامه Ansys هم وجود دارد به طوریکه پس از نصب نرم‌افزار Autodesk Inventor در محیط تحلیل تنش نرم افزار Ansys فعال شده ، و قطعات را میتوان بارگذاری کرد و گزارشی از تحلیل به همراه نتایج مختلف را دریافت نمود.

        • - محیط تحلیل دینامیکی (Dynamic Simulation): پس از مونتاژ قطعات میتوان آنها را وارد این محیط کرد و با دادن محرک به مجموعه، پارامتر‌های مختلف مثل سرعت و شتاب و… در هر قطعه بررسی کرد و نمودارهای از آنها را دریافت کرد .

        • - محیط طراحی تاسیسات (Piping) :در طراحی سیستم لوله کشی و تاسیسات استفاده میشود و کاربرد آنرا میتوان به وضوح در صنایع نفت و گاز و … دید.
          - محیط عکسبرداری و فیلمبرداری از قطعاتinventor studio

        • - محیطی که در آن از مجموعه مونتاژی نمای انفجاری ایجاد میشود (Presentation) 
          - محیط طراحی الکترونیکی که شامل ۱ طراحی بردهای الکترونیکی و۲ سیم کشی قسمت‌های مختلف یک دستگاه است.

        • - محیط طراحی تیر وستون وتحلیل آنها و تولید انواع پروفیل

        • - محیط اندازه گذاری و ارایه نقشه‌های اجرایی(Drawing) و 
          - این نرم‌افزار به راحتی به نرم‌افزارهای دیگر ،مخصوصا Auto CAD وMechanical Desktop وصل میشود، مثلا میتوان طرحهای دو بعدی کشیده شده در اتوکد را وارد این نرم‌افزار کرد و آنها را به یک قطعه حجیم تبدیل کرد.