搜索proe動畫設計模塊在產品開發過程中的應用
2013-06-01 by:廣州有限元分析、培訓中心-1CAE.COM 來源:仿真在線
石魏峰
關鍵字:proeNGINEER 制作動畫 Animation MPG JPG
簡單介紹了proeNGINEER動畫設計模塊Design Animation在產品開發設計過程中的應用,以及制作動畫的一般過程。
1 動畫設計的應用
在當今產品開發過程中,通過協同作業來提高工程設計效率的做法非常普遍。當中的信息交流傳遞也越來越重要。在三維設計軟件面世之前,工程圖樣包含了整個產品的所有數據信息,由于它起到的重要作用,其也被稱為工程語言。隨著產品升級更新的步伐不斷加快,產品本身構造日益復雜,僅靠工程圖樣已無法表達設計者的全部意圖。當以參數化為核心的proeNGINEER提供了三維實體設計功能后,很快被廣大用戶接受。其中的Design Animation就可以在proeNGINEER的裝配中把產品的現實情景以動態的形式演示出來,即使交流的對方沒有CAD工作站,仍然可以通過從Animation輸出的MPG或JPG將其傳遞出去,這大大豐富了信息交流傳遞的內容和方式。
雅達電子是世界知名企業愛默生集團旗下的骨干公司,其主要產品電源系列一直處于業界領先水平。公司采用proeNGINEER軟件做為唯一的三維設計工具已有4年時間。公司與客戶供應商(包括PTC公司在內)一直保持良好的協作關系,并將之間定期的工程信息交流活動當作產品開發的一項重要內容來進行。
2 制作動畫的一般過程
雖然Animation要在裝配中操作,但并不需要所有零件的3D實體特征全部完成后才可以進行,因為建立3D實體詳細特征時,往往都已處于產品設計的具體化階段。而Animation在這之前完成則是更好的選擇。
當主要零件建成初始簡單的3D模型后,即可進行動畫制作。當3D實體修改變化時,因proeNGINEER本身的相關性自動會映射到裝配中,此時再將Animation重新生成,即可以使Animation反應到產品的最新狀況。建議不要使用含有原始骨架模型的源裝配來制作動畫。可以根據動畫所要表達的重點做一個單獨的裝配檔案。因為源裝配中的裝配關系都是在零件建立的同時就被完全定義,一些動畫效果需要在裝配中定義與源裝配不同的約束條件才能實現。當然,新建裝配文件中零件的最終位置必須與源裝配保持一致。下面以雅達公司一型號為例,大致介紹proeNGINEER 2001動畫設計的制作過程。
該型號是一高功率電源,主要部件由面殼散熱器,底殼,2個風扇組件,一個PCB組件以及一個電源插座構成。如圖1所示。風扇組件及PCB組件含有不同的零件組成。裝配關系是風扇組件裝在面殼散熱器上,PCB組件及電源插座裝在底殼中,底殼最終固定在面殼上。各組件都是通過螺釘連接固定。
圖1 所有零件在原始位置
我們期望得到的動畫效果包含的信息有 :整機的裝配過程以及模擬風扇的工作狀態,同時也展示主要零件的大致外形特征。這些正是供應商、生產部門與客戶都關注的。顯然工程圖樣無法表達這些信息,實體裝配文件也不具備動畫的動態演示動能。在該裝配中首先裝入的零件是面殼散熱器,需要把它與裝配文件的三個基準面的關系全部定義,然后依次裝入其他子組件及零件。因為要輸出風扇的運動狀態,所以扇葉的裝配連接需特別處理,以便定義伺服電動機。
完成總裝配后,可以開始將各組件或零件拖動到想要的位置并拍取快照保存,以供動畫制作使用。在拖動零件時,系統會根據裝配關系把零件定義成不同的缺省主體,系統會以拖動主體的方式來實現拖動零件。可以拖動除了Ground 以外的所有主體。如果定義的缺省主體與所期望值不同,則需要重新定義。
本例中的Ground是第一個裝入的零件面殼散熱器,如圖2所示。拖動主體的操作類似于修改裝配中的分解狀態。但此處多出不少功能選項,除了常用的平移,也可任意移動或旋轉。加上限制條件以后,還可以把一個零件拖動到另一零件相對特殊的位置。
在拖動過程中,系統會檢查這一步驟跟原始定義的裝配關系是否有沖突,并根據情況發出警告信息。拖動到預期的位置后即可拍取快照加以保存,系統缺省快照名為snapshot“n”。
重復以上的操作:定義主體(無需每次都定義)→拖動零件→拍取快照,就像把產品拆開分解的過程。
圖2 拖動部分零件后狀態
快照之間可以相互借用位置,但并不存在父子關系。為了最終的動畫效果反映的真實裝配次序,需要快照之間保持連貫性。理想的狀態應該像一個人上臺階,先從最底的一層開始,逐步到達頂層,每上一個臺階就捕捉為一個快照。
圖3 所有零件拖動到最終位置的狀態
存取所需的快照后,就可以將其編輯成影片段。影片段是由N個快照在一段時間內依次出現的演示效果,它是動畫中的核心組成部分。完成的影片段會自動出現在proeNGINEER主窗口下面的時間線內。然后定義好風扇的伺服電動機,系統也會把它放入時間線內,接下來就可以運行這一動畫效果。為了讓動畫生動,通常會把視角及零件的不同顯示模示加入到時間線內,然后進行整體編輯,編輯完成后可以進行播放演示效果,如有不協調的狀況則再修改,直至達到最佳方案。
3 展望
Animation作為一個傳遞設計意圖的可視化工具,能夠把直觀細致的3D實體及之間的裝配關系更清楚地表達出來,這大大方便了用戶。其主要側重于產品真實狀況在虛擬環境中的再現,如果虛擬環境有較強的行業針對性,那么這一模塊的內容會更豐富。
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