PROE 動畫與仿真

1、應(yīng)用應(yīng)用 Pro/Engineer 軟件軟件進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計與制造進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計與制造仿真與動畫模塊仿真與動畫模塊丁淑輝丁淑輝1 機(jī)構(gòu)運(yùn)動仿真與分析概述概述機(jī)構(gòu)運(yùn)動仿真實(shí)例使用預(yù)定義的連接集裝配機(jī)構(gòu)元件機(jī)構(gòu)運(yùn)動學(xué)仿真與分析機(jī)構(gòu)動力學(xué)仿真與分析運(yùn)動副：槽、凸輪機(jī)構(gòu)、齒輪副、帶連接1.1 概述Pro/E的CAE功能：位置、運(yùn)動、受力、受熱等分析Pro/E的CAE模塊：Pro/ENGINEER MechanicaSimulation Advisor for Pro/E MechanicaMechanism Design and Mechanism DynamicsDesign Animation 1.1

2、概述Pro/E MDX (Mechanism Design Extension)機(jī)構(gòu)設(shè)計（Mechanism Design）機(jī)構(gòu)動力學(xué)（Mechanism Dynamics）功能：描述Pro/E組件模式下將組件創(chuàng)建為運(yùn)動機(jī)構(gòu)并分析其運(yùn)動的過程內(nèi)容：創(chuàng)建機(jī)構(gòu)模型、測量、觀察、分析在受力和不受力情況下機(jī)構(gòu)的運(yùn)動情況傳送機(jī)構(gòu)夾持機(jī)構(gòu)交換機(jī)構(gòu)1.1 概述：機(jī)構(gòu)仿真界面1.1 概述：主體的概念運(yùn)動模型的元件以主體為單位被分為若干組 主體：運(yùn)動機(jī)構(gòu)模型中的一個元件或彼此間沒有相對運(yùn)動的一組元件 1.2 機(jī)構(gòu)運(yùn)動仿真實(shí)例建立零件并裝配運(yùn)動模型進(jìn)入機(jī)構(gòu)運(yùn)動仿真界面添加伺服電動機(jī)進(jìn)行運(yùn)動分析 查看分析結(jié)果1.3

3、 使用預(yù)定義的連接集裝配機(jī)構(gòu)元件連接集：MDX中預(yù)定義的約束集合，用于不完全約束模型，以允許元件以特定方式運(yùn)動例如：“銷釘”連接約束集合：“軸對齊”、“平移”連桿元件僅保留了繞軸線轉(zhuǎn)動自由度允許其繞下部支撐元件回轉(zhuǎn)1.3 使用預(yù)定義的連接集裝配機(jī)構(gòu)元件剛性銷釘滑動桿圓柱平面球焊接軸承常規(guī)6DOF槽連接接頭的顯示預(yù)定義連接接頭圖標(biāo)【視圖】【顯示設(shè)置】【機(jī)構(gòu)顯示】、【顯示圖元】對話框：控制連接接頭圖標(biāo)的顯示連接集連接集銷釘滑動桿圓柱平面球焊接軸承常規(guī)6DOF槽圖圖 標(biāo)標(biāo)1.4 機(jī)構(gòu)運(yùn)動學(xué)仿真與分析機(jī)構(gòu)運(yùn)動學(xué)仿真流程創(chuàng)建模型檢測模型 添加伺服電動機(jī)準(zhǔn)備分析分析模型 查看分析結(jié)果1.4.1 機(jī)構(gòu)運(yùn)動學(xué)

4、仿真流程創(chuàng)建模型：建立可運(yùn)動裝配模型、設(shè)置運(yùn)動軸位置與限制檢測模型：驗(yàn)證其運(yùn)動添加伺服電動機(jī)：在運(yùn)動軸或幾何圖元上定義機(jī)構(gòu)運(yùn)動，指定位置、速度或加速度準(zhǔn)備分析：定義初始位置快照以及創(chuàng)建測量分析模型：運(yùn)動學(xué)或位置分析、模擬機(jī)構(gòu)運(yùn)動過程查看分析結(jié)果：回放、查看、創(chuàng)建軌跡及運(yùn)動包絡(luò)1.4.2 創(chuàng)建模型創(chuàng)建模型包含兩部分內(nèi)容：生成運(yùn)動連接：建立裝配機(jī)構(gòu)，并保持組件內(nèi)元件間的相對運(yùn)動，以得到期望的運(yùn)動定義運(yùn)動軸設(shè)置兩部分：建立運(yùn)動機(jī)構(gòu)的運(yùn)動限制，以保證運(yùn)動的正確性1.4.2 創(chuàng)建模型在機(jī)構(gòu)模型樹中也可定義運(yùn)動軸設(shè)置1.4.3 檢測模型運(yùn)動模型創(chuàng)建完成后，應(yīng)驗(yàn)證其可運(yùn)動性檢驗(yàn)定義的連接能否產(chǎn)生預(yù)期的運(yùn)動命

5、令：【視圖】【方向】【拖動元件】 1.4.4 添加伺服電動機(jī)伺服電動機(jī)：機(jī)構(gòu)的驅(qū)動器，用于控制機(jī)構(gòu)中主體的平移或旋轉(zhuǎn)運(yùn)動在使用時通過將機(jī)構(gòu)的位置、速度或加速度指定為時間的函數(shù)，來控制主體運(yùn)動注意：伺服電動機(jī)只是對主體添加的運(yùn)動約束，不是電動機(jī)的實(shí)體模型命令：【插入】【伺服電動機(jī)】1. 伺服電動機(jī)的類型運(yùn)動軸伺服電機(jī)：選取移動軸、旋轉(zhuǎn)軸或槽軸，可建立移動軸伺服電機(jī)、旋轉(zhuǎn)軸伺服電機(jī)或槽電機(jī)幾何伺服電機(jī)：指定幾何圖元建立的伺服電機(jī)，可創(chuàng)建復(fù)雜3D運(yùn)動2. 伺服電動機(jī)的描述（【輪廓】屬性頁）設(shè)置伺服電動機(jī)的運(yùn)動類型位置速度加速度2. 伺服電動機(jī)的描述（【輪廓】屬性頁）【圖形工具】對話框：考察伺服電動機(jī)

6、的位置、速度或加速度相對于時間的函數(shù)關(guān)系例：速度 “?！睘椤俺?shù)”、A=10、B=5，2. 伺服電動機(jī)的描述（【輪廓】屬性頁）機(jī)構(gòu)模型樹的“電動機(jī)”節(jié)點(diǎn)伺服電機(jī)的編輯：【編輯定義】1.4.5 準(zhǔn)備分析定義初始位置快照或創(chuàng)建測量定義初始位置快照：初始位置快照記錄了機(jī)構(gòu)內(nèi)零件間的相對位置創(chuàng)建測量：若要使用“最大”、“最小”、“整數(shù)”、“平均”、“均方根”或“時間位置”等來測量位置，則必須首先創(chuàng)建測量1.4.6 分析模型進(jìn)行運(yùn)動或位置分析，可模擬機(jī)構(gòu)在伺服電動機(jī)作用下的運(yùn)動運(yùn)動模擬時，機(jī)構(gòu)將在規(guī)定時間內(nèi)，按照預(yù)定的形式運(yùn)動命令：【分析】【機(jī)構(gòu)分析】1.4.6 分析模型分析類型：位置分析或運(yùn)動分析 指

7、定分析的開始時間、終止時間等編輯電動機(jī)添加電動機(jī)刪除電動機(jī)修改電動機(jī)執(zhí)行時間1.4.7 查看分析結(jié)果動畫回放動畫捕獲1.4 機(jī)構(gòu)運(yùn)動學(xué)仿真與分析：破碎機(jī)1.4 機(jī)構(gòu)運(yùn)動學(xué)仿真與分析：鐘表1.5 機(jī)構(gòu)動力學(xué)仿真與分析對機(jī)構(gòu)添加重力、外部負(fù)載、彈簧以及阻尼器等要素，進(jìn)行動力學(xué)、靜態(tài)以及力平衡等分析機(jī)構(gòu)動力學(xué)仿真與分析的內(nèi)容質(zhì)量屬性、重力與動力學(xué)分析彈簧阻尼器力與扭矩執(zhí)行電動機(jī)初始條件靜態(tài)分析平衡分析1.5.1 機(jī)構(gòu)動力學(xué)仿真流程創(chuàng)建模型：定義主體與連接、設(shè)置元件質(zhì)量屬性檢測模型添加建模要素：伺服電動機(jī)、執(zhí)行電動機(jī)、彈簧、阻尼器以及定義力、力矩、重力準(zhǔn)備分析分析模型：動力學(xué)、靜態(tài)、力平衡分析查看分析

8、結(jié)果：查看數(shù)據(jù)、創(chuàng)建軌跡曲線、創(chuàng)建運(yùn)動包絡(luò)1.5.2 設(shè)置元件質(zhì)量屬性：單擺實(shí)例1.5.3 彈簧與阻尼1.5.4 力與扭矩、初始條件1.6 連接副：槽機(jī)構(gòu)1.6 連接副：齒輪副1.6 連接副：行星輪系1.6 連接副：行星輪系1 機(jī)構(gòu)運(yùn)動仿真與分析總結(jié)概述機(jī)構(gòu)運(yùn)動仿真實(shí)例使用預(yù)定義的連接集裝配機(jī)構(gòu)元件機(jī)構(gòu)運(yùn)動學(xué)仿真與分析機(jī)構(gòu)動力學(xué)仿真與分析運(yùn)動副：槽、凸輪機(jī)構(gòu)、齒輪副、帶連接2 設(shè)計動畫概述概述使用關(guān)鍵幀建立基本設(shè)計動畫使用伺服電動機(jī)建立基本設(shè)計動畫設(shè)計動畫中定時視圖的建立定時透明和定時顯示2.1 概述設(shè)計動畫的功能機(jī)構(gòu)運(yùn)行可視化創(chuàng)建組件模型的裝配或拆卸序列動畫創(chuàng)建產(chǎn)品維護(hù)動畫設(shè)計動畫建立方法使

9、用關(guān)鍵幀序列建立動畫使用伺服電動機(jī)建立動畫2.1 概述設(shè)計動畫簡介設(shè)計動畫界面建立設(shè)計動畫的一般過程2.1.2 設(shè)計動畫界面2.1.3 建立設(shè)計動畫的一般過程單擊【應(yīng)用程序】【動畫】菜單進(jìn)入動畫模塊新建一個動畫定義主體拖動主體，并生成快照使用快照按照時間順序建立關(guān)鍵幀序列添加定時視圖、定時透明和定時顯示啟動、播放并保存動畫2.2 使用關(guān)鍵幀建立基本設(shè)計動畫建立動畫2.2.1 使用關(guān)鍵幀建立設(shè)計動畫的準(zhǔn)備工作進(jìn)入動畫模塊創(chuàng)建一個動畫定義主體 2.2.2 定義快照并生成關(guān)鍵幀序列命令：【視圖】【方向】【拖動元件】 2.2.3 基于分解狀態(tài)創(chuàng)建關(guān)鍵幀序列Wildfire 5.0增加了使用分解狀態(tài)建立

10、動畫功能使用標(biāo)準(zhǔn)的分解狀態(tài)作為關(guān)鍵幀，可快速建立產(chǎn)品裝配動畫或分解動畫過程：命令：【動畫】【動畫】、【新建】動畫類型為分解、選取初始快照2.2.3 基于分解狀態(tài)創(chuàng)建關(guān)鍵幀序列2.2.4 啟動、播放并保存動畫啟動動畫：【動畫】【啟動】，執(zhí)行過程系統(tǒng)將從時間線的開始運(yùn)動到結(jié)束關(guān)鍵幀序列中定義的各快照將按照時間順序依次出現(xiàn)各快照之間元件的狀態(tài)將依次過渡回放動畫：【動畫】【回放】保存動畫：【捕獲】按鈕將動畫存盤為.mpg格式2.2.5 修改動畫執(zhí)行時間雙擊模型窗口下部時間線【動畫時域】：修改開始時間、終止時間以及幀間隔時間拖動關(guān)鍵幀序列符號【動畫】【關(guān)鍵幀序列】：【關(guān)鍵幀序列對話框】，編輯關(guān)鍵幀序列2

11、.3 使用伺服電動機(jī)建立基本設(shè)計動畫打開組件文件，單擊【應(yīng)用程序】【動畫】新建動畫定義主體建立并伺服電動機(jī)添加定時視圖、定時透明和定時顯示啟動、播放并保存動畫注意：若使用機(jī)構(gòu)運(yùn)動仿真結(jié)果建立設(shè)計動畫，則跳過以上3、4步，直接借用運(yùn)動仿真中的主體和伺服電動機(jī)定義，將所需的伺服電動機(jī)應(yīng)用到設(shè)計動畫中2.3 使用伺服電機(jī)建立基本動畫：實(shí)例建立動畫2.3 使用伺服電機(jī)建立基本動畫：實(shí)例新建動畫添加伺服電動機(jī)修改動畫時域修改伺服電動機(jī)的時域啟動并播放動畫2.4 設(shè)計動畫中定時視圖的建立命名視圖的建立旋轉(zhuǎn)裝配動畫的建立帶有局部放大視圖運(yùn)動仿真動畫的建立2.4.1 命名視圖的建立【視圖】【視圖管理器】：【定

12、向】屬性頁【新建】【編輯】【重定義】：【方向】對話框2.4.2 旋轉(zhuǎn)裝配動畫的建立動畫播放過程中，模型命名視圖分別經(jīng)過不同的角度，將形成旋轉(zhuǎn)視圖的效果2.4.2 旋轉(zhuǎn)裝配動畫的建立：例題生成關(guān)鍵幀序列 翻轉(zhuǎn)為安裝關(guān)鍵幀序列 2.4.3 帶局部放大視圖運(yùn)動仿真動畫的建立設(shè)計動畫模型整體結(jié)構(gòu)較大、某部件相對較小，視頻不便觀察定時視圖功能：建立較小零部件局部放大命名視圖觀察模型的整體效果在特定時間觀察較小運(yùn)動部件的局部細(xì)節(jié)2.4.3 帶局部放大視圖運(yùn)動仿真動畫的建立2.4.3 帶局部放大視圖運(yùn)動仿真動畫的建立2.5 定時透明和定時顯示定時透明：特定時間建立透明效果定時顯示：特定時間建立顯示樣式步驟：在“視圖管理器”的“樣式”屬性頁中建立要呈現(xiàn)在動