Autodesk Inventor在专用设备开发中的应用

胡卫东

（广西吉光电子科技有限公司，贺州 542899）

20世纪80年代，虚拟设计的概念被首次提出，到了90年代虚拟设计开始逐渐得到重视，并取得了长足的发展与进步。目前，随着计算机辅助设计（CAD技术）的广泛推广与应用，三维设计软件所具有的可视化、虚拟的装配环境受到了众多设计者的青睐。并且，因为三维设计软件具有直观、方便等特点，其对于表达设计者意图、节约设计时间以及提高设计效率具有重要意义。因此，CAD技术的研究与应用受到了社会各界人士的高度重视。迄今为止，我国已大面积使用CAD技术进行机械设备设计。

Autodesk Inventor是美国Autodesk公司推出的，为适应广大机械设备设计与开发而研制的三维设计软件。Autodesk Inventor不仅能够完成概念化设计，还能够自动生成与国家相关标准相符合的工程图。并且，Autodesk Inventor可以严格按照装配约束关系有效实现机械设备的仿真与装配，必要时还可以对相关设计与装配等过程进行动画录制。可以说，Autodesk Inventor已经成为目前我国机械设备设计软件发展方向的重要代表之一。

Autodesk Inventor在专业设备的开发过程中，不仅有助于帮助相关设计人员提高设计效率、缩短设计周期、减少人工和资源浪费，而且能够及时发现设计中存在的缺陷或潜在问题，减少出错率，保证设计一次达成。在设计过程中发挥着重要的作用。因此，Autodesk Inventor在各个设计领域得到了广泛推广与应用，特别是对于专用设备的开发，Autodesk Inventor功不可没。本文将对Autodesk Inventor在专用设备开发中的应用展开研究与分析。

1 Autodesk Inventor功能介绍

Autodesk Inventor具有一套全面且能够灵活使用的工具集，其不仅能有效实现机械设备的三维机械设计与仿真，模具的生成与装配，还具有可视化界面，可以有效帮助设计者在进行三维设计的同时，对相关文档进行编制，并充分体验通过数字样机获得解决方案的便捷。借助Autodesk Inventor，设计者可以把二维的AutoCAD图以及有关的三维数据整合到一起，从而形成单一的数字模型，生成相关产品的虚拟数字模型。这样在Autodesk Inventor的帮助下，有关厂家或是企业便可以在产品进行实际制造之前，对机械设备及其零部件的外观特征、结构搭建以及功能作用进行充分验证。基于以上分析可以发现，Autodesk Inventor可以有效进行三维数字化设计，实现可视化制造以及产品的仿真。因此，Autodesk Inventor对于节约成本、减少人工、缩短研发时间以及提高产品质量具有重要意义。

2 Autodesk Inventor在专用设备开发中的应用

2.1 设计与分析过程

Autodesk Inventor由零件造型、钣金、装配、表达视图以及工程图五大功能部分组成。零件造型模块能够对单一零件、二维草图几何特征进行创建。装配模块中，可以把已经创建好的零件或装配环境中新创建的零件通过约束条件或自适应性进行零部件装配，然后利用表达视图模块，可以对相关视图进行分解，并生成装配过程的动态模拟录像。在工程图模块下，可以把已有的三维模型结构转化为二维图形，该模块主要用于将零部件或表达视图转化为需要的工程图。

专用设备在Autodesk Inventor中的模型建立过程通常如图1所示。在Autodesk Inventor中，还可以利用干涉检查以及零部件编辑功能等快速对零件进行装配，然后通过检查功能发现设计中存在的问题，及时对其修改并更新。

图1 模型构建过程

2.2 实际案例分析

对于有机工程材料如PP塑料制作的垫片等，传统印字采用的方式是手工印字，即通过高温印头接触材料，使材料发生热融的方式将字模上的数字等印在材料的一面上，这种方式会因为人工控制，对热印深度、热印时间控制不准确，容易产生热印后，热印效果有差异，且效率低下，员工容易疲劳，因此，需利用Autodesk Inventor研发一套装置来自动完成热印，从而在保证热印质量的前提下，提高生产效率，降低劳动强度。

本文自动热印装置专用设备发明为例对Autodesk Inventor的应用进行说明，装置结构如图2所示。该整机总成包括五个部件：机架总成起到支撑和固定其余各部件的作用；放垫总成利用重力原理，将待印材料送入工位；热印总成通过PLC的控制上下运动，对材料完成热印；取垫总成负责将垫片从出料工位取出至收料盘；回转总成完成垫片材料工位间高精度换位。设计过程中，采用两种方式进行，即自上而下和自下而上的设计造型方法，部件之间的装配和连接关系、零件与零件间的装配关系作为特征在总成或部件装配视图中进行零件设计，装配关系清晰、明确。标准件采用系统标准件库中的系列标准件插入装配。零件的修改、部件或总成装配中的修改均自动更新到总成装配、部件装配、零件，确认后输出二维工程图，杜绝传统手工图纸设计或二维设计软件带来的关联尺寸修改不彻底的弊病，在确认了三维总成装配后，即可输出二维工程图，确保了设计过程一致性。

图2 自动热印装置结构

研究表明，利用Autodesk Inventor设计得到的自动热印装置结构紧凑、合理，三个工位均分布置，回转定位准确。热印工位对烫印头的平面及垂直位置控制准确，机构调整简单、方便，后续，系列化拓展简单、快捷。

3 结论

Autodesk Inventor为机械设备的设计与制造提供了便捷、可靠的可视化平台，其全面的设计工具对于专用设备的开发具有重要作用。在机械产品的研发与制造过程中，利用Autodesk Inventor不仅有利于缩短周期，减少成本，还有助于提高设计效率，保证产品质量。

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