tài liệu về mô phỏng động học trên pro4.0

CHƯƠNG I :TỔNG QUAN VỀ MDX 1. Lựa chọn một Kiểu Kết Nối Mechanism (MDX) cho phép bạn lắp ráp các chi tiết hay cụm chi tiết có chuyển động tương đối với nhau, thiết lập các tác nhân gây chuyển động (Driver) như: motor, gear, cam…, mô phỏng chuyển động và tính toán kết quả của bộ phận lắp Design animation cho phép bạn tạo ra những đoạn phim mô phỏng lại quá trình lắp ráp và quy trình họat động của một hay nhiều cụm chi tiết nào đó Những mục tiêu: Sau hoàn thành Môdun này,bạn sẽ có khả năng : • Nắm bắt và thực hiện được các chức năng và yêu cầu của MDX • Tạo ra được những đoạn phim mô phỏng từ đơn giản đến phức tạp • Nắm bắt được cách thức trình bày của một đoạn phim quảng cáo • Nắm bắt rõ hơn về môn học nguyên lý, chi tiết máy • Vận dụng khả năng chuyển động của chi tiết vào thực tế • Phát huy tính sáng tạo và khả năng tư duy Tổng quan MDX • Pro/ENGINEER Mechanism Design Extension (MDX) là 1 dạng mô phỏng chuyển động động học vào trong quá trình lắp ráp. • MDX là những sự kết nối trong cùng 1 khoảng không gian để tạo thành sự lắp ráp.MDX cho phép bạn xây dựng “kinematic intelligence” vào trong việc lắp ráp của bạn lúc bắt đầu quá trình phát triển sản phẩm.Một lần lắp ráp,bạn có thể tìm hiểu nhiều khả năng chuyển động có thể của máy. • Kết quả của việc thực hiện chuyển động không những cung cấp đồ thị minh họa của cơ cấu mà còn cung cấp thông tin kỹ thuật để có thể dễ dàng thiết kế. • Khi được sử dụng phối hợp với Behavioral Modeling Extension (BMX),MDX có thể sự dụng để tạo ra thông tin hình học được đo dựa vào thiết kế tối ưu hóa. Khi một sự mô phỏng động học đầy đủ,sự lắp ráp được thực hiện dễ dàng nhờ sử dụng Pro/MECHANICA motion. • Mechanism Design là một công cụ thiết khá mạnh cho phép những kỹ sư tạo ra những mô phỏng cơ cấu vốn có của đối tượng bởi “design intent” vào việc lắp ráp từng phần của cơ cấu. Cho phép lắp ráp những cơ cấu động Một trong những bước đầu tiên trong Mechanism Design là lắp ráp chuyển động. Bởi việc gắn kết những thành phần di động bằng cách sử dụng những kết nối,bạn có thể tạo ra một hệ thống di động thay vì một thể rắn. So sánh sự kết nối với sự ràng buộc: Tương tự như sự ràng buộc,sự kết nối trong lắp ráp có được do nối những thành phần lại với nhau.Những kết nối có được do việc sử sụng kiểu lắp ráp cùng lọai và có sự tương đồng với nhau.Những kiểu lắp ráp này gồm có : PINS,BEARING…. Mỗi loại liên kết đều liên quan đến tập hợp những ràng buộc hình học duy nhất được sử dụng trong Assembly mode Pro/ENGINEER.Ví dụ,một kết nối PINS chứa đựng hai ràng buộc hình học : một ràng buộc trục và 1 ràng buộc mặt phẳng Sau đây là bản liệt kê 8 kiểu kết nối cơ bản và các biểu tượng của chúng có cả DOFs. 1. Những thành phần của Dragging Assembly. Dragging là cách di chuyển bằng tay để mô phỏng lắp ráp hoặc chuyển động các cơ cấu trong phạm vi của nó. Sử dụng những biểu tượng Drag trong hộp thọai Drag Dialog, bạn có thể lựa chọn chức năng Point Drag bằng cách dùng chuột để chọn chi tiết muốn di chuyển, hoặc chức năng Body Drag để chọn 1 body hay 1 cụm body đã được định nghĩa trước. Ta cũng có thể cho chi tiết di chuyển hoặc xoay theo trục tọa độ bằng cách sử dụng chức năng Advanced Drag Options Hình 2 : Snapshots và Constraints trong hộp thọai Drag 2. Drivers và Motion Trong quá trình lắp ráp các cơ cấu động học, ta cần một hoặc nhiều driver để điều khiển các chuyển động này. Những Driver được xem như là những Motor dùng để gắn kết 2 body lại với nhau Khi cần chỉ định một Driver bạn cần chỉ rõ: • Kiểu Driver : Translation hoặc Rotation. • Thông số ban đầu : Vị trí,Vận tốc hoặc Gia tốc. • Tính chất biến đổi : Hằng số,Dốc,Cosin,Cosin không thay đổi Sin của gia tốc,Cycloidal,Parabon,đa thức,hoặc bảng điều khiển Hình 3 : Đồ thị Ramp Driver Lựa chọn Driver Bạn có thể sắp xếp những Driver trên những điểm,những bề mặt và phần tử dữ liệu. Trục truyền động Những axis Driver Chúng được sử dụng để thực hiện chuyển động tương đối giữa hai Body có trục chung. Geometric Drivers • Geometric Drivers được sử dụng để thực hiện sự chuyển động(Rotation hoặc Translation) trên Points hoặc Planes. Thực hiện Mechanism Design. Việc sử dụng Mechanism Design gồm 2 bước cơ bản : việc gắn kết cơ cấu và làm nó di chuyển.Phụ thuộc vào liệu có phải cần những kết nối Cam và Slot trong cơ cấu, những bước chính của việc thực hiện Mechanism Design hơi khác nhau tùy thuộc vào trong cơ cấu có liên kết Cam hay Slot không 3. Mechanism Design không có Cam và Slot. a. Tạo ra những Kết Nối trong lắp ráp Việc tập hợp những thành phần mà có khả năng di chuyển bởi việc sử dụng những kết nối cho phép bạn tạo ra một hệ thống có khả năng chuyển động thay vì 1 thể rắn b. Define Joint Axis Settings –Bạn có thể sử dụng những trục chung được đặt ra để mô tả sự thuyên chuyển,phạm vi của sự chuyển động và chọn mặc định sử dụng. c. Move the assembly: • Move the assembly sử dụng Drad Functionality, đây là cách thông thường dùng để kéo thả chi tiết bằng tay, để kiểm tra mối lắp và phạm vi hoạt động của chi tiết. Tùy thuộc vào vi trí kích điểm mà ta di chuyển chi tiết có dễ dàng hay không ( tương tự như bạn xoay 1 bánh xe). • Việc cài đặt Drivers và chạy chuyển động,Môtơ,giống như một bước riêng biệt để vận hành trong 1 cơ cấu.Cơ cấu sẽ di chuyển theo chủ ý thiết kế của bạn đã được xây dựng dựa vào những kết nối,liên kết Jiont Axis Setting và Driver. d.Những ứng dụng của việc sử dụng kết quả,bạn có thể thực hiện nhiều sự nghiên cứu kỹ thuật,cũng như làm ra Movie và những hồ sơ ảnh cho những mục đích trực quan hóa. • Phát sinh Movie,đầu ra hình ảnh. • Sự nghiên cứu Interference. • Phát sinh khả năng chuyển động. • Tạo ra những phác thảo,đường cong tổng hợp. • Những kết quả do việc đo đạc đồ thị. 4. Mechanism Design với CAM và SLOT Kết nối Bạn có thể tạo ra những kết nối CAM và SLOT đơn giản sau khi tập hợp thành phần trong lắp ráp sử dụng những kết nối bình thường. Hình 4 : Những hộp thọai thể hiện Kết Nối CAM và SLOT. Giới thiệu Design Animation The Pro/ENGINEER Design Animation cho phép tạo thành những nối tiếp Animation nên trong Pro/ENGINEER,sử dụng những phần,Assemblies,và Mechanism. Sử dụng những Key Frames,Drivers và những Inherited Mechanism Joints,Animation có thể được tạo ra và thao tác dễ dàng,những Animation nối tiếp có thể được sử dụng đơn giản để chuyên chở thông tin về 1 sản phẩm hoặc quá trình phức tạp. Những ứng dụng • Những hướng dẫn về Assembly và sự tháo rời sống động. • Những hướng dẫn cho thủ tục bảo trì. • Dùng làm công cụ truyền thống cho hàng bán và tiếp thị,những cuộc Meetings,xem lại thiết kế. • Phương pháp truyền thống của sản phẩm. Design Animation là liên kết,để bất kỳ những sự thay đổi nào về thiết kế sẽ làm thay đổi Photorealistic Animation có thể cũng được kết hợp Design Animation trong công nghệ Photoreadering của Pro/ENGINEER. 5. Những khả năng Design Animation. Tích hợp và liên kết. Design Animation là một phần tích hợp của Pro/ENGINEER,vì vậy không có vấn đề sự di chuyển dữ liệu nào gặp lỗi và ứng dụng của nó về tính liên kếtkết hợp khi vận hành với những công cụ sản phẩm và quản lý dữ liệu PTC.Nếu thiết kế của những phần hoặc những Assembly thay đổi,Animation sẽ cập nật tự động. Sự nối tiếp của Key Frame. Key Frame được định nghĩa sự nối tiếp cơ cấu về mô tả vị trí sự định hướng của những phần và Assembly tại thời điểm được chỉ rõ,Animation Interpolates được chèn thêm giữa những Key Frame này để tạo ra một Animation mịn. “Snapping” những vị trí đơn giản và những sự định hướng hiện thời trong Pro/ENGINEER có thể dễ dàng tạo thành Key Frame. Mechanism Re-use Cơ cấu lắp ráp dùng để tạo ra và di chuyển trong Mechanism Design là Re- use bởi Design Animation Sequences. CHƯƠNG II: THIẾT LẬP CÁC THÔNG SỐ CỦA LIÊN KẾT TRỤC Trong phần này, bạn sẽ học cách sử dụng các thông số của liên kết trục để chỉ ra vị trí ban đầu, vùng làm việc và học cách đưa về vị trí ban đầu tại 1 thời điểm bất kỳ CÁC ĐỐI TƯỢNG TÌM HIỂU Sau khi hoàn thành bài học này, chúng ta có thể:  Thiết lập vị trí ban đầu cho các liên kết trục Thiết lập vùng làm việc, giới hạn làm việc cho các liên kết đó, thiết lập tùy chọn Regeneration configuration (đưa về vị trí ban đầu tại 1 thời điểm bất kỳ) 1. Thiết lập vị trí ban đầu (Joint Axis settings) Hầu hết các liên kết của cơ cấu máy có 1 hoặc nhiều bậc tự do (DOF). Một body chỉ với một liên kết có thể di chuyển tự do theo hướng bất kỳ mà thích hợp với bạc tự do của liên kết đó. Phương của chuyển động được thể hiện bằng cách sử dụng hệ trục tọa độ Joint Axis Settings có thể được sử dụng để mô tả chuyển vị theo phương của chuyển động. Bạn cũng có thể sử dụng chức năng này để giới hạn vùng chuyển động và chọn ra vị trí ban đầu để sử dụng trong việc đưa về vị trí ban đầu sau này (Regeneration) Định nghĩa về Joint Axis settings Vị trí của 1 body trong một phương chuyển động xác định của 1 liên kết trục được định nghĩa là Joint Axis settings chính là vị trí ban đầu (vị trí home). Vị trí home có thể được định nghĩa bằng cách thiết lập vị trí ban đầu mong muốn sử dụng các bề mặt chuẩn của 2 body Định nghĩa vị trí home Vị trí home có thể đặt tại một vị trí mong muốn bất kỳ. Để làm điều này, đầu tiên ta di chuyển body tới vị trí mong muốn. sau đó vị trí hiện hành này có thể được lưu lại là một vị trí chuẩn ban đầu. Vị trí của body trong suốt quá trình chuyển động sẽ được tính toán và đo từ vị trí ban đầu. Hình dưới đây sẽ minh họa cho điều này: Hình 3-1: Left: vị trí home. Right: Vị trí 60 độ từ vị trí home Các chuẩn dùng trong việc thiết lập vị trí home Vị trí home có thể được xác định bằng cách sử dụng các chuẩn trên 2 body. Một liên kết trục sẽ đọc vị trí home khi các chuẩn trên 2 body được sắp thẳng hàng. Trong hình 3-1 thì mặt phẳng top của assembly được sử dụng như là mặt chuẩn cố định Khi định nghĩa các chuẩn cho vị trí home của liên kết trục xoay Ta có các loại lựa chọn chuẩn sau:  Điểm-Điểm: Môi trường Mechanism Design sẽ vẽ một vector từ mỗi điểm vuông góc với đường trục của liên kết. Hai vector này sẽ trùng nhau tạo thành vị trí home. Hai điểm này không thể nằm trên đường trục của liên kết Chọn 1 điểm trên cánh quạt Chọn 1 điểm trên thân quạt ==>kết quả là ta tạo được chuẩn cho vị trí ban đầu của cánh quạt so với thân quạt như hình dưới [...]... số về hệ số giảm năng lượng, và hệ số ma sát Sau khi đã thiết lập xong Trong khi Drag hay mô phỏng, ta vẫn có thể đưa về vị trí ban đầu bất kỳ lúc nào bằng cách nhấn CTRL+G hoặc Edit>Regeneration CHƯƠNG III: BỘ TRUYỀN ĐỘNG VÀ CHUYỂN ĐỘNG(DRIVERS AND MOTION) A.CƠ SỞ LÝ THUYẾT: Trong mô phỏng động học ta có thể sử dụng bộ truyền động để nghiên cứu hoạt động của cơ cấu thiết kế Bộ truyền động như động. .. PHÂN TÍCH CHUYỂN ĐỘNG A CƠ SỞ LÝ THUYẾT: Mục tiêu : Sau khi học xong chương này, người học có thể :  Tạo được phim và ảnh tĩnh của chuyển động  Kiểm tra được sự giao thoa trong quá trình chuyển động  Tạo được khối bao phủ chuyển động  Tạo được đường chuyển động  Đo và hiển thị được các biểu đồ của chuyển động I Quan sát kết quả quay lại của chuyển động ( Playback): Kết quả của chuyển động được lưu... phép xác định trạng thái bắt đầu chạy mô phỏng Current: bắt đầu chạy mô phỏng từ vị trí hiện hành Snapsot: bắt đầu chạy mô phỏng từ một khung ảnh đã được tạo trước đó  Thẻ motor: dùng để chọn động cơ nhập vào motor xóa các motor để nhập vào tất cả các motor đã được định nghĩa trước TABLE SERVO MOTOR Được sử dụng trong những chuyển động phức tạp, những chuyển động rời rạc, không theo quy luật của một... kết hay trên những đối tượng hình học như điểm, mặt Ta nhấp vào biểu tượng trên thanh công cụ Thẻ type: Join axis drivers: Ta có thể sử dụng drivers trên liên kết trục giữa hai đối tượng Nhấp vào để chọn trục Nhấp chọn để đảo chiều quay Geometric drivers: Loại chuyển động Hướng chuyển Đối tượng làmtiến quay hay tịnh động reference Đối tượng chuyển động Được sử dụng trên những đối tượng hình học như... chuyển một mặt phẳng trên một đối tượng chuyển động đối với mặt phẳng một đối tượng khác(mặt phẳng ref), mặt phẳng chuyển động này tịnh tiến song song với mặt phẳng ref Vị trí ban đầu là vị trí mặt phẳng chuyển động và mặt phẳng làm reference trùng nhau Mặt chuyển động Mặt reference  Plane _plane rotation driver:( có ví dụ ở bài tập 3) Nó quay một mặt phẳng trên một đối tượng chuyển động theo một góc... Điểm referenceđộng Mặt chuyển động  Point-point translation driver: Nó di chuyển một điểm trên vật thể theo một hướng xác định với một vật thể khác Khoảng cách ngắn nhất từ điểm chuyển động tới mặt phẳng chứa reference point và vuông góc với hướng chuyển động là giá trị vị trí của driver Vị trí ban đầu là vị trí mà điểm di chuyển và reference point nằm trên mặt vuông góc với hướng chuyển động THẺ PROFILES:... hiện tất cả trên cùng một biểu đồ nếu không chọn chọn vào thẻ riêng còn nếu thì mỗi tùy chọn sẽ thể hiện trong một biểu đồ THIẾT LẬP CHUYỂN ĐỘNG(MOTION) Để thiết lập chuyển động ta nhấp chọn thẻ hiện hộp thoại sau: trên thanh công cụ, sẽ xuất  Thẻ preference: graphical display: • Start time: thời gian bắt đầu chuyển động • Chọn 1 trong 3 cách thể hiện: • End time : thời gian kết thúc mo phỏng • Frame... chuyển động tịnh tiến Đây chính là chuẩn để xét vị trí home cho cơ cấu Chọn 1 điểm trên ngăn kéo Chọn 1 điểm trên hộc tủ ==>kết quả là ta tạo được chuẩn cho vị trí ban đầu ngăn kéo so với hộc tủ như hình dưới  Điểm-Mặt phẳng: khoảng cách giữa mặt phẳng và điểm trên phương của chuyển động tịnh tiến sẽ chính là vị trí home Mặt phẳng được chọn phải vuông góc với trục của liên kết Chọn 1 điểm trên ngăn... chuyển động là hằng số hay biến đổi tuyến tính theo thời gian  Cosin: sử dụng khi muốn chuyển động theo hàm cosin  SCCA (Sin constant Cosin Acceleration) : sử dụng để mô phỏng biên dạng cam  Cycloidal: sử dụng để mô phỏng biên dạng cam( theo phương trình q = L*x/T – L*sin(2*pi*x/T)/2*Pi )  Parabolic: chuyển động theo hàm parabol  Polinominal: sử dụng chung trong các trường hợp (đây là dạng đa thức... có thể tác động đến nó theo các cách sau : • Play current result set • Restore result set from disc ổ đĩa • Save current result set to disc • Remove current result set from session “Result Set” : Phát lại một chuyển động hiện hành : Lấy một chuyển động đã được lưu trong : Lưu chuyển động hiện hành vào ổ đĩa : Xóa chuyển động khỏi ô • Export results to an *.FRA file : Xuất kết quả chuyển động với dạng . MOTION) A.CƠ SỞ LÝ THUYẾT: Trong mô phỏng động học ta có thể sử dụng bộ truyền động để nghiên cứu hoạt động của cơ cấu thiết kế. Bộ truyền động như động cơ motor, chúng được ứng dụng để. motor, gear, cam…, mô phỏng chuyển động và tính toán kết quả của bộ phận lắp Design animation cho phép bạn tạo ra những đoạn phim mô phỏng lại quá trình lắp ráp và quy trình họat động của một hay. Modeling Extension (BMX),MDX có thể sự dụng để tạo ra thông tin hình học được đo dựa vào thiết kế tối ưu hóa. Khi một sự mô phỏng động học đầy đủ,sự lắp ráp được thực hiện dễ dàng nhờ sử dụng Pro/MECHANICA