Bài giảng mechanism lắp ráp tạo chuyển động nguyễn minh tuân, 19 trang

Trang 1

http:/Avww.thuvienso.info BAI GIANG PRO/E WILDFIRE Neuyén Minh Tuan CHƯƠNG MECHANISM- LAP RAP TAO CHUYEN DONG I PIN CONECTION

DAC DIEM: Kiéu lắp ghép này cho phép chỉ tiết lắp vào bị hạn ché 5 bac tu do, chi tiét

lắp vào có thể tạo chuyển động xoay quanh một trục

VÍ DỤ: Fanassembly

1, Mở file có tên là fan.asm trong thư mục Mechanism, ta được hình ảnh như sau

2 Lắp chỉ tiết fan _blades.prt vào, trên màn hình chi tiết xuất hiện như sau

Trên Dashboard hiệu chỉnh như sau:

- Ở ô User Defined chọn kiểu lắp là Pin

- Bấm vào Placement, chọn Axis alignment chon hai truc Fan_axis va Blade Axis cia hai

chi tiết, ta sẽ được như hình sau

E Eanneetien_ 3 [Pin] Constrait Enabled Avis alignment ie : Constraint Type

Tesla :

~ Select component item

Selsct assembluilen = [set Status Connection Definition Nat Complete ne Placement! Move Fle-ibiliy Properties

ee fi tS | 32 Pin | | | Autarnali cL Ran STATUS : Connection Definition

® Coordinate Systerns will not be displayed,

Trang 2

http:/Avww.thuvienso.info

BAI GIANG PRO/E WILDFIRE Nguyễn Minh Tuân

- Bấm đồng thời Ctrl-Alt và chuột phải kéo chỉ tiết ra như hình sau

- Phần Translation chọn hai mặt như hình sau

,Select this flat surface

Select this flat surface_

)-

- Phan Rotation Axis (thiét lap vi trí ban đầu — Chuan Zeros) chon hai mặt phẳng Front

của hai chi tiết; Đánh dấu kiểm truéc enable regeneration value I2 Í= Eanmectinn_2 [Pin] Current Position Regen value Axis alignment 0.00 v | | >> | 0.00 | Translation Enable tegeneration value Ratatian ÄxIs

O24 FRONT:FS(0ATUM PLA Cl] Minimum Limit

Trang 3

5 Chon Aplications -> Mechanism, ta sang phần tạo chuyển động cho cánh quạt

FE FAN (Active] - Pro/EHGINEFER Wildfire 3.0

File Edit View Insert Analysis Info JENZ5/7Z50ns Taols Window == : 6H gà L lộ: v3 * den SS ores BOTDF Aisle reno go | | ar welding Legacy Mechanica Mechanism '[LÄ FAN.ASM

| ae —] HFAN_BLADES.PRT Ani] Mechanism „ made

“i = Mold Layout NC Post Processor

6 Tao méto chuyén dong (Servo Motors)

- Bấm vào nut - để tạo một môtơ chuyển động quay cho cánh quạt

- Bén thé Type gõ tên và chọn mối ghép pin ở trên để tạo chuyển động cho nó (nhớ bấm

Flip để cánh quạt quay đúng chiều)

- Bên thẻ Profñile, ta thiết lập như sau

Trang 4

` > http:/www.thuvienso.info _ BAI GIANG PRO/E WILDFIRE Nguyên Minh Tuân Ghi chú: + Position: Nhập phương trình chuyển động theo vị trí (còn hai kiểu còn lại là vận tốc-

velocity; và gia tốc- accerelation)

+ Ramp: phương trình chuyển động động học dạng q=A+B*t: trong đó t là thời gian; như vậy đây là phương trình chuyển động đều Magnitude Phương trình Constant Hằng số Cosine q = A*cos(360*x/T + B)+C A= Amplitude: Bién d6 B = Phase: Pha ban dau

C = Offset: Dd 1énh ban đầu T = Period: Chu ky SCCA Xem bên dưới bảng này Cycloidal q = L*x/T — L*sin(2*pi*x/T)/2*Pi Parapolic q = A*®x + 1/2*B(x’) Polynomial Q=A+4B*x + C*x’ + D*x”

Table Tạo bảng cột 1 là thời điểm, cột 2 là

vị trí ứng với thời điểm đó

Used Defined Tìm hiểu qua bài tập 1 SCCA: for0<=t<A y =H*sin[(t*pi)/(2*A)|

fora <=t<(A+B) y=H

for (A +B) <=t<(A+B+42*C) y = H*cos[(t — A — B)*pi/(2*C)|

for (A +B +2*C) <=t <(A+ 2*B 42*C) y=-H

for (A +2*B +2*C) <=t <= 2*(A +B +C) y =-H*cos|(t — A — 2*B — 2*C)*pii(2*A)] Trong đó: A+B+C =1 A, B, C: Cac hé sé H: Biên độ T: Chu kỳ t=t,*2/T; với t; là thời gian mô phỏng thực

7 Mô phỏng chuyển động (Analysis)

- Analysis -> Mechanism Analysis, bắt đầu mô phỏng

FE FAN (Active) - Pro/ENGIHEER Wildfire 3.0

Trang 5

BAI GIANG PRO/E WILDFIRE Neuyén Minh Tuan

- Chon kiểu mô phỏng là Kinematie (mô phỏng động học), bấm Run ở phía dưới ta sẽ

thấy cánh quạt quay 1 vòng trong 10 giây Xong bấm OK 8 Xuất ra File mpg

- Analysis -> Playback

IE FAN (Active) - Pro/EHGIHEEH Wildfire 3.0

File Edit View Insert JERSE) Info Applications Tools Windm Measure Model Geometry ee

- Chọn nút trên góc trái của menu Playbacks; xuất hiện menu Animate; Bấm vào

nút play ta có thể mô phỏng lại = Playbacks = 100 Play current result set panaiysisVietinitiont a it ` | Collision Detection Settings 44 || lq I M | b> | —————-— = ——— § eed Movie Schedule Display Arrows | [RE] EEI 1] F Display Time } [7] Default Schedule

- Bấm vào nút Capture ta sẽ xuất ra được file film với đuôi là ,mpg và có thể mở được bằng chương trình Windows Media Player

9 Kiểm tra giao thoa giữa các chỉ tiết khi chuyển động

- Phần này có thể kiểm tra bằng cách bấm vao mit Collision Detection Settings trong

menu Playbacks

BAI TAP 1: Mé BOX.ASM

1, Lap rap: lap file box_body.prt vào theo kiểu lắp ghép pin tt Ụ ay +) t} | 4 © Connection 1 (Pin) Current Position Regen value isdlanei 18000 v| [ » ‘10.00 Translation Enable regeneration value Rotation Asis THÍ] SuiFF8IPRITRLUSIDN]4 - Minimum Limit Foy suii.F3(LUT)ZER0_RE [⁄] Ha»irnur Linit Dynamic properties >> New Set

a“ Placement) Move fle-bi') Properties

STATUS : Connection Definition Complete

Trang 6

2, Bấm vào nút $) , xuất hiện hộp thoại Đrag, bấm sang Snapshots chụp ảnh vị trí đóng

hdp (180°-closed), và vị trí mở hộp (90°- Opened)

3, Tao chuyển động cho nắp hộp mở ra 90” trong 5s, dừng ở vị trí 90” trong 5s; sau đó

đóng lại trong vòng 5s (Hãy sử dụng kiểu phương trình mô phỏng là Used defined) IE :Servo:.Motor Definitan | [5 Analysis Ieffnitínn 4 Name Name (lid_lnear | lid_motion | Type Profile | kề ¬ Preferences ' kị † wt Loads Specification ` = Graphical Display | Hi] = :

| b3 | Position | deg Start Time ũ

| Length and Rate

Magnitucte End Time

| User Defined » Frame Count i! i Frame Rate Expression Domain oo 180-15" ñ4=tc=B inimun Inter 30 5<t< 10 Locked Entities 90+18"{t-10) 10 ¢=t¢=15 [¥] Position vem L_] In separate graphs [| Acceleration Initial Corifiguiation © Current @ Snapshot [closed | OO" | OK | [ Apply | [ Cancel | Ỉ 4 Xuất file mpg

BÀI TẤP 2: Mở FRAME_ RATE.ASM

1 Lặp ráp: lắp file Frame_two.prt vào theo kiểu lấp ghép pin 2 Tạo chuyển động tròn cho cây kim 5 vòng trong 10s

3, Xuat file mpg

Il SLIDER CONECTION

DAC DIEM: Kiéu lắp ghép này cho phép chi tiết lắp vào bị hạn chế 5 bậc tự do, chi tiết lắp vào có thể tạo chuyển động tịnh tiến theo một phương

VÍ DỤ: CRANK.ASM

1 Mở file Crank.asm, ta có hình như sau

Trang 7

2, Lắp Crank Slider I.prt như sau: - Chọn kiểu lấp ghép là Slider - Axis Alignment chọn hai đối tượng như hình sau: Select Datum Curve | Ns \ I ơn - Select flat surface of groove Select Edge - Rotation chọn hai mặt như hình sau:

Select Bottom Surface \\ \ Ủ \

of Slider Part i

- Translation Axis chon hai mặt ngoài, đánh dấu kiểu trước Enable Regeneration Value ,

xong Done kết thúc việc lắp ráp

Trang 8

5 Servo motor:

Tạo mô tơ cho kiểu ghép pin 2

Select this pin joint

Tiến hành mô phỏng và xuất file ,mpg tương tự phần I

BÀI TẬP:

1 Mở file Storage_IDDrawer.asm

2 Lắp chỉ tiết Drawer.prt vào bằng 4 kiểu ghép slider

IE Sarvn Motor Definition Name | ServoMotor'| “Type Profile [R] Position Mannitude Ramp 4ñ B | 36 Graph x [4] Position — L] Vdosity

[Cl In separate oraphs = [_] Accalaratinn

Trang 9

BAI GIANG PRO/E WILDFIRE Neuyén Minh Tuan

Hil CYLINDER CONECTION

DAC DIEM: Kiéu lắp ghép này cho phép chỉ tiết lắp vào bị hạn chế 4 bậc tự do, chỉ tiết lắp vào có thể tạo chuyển động tịnh tiến theo một trục, và có thể xoay được theo trục đó

VÍ DỤ: Bolt_nut.asm

1 Mé file Bolt_nut.asm

2 Lắp chỉ tiết Hex_nut.prt vào theo kiểu lắp Cylinder (chọn đường tâm hai chỉ tiết) Vị trí Zeros là lúc đai ốc bắt đầu vặn vào

3 Tạo Snapshots tại điểm bất đầu, đặt tên là Start

4, Motor Servo: ta can tao hai chuyén động xoay và tịnh tiến đồng thời để mô phỏng quá

trình vặn vào của đai ốc

- Chuyển động tịnh tiến: thiết lập phương trình chuyển động là Ramp, A = 0, B = 0.1 tạo

chuyển động tịnh tiến trong 10s đi được 1 inch

- Chuyển động quay: thiết lập phương trình chuyển động là Ramp, A = 0, B = -720 tạo

chuyển động quay trong 10s đi được 7200 vòng

Trang 10

BÀI TẬP: Locking arm.asm 1 Mở file locking_ arm.asm

2 Lắp chỉ tiết Cyl_ Handle.prt vào theo kiểu lắp Cylinder

3, Tạo chuyển động xoay 36” trong 5s, tiếp theo tịnh tiến xuống trong 10s;

tiếp tục xoay 36” trong 5s, ta sẽ được vị trí bị khóa của cánh tay

IV PLANAR CONECTION

DAC DIEM: Kiéu lắp ghép này cho phép chỉ tiết lắp vào bị hạn chế 3 bậc tự do, chỉ tiết lắp vào có thể tạo chuyển động tịnh tiến theo hai hướng trên một mặt phẳng và có thể xoay được theo trục động luôn vuông góc với mặt phẳng đó

VI DU: Planar_robot.asm 1 Mé file Planar_robot.asm

2 Lắp chỉ tiết PRobot_2.prt vào theo kiểu lắp Pin

(2) Top Surface (1) BASE_AXIS

Trang 11

http:/Avww.thuvienso.info BAI GIANG PRO/E WILDFIRE Nguyễn Minh Tuân 3, Lấp chỉ tiết PRobot_3.prt vao theo kiểu lắp Pin (2) Fist Surtace

4 Lắp chi tiết PRobot_4.prt vao theo kiéu lap Slider

5, Lap chi tiết PRobot_5.prt vào theo kiểu lắp Pin

(2) Fiat Inside Surfece

(1)Y_AXI (2) Top Flat Surface

(2) Inside Fiat Surface

Trang 12

Thêm 1 kiểu lắp cho chỉ tiết này đó là kiểu ghép Planar

Sau khi lắp xong ta sẽ được hình sau (hướng nhìn Front)

7 Edit Dinifition chỉ tiết PRobot_ 4.prt lựa chọn hai mặt sau làm chuẩn Zeros Back Surface of PRobot_3

Sf

9, Chúng ta tạo chuyển động cho cánh tay robot này theo quỹ đạo như hình sau

Trang 13

Tạo Motor Servo cho hai phương tịnh tiến tự do X và Y của kiểu lắp ghép Planar IE Servo Motor Definition Name Ix Type | Protile | ik | Position fin fi : | Position wÌm —_ Magnitude - -_ Maitude_

| | User Defined | User Defined

_ Expression ‘Domain Expression Domain - 24 464(8/3]*t Ux=tt=3 HN 5 O<=tt=3 24.4648 3<t<10 | Ea[(-32/7ƑHHI8B7] = Be tc 10 24.464(-36/5/t+80 10<=t<=15 | oo” 5-32 10 4=t<=15| 24.4E+[32/5Ƒt-124 †1B<t‹=zñ aA h+t-47 15<t=2 4 oo an co Graph Graph = [] Position | ez [¥] Position [1] Velocity — L] Velocity Din separate graphs [_] Acceleration | [Jin separate graphs [_] Acceleration

[oe] [Ape ] [Esnea] (96) [Ase J Coane!

10 Tiến hành mô phỏng trong 20s V BALL CONECTION

DAC DIEM: Kiéu lắp ghép này cho phép chỉ tiết lắp vào bị hạn chế 3 bậc tự đo tịnh tiến, chỉ tiết lắp vào có thể tạo chuyển động xoay tu do theo ba truc x,y,z

VI DU: Toggle Switch.asm

1 Mở file Toggle Switch.asm

Trang 14

2 Lắp chỉ tiết TS_Switch.prt vào theo kiểu lắp Ball, chi cần chọn hai điểm Ball_point và Switch _Point là hoan thành kiểu lắp

Lắp cứng chi tiết TS_Top.prt vào hoàn chỉnh lắp ráp

4 Dùng công cụ $& pick vào chỉ tiết TS_ Switch.prt ta sẽ thấy sự di chuyển tự do quay

theo ba trục của nó

Trang 15

V BEARING CONECTION

DAC DIEM: Kiéu lắp ghép này cho phép chi tiết lắp vào bị hạn chế 2 bậc tự đo tịnh tiến, chỉ tiết lắp vào có thể tạo chuyển động xoay tự do theo ba trục x.y.z và chuyển động tịnh tiến tự đo theo một phương

VÍ DỤ: Bearing Connection.asm 1 Mở file Bearing_Connection.asm

2, Lắp chỉ tiết Bearing Slide.prt vào theo kiểu lắp Bearing, chi can chọn hai đối tượng Bearing point và Bearing _ Axis là hoàn thành kiểu lắp

BEARING_AXIS

BEHEARING POINT

4 Dùng công cụ % pick vào chỉ tiết Bearing_slide.prt ta sẽ thấy sự di chuyển tự do

quay theo ba trục và 1 phương tịnh tiến của nó V SLOT CONECTION

DAC DIEM: Kiéu lắp ghép này cho phép chỉ tiết lắp vào bị hạn chế 2 bậc tự đo tịnh tiến, chi tiết lắp vào có thể tạo chuyển động xoay tự do theo ba trục x.y.z và chuyển động trượt

tự do theo moat đường dẫn cong

Trang 16

` > http:/Awww.thuvienso.info BAI GIANG PRO/E WILDFIRE

VI DU: Rolling Wheel.asm

1 Mé file Rolling Wheel.asm

Nguyễn Minh Tuân

2, Lắp chỉ tiết Wheel.prt vào theo kiểu lắp Planar và 1 kiểu lắp Slot

- Kiểu lắp planar: định nghĩa các phần Planar; Rotation Axis; Translation Axis2 như

sau ( chú ý phần tịnh tiến theo phương y là Translation Axis 1 bỏ trống)

= Connection_1 [Planar] HDPE) HE Regen value

Planar ¡0.00 v [ >> | 0.00

hq FRONT-F3(04TUM PLA i Enable regeneration value

9 FRONT:F3(DATUM PLA 24) RIGHT: F1[DATUM PLAt

ñ ì ị no sa

= a4 HIBHT:F1(DATLIM PLA [ | Miimum Limit Translation Axis 2 Translation Asis 2 jm © Translation Axis 7 © Translation Axis 1

Connection _§ (Slot) i+ Connection_5 (Slot) = Connection] [Planar] Planar Dynamic properties >>

Hew Seat New Set

Connadtion._1 (Planar) Current Position Regen value

Planar (0.00 vy) |») {ooo |

Fatation Axis [¥] Enable regeneration value Translation 4xis 2 O] PNTO:FSO(DATUM POIN G4) RIGHT:FI[DATUM PLAt [| Maxirnuim Limit © Translation Axis 7 Connection 5 [Slat] [_] Miniimum Lintt Dynamic properties +> | New Set

- Kiểu lắp Slot: Chọn PNT0 và đường curve là xong

# Ennnectinn_1 (Planar) -SIetratht Ehabted = Ennnerlinh_5 [Slnt] # Constraint Type aa) ane ef x Gh PNTO:FSO(DATUM POIR 4 item(s] Offset Slot Axis —— F6inton Line

New Set Status

Connection Definition Complete ue Placement! Move flewh)\) Properties

Trang 17

3, Tao Snapshot tai diém bắt đầu đặt tên là Start

4 Tạo hai Motor Servo cho phần tịnh tiến theo phương X và Quay của lắp ghép Planar

” Servø Motor Definitinn Ễ Servo Motor Definition td ‘Type | Profile Type | Profile | Specification Specification

5, Tiến hành Mô phỏng sẽ thấy bánh xe lăn từ trên xuống đưới trong 10s VI CAM FOLOWER CONECTION

DAC DIEM: Đây là công cụ đặc biệt giúp ta tạo cơ cấu Cam cho các chỉ tiết lắp ráp VÍ DỤ: Camshaft.asm 1, Mở file Camshaft.asm, File này đã có sin 1 Motor Servo va ba kiéu lap Slider > \ #“ -t “ *! |

+ Ở thể Cam1: đánh dấu kiểm trước Autoselect; chọn vào một mặt cong của phần tử màu

xanh đầu tiên trên chi tiết Cam shaft.prt

+ Ở thẻ Cam2: Chọn vào đường Curvye duy nhất trên chi tiết Cam_ lever.prt 2 Applications, Mechanism Bấm vào công cụ tạo cơ cấu cam

Trang 18

Sau khi Ok ta được hai mặt cong trên hai chi tiết tiếp xúc nhau tạo thành cơ cấu Cam Lầm tương tự với hai chỉ tiết Cam_ lever.prt còn lại ta sẽ được 3 cơ cấu Cam

3, Tiến hành mô phỏng và xuất file mpg

VIL GRAVITY-TRONG LUC

Tất cả các phần trình bay ở trên, chúng ta đã lầm quen và mô phỏng động học

(Kinematic) được nhiều cơ cấu Bây giờ ta lèm quen với công cụ đầu tiên trong mô phỏng dong luc hoc (Dynamic) đó là thiết lập trọng lực (Gravity) cho các chỉ tiết can mơ phỏng VÍ DỤ: Bouncing Ball.asm — Mô phỏng quả bóng cao su rơi tự do

1 Mở file có tên là Bouncing Ball.asm; có 1 quả bóng cao su đã được lắp sẵn

Chuột phải lên chi tiết -> Edit Dinifition-> Placement -> Bấm vào Translation Axis; ta

thấy phần động của chỉ tiết dược thiết lập như sau

= Connection 2 (Slider Current Pasition Regen value Axis alignment 0.00 xv | | >>? | 0.00 | Rotation Enable regeneration value Translation Axis 'Š/]J TIF-F2IDATLIM PLANE Mtimim Lữ 'Š(JA5§y_TIP-F2IDATUM h{aximuum Lirrit Dynamic properties +> New Set

Bấm vao thé Dynamic Properties (thudc tinh động lực học)

= Connection_2 [Slider) Coefficient of Restitution Axis alignment 8 = 083 Hatalian Translation Asie [_] Enable friction 'ZfJ TIF-F2IBATLUM PLANE Ms = ‘Sq aSSY_TOR-F2IDATUM Ms 19 = <¢ Dynamic properties New Set

Ta thấy thông số Coefficient of Restitution (Hệ số phản hồi) được thiết lập là 0.89

-> Done để thốt ra ngồi

Trang 19

http:/Avww.thuvienso.info BAI GIANG PRO/E WILDFIRE Nguyễn Minh Tuân 2 Applications, Mechanism; chúng ta sẽ thiết lập trọng lực cho quả bóng; bấm vào nút & ~ nw TA ? Rr Ỉ ;› sẽ xuất hiện cửa số sau Magnitude 386.4 Direction vé: | 0 | pi E | | £: |ñ

Magnitude: độ lớn gia tốc trọng trường -> OK không phải sửa gì hết

3 Analysis: Edit Denifition phần mô phỏng có sẵn có tên là Ball_Drop; ta thấy phần thiết lâp type là Dynamie (Động lực học); bấm sang thẻ Ext Loads, ta thay Gravity đã được đánh dấu chọn lE_Analysis Definition Narna (BalL_Diop Type | Dynamic Preferences | Motors | Ext Loads | Enable Gravity [| Enable All Friction | oK || Run | | Cancel |

Bấm vào Run sẽ thấy quả bóng rơi tự do đến vị trí cuối sẽ nẩy lên với hệ số của lực phản

hổi là 0.89; vì thế dao động này sé tat dan