tổng quan về Inventor overview

1. Tổng quan về các phần mềm CAD hiện đại
2. Tổng quan về Autodesk Inventor
Tuy kế thừa nhiều chức năng và công nghệ quen thuộc của
AutoCAD và MDT, AI chứa nhiều phát triển mới về công nghệ. Để
giúp bạn đọc có cái nhìn tổng quan về AI, trớc khi đi vào các chức
năng và kỹ thuật cụ thể, chúng tôi trình bày những điểm mới, nổi
trội trong công nghệ của nó.
Có thể tóm tắt các đặc điểm công nghệ chính của AI nh sau:
Thiết kế theo quy trình thuận1
Mọi đặc trng của công nghệ thiết kế theo tham số (Parametric
Design) và hớng đối tợng (Feature-Based Design) của các hệ CAD
hiện đại đều đợc thể hiện trong AI, cho phép quá trình thiết kế
đi từ phác thảo (Sketch) đến tạo mô hình 3D của chi tiết (Part),
cụm lắp (Assembly),... rồi xuất ra bản vẽ (Drawing). Việc sửa đổi
mô hình có thể thực hiện ở bất cứ giai đoạn nào của quá trình
thiết kế. Tuy nhiên, công nghệ của AI đợc cải thiện so với các hệ
CAD tham số và hớng đối tợng khác ở 4 điểm:
- Giảm thời gian thiết kế nhờ giảm và đơn giản hóa tối đa các
thao tác trên cơ sở tận dụng các giao diện của Windows.
- Tăng cờng khả năng hợp tác thiết kế.
- Tăng cờng việc chia sẻ và dùng lại dữ liệu thiết kế.
- Tạo môi trờng thiết kế 3D không chỉ riêng cho các nhà thiết
kế chuyên nghiệp mà cho mọi ngời.
Công nghệ lắp ráp thích nghi
Công nghệ thiết kế tham số truyền thống đòi hỏi ngời dùng xác
định các quan hệ ràng buộc giữa các kích thớc (hình *, a).
AI cung cấp một công cụ lắp ráp thích nghi (Adaptive
Assembly)2, giải phóng ngời dùng khỏi những quan hệ đại số, tham
số, kích thớc phức tạp. Ngời dùng chỉ việc xác định tính chất mối
ghép (hình *, b). AI tự xác định kích thớc và vị trí của chi tiết để
đảm bảo yêu cầu lắp ráp, không cần biết đến giá trị, trình tự xác

định các kích thớc và quan hệ giữa chúng.
(a)

(b)

+Hình * Xác định quan hệ theo tham số (a) và thích nghi
1

Autodesk gọi đó là "Design the way you think", nghĩa là theo cách t duy
của ngời thiết kế.
2
Đến nay, công nghệ này mới chỉ có ở AI.


(b)
Cơ chế dữ liệu thích nghi
Theo cơ chế quản lý dữ liệu của các hệ thiết kế cơ khí khác,
toàn bộ dữ liệu thiết kế, gồm cả dữ liệu miêu tả chung (solid), dữ
liệu đối tợng, dữ liệu đồ họa,... đợc nạp một lúc vào bộ nhớ, bất kể
ngời dùng có cần đến chúng hay không, khiến cho hệ thống làm
việc nặng nề, dễ gây lỗi.
AI dùng cơ sở dữ liệu (CSDL) phân đoạn, đợc thiết kế riêng để
làm việc với các sản phầm lắp ráp lớn. Mang tên cơ chế liệu thích
nghi (Adaptive Data Engine), CSDL này cho phép ngời dùng mở
nhanh và làm việc dễ dàng với các cụm lắp ráp lớn, đồng thời mở
nhanh và tự động từng phần tùy theo yêu cầu của ngời dùng. CSDL
thích nghi chứa dữ liệu thuộc nhiều kiểu khác nhau vào cùng một
file với các đọan (Segments) riêng biệt. AI chỉ nạp các đoạn cần
thiết cho công việc, sau đó lại nạp các đoạn khác nếu cần. CSDL
thích nghi của AI hoàn toàn liên kết với các đối tợng thiết kế, đảm

bảo các mô hình lắp ráp, chi tiết, bản vẽ, tài liệu thiết kế luôn luôn
đợc cập nhật.
Phác thảo thích nghi
Nhiều khi ngời dùng muốn thử nghiệm kết cấu và sự làm việc
của cụm lắp ngay trong giai đoạn phác thảo, khi mà họ cha thể
hoặc cha cần chính xác hóa hình dạng của một vài chi tiết. Trong
trờng hợp đó, phác thảo 2D đợc dùng để đại diện cho chi tiết 3D
hoàn chỉnh. Đáp ứng yêu cầu đó, AI cho phép tạo mô hình lắp ráp
chứa cả các mô hình 3D hoàn chỉnh lẫn các phác thảo 2D (hình *)
và áp dụng công nghệ thích nghi cho cả hai. Sau khi đã thỏa mãn
các yêu cầu thiết kế, ngời dùng mới tiếp tục chuyển các phác thảo 2D
thành mô hình 3D. Tiện ích này cho phép giảm đáng kể thời gian
thiết kế.
Hình *: Cụm lắp chứa cả mô hình lẫn phác thảo cùng với cơ
chế thích nghi
Phân tích động học cơ cấu
Phân tích động học của cơ cấu là yêu cầu quan trọng của quá
trình thiết kế. Một số hệ CAD hiện đại có chức năng phân tích và
mô phỏng chuyển động của cơ cấu, nhng gặp khó khăn khi mô tả
quan hệ hình học giữa các chi tiết trong khi chuyển động. Nhờ


công nghệ thích nghi, AI loại trừ đợc quan hệ tham số khi giải quyết
vấn đề động học cơ cấu (hình *).
Hình *: Chức năng phân tích động học của AI
Chức năng mô hình hóa hình học mạnh
AI cung cấp công cụ mô hình hóa mạnh, cho phép tạo các chi
tiết phức tạp. Quá trình mô hình hóa đợc bắt đầu từ phác thảo,
một đối tợng hình học có hình dạng và kích thớc xác định, gồm
các phần tử đơn lẻ: đoạn thẳng, cung tròn, đa tuyến với các ràng

buộc hình học giữa chúng. Mỗi phần tử của phác thảo có thể đợc
kéo trong khi vẫn duy trì quan hệ hình học với các phần tử khác.
AI cho phép tạo các Feature1 từ phác thảo một các dễ dàng, dù
đó là các Feature thông thờng, nh Extrude, Revolve, Loft, Sweep hay
các Feature phức tạp, nh Blend, Chamfer, Hole, Sheel, Coil. Các
Feature có thể đợc tạo trên các chi tiết độc lập hay trong một cụm
lắp. Mọi Feature đều hoàn toàn đợc tham số hóa và có thể đợc tạo
lập, sửa đổi trong môi trờng thiết kế thích nghi.
Sử dụng nhiều lần đối tợng thiết kế
Các hệ CAD khác dựa vào ngôn ngữ kịch bản (Script), Macro
hoặc "User-Defined Feature" để giải tạo điều kiện cho nguòi dùng
đề sử dụng lại các bộ phận của bản thiết kế. Tuy nhiên, các kỹ thuật
dựa vào lập trình kiểu trên không dễ sử dụng đối với những ngời
dùng CAD không chuyên.
AI giải quyết vấn đề trên bằng công cụ gọi là Design Element.
Đó là một hay một số Feature đợc lu vào file riêng (file .ide), có thể
đợc sử dụng lại trong bản thiết kế khác. Một Design Element, sau khi
đợc tạo ra và lu vào Catalog, có thể gắn vào một chi tiết bằng cách
kéo nó từ Windows Explorer và thả vào Part File hoặc dùng Insert
Design Element Tool (hình *). Với Design Element, ngời dùng có thể
sửa đổi và dùng lại nhiều lần các Feature mà không cần lập trình.
Việc tạo ra một Design Element cũng dễ dàng, nhờ giao diện kiểu
Wizard.

1

Feature là các đối tợng hình học cơ bản, cấu thành hoặc giúp cấu thành
chi tiết (Part). Phần lớn các Feature đợc hình thành từ Sketch, gọi là Sketch
Feature. Một số khác đợc tạo trực tiếp trên các solid, đợc gọi là Placed Feature.
Loại thứ ba chỉ hỗ trợ cho thiết kế, gọi là Work Feature. Chi tiết về chúng xin

đọc trong chơng *.


Hình *: Tool bar và Wizard để chèn Design Element vào bản
thiết kế mới
Môi trờng thiết kế theo nhóm1
Design Tracking của AI là một công cụ đơn giản cho phép
nhóm thiết kế cùng làm việc với một cụm lắp. Tại mỗi thời điểm,
từng thành viên có thể biết đợc file nào đang đợc mở và ai đang sử
dụng nó. Vì mỗi thành viên trớc khi sửa đổi thiết kế đều biết file
có đang đợc dùng hay không nên có thể tránh ghi đè lên dữ liệu của
ngời khác. Design Tracking cũng cho phép ngời dùng gán thuộc tính
và thông tin cho mỗi bản thiết kế, sau đó dùng thông tin đó để
tìm kiếm tài liệu, duyệt thông tin trong Title Block hoặc tạo báo
cáo chi tiết cho bản thiết kế. Design Tracking còn mở rộng cho cả
các thành viên không dùng AI mà vẫn có thể sửa đổi các thuộc tính
hoặc theo rõi quá trình thiết kế.
Engineer's Notebook (hình *) là công cụ mới có của AI. Đó là các
trang ghi đợc nhúng vào mô hình, cho phép các thành viên ghi lại và
trao đổi với nhau các ghi chú ngắn hoặc cả đối tợng thiết kế,
nhúng hoặc liên kết với mô hình bằng công cụ OLE của Windows.
Các trang ghi đợc đánh dấu trong mô hình bằng biểu tợng, dễ dàng
hiện lên theo yêu cầu của ngời dùng.
1

Nguyên văn là Collaboration (hợp tác).


Hình *: Engineer's Notebook cuả AI
Công cụ đồ họa tiên tiến

AI sử dụng bộ máy đồ họa trên nền OpenGL, giảm thiểu sự xuất
thông tin thừa ra màn hình, không vẽ ra các bộ phận khuất, khiến
cho việc hiển thị nhanh chóng mà vẫn đảm bảo tính trung thực.
Hệ thống xuất tài liệu thiết kế và vẽ (Documentation and
Drawing) của AI là một công cụ mạnh, cho phép chuyển dữ liệu
thiết kế từ mô hình 3D sang bản vẽ 2D theo các tiêu chuẩn ANSI,
DIN, ISO, JIS. AI cũng cho phép ngời dùng tạo tiêu chuẩn riêng. Công
cụ ghi kích thớc và chú giải trong bản vẽ mềm dẻo, dễ sử dụng, đòi
hỏi ít lệnh và ít thao tác. Các hình chiếu đợc xem trớc đồng thời với
tính toán (Calculated in the background), tránh cho ngời dùng phải
chờ đợi lâu.
Tơng thích với AutoCAD và MDT
Là các phần mềm của cùng một hãng, AI, AutoCAD và MDT hoàn
toàn tơng thích với nhau về dữ liệu. AI đọc và tạo ra các đối tợng
hình học 2D của AutoCAD một cách trực tiếp. Vì vây, ngời dùng AI
có thể dễ dàng trao đổi thiết kế với ngời dùng bản vẽ dới dạng DWG
của AutoCAD, ngôn ngữ chung của hầu hết các phần mềm thiết kế.


AI cũng có thể dịch một cách trung thực các mô hình của MDT khi
đọc chúng. Vì AI là một OLE Client and Server, nó có khả năng
tuyệt vời về nhúng và kiên kết hai chiều với các mô hình của MDT.
Ngời dùng có thể làm việc trong môi trờng hỗn hợp giữa AutoCAD,
MDT và AI. Dữ liệu đợc tạo từ phần mềm này có thể đợc dùng trong
hai phần mềm kia.
Hệ thống hỗ trợ thiết kế
Môi trờng phát triển ứng dụng
Kết luận
AI đợc thiết kế để đáp ứng nhu cầu thiết kế và sản xuất cơ
khí trong thiên niên kỷ mới: đổi mới sản phẩm, thúc đẩy nền kinh

tế tri thức, hợp tác kinh doanh, hội nhập quốc tế và thiết kế các sản
phẩm lớn.