ارگونومی در کتیا CATIA
دانشی همگام با توسعه صنعت
کاری از انجمن کتیای ایران
نویسندگان:
مهندس فرهاد نوین
مهندس هومن لادن
(قسمت اول)
در این قسمت با مطالب زیر آشنا می شوید:
- ارگونومی چیست؟
- محیط Human Builder
- مشخصات آدمک در درخت طراحی
- دستور Forward Kinematics
ارگونومی چیست؟
ارگونومی ، به بیان ساده روشی است که نیازها ، توانائیها و محدودیتهای جسمی و ذهنی انسان را کانون اصلی طراحیِ محصولاتِ مورداستفاده ، مشاغل ومحیط اطراف اوقرارمیدهد ،تاضمن تأمین آسایش ، سلامت و ایمنی ، موجب افزایش کارائی او گردد.
دانش ارگونومی (که در ایالات متحده آمریکا ، مهندسی عوامل انسانی نیز نامیده میشود) شصتمین سالگرد تولد خود را در سال 2009 میلادی جشن گرفت. بااین وجود ، مطالعۀ اثر متقابل انسان و محیط کارش ، در مکتوبات اوایل قرن شانزده میلادی نیز دیده میشود. حتی واژه ارگونومی ، متشکل از دوکلمه یونانیِ " اِرگون" به معنای " کار" و " نُموس" به معنای " قانون" ، درسال۱٨۵۷ میلادی به منظورتأکید برعلمِ کارابداع گردیده بود. اما همانطور که اشاره گردید ، کمی بیش ازنیم قرنِ پیش، زمانیکه درجنگ جهانی دوم ،دانشمندان ، سیستمهای پیشرفته ، اما در مجموع کم فایده ای رابه دلیل ِدر نظرنگرفتن شرایط نظامیان استفاده کنند طراحی کردند ، ارگونومی درقالب یک دانش حائز اهمیت مطرح گردید. با گذشت زمان این مطلب آشکارتر گشت که افزایش کارائی و ایمنی در محصولات و سیستمها ، منوط به درنظرگرفتن طیف وسیعی ازعوامل محیطی وانسانی است ، که این آگاهی ، دانش ارگونومی را درطول سالیان به جایگاه امروزی خود سوق داده است.
ارگونومی به عنوان یک دانش نوپا ، تکیه برتحقیقاتِ انجام گرفته در بستر علومی نظیر روانشناسی ، فیزیولوژی ، آناتومی ، بیومکانیک ، طراحی وآنتروپومتری (علم اندازه گیر یا بعاد بدن) دارد. به همین دلیل امروزه شاهد مشارکت و تعامل طیف گسترده ای از تخصصها ، به طورمثال مهندسی صنایع ، طراحی صنعتی ، مهندسی ایمنی ، شاخه های مختلف علوم پزشکی و پیراپزشکی ، روانشناسی ومعماری ، درپیشرفت وگسترش روزافزون این دانش هستیم.
با توجه به اینکه امروزه اغلب محصولات ابتدا به وسیله نرم افزارهای مهندسی همچون نرم افزار CATIA طراحی شده و سپس به مراحل نهایی تولید می رسند لزوم وجود نرم افزاری برای محاسبه ارگونومی لازم و ضروری است که نرم افزار کتیا به عنوان یکی از قوی ترین نرم افزارهای مهندسی این کار را به طور کامل انجام می دهد در این مقاله که اولین قسمت از موضوع ارگونومی در کتیا است به بررسی این محیط در این نرم افزار پرداخته می شود .
محیط Human Builder
محیط Human builder اصلی ترین محیط نرم افزار CATIAدر زیر شاخه محیط های ارگونومی می باشد که می توان آدمک هایی را با تعیین ویژگی هایشان در نرم افزار وارد نمود و بسته به نوع نیاز با به کارگیری درجه آزادی و همچنین اعمال وضعیت های مختلف برای عملیات ارگونومی انجام دهیم.
برای وارد کردن آدمک از مسیر زیر این کار را انجام دهید :
از منوی Start وارد محیط Human Builder شده از جعبه ابزار Manikin Tools روی آیکون Insert e new Manikin کلیک کنید.
با انتخاب این گزینه پنجره New Manikinباز خواهد شد، در سربرگ Manikin چهار گزینه وجود دارد که به بررسی آن ها می پردازیم.
Father Product همان محصول نهایی بوده و بقیه محصولات پیرو آن خواهند بود. در قسمت Father Product بر روی Product1 از نمودار درختی کلیک کنید.
در قسمت های Manikin Name وGender به ترتیب نام آدمک و جنسیت آن تعیین می شود.
در بخش Percentile میتوان درصد متوسط ابعاد آدمک ورودی را که می تواند بین 99.9 تا 0.01 متغیر باشد را تعریف نمود.
علاوه بر سربرگ Manikin سربرگ دیگری به نام Optional وجود دارد که شامل موارد زیر است که به توضیح آن پرداخته می شود.
در قسمت Population قادرید ملیت آدمک را با توجه به کشورهایی که نرم افزار در نظر گرفته انتخاب کنید . نرم افزار کتیا 7 ملیت آمریکایی ، کانادایی ، فرانسوی ، ژاپنی ، کره ای ، آلمانی و چینی در این بخش در نظر گرفته است .
در قسمت Model امکان نمایش آدمک به سه صورت بدن کامل ، ساعد راست یا ساعد چپ وجود دارد
در قسمت Referential قادر خواهید بود که نقطه ای مرجع برای آدمک تعیین کرده و آدمک را در موقعیتی که تعیین کرده اید قرار دهید . برای اینکار قبل از هر چیز باید به صورت زیر عمل شود
ابتدا بر روی گزینه Product از درخت طراحی کلیک راست کرده و سپس از گزینه Componentsبر روی New Partکلیک کنید .
با انجام این کار یک زیر شاخه Partبه productاضافه می شود . زیر شاخه Part را باز کرده و بر روی Part1کلیک کنید .
سپس از منوی Startو زیر شاخه Mechanical Designوارد محیط Part Design شوید .
با انتخاب صفحه xy و دستور Sketch وارد محیط Sketch شوید و مستطیلی با ابعاد دلخواه رسم کنید
سپس از محیط دو بعدی خارج شده و با استفاده از دستور Part از نوار ابزار Sketch Based Featuresبه مستطیل ترسیم شده به مقدار دلخواه حجم دهید .
سپس با دو بار کلیک کردن بر روی Product از نمودار درختی به محیط ارگونومی باز گردید
بار دیگر از جعبه ابزار Manikin Tools بر روی آیکون Insert e new Manikinکلیک کنید
Compass را برداشته و و بر روی نقطه ای دلخواه ازPart ساخته شده قرار دهید.
سپس از قسمت Referential قسمتی از بدن آدمک که قصد دارید در موقعیت Compass قرار بگیرد انتخاب کنید و بعد گزینه Set Referential to compass Locationرا فعال کنید . با انتخاب گزینه okمشاهده خواهید کرد که آدمک در موقعیتی که برای آن تعریف کردید قرار خواهد گرفت.
چنانچه گزینه Set Referential to compass Locationرا انتخاب نکنید آدمک در موقعیت قراردادی نرم افزار جای می گیرد.
مشخصات آدمک در درخت طراحی
پس از وارد کردن آدمک بخش هایی به نمودار درختی در زیر شاخه Manikin اضافه خواهد شد.
زیر شاخه Body :
شامل Spine که خود شامل زیر شاخه های Lumber و Thoracic است
Profiles مشخصات کلی آدمک را در بر میگیرد
Setting که شامل تنظیمات موقعیت و حالات آدمک در محیط است .
برای تغییر ویژگی های آدمک از جعبه ابزار Manikin Tools گزینه Changes the display of a manikin را انتخاب کنید
سپس بر روی گزینه Manikin از درخت طراحی یا بر روی آدمک در صفحه کلیک کنید
با انتخاب این گزینه پنجره زیر باز می شود .
در این پنجره می توان انواع نمایش برای آدمک را تعیین کرد
در حالت پیش فرض گزینه Surfaces انتخاب شده و غیر فعال است که شامل سطح بدن آدمک است ، با انتخاب هر یک از گزینه های Segments و Ellipses این گزینه نیز به حالت فعال درخواهد آمد.
با انتخاب گزینه Segment و Ellipses نوع نمایش آدم به ترتیب به صورت زیر خواهد شد .
در حالت Segment
در حالت Ellipses
همچنین امکان نمایش هر 3 گزینه با هم وجود دارد
Resolutionتعداد نقاطی که هر بیضی برای نمایش صفحات ایجاد آدمک استفاده می کند نمایش می دهد که این عدد در حالت پیش فرض 32 است و می تواند بین 4 تا 128 تغییر کند .
در قسمت Visionسه حالت Line of Sight ، Field of Viewو Visual Cone وجود دارد که به ترتیب مربوط به خط دید ، فضای دید به صورت مخروط خارجی و فضای دید به صورت مخروط داخلی است . در قسمت Visual Cone یا فضای دید به صورت مخروط داخلی حالات دیگری به صورت زیر وجود دارد که امکان نمایش حالات مختلفی از مخروط را فراهم می کند.
در قسمت Others با فعال بودن Center of gravity مرکز ثقل نمایش می یابد . مرکز ثقل غیر قابل تغییر است اما هر زمان که بخشی از بدن حرکت کند موقعیت مرکز ثقل به صورت خودکار تغییر می کند و در موقعیت جدید قرار می گیرد .
دستور Forward Kinematics
با استفاده از دستور Forward Kinematics در جعبه ابزار Manikin Posture می توان اعضای مختلف آدمک را حرکت داد.
برای انجام این کار
1- دستور
Manikin Kinematics را انتخاب کنید
2- قسمتی از آدمک را که می خواهید حرکت داده شود انتخاب کنید در این حالت دو پیکان ظاهر می شود که یکی جهت حرکت را نشان می دهد و با دکمه سمت چپ موس قابل حرکت دادن است و دیگری محور دوران دامنه حرکتی است
طبق قرارداد حرکت به کار رفته DOF1 (Degree of Freedom) است . با کلیک راست بر روی موضوع می توان DOF مورد نظر را انتخاب کرد برای آشنایی بیشتر با این موضوع 3 نوع DOFبرای بازو بررسی شده است
DOF1 با قابلیت بالا و پایین رفتن بازو
DOF2 با قابلیت باز و بسته شدن کتف ها
DOF3با قابلیت چرخش بازو
برای مشاهده بهتر و همچنین حرکت بهتر قسمت انتخاب شده معمولا راحت تر است جهت نقطه دید موازی محور دوران باشد به طور مثال بهترین نقطه دید برای درجه آزادی DOF1(Flexion/Extension) نمای جانبی است .
چنانچه قصد داشتید قسمتی از بدن آدمک به حالت اولیه بازگردد بر روی آن عضو کلیک راست کرده و Resetرا انتخاب کنید .
چنانچه قصد داشتید همه قسمت ها به حالت اولیه بازگردند از نمودار درختی بر روی Body کلیک راست کرده و از قسمت Posture ، Reset Posture را انتخاب کنید .
برای آنکه بخواهید توصیفاتی از آدمک مورد نظر بنویسیم از جعبه ابزار Manikin Tools آیکون Adds a description to Manikin tools را انتخاب کنید.
سپس بر روی ادمک در صفحه و یا گزینه Manikinدر نمودار درختی کلیک کنید در این صورت پنجره زیر باز خواهد شد که می توانید توضیحاتی در مورد آدمک بنویسید.
برای استفاده مجدد از این دستور بار دیگر بر روی این آیکون کلیک کنید، این پنجره برای هر آدمک ایجاد شده یکبار ایجاد می شود .
این مقاله در شماره 45 مجله ساخت و تولید مورخ شهریور 1392 به چاپ رسیده است . هر گونه کپی برداری از این اثر پیگرد قانونی دارد.
| ارگونومی در نرم افزار کتیا CATIA (قسمت اول) | چاپ شده در شماره 45 مجله ساخت و تولید |
| ارگونومی در نرم افزار کتیا CATIA (قسمت دوم) | چاپ شده در شماره 46 مجله ساخت و تولید |
| ارگونومی در نرم افزار کتیا CATIA (قسمت سوم) | چاپ شده در شماره 47 مجله ساخت و تولید |
صفحات سایت