PRI RUCN IK
atia 5 Dizajnmehanizamai njihova animacija
NaderG. Zamani University of Windsor
Jonathan M. Weaver University of Detroit Mercy
1
kompjuter biblioteka
SDC PUBLICATIONS
f
Catia V5 - dizajn mehanizama i njihova animacija Izdavac:
171 kompjuter
~ biblioteka
Beograd, Vojvode Stepe 34 tel/fax: 011/309-69-66
CATIA V5 Tutorials in Mechanism Design and Animation Nader G. Zamani Jonathan M. Weaver ISBN: 1-58503-261-1
Copyright © 2006 by Nader G. Zamani and Jonathon M. WeavC1'
e-mail:
[email protected] internet: www.kombib.co.yu Urednik: Mihailo J. Solajic Za izdavaea, direktor: Mihailo J. Solajic Prevod: Dragan Zujovic Lektura: Zlatan Pesic Korice: Tijana loviC Slog: Ana PesiC Znak Kompjuter biblioteke: Milos Milosavijevic Stamp a: "Svetlost" Cacak CTP ploce: Skener studio Lazic', Beograd Broj knjige: 363
Tiraz: 500 Godina izdanja: 2007. Izdanje: prvo ISBN: 978-86-7310-381-5
'1.uthorized translation from English language edition published by Schroff Development Corporation", Copyright © 2006 All right reserved. No part of this book may be reproduced or transmitted in any form or by means, electronic or mechanical, including photOcopying, recording Or by any information storage retrieval system, without permission from the Publisher. Autorizovani prevod sa engleskog jezika edicije u izdanju Schroff Development Corporation, Copyright © 2006 Sva prava zadriana. Nije dozvoljeno da ni jedan deo ove knjige bude reprodukovan ill snimljen na bilo koji nai'in ill bilo kojim sredstvom, elektronskim ili mehaniCkim, ukljucujuCi fotokopiranje, snimanje ill drug; sistem presnimavanja informacija, bez dozvole izdavaca.
Zastitni znaci Schroff Development Corporation i Kompjuter biblioteka su pokusali da u ovoj knjizi razgraniCe sve zastitne oznake od opisnih termina, prateCi stil isticanja oznaka velikim slovima. Autor i izdavac su ucinill velike napore u pripremi ove knjige, <'iji je sadrzaj zasnovan na poslednjem (dostupnom) izdanju softvera. Delovi rukopisa su mozda zasnovani na predizdanju softvera dobijenog od strane proizvodaca. Autor i izdavac ne daju nikakve garancije u pogledu kompletnosti, ili tacnosti navoda iz ove knjige, niti prihvataju ikakvu odgovornost za performanse, ill gubitke, odnosno ostecenja nastala kao direktna, ili indirektna posledica kOriscenja informacija iz ove knjige.
Uvod Ova knjiga predstavlja priruenik za obuku lica koja su ovladala modelovanjem delova i sklopova koje sadrzi CATIA VS (verzije 14 iii 15) i zele da kreiraju i simuliraju kretanja u okviru mehanizama u CATIA modulu Digital Mockup (DMU). Priruenik je tako napisan cia obezbeduje praktiean uvid u proces kreiranja sklopa, njegovog pretvaranja u mehanizam i simuladje kretanja u okviru mehanizma u skladu sa vremenski zasnovanim ulaznim parametrima. Pored toga, objasnjeno je i kreiranje video-zapisa i dijagrama koji prikazuju kinematiku mehanizma. Obraden je najveCi broj uobieajenih spojeva. Sadrzaj Imjige mogu uspesno pratiti studenti tehnike/tehnologije, dizajneri koji koriste CATIA 5 u industriji i inZenjeri u svakodnevnoj praksi. Istovremeno, oni mogu razviti jasnu i praktienu sliku simuladonih mehanizama u modulu DMU. Poglavlja knjige su medusobno nezavisna, tako da atalac moze izabrati zeljenu temu i preCi na odgovarajuce pogJavlje bez atanja prethodnih. Da bi se obezbedila medusobna nezavisnost pojedinaenih poglavlja, odredeni detaiji se eesto ponavljaju'krozo€i.tavu knjigu. Drugim reama, potpuno smo svesni redundantnosti materijala u okviru poglavlja. Prikazani delovi kreirani pomoCu programa CATIA su priliffio jednostavni, tako cia se mogu modelovati liZ minimalno poznavanje ovog, inaee, veoma slozenog programa. Jednostavnost smo izabrali da bismo izbegli nepotrebno opterecenje atalaca raznim aspektima modelovanja delova u ovom softverskom paketu. Odredeno poznavanje CATIA V5 interfejsa se, medutirn, podrazumeva, a i poznavanje osnovnih rutina, poput izrade skica i definisanja ogranicenja, kreiranja modela Cvrstih tela i prilagodavanja prikaza (pomeranja sadrZaja/zumiranja/rotacije). Bez obzira sto je zasnovan na CATIA verzijama 14 i 15, priruQlik se moze koristiti i liZ ostale verzije, sa minimalnim izmenama u skladu sa razlikama izmedu pojedinaenih verzija. Napisan je liZ program CATIA u Windows XP okruzenju. Bez obzira na to, moZe se koristiti, bez veCih problema, i liZ instalacije programa na NT i UNIX platformama.
Zahvalnost Autori izrazavaju zahvalnost velikom broju studenata na University of Windors i University of Detroit Mercy, od kojih potiee ideja za pisanje ove knjige i koji BU usmeravali sadrzaj pojedinih poglavlja. Pored toga, zahvalnost dugujemo i firmi Schroff Development Corporation, koja je omoguCila stampanje ove knjige U izdanju na engleskom jeziku.
iii
Sadriaj Uvod ...................................................... iii Zahvalnost ................................................. iii POGlAVLJA
Uvod ....................................................... 1 2
Blok sa konstantnim ubrzanjem duz prizmaticnog spoja ........... 9
3
Rotirajuca poluga sa revolucionim spojem ...................... 35
4
Mehanizam kolenastog vratila ................................ 61
5
Klizece merdevine .......................................... 97
6
Zupcasti mehanizam ....................................... 127
7
Mehanizam za crtanje elipsi ................................. 153
8
Mehanizam bregaste osovine ............................... 183
9
Mehanizam planetarnih zupcanika ........................... 219
10
Teleskopski mehanizam .................................... 263
11
Ruka robota .............................................. 295
12
Jednocilindricni motor ...................................... 327
13
Mehanizam sa univerzalnim spojem .......................... 377
14
Mehanizam stege .......................................... 405
15
Mehanizam sa Koriolijevim ubrzanjem ........................ 421
16
Uvod u modul Human Builder ............................... 447
17
Dodatne vezbe ............................................ 459
iv
Dinamika Cvrstih tela je sastavni deo mehanike. U principu, dinamika obuhvata dye zasebne grane, kinematiku i kinetiku.
Planami spoj na taj naCin uklanja jedan translacioni i dva IOtaciona stepena slobode (dof). Ukupan broj stepena slob ode kod ovog spoja je trio
Kinematika se bavi kretanjem objekata, pri cemu ne razmatra sile koje izazivaju kretanje. Ona se bavi pozicijom, brzinom i ubrzanjem. Za razliku ad nje, kinetika proucava sile koje izazivaju kretanje i ubrzanje.
2 - PRIIMATlcNI SPOJ (ENGL. PRISMATiC JOINT) -."
Deo programskog paketa CATIA, pod nazivom Digital MGck Up, sadrzi modul DMU Kinematics, u kome se mogu izvoditi dinamid
8
iJ...
Ukoliko se kod planamog spoja jedna iviea bloka translatomo krece duz neke ad iviea nosece povrsine (iIi dliZ bilo koje prave linije na toj povrsini) bez mogurnosti rotacije, onda dobijamo prizmatieni spoj koji ima sarno jedan stepen slobode. Ovaj spoj blokira sva tri IOtaeiona, kao i dva translatoma stepena slobode. Komanda za ovaj spoj obuhvata translaciju.
~ --
3 - CILINDRicNI SPOJ (ENGl. CYLINDRICAl. JOiNT)
}l " .
Zamislite deo prikazan na slici desno, koji maze da klizi duz sipke i istovremeno rotira aka nje. Time se dobija eilindricni '. _ ." spoj koji sad~zi dv~ ste~ena slob~de. Dva ~_ ._. _'. ../";' "'j'l~1~ft i od ukupno trl IOtaelOna 1 dva od tn transla- ~.5 ~:p:.•< - c . - - " toma stepena siobode su blokirana, pri"'" .cemu je osa preostalog rotacionog kretanja istovremeno i osa zadrzane translaeije. •••
Komanda za cilindricni spoj sadrzi podatak (iIi oba podatka).
0
uglu IOtaeije iIi
0
duzini translaeije
8
4 - SFERlcNI SPO! (ENGL. SPHERICAL JOINT)
Sve spojeve u programu CATIA mozemo svrstati u dye grupe: jednostavne i slozene. U nastavku cemo opisati ove spojeve, pocevsi od onih jednostavnih.
Sfericni spaj blokira SV(! tri translatorna kretanja, zadrzavajuc'i istovremeno potpunu slobodu rotacije.
Jednostavni spojevi u programu CATIA:
Dmgim reCima, sfericni spoj sadrzi sva tri rotaciona stepena slobode.
e
f----;:::-t
1 - PI.ANARN! SPO! (ENGL PLANAR JOINT)
~:
Ne postoji specijalna komanda za ovu vrstu spoja. i
I
W
Pozieija bloka je u torn slucaju jednoznacno odredena translaeijom dliZ osa x i y i rotacijom oko ose z. :2
iI
I
Zamislite situaciju u kojoj gornji blok moze kliziti po ravnoj povrsini, kao !ito je prikazano na slici desno.
3
3 - SPOJ ZUPcASTE LHVE (ENGL. RACK JOINT)
5 - CVRST SI'OJ (ENGL. RIGID JOINT)
.~
M'". \
Spoj zupcaste letve je specijalan sIucaj .' ~. zupcastog spoja u kome je precnik e jednog od zupcanika beskonacan. Ovaj . \ s~oj se ~adi pomo~u je~:og revol.U-~. '. ~ clOnog 1 Jednog pnzmatlCllog spoJa. ~~, [/ Korisnik moze definisati prenosni '. ~~. '. odnos u mm po obrtu i smer rotacije ~ ----.,.. revolucionog spoja.
Ovaj spoj predstavlja trivijalan sIucaj u kome su pojedinacni deIovi medusobno bIokirani, tako da nemaju nikakvu sIobodu kretanja.
"c
Ne postoji specijalna komanda za ovu vrstu spoja. Napominjemo da simulacija meharrizma u DMU ok'TliZenju zahteva da barem jedan deo bude fiksan (Fixed Part), pri cemu je takav deo blokiran u odnosu na inercijalni referentni okvir simulacije
."
•
\
Kao i ranije, osa revolucionog spoja mora biti definisana u prostom. Spoj zupcaste Ietve poseduje jedan step en sIobode - translacija iIi rotacija. Komanda za spoj zupcaste Ietve obuhvata translaciju iIi rotaciju revolucionog spoja.
Sioieni spojevi u programu CAliA: 1 - REVOLUCION! SPOJ (ENGl. REVOLUTION JOINT)
~:
4 - UNIVERZALNI SPO] (ENGl. UNIVERSAL JOINT)
Mehanizam sa desne strane prikazuje revolucioni spoj koji poseduje jedan stepen sIobode - rotaciju. Za konstrukciju revolucionog spoja neophodno je definisati dye ravni i dYe linije, pri cemu ravni moraju biti normalne na osu, ali mogu biti medusobno razmalmute. Komanda za ovaj spoj je "Angle" (ugao). ;~
2 - 5POJ ZUPcANIKA (ENG!.. GEAR JOINT) .."~~" .. :
Spoj zupcanika obuhvata dva revoluciona spoja. Korisnik moze definisati prenosni odnos izmedu zupcanika, kao i smer rotacije. Ose revoIucionih spojeva, medutim, moraju bili definisane u prostom. CATIA zahteva da dva revoluciona spoja koja saCinjavaju zupcasti spoj imaju zajedniCki deo. Delovi koji ucestvuju u ovom spoju ne moraju biti pravi zupcanici; spoj sarno primenjuje matematiCku reJaciju izmedu uglova dva revoIuciona spoja, u skladu sa definisanim prenosnim odnosom.
e
Zupcasti spoj poseduje samo jedan stepen slobode. Komanda za zupcasti spoj obuhvata ugao za jedan od revoIucionih spojeva.
e
Univerzalni spoj omogucava spregnutu rotaciju dye osovine oko sopstvenih osa, pri cemu te ose medusobno zaklapaju odredeni ugao, poput slike na desnoj strani. Kretanje svake osovine mora unapred biti ograniceno na sopstvenu osu, u vidu revolucionog iIi cilindricnog spoja. Ovaj spoj prakticno uklanja sve relativne stepene sIobode izmedu dva deIa. Dmgim reCima, jedan od dva ugla angazovanih revoIucionih/cilindricnih spojeva mora biti odreden unapred, dok je dmgi ugao odreden ovim prvim. Ovaj spoj ne poseduje zasebnu komandu.
5 - SPO] TlPA ZAVRTNJA (ENGL SCREW JOINT) ..
~:
Ova; spoj saddi dva spregnuta stepena slobode. Da bi se on definisao, potrebno je odrediti zajednicku osu dva dela koji ga saCinjavaju i korak (engl. pitch; linearni pomeraj za jedan puni obrtaj). Spoj tipa zavrtnja poseduje samo jedan step en slobode - translaciju duz ose ili rotaciju oko te ose. Komanda za ovaj tip spoja sadrzi ugao rotacije iIi duzinu translacije.
4
5
..~
6 - TAcKASTI POVRslNSKI SPOJ (ENG!.. POINT SURFACE JOINT)
L .;·
<>-II: ..
~:
/.J'i"':
rotacion~.l.'~i'V
Ovaj spoj poseduje pet stepeni slob ode, tri .... dva translatoma. Da bi se kreirao ovaj spoj, taC'ka se mora postaviti na povrsinu na samom p o c e t k u . ·
10- IlcANI SPOJ (ENG!.. CABLE JOINT)
~ ~
Ne postoji zasebna komanda za ovaj spoj.
'""
\
,,~ _) .t ., _ TAcKASTI SPOJ DUi KRIVE LlNIJE (ENGL. POINT CURVE JOINT)
Ovaj spoj poseduje cetiri stepena slobode, tri rotaciona i jedan translatomi (duz krive). Tacka se mora postaviti na krivu (trodimenzionalnu krivu) samog kreiranja spoja.
Zicani spoj se moze posmatrati kao spoj zupcanika koji spaja dva prizmatiena spoja. On uspostavlja odnos izmedu duzina dva prizmaticna spoja sa prenosnim odnosom zupcanika. Kablovi i kalem predstavljaju fiktivne elemente i nisu prikazani u modelu niti na ekranu.
",f.'..,.
Komanda za ovaj spoj obuhvata duzinu za jedan od dva prizmatiena spoja.
_.
I Fiktivni kalem ~ I i kablovi [, "'::.:"':~'~:..~"'--""""""'" f
• ¥"'»}"'"
I
\......[.< ,.' i
.. I
I'
:
LJ:r) ~
Ukoliko poznajete osnovne vrste spojeva koje nudi CATIA V5 i imate iskustva u dizajniranju delova i modelovanju sklopova u ovom programskom paketu, spremni ste 'da ot¥orite ovaj prirucnik.
Odgovarajuca komanda sadrzi duzinu translacije duz krive. i,:'!
8 - KUZAJUc! SPOJ KRIVIH (ENGL. SLIDE CURVE JOINT)
--r;'"'
Klizaju6 spoj krivih zadrzava kontakt izmedu dye krive, pri cemu jedna od njih moze kliziti dliZ druge. Dve krive moraju biti koincidentne i tangencijalne u jednoj tacci pre samog kreiranja spoja. Ne postoji zasebna komanda za ovu vrstu spoja.
9 - KOTRLJAJUtl SPOI KRIViH (ENGL ROLL CURVE JOINT)
Kotrljaju6 spoi krivih zadrzava kontakt izmedu dye krive, pri cemu je klizanje jedne krive duz druge zabranjeno. Dve krive moraju biti koincidentne i tangencijalne u jednoj tacci.
Komanda za kotrljaju6 spoj krivih obuhvata dliZinu translacije duz krivih u odnosu na spojnu taC'ku.
---~---~
6
7
NAPOMENE:
Blokcsa... konstantnim< ubrzanjem dui prizmaticnog spoja
8
-----
:2 - Kratak pregled veibe
Uvod U ovoj veibi cemo kreirati biok koji se krece ubrzano dui prave linije u skladu sa formulom koju definise korisnik Simuladja ovog jednostavnog mehanizma je izvedena pomoCu prizmatiCnog spoja.
U ovoj vcibi cemo realizovati sledece korake: . 1. Modelovanje dva neophodna CATIA dela. 2. Kreiranje skopa (CATlA pTOizvod) koji se sastoji iz tih delova.
1 - Definidja problema Blok prikazan na slid ispod krece iz stanjea mirovanja i ubrzava dui osnove sa konstantnim ubrzanjem od 2 in/5 2 . Jednostavnim integrisanjem izraza za ubrzanje dobijaju se izrazi koji odreduju poziciju i brzinu bloka dui baze. To su izrazi s(t)=t2 i v(t)=2t, respektivno. Vreme potrebno za prelazak sa jednog na drugi kraj baze iznosi t =
--J
20 '" 4.47
U ovoj vcibi cerna kreirati sklop, pri cemu cemo automatski kreirati i potreban spoj. Navedeni problem zahteva kreiranje prizmaticnog spoja, u kome jedan blok klizi dui ivice odriavajuCi neprekidno povrsinski kontakt sa osnovom.
3. Definisanje ogranicenja nad sklopom koja ostavljaju sarno jedan stepen slob ode bloku - njegovo transladono kretanje dui osnove. 4.
Pokretanje Digital Mockup okruzenja i konverzija ogranicenja sklopa u prizmaticni spoj sa zeljenim translatornim kretanjem bloka dui osnove.
5.
Simulacija relativnog kretanja bloka duz osnove, liZ zanemarivanje vremena (drugim reCima, bez implementacije vremenski zavisne kinematike, koja je data u definiciji problema).
6.
Dodavanje izraza radi implementacije vremenski zavisne kinematike.
7. Simulacija kretanja koje je korektno u pogledu kinematike i generisanje dijagrama sa rezultatima.
Dijagram pozicije i brzine bloka u vremenu prikazan je na slici dole, pri cemu je t izraieno u sekundama, set) u inCima, a vet) u inCima u sekundi.
{;
; .79
10
2.6S
3.52
:5 - Kreiranje skiopa u modulu Mechanical Design Solutions Kreirajte modele dva dela, pod nazivom block i base, kao lito je prikazano na slici ispod, sa dimenzijama izrazenim u inCima. Podrazumeva se da vec dovoljno dobro poznajete program CATIA i da rnozete brzo kreirati ove delove.
U standardnoj paleti alata izaberite Insert>Existing Component. Iz pop-up okvira File Selection izaberite base i block. Imajte na umu da se visestruki izbor u programu CATIA obavlja pomocu tastera Ctrl. Stablo ce biti izmenjeno i u njemu ce se pojaviti upravo ubaceni delovi.
Base
lxlx21
Block lxlxl
fti~
Pokrenite okruZenje Assembly Design , sto mozete udniti na razliCite naCine, u zavisnosti od konkretne konfiguracije programa CATIA na vasem raeunaru. To mozete, primera radi, posti6 iz standardne palete alata, izborom opcije File>New 0 . Izaberite opciju Product iz dijaloga prikazanog na desnoj stram. Na taj nadn cete pre6 u okruZenje Assembly Design, liZ kreiranje sklopa pod podrazumevamm nazivom Product. I. Da biste izmenili podrazumevani naziv, postavite kursor preko stakve Product. 1 u stabIu, kliknite desnim tasterom milia i iz rnenija izaberite opciju Properties.
f
My Network Places
Iz dijaloga Properties izaberite strani.cu Product i u polje Part Number uneslte
__
Graoh
~~
':f~j~nm!m
I
L0
My Recent Documents
I
I
:...;) Documents
~~
U narednorn koraku cerno ubaciti ranije I ______________-' J kreirane delove (blok i osnovu) u upravo !-G< OK I ~AcpIYl ~ ~ kreirani sklop. 12
Desktop
My
I
I
Show Preview
.,
I
'-Applications
Ooen. as read-on~'
_.J
I MedlanlCill I Drafting I
I
It
r r
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ __
;:c::r::~~::io::ZiV proizvoda, koji cerna I;;;~~" ~ i: i'.·j·C ~'_·-:-~-·"__________·~_1 zadriati kroz citavo poglavlje. Stablo u I donjem levorn uglu ekrana ce izgledati poput onoga prikazanog ispod.
Cancel
Da biste snimili rezultate svog rada, najbolje je da snimite Citav sklop. Kliknite dva puta miliem na gomju granu stabla. Na taj naCin cete sigumo pred u okruZenje Assembly Design. Selektujte ikonu Save . ~ .. U pop-up okviru Save As mozete izmeniti naziv sklopa, ukoliko zelite. Podrazumevani naziv je acceleratin~blok, a datoteka ce biti snimljena u forrnatu .CATProduct.
I Curre"t~efectJc.n: I ~ I Product
Open
Pde name: Fi!esof.type:
1'101" .••
~
My Netwotk
Places
----------.-~.---~--------~-------.-------.
File name:
i~
Cancei
Definisanje ogranieenja na nivou sklopa je nas naredni zadatak. Cilj je dvostruk: da postavimo biok na zeljenu poeetnu poziciju na osnovi ida ograniCimo sklop tako da se ta ogranieenja mogu automatski konvertovati u odgovarajuCi spoj mehanizma. Kada je ree 0 ovom prilieno jednostavnom mehanizmu, namera nam je da ograniCimo sklop, tako da deopod nazivom base bude nepokretan, dok deo pod nazivom block moramo postaviti u poeetni polozaj na vrh osnove, tako da mu ostane sarno jedan stepen slobode - translatorno kretanje po duzini osnove. KinematiCki ekvivalent takvih ograpieenja na nivou sklopa je prizmatieni spoj, kao sto smo i zeleli. Poeecemo time Sto cemo ivicu bloka poravnati sa ivicom osnove. Kliknite na ikonu Coincidence '11) u paleti alata Constraints.
U nastavku cemo do dati jos jedno ogranieenje vezano za kontakt izmedu dodirnih povrsina dva dela. To ogranicenje ce ukinuti i jedini preostali rotacioni step en slobode izmedu bloka i osnove.
Kliknite na ikonu Contact.~ u paleti alata Constraints j selektujte povrsine prikazane na slici dole. Novokreirano ogranieenje ce uneti izmene i u stablu.
;'~E~ ._/~".;J block (block. !")
I, :'--~ . " 'r~~base (base. 1)
~-b; Constraints
l
.(jJJ1 Coincidence.! (block. 1.,base. 1)
.tit Surface contact.2 (block. 1,base. 1)
Applications
Selektujte ivice delova base i block, kao sto je prikazano na slici ispod. Definisano ogranicenje ce se pojaviti u obliku zasebne grane u stablu.
'-;'
Pomocu ikone Update @ postavite dva dela tako da njihova pozicija bude konzistentna sa unetim ogranicenjima. Konacan rezultat je prikazan na slici ispod.
" "block (block. 1) ,.-~,jl base (base. 1)
=-~ Constraints
L 4f)1
Selektujte donju povrsinu bloka
Selektujte ovu ivicu na delu base
Coincidence. 1 (block. 1, base. 1)
Applications
Primeticete da se ikona Update ogranieenja.
vise ne nalazi na granama stabla koje su vezane za
+- Qill
Constraints r,~J Coincidence.! (block. 1.. base. 1)
.
L
'-\t.jJ Surf ace contact. 2 (block. 1, base. 1)
Selektujte ovu ivicu na delu block
Applications
Primeticete da pozlClJe komponenti sklopa jos uvek nisu azurirane u skIadu sa definisanim ogranicenjem. To se nece desiti sve do aZuriranja sklopa. Slika pored grane Coincidence. 1 u stablu sadrzi ikonu Update @, koja podseca korisnika da sklop treba azurirati kako bi pozicije delova bile uskladene sa ogranicenjem. Sklop cemo afurirati tek nakon definisanja drugog ogranieenja, zato sto je na taj naCin olakSana selekcija pojedinaenih entiteta (pre nego sto budu previse priblizeni iIi preklopljeni). Sa stanovista stepena slobode (dof), biok je imao svih !iest dof u odnosu na osnovu pre definisanja ograriieenja (translatorno kretanje dliZ bilo koje od tri ose i rotacija oko svake od njih). Ogranieenje koje poravnava ivice blaka i osnove uklanja dve od tri translacije (preostaje jedino translatorno kretanje dliZ linije ravnanja) i dve od tri rotacije (preostaje sarno rotacija dliZ linije poravnanja).
14
U zavisnosti ad naCina konstrukcije del ova, biok se maze pojaviti na sredini osnove, kao sto je prikazana na slici. U tom slucaju, u narednom koraku morama kreirati privremeno ogranieenje koje ce poklopiti temene tacke (vertekse), Cime ce biok biti postavljen na zeljenu startnu poziciju na kraju osnove. Ukoliko se vas blok vee nalazi na zeljenoj startnoj poziciji (kraj osnove), mozete preskaCiti naredni korak.
15
Kliknite na ikonu Coincidence prikazana na slici.
til
na paleti alata Constraints
selektujte temena
Kliknite na ikonu Anchor ekranu.
~(;
u paleti Constraints i selektujte dec base u stablu iii na
U stablu modela mozete uoCiti izmene koje odrazavaju ovo privremeno ogranicenje. Pored grane koja odgovara ogranicenju mozete videti ikonu Update @.
~E"'i:,e Constraints Coincidence.! (block. !,base. 1)
'l r-
S>-r;BI Constraints
l
,I)I Coincidence. 1 (block. 1., base. 1) [W~ ~urface cont~ct.2 ~:tdOEk.l;ba~e.l)
,fI)
1._olnCldence.,) (ba:.e.l,block.l}
~
Surface _contact.2 (block.l,base.n
at" Rx.4 (bdse. 1)
Applications
Applications
Selektujte ova; verteks na bloku
Sklop je time zavrsen i mozemo nastaviti sa radom u okruzenju Digital Mockup.
4 - Kreiranje spojeva u okruzenju Digital Mockup
Pomocu ikone Update @ postavite dva deja kao na sledecoj slici.
Selektu~e
ovaj verteks na osnovi
Ovo ogranicenje nam VIse nije potrebno (ukoliko ga ne uklonimo, uticace i na naredni korak, koji nece dati zeljene rezultate). Postavite kursor na granu ogranicenja pod nazivom Coincidence.3, kliknite na nju desnim tasterom milia i obrisite je.
OkruZenje (workbench) Digital Mockup je prilicno slozeno, ali mi cemo koristiti sarno modul pod nazivom DMU Kinematics. Taj modul mozete aktivirati pomocu standardne Windows palete alata, kao sto je prikazano na slici dole. Start>Digital Mockup>DMU Kinematics. ~
,.Lil
Eile
.Edit
~ew
rnsert
Iools
r.nITa~tructur~ Mechanical Design ; ,_-:;':1;::;.t~hape Analysis E~ SlmulatJon ".E~Piant
Nakon brisanja privremenog ogranicenja koje poravnava temene taCke, preostao je jos sarno jedan translatomi stepen slobode izmedu bloka i osnove - kretanje bloka dui ivice osnove. To je upravo one sto nam je potrebno, posto zelimo da simuliramo jednodimenzionalno translatomo kretanje. Kao sto cemo uskoro videti, dva ogranicenja na nivou sklopa koja definisu odnos bloka i osnove mogu se automatski pretvoriti u prizmaticni spoj mehanizma. Sklopovna ogranicenja se ne mogu uvek primeniti tako da se moze izvrsiti automatska konverzija u zeljeni spoj. U narednim poglavljima cemo videti i takve primere, u kojima cemo umesto automatske konverzije sklopovnih ogranicenja morati meno da kreiramo zeljene spojeve. I pored toga sto smo uklonili sve stepene slob ode, izuzev zeljene relativne translacije bloka u odnosu na osnovu, jos uvek nismo ograniCili osnovu kako bismo fiksirali njenu lokaciju i orijentaciju. U narednom koraku cemo primeniti ogranicenje tipa Anchor kako bismo blokirali bilo kal(Vo pomeranje osnove. Izbor del a u okvim sklopa koji ce biti potpuno blokiran obicno predstavlja prvi korak u definisanju ogranicenja na nivou sklopa, nakon cega korisnik moze biti siguran da se blokirani deo nece pomerati prilikom dodavanja novih ogranicenja.
16
Digital Process for rYlanuracturing Ecgonomics Design & Analysis
1. accelerab .. Product 1 acceJerati .. Product
.f assembly_l.CATProdud d slidin~Lbl. .Product :1 testingJa',\'s. ,Product
.2 Translent_, ,Analysis gat
17
t}naJVZE:
r£jndo}~:
tt.el~
Kliknite na ikonu Assembly Constraints Conversion alata.
~~
iz DMU Kinematics palete
Ova ikona omoguc'uje automatsko kreiranje najcesce koriscenih spojeva iz postojeah ogranicenja definisanih na nivou sklopa. Pojavice se pop-up okvir prikazan na donjoj slici.
Primeticete da je stablo postalo dille i da je u ~;mmM~W njemu dodata grana pod nazivom Application. ~ .~ block (block.!) Naredna slika prikazuje razvijeno stablo. ,~ base (base.!) U njemu se jasno uocava spoj Prismatic.1 ~EIr Constraints t . i Fixed Part pod nazivom Fix.4. ~Applications
i
DOF ima vrednost 1 i oznacava mogucnost klizanja bloka duz osnove (tacnije, njegovog kretanja dill upravo kreiranog prizmaticnog spoja). Podsecamo da je prizmaticni spoj kreiran na osnovu ogranicenja na nivou sklopa koja smo kreirali ranije. Obratite paZnju i na ikonu Assembly Constraints Conversion {fffl! .
""
Kliknite na dugme New Mechanism
~~W~"_~__~~~_ _ _ _~j
S~echani$m5
!,
!l!t- 8' r'lechanism.!, DOF=l
•
~Oints
P
I '" , $-~ Prismatic.! (block. !.,base. !)
'-ommands
~ix Part (base.!)
Lffi\:Gl Fix.4 (base.!)
b
BI,o'.,tS
3peeds-Accelerations
Ovaj spoj (kao i bilo koji drugi spoj) mozemo kreirati i direkrno pomocu palete alata Kinematics Joints, koja je prikazana na slici dole.
Time cete otvoriti drugi pop-up okvir u kome mOZete dodeliti naziv svom mehanizmu. Podrazumevani naziv je Mechanism.I. Prihvatite ponudeni naziv, tako sto cete kliknuti na OK.
Obratite paZnju na upozorenje u okviru Unresolved pairs: 1/1
Da bismo animirali mehanizam, moramo ukloniti jedini postojea stepen slob ode. To cemo postia pretvaranjem spoja Prismatic.1 u spoj tipa Length d.';'ven. Kliknite dva puta miSem na spoj Prismatic.l u stablu. Pojavice se pop-up okvir prikazan na narednoj slici.
Line
Plane 1:
o Length driven Kliknite na dugme Auto Create r:Auti;;:tT.~~i~:xi . Ukoliko upozorenje Unresolved pairs nakon toga dobije vrednost 0/1, to znaCi da je u okviru mehanizma upravo kreiran spoj izmedu dva dela (u nasem slucaju postoje sarno dva dela - blok i osnova, tako da mozemo biti sigumi da je spoj kreiran upravo izmedu njih).
I
18
jOintUmits
o LO'Iver limit:
-~~
t-,
.. -
.
19
Kliknite na polje Length driven i izmenite vrednosti polja Lower limit i Upper limit, tako da odgovaraju onima sa naredne slike. Imajte na umu da ta ogranicenja mozete izmeniti i na drugim mestima.
Metod 1 - Simuladja pomocu komandi: ,~
Kliknite na ikonu Simulation with Command . cw:J iz palete alata Simulation.
Joint name: iiil!ll.i!E!~
line
Pojavice se pOp-Up okvir Kinematics Simulation.
i:J Length driven Joint Limits
~:
120ln I~
OK
"':" .•..: .•.•..•••••.••
~":.!
Pritiskom na dugme Less i.. $.51,e~.s.;j mozemo aktivirati kompaktan prikaz ovog okvira.
Ukoliko se vas blok prilikom animacije krece u pogresnom smeru, pokusajte sa vrednostima Lower limit= -lOin i Upper limit= O. Nakon zatvaranja gomjeg okvira i pod pretpostavkom da je sve ostalo uradeno kako treba, na ekranu ce se pojaviti sledeca poruka.
I.~
-.- - - -
~ommand. 1~1'-. The mechanism can be Simulated
20 10.0000
o Activate sensors Reset!
OK
- Simulation -.. .-
:'i'!
Immediate
0
On request
To je zaista dobra vest (Mehanizam se moze simulirati). Animaciju mehanizma, odnosno simulaciju osnovnih kretanja u njemu Cbez parametra vreme) mozemo obaviti na dva naana. U nastavku cemo ptikazati oba metoda. KlizaCi u pmzoru odrazavaju vrednosti parametara Upper i Lower limit koje smo definisali ranije. U nasem slueaju opseg iznosi od 0 in do 10 in. Bmj koraka predstavlja rezoluciju prikaza kretanja. Pm sirena verzija okvira sadrzi i dva radio dugmeta. Ukoliko selektujemo dugme Immediate, prilikom prevlacenja klizaca sa leve na desnu stranu mozemo posmatrati kretanje na ekranu. Taj slucaj je prikazan na narednoj stranici. Kada blok do de do kraja osnove, mozete ga vratiti na startnu poziciju pomocu dugmeta Reset CRes~E:l To se moze postiCi i prevlacenjem klizaca na poziciju O.
20
21
Opseg predenog puta mozemo podesiti i pritiskom na dugme
!o,oooo
fiI
Metod 2 ~ Simuiadja: ~1@. . . . Kliknite na ikonu Simulation o~:-,,"- "" u pale!l alata DMU Genenc AmmatlOn.
.~,
Time se otvara novi pop-up dijalog u kame mozemo podesiti novi opseg. Bilo koja vrednost veca od 21 ce pomeriti biok preko krajnje ivice osnove.
Prevucite klizac, sa leva na desno
,ComlTTar.d,l o:·=.·C·~~:"··-·-··"j()i4."800~
Nakon toga mozete izabrati mehanizam koji zelite da animirate (ukoliko postoji vise mehanizama). U nasem primeru selektujte mehanizam pod nazivom Mechanism.l zatvorite prozor. Odmah nakon zatvaranja prozora, stablu ce biti dodata grana pod nazivom Simulation.
-.:.J
:.. ~
~-AfPlications nechanisms
I
Ukoliko je aktivirano radio dugme On request prilikom prevlacenja klizaca, na prvi pogied nece se desavati nista. Kada, medutim, klizac dade u krajnju poziciju koja odgovara vrednosti od 20 inca, pritisnite dugme ~ za startovanje video piejera i videcete biok koji se pomera dill osnove.
"-'-'
o Activate sensors !iP;eiiieC:!
Pored toga, na ekranu ce se pojaviti i dva pop-up dijaloga, prikazana na slici ispod.
Slmulation
(> Immediate Ii8 On request
Number of steps:
1m!
... 1
Kada biok dode do kraja baze, mozete ga vratiti na stannu poziciju pomocu dugmeta::if.e:ii~Cl To se moze postiCi i previacenjem klizaea na poziciju O. - - - - - - - - - - - - - - - - -.....
,
~"echanisms
I
U stablu cete istovremeno primetiti novu granu pod nazivom Command.l.
~W" Mechanism. 1, DOF=O
~imulation I~ .~;;;\!,$ Simulation. 1
-
iIii-~ ~'lechanism.!! DOF=D oo: Joints
r
4-
t~ 00
0
Prismatic. 1 (block. 1, base. 1) Surfacecontact.2 (block.l,base.l)
{{;?} Coincidence.!
(block. l,base. 1)
~ommand5
IL o
I ;
CDmmand.l (Prismatic.l,Length)
[I
j:-o_ _ __
D Check joint limits
Dijalog je veoma slican pop-up Kinematks Simulation koji smo Metodu 1. Prevlacenjem klizaca sa leve desnu stranu poCinje i kretanje bloka od ivice os nove do druge. Kada klizac u dijalogu Kinematics do de do krajnjeg desnog poIozaja, kliknite dugme Insert C::I6s~r.fjJ u pop-up U"I"HJ14l'~ Edit Simulation prikazanom na slici.
ix F'art (base.!)
L"",'"" . (base.!) ffilj,?l Flx.4
Time se aktiviraju komandna dugmad video plejera
~ 1~ 1~
In I'" I ~ 1fjI!1
a~"'}5
5peeds-Acceler ations
22
Command.l
Vratite blok na pocetnu poziciju, tako sto cete kliknuti na dugme Jump to Start Primeticete da je sada aktivno i dugme Change Loop Mode [}.
23
N a slici mozete videti kompletno popunjen pop-up dijalog.
Ukoliko kliknete na dugme Play Forward .. , biok ee naCiniti brzi skok na drugi kraj osnove. Krelanje bloka mOZete usporiti ako podesite drugabju vrednost parametra interpolation step (probajte sa 0.04).
~-------------------~
~1"'II
-'~_Jl.~!~,
_:.1
0.2
Nakon postavljanja vrednosti koraka interpolacije na 0.04, vratite blok na pocetnu poziciju, tako sto eete kliknuti na dugme Jump to Start [iIC . Pritisnite dugme Play Forward .. i obratite painju na polagano i glatko translatomo kretanje bloka. Kliknite na dugme Compile Simulation paleti alata Generic Animation.
{§1!=11
IRl u
Izabelite opciju Generate an animation file i kliknite na dugme File name Fil.r::QaJtlr:: '.-' Na taj naCin mozete definisati Iokaciju i naziv animacione datoteke koja ce biti generisana, kao sto je prikazano na slici dole.
Tokom kreiranja datoteke blok ee se polagano kretati dui osnove. Dobijenu AVI datoteku mOZete pogledati pomoCu programa Windows Merna Player.
I~ilcrosoft A'll] ;1 .~>:>:~ocume_~~ and Setbngs\nader za~~ani\De~ktoP\DMU_CAT _FILE~I
~ Setup Hie name .,.
Definition
Simulation '-""-"~mll ,Iem". Time step:
o Animate \lieJ.!polnt
Ukoliko yam AVI datoteka nije potrebna, vee zelite da vise puta ponovite animaciju, morate kreirati Replay. U tom cilju, u dijalogu Compile Simulation overlte polje Generate a replay. . Kada overite ovo polje, primeticete da je veCina opcija koje su ranije bile dostupne sada deaktivirana. Pored toga, u stablu ee biti dodata grana pod nazivom Replay.I. ~Afplications ~"echanisms
Odaberlte odgovarajuCu putanju i naziv datoteke; vrednost parametra Time step postavite na 0.04 kako biste dobili polagani prikaz kretanja bloka u AVI datoteci.
rimulation
J Jrd Simulation. 1
iil-Repla,:!
LIl< ~ R.eplay.1
o AnimatE: vie'A'polnt
tll
Kliknite na ikonu Replay'" u paleti alata Generic Animation. """=-=-~___-' Kliknite dva puta misem na granu Replay.l u stablu, ···...·,·.. ,•.. ),,,·"''1:;,18,, bme se aktivira pop-up dijalog Replay. Proverite funkciju dugrnadi Change Loop Mode U. [J:: [l
r.j ... l"'IIIIPiI--11I>]1
BIok se maze vratiti na pocetnu poziciju klikom na dugme Jump to Start
Fe .
Parametar skip ratio (podesen na vrednost x 1 u dijalogu na slici desno) odreduje Replay brzinu.
24
25
illlo.DO
tfjlXl
o Animate vie'/1point Edit analxsis
Interference
Distance
4 - Definisanje zakona kretanja i simuiadja ieljene kinematike Do sada smo animirali kretanje bloka ne uzimajuCi u obzir vreme, mad a je ano navedeno u definiciji problema. Sada cemo u problem ubaciti i malo fizike zasnovane na vremenu. Cilj je da definisemo pozidju bloka u zavisnosti od vremena. Na taj naCin cemo indirektna definisati i brzinu i ubrzanje u zavisnasti ad vremena.
DugaCka lista svih parametarakoji su pridruieni sklopu acceleratin~blockb je sada redukovana na dva parametra, kao sto je prikazano u dijalogu.
1:1
Kliknite na ikon:u-Simulation with Laws u paleti alata Simulation. Na ekranu ce se pojaviti sledeCi pop-up dijalog, koji vas upozorava da morate definisati harem jednu jednaCinu koja povezuje komandu i parametar vremena. c====-=""..·.
Edit name or value of the current parameter lMechanlSm.1\f'J:i\rr'rme
"V
With
Kliknite na ikonu Formula 1(>9 u paleti alata Knowledge. Na ekranu ce se pojaviti pop-up dijalog prikazan na narednoj slid.
~~,~£L,},Jll~J
I~
m~
1~~~~,~!r.j
Selektujte elemenat Mechanism. 1\ Cornrnands\Command. 1\Length i pritisnite dugme Add Formula .A.dd Formula: . Time se otvara dijalog Formula Editor.
o Incremertal
,
~
tf.lecha",ism. ;<1\.:::_o=m=ma=n=,ds"'\c'=o=mm=.=n7d.7. 1~;-:enath=_=,- - - - - - - -
Dictionary
Members of Parameters
J-.'!emDers of Ali
~rr~:s~~;~~~-:..~;;e~ie··;··;r;: ~~~~~ii~ l~~~~:~~~~~~;~~~:t~~~,~t;~Iblock Ip artBooy \faa, 1 \5ketcil . 1~fodl'<.'lti
IOperators
true
IPointConstructors ilBW
true
1~~;~::U~;:rs
true
lStnno
Constra!:led
iblock'Parffiody\Pad. l\SkE:tch.l I,.... bsoiure,' ;blockiPartBodyl,Pad,l\Sketc.I"l\faraUellsf IStrlng
v' i;:~re
~
i~:~;~~:~~~~~~:~' ~;~:~~' ;~:~:~::::~: v
1<
>
Eoit name or '~'ajue: of the current parameter
lblock\Part8odv;;P;d~ l'F;;rstLtm!tie;;g-th~-"-'"
! lin
Delete Formula
~
.----~-----------------------------,
~Arplication$ .~
Postavite kursor iznad grane Mechanism. 1, DOF=O u stablu i kliknite misem. Kao rezultat, u dijalogu Formulas ce biti prikazani sarno oni parametri koji su pridruzeni izabranom mehanizmu.
~
echanisms
I
-.
.<;1
Mechanism.!, DOF~O
Selektujte elemenat Time iz srednje kolone (kolone pod nazivom Members of Parameters) .
',"'-5imu,ation
T~-_
Simulation, 1
~-Replay
L~ Il:lI Replay.!
26
27
Ukucajte desnu stranu jednaCine, tako da dobijete formulu prikazanu ispod. 0 jedinicama ce uskoro biti vise reCi. Mechanism. 1\ Commands\ Command. 1\Length= (1 in) * (Mechanism. 1\KINTime) * *2/15) * *2
Popunjen dijalog Formula Editor izgleda ovako
Upotrebljene jedinice u formuli zaslufuju dodatno objasnjenje. Leva strana jednaCine je vezana za parametar duZine (Length), tako da Citava desna strana mora biti svedena na ince. Zbog toga su u Clanu (Mechanism, 1\KINTime) * *2 uklonjene dimenzije deljenjem sa (ls)**2. Slovo "s" se ovde odnosi na sekunde. Konamo, uveden je i Clan (lin) koji otav izraz pretvara u ince. U slueaju da se u jednaCini javljaju razliCite dimenzije na levoj i desnoj strani, program ce prikazati poruku upozorenja (Warning), poput one na narednoj slid.
Units are not homogeneous (ms into m). I\{ve advise you to predse units for constants t other'l>iise the International System Units will be the default. (Ex: 10'>10mm or ~·lyReaIParameter·>I<1yReaIParameter~lmm) "'lembers of Parameters
~~~IlIII.llIIIrr-;:.. Em II
1Renamed parameters
ILenoth IBoolean
v
l>lembers of All
~ A Jblockipar"-:tB"'o"'d--;,/"F=-'a-d;-.l"'\f::-II-·S!L:""--im-:':it:"-\L-en'gth
OK
A
!block\?artBody\Pad.l\Se(OndLimit\~engfr .::
·lblock IPartBody\Pad.l\5ketch.llf>,clivity 'jblockIPartBody\Pad.l\Si
!CstAtlr _Mode IStrlng jTime lFeature
Jhl ....... L-\D::. .. +P.-. ...h,f.D:::....I 11.<:;:{,o ....+,
"'1<
Posto smo korektno uneli nasu formulu, program nece prikazati ovo upozorenje. Upravo definisani zakon ce se pojaviti i u grani Law u stablu.
'\o"',. .. Ho:.li ...... "__
> '~"4echanism$
I~
.1 r~echanism.l,
OK
'iIICancel;
DOF=O
"'r"JOints "f'"'C0mmands
Nakon pritiska na OK jednaCina ce biti zapisana u dijalog Formulas, kao sto je prikazano na narednoj slid.
t~~:.:,~)(F::~~I~.)l:
£'iechanism.l I,Commandsl,Command.l \Length =(1in)*(Mechanism.l \KINTime)**2/(ls)**2
peeds·Acceler ations
'f"Simulation ili>-Repla),
Imajte na umu da je prikaz dijagrama pozicije, brzine i ubrzanja u ovom kretanju nas krajnji cilj. Kliknite na ikonu Speed and Acceleration .~. iz palete alata DMU Kinematics Na ekranu ce se pojaviti sledeCi pop-up dijalog. '3
~
y
""~"
'"'
~
-
~:leJ'l!tl'~Tt~mran"D~e ,"" =
"Add Formula! Delete Formuta
f
...;;;..-=~"'~
,
-
-
-
_
--;",
£Yledlanism:
jr<1echanism.l
Name:
liimt@!MftM;
~
Reference product: jNo selection Point selection: t:lt.":"Jo-s-e"'le-c"Cti'-on---------
l\!I
T<1ain axis
() Other axis:
..Jli
28
!
Cancel
j
--------------------------------------------------~~.
29
Za Reference product izaberite deo pod nazivom base (na ekranu iIi u stabIu). Za Point selection izaberite gornje desno teme dela pod nazivom block, kao sto je prikazano na narednoj skici.
Iza berite deo base za Reference product
:Start I) j:kii------""
Overite polje Activate Sensors u donjem desnom uglu.
Hed,anism: Name: Reference product: Point seiection:
Gornja vrednost na klizacu sada iznosi 4.47 s.
;::--;-c-----.------.--..
U nastavku moramo podesiti jos nekoliko parametara u dijalogu Sensors.
Number of steps:
1m;
I;j!j I~ain axis
U stablu ce se pojaviti nova grana pod nazivom Speed and Acceleration. 1
,
Instantaneous Values
! HIstory I
"i...leChanisms
j
~-
dr-'"
,..,:-~~_.' ~'le(hanism,l, DOF=O
"
'~JOInt$
, Speed -Acceieration, 1 \;'(_Veriex'
~ommands
~Speed-p.cce!eration.l\Z_Vertex . , Soeed-Acceieration, 1\':<_LinearSpeed' 'Speed-Acceleration, 1'\{ _UnearSpeeo>
'T--FiX Part ( base, 1 )
I L fix}
!#-taws
Formula. 1: Mechanism. 1\Commands\Command.l '\Length =( 1in)*(I'lechanism, 1\KINTime)**2,/( 1s)**2
~Soeeds-Accelerations
L~ Speed-Acceleration. 1
Inch Inch Ind-, Inch oer second
Inch oer second per secone Inch oer second
. Speed-Acceleration, 1\Z_UnearSpeed~
Inc.~
• Speed-Acceleration. 1iL-tnearSpeec~ 'Speed-Acceleration. 1\:<_Unear Acceleration' 'Speed-Acce!eratiol1.1\Y_Lrnear AcceleraTIon·
Inch per square s, , , Inch per souare 5, , •
No Nt, No No
No No No No {"Jo
'f'"Simulation !i:';-Replay
Dispiay Options
t@
Kliknite na ikonu Simulation with Laws u paleti alata Simulation. 1=====:Na ekranu ce se pojaviti pop-up dijalog Kinematics Simulation, poput onoga na sledecoj slid.
CheckUmits ">j!l
Off
Outputs
Podrazumevano trajanje simulacije iznosi 10 sekundi. Ako zelite da izmenite ovu vrednost, kliknite na dugme ~l U pop-up dijalogu koji ce se otvoriti izmenite vreme trajanja simuladje na 4.475. Podsecamo vas da je to vreme u kome blok mora preCi 20 in.
Kliknite na sledece stavke
i:Jumber of steps: I~
o Activate sensors
30
..:J _
Mechanism.l \Joints\Prismatic.l \Length Speed-Acceleration.l \LinearSpeed Speed-Acceleration. 1\LinearAcceleration Pri tome ce zadnja kolona odgovarajuce stavke u dijalogu Sensors promeniti vrednost u Yes. To je prikazano na narednoj stranid.
Ino, . Speed-At:ceieration, 1\Z Vertex; 'Speed-Acceleranon,l\X=UnearSpeed' 'Speed~Atcejeration. 1W_LinearSpeed< 'Speed-Acceleration. 1\Z_UnearSpeed' . Speed-Acceier anar., 1\UnearSpeed' : ':'peed-Acceleratlon, 1\;~ Linear Ao:eleration' : 'SDeed~AtceleratiQn, 1\1:Unear Acceleration' ~~ __ ~.!
• _~~I~ __ .c:~_
• '''''
No
inch
I-Jo
1ndl
ND
Inch per second
'.:'~ ~_ .• ' ___- , . - - .... ;:-:-•••
Dobijeni dijagrami potpuno odgovaraju teoretskim rezultatima. Dijagrami mogu i zavarati, posto svi prolaze kroz istu tacku u gornjem desnom uglu. Dijagrame mozemo posmatrati i odvojeno, tako sto cerno iskIjucivati prikaz onih koji nam nisu potrebni (postavljanjem kursora iznad njega, desnim klikom misa i izborom opcije za sakrivanje - hide - dijagrama). Tek onda mozemo zaista uporediti neki dijagram sa analitii'kim izrazom .
No
indl per second
No
Inch per SeCOl1Q In01 per second Inch per square s ...
No Yes No
Inch per square
No
$", ••
Blok mozemo vratiti na pocetnu poziciju tako sto cemo kliknuti na dugme Jump to Start ~ . Time se, medutim, na dijagramu dobija novi set rezultata, sto nije pozeljno. Pomocu stranice History u dijalogu Sensor korisnik moze obrisati (Clear) podatke sa dijagrama.
DJspia'j Options
Detect Clashes ~ Automabe (~) Interfel'ences
Check limits
tIJ Off
OOn
(~.I Stop
Output::
Nakon toga, pomerite klizac u dijalogu Kinematics Simulation. Sa pomeranjem klizai'a i biok zapoi'inje svoje putovanje dill osnove. Kada klizac do de u krajnji desni polozaj, blok ce dospeti do kraja osnove. Takvo stanje odgovara vrednosti klizaca od 4.47 i predenom putu od 20 in.
Prevucite klizac u desnu stranu
0.0 ... 0.0 ... 0.0 ... 0.0 ... 0.0 ... 0.0 ... 0.0 ...
a a
~Spe."
C'
'Spe ...
r"'ech ...
0 .... 0 ....
0.0507515
Spe ". 'Spe: ...
0.0507515 0.0507515
h
0.203006
rvlech ...
0.203006 0,0 ... 0.203006
'Soe ...
0 .... 0 .. "
'SpE:" ,
2
0.1. .. [1.621706
f"led, ...
0 .. "
'~nF ..
fl. ..
0.1 ...
n.r;7",7nE,
1. .. I. .. I. .. I. .. 1.., J..,.
I.., 1.. ,
,
f.1.dw.~m'M;--:;;-:~-----.-:1 S(~ll~:'_-: -=-=J~?' ii"E~-rn.d
1'41
-':::1
A"",y"'",
Disp!av Options
I
C.l
,it; >'.Ii
Ouiputs
r,I;
Automatic () Interferences
it;
off
On
CJ
Stop
Outouts
Kada blok dospe do krajnje tacke, kliknite na dugme Graphic ,gjJpons j u dijalogu Sensor. Dobicemo dijagram pozicije, brzine i ubrzanja, pri cemu 811 sve vrednosti prikazane na istoj osi.
Close
Sada mozete zatvoriti dijalog Sensors. Time smo zavrsili ovu lekciju.
32
Lines
Limited
Cned: Limits
Detect Ciashe,
33
NAPOMENE:
lavlje
Rotirajuca poluga . sa revolucionim spoJem II
34
2 - Kratak pregled veibe
Uvod U narednoj veibi eemo kreirati polugu koja rotira oko ose konstantnom ugaonom brzinom. Simulacija ovog jednostavnog mehanizma je izvedena pomoeu revolucionog spoja, liZ generisanje dijagrama brzine i ubrzanja vrha poluge.
1 - Definidja problema Poluga duzine R=5 inca, prikazana na slici dole, rotira konstantnom ugaonom brzinom ro= 2n rad/s oko ose AA. Uz pomoe osa x i y mozemo dokazati da su pozicija, brzina i ubrzanje vrha poluge odredeni sledearn izrazima. x = R cos rot
x' = -R sin rot
y = R sin rot
y'
x" =
Vezba obuhvata sledeee korake: 1. Modelovanje dva neophodna CATIA dela. 2.
Kreiranje sklopa (CATIA Product) koji sadrzi dva prethodno modelovana dela.
3.
Definisanje takvog ogranicenja na nivou sklopa koje ostavlja sarno jedan stepen slobode - rotacija poluge oko ose osnove.
4.
Otvaranje radnog okruZenja Digital Mockup i konverzija ogranicenja na nivou sklopa u revolucioni spoj koji predstavlja zeljeno rotaciono kretanje poluge oko ose osnove.
5.
Simulacija relativnog kretanja poluge bez ukljuCivanja vremenskog parametra (drugim reeima, bez implementacije ugaone brzine koja je data u definiciji problema).
6.
Dodavanje jednaCine koja implementira vremenski zavisnu kinematiku.
-R ro'cos t
= R cos rot
7. Simulacija zeljerwg kretanja sa konstantnom ugaonom brzinom i generisanje dijagrama rezultata. '"
Naredne slike prikazuju dijagrame brzine i ubrzanja dobijene u programu MathCad, uz odgovarajuee vrednosti parametara. Jedinice su in/s i in/s2. Sliene dijagrame za x komponentu brzine i ubrzanja cerna generisati i u programu CATIA neSto kasnije. ~~-------,--------~
.'i...x(t) i!t
.'i...y(tJ' ci,
_~)L-
(:
________L - I_ _ _ _ _ _~
0.5
36
31
3 - Kreiranje skiopa u modulu Mechanical Design Solutions Kreirajte modele delova poput onih na slici dole i dodelite im nazive arm i base; jedina kritima dimenzija je R = 5 in. Podrazumeva se da imate dovoljno iskustva u radu sa programom CATIA i da mozete brzo kreirati te delove.
U standardnoj paleti alata selektujte Insert>Existing Component. Iz pop-up dijaloga File Selection izaberite delove pod nazivom arm i base. Podsecamo vas da CATIA omogucava viSestruku selekciju uz pomoc tastera Ctrl. Izgled stabla ce biti izmenjen i u njemu ce se pojaviti upravo ubaceni delovi.
~g;IMWi f' ' _
base
'-~J base (base, 1;'
t~Jarm(arm'l) Applications
~
t'A',' Recent Documents
Desktop
J
My Documents
Otvorite okruzenje Assembly Design ; to mozete uraditi na vise naCina, u zavisnosti od konfiguracije CATIA na vasem raeunaru. Iz standardne palete alata, na primer, ' mozete izabrati File>New
filename:
My
Places
~~• • • • • •-
Iz dijaloga prikazanog na desnoj strani selektujte' =="---------Product. Time cete pred u radno okruzenje pod . ~~~~~ nazlvom Assembly Design, u kome cete kre~ilra!tiiisklioIP~s~a~~~~~~~~~~~~~ podrazumevanim nazivom Product. I. ~'''' ,~ 1ii,lI,;3 Da biste izmenili podrazumevani naziv, cU:~:,~:ie,,:~~: I ""'h""" I postavite kursor nad stavkom Product. 1 u I stablu, klikrIite desnim tasterom misa i iz I menija izaberite stavku Properties. , U dijalogu Properties selektujte stranicu Product i u polju Part Number ukucajte rotatinK-arm.
I
[)c,m", I
I,=- I""'".---~·~-~-------·-~
ovoga na slici,
'~J
I
i I ! ,p~~:!!',,~"O'o'~~J
r
I U narednom koraku cemo postojece i -'---------------~ delove ugraditi u upravo kreirani sklop, I ,
Kliknite na ikonu Save .~. Pojavice se pop-up dijalog Save As, u komemozete promeniti naziv sklopa, ukoliko zelite. Podrazumevani naziv je rotatinK-arm.
M,o' D~cuments
Desktop
~Application5
38
Ooen as read-.:Jn!r
Da biste rezultate svog rada smestili na disk, najbolje je da snimite citav sklop. Kliknite dva puta misem na gornju granu u stablu. Na taj naCin cete sigurno prec'i u okruZenje Assembly Design.
.J
I
To ce biti novi naziv proizvoda koje cemo koristiti kroz citavo poglavlje, Stablo u gomjem levom uglu ekrana izgleda poput
Cancel
Fie, of type'
39
U nastavku moramo definisati ogranicenja na nivou sklopa. Inicijalno poluga poseduje svih !lest stepeni slobode (dof); tamije, moze se slobodno translatomo kretati dliZ sve tri ose i rotirati oko bilo koje od njih. Dodavanjem ograniCenja zelimo da uklonimo sve te stepene slobode, izuzev rotacije ose poluge oko ose osnove. Ukoliko to uradimo pravilno, CATIA ce mOG automatski da konvertuje ogranicenja na nivou sklopa u revolucioni spoj u mehanizmu. Pocecemo tako sto cemo poravnati ose poluge i osnove. Da biste to uradili, kliknite na ikonu Coincidence
P;
u paleti alata Constraints.
Da biste kreirali ovo ogramcenje, kliknite na ikonu Contact .~. u paleti alata Constraints i selektujte povrsine prikazane na donjo; slici. Stablo ce biti izmenjeno i u njemu ce biti prikazano novo ogranicenje. ~~jlt=El;m f~~J base (base.!)
~~J arm (arm.!)
r
l.:-£fti Constraints
[~COinCidence.! (base.!,arm.!) Surface contact.2 (base.!,arm.l)
g-Ji
Applications
Selektujte ose del ova base i arm, kao sto je prikazano na slici ispod. Novokreirano ogranicenje ce biti predstavljeno zasebnom granom u stablu. _
/
~!ma~j': ~r-_
't"
-[\'""~ Constraints tJf.'
Se!ektujte donju povrsinu poluge
Selektujte osu dela pod nazivom base
I .
iI
I/
~
Selektujte osu dela pod nazivom arm
i
Coincidence. 1 (base.l,arm.l)~; Applications I
Pomoeu ikone Update @ aktivirajte ova dva ogranicenja, koja smo upravo kreirali, orne ce dva dela doci u medusobni relativni polozaj, kao sto je prikazano na slici dole. Primeticete da se nakon toga ikona Update predstavljaju ogranicenja.
.I ,
@ vise neee pojavljivati uz grane koje
Constraints l~fII}J Coincidence. 1 (base. 1, arm. 1)
':- :,,,,
@
Surface contact.2 (base.l,arm.l)
Applications
Upravo kreirano ogramcenje tipa poravnanja izmedu dye ose uklanja sve stepene slobode kretanja, izuzev dye relativne slobode izmedu del ova arm i base. Preostala je rotacija poluge oko osnove (onaj stepen slobode koji nam je potreban), kao i translacija ose osnove duz ose poluge (stepen slobode koji zelimo da uklonimo). Kontaktno ogranicenje izmedu donje povrsine poluge i gornje povrsine osnove moze ukloniti nezeljenu translaciju.
40
41
Na kraju cemo definisati jos jedno ogranicenje tipa blokiranje (engl. anchor), kojim cemo fiksirati poziciju i orijentaciju osnove u prostom. Ovo ogranicenje treba primenjivati pre dva prethodna ogranicenja, ali posto to nismo uradili ranije, uradicemo sada.
+
Da biste definisali blokiranje, kliknite na ikonu Anchor i selektujte deo pod nazivom base iz stabla (iIi na ekranu).
u paleti alata Constraints
4 = Kreiranje spojeva u radnom okruienju Digital Mockup Okruienje Digital Mockup je pIilicno slozeno, ali mi cemo se pozabaviti samo modulom DMU Kinematics. Ovaj modul mozete otvoriti preko standardne Windows palete alata, kao sto je prikazano na slici dole. Start>Digitai Mockup>DMU Kinematics. EHe
~ Gti'Mi
g:lit
:tie!!'.'
insert
Iools
·~.niTas~ucture Mechanical Design
~~J arm (arm.l)
t E':; Constraints
I
#)} Coincidence. 1 (base.l,arm. 1) ~jJ Surface contact.2 (base. l,arm. 1)
analvsis & Simulation AEhPlant
&Ii; Fix.3 (base.!)
Applications
Digital Process for Manufacturing
E[gonomics Design Ei. Anaiysis .,j9lo'N!edge'Alare
:~ lacceieratl"Product 1 accelerat .. Product
1 assembiy_1.CATProdud
Fiksirajte osnovu u prostoru
;). sliding_bl .. Product
1 testing Jaws . ,Product
Sklop je time zavrsen i mozemo pIed u radno okruZenje pod nazivom Digital Mockup.
2. Transient_, ,Anaivsts £xit
42
43
l:!.na!y:ze
ytincim";'
tielp
Kliknite na ikonu Assembly Constraints Conversion
~
u paleti alata DMU Kinematics.
Primeticete da je. stablo dob~l~ na dliZini i ~ PisI!!4!;.i1 da ~e sada u n!em~ nalazl I grana p.od ,..~J base (base.!) naZlvom ApplIcatIOn. N aredn.a shka .
('
PomoCu ove ikone mozeteautomatski kreirati najcesce koriscene spojeve na osnovu postojeCih ogranicenja na nivou sldopa. Pojavice se pop-up dijalog prikazan na slici dole.
.fi;t-?
Primeticete da je program kreirao i prizmaticni spoj, koji je nastao na osnovu kontaktnog ogranicenja definisanog ranije na nivou sklopa. Primeticete i ikone Assembly Constraints Conversion ~ .
DOF=l
• '-~ Revolute. 1 (base. I,arm. 1) Commands
.Ft,~ Patt (base.l )
I L~
Fix.3 (base.!)
tLaws Speeds-Accelerations
Kliknite na dugme New Mechanism - - -______.....ii Na taj naCin cete preCi u drugi pop-up dijalog ukome mozete dodeliti naziv mehanizmu. Podrazumevani naziv je Mechanism.1. Pirhvatite taj naziv, tako sto cete kliknuti na OK.
Ukoliko ogranicenja na nivou sklopa ne budu automatski konvertovana u zeljene spojeve, spojeve mozemo kreirati i meno pomoCu palete alata Kinematics Joints, koja je prikazana na slid ispod.
U dijalogu mozete uoCiti natpis Unresloved pairs: 1/1
Kliknite na dugme Auto Create Uii:it2;::tr.e~te:lf. Ukoliko vrednost parametra Unresolved pairs postane Oj1, mozemo zakljuCiti da se stvari odvijaju u zeljenom smeru.
I
Da bismo kreirali animadju naseg mehanizma, potrebno je da uklonimo jedini prisutan stepen slobode kretanja. To cemo postiCi tako sto cemo spoj Revolute.1 pretvoriti u spoj Angle driven. Kliknite dva puta misem na spoj Revolute.1 u stablu. Pojavic'e se pop-up dijalog prikazan na donjoj slid.
Une. Piane 1:
o Angle driven Joint Limll:s
o lO'l'!er limit: !
ffi 0
Upper limit:
Kliknite na kontrolno polje r-:~~::~_-=: -;;==.====-==::::=-==:.::..~=== Angle driven i izmenite Joimname: !Revoiute.l vrednosti parametara Lower Line limit i Upper limit tako da ,; Ang!e dnven odgovaraju vrednostima sa JointUmits naredne slike. Imajte na IOdeg umu da se ta ogranicenja mogu izmeniti i na drugim mestima u okvim programa. ~!IJi!,~_~=~_~~~~_~~~~"===:~===::": -----------------~----,--~
44
45
Nakon zatvaranja prikazanog dijaloga, pod uslovom da je sve ostalo uradeno korektno, program ce prikazati sledecu poruku. To je zaista povoljna vest ("Moze se izvrsiti simulacija mehanizma").
Opseg revolucionog spoja mozemo podesiti i pritiskom na dugme Time se otvara pop-up dijalog u kome mozemo precizirati novi opseg.
.~I
Postoje dva naCina za pokretanje animacije novokreiranog mehanizma. Razmotricemo oba.
Rotacija poluge
The mechanism can be simulated
Prevlacenje klizaca sa leve u desnu stranu
OK
Metod 1 Simuladja pomocu komandi: a
Klinite na ikonu Simulation with Command
.~
u paleti alata Simulation
Pojavice se pop-up dijalog Kinematics Simulation.
Ukoliko je pnnsnuto radio-dugme On request, sa prevlacenjem klizaca sa leve u desnu stranu, na prvi pogled na ekranu se nece desavati nista. Kada, medutim, 0 ACTIvate sensors poluga stigne do krajnjeg polozaja koji odgovara uglu od 360 pritisniteSlmulation dugme video plejera ~ i videcete c) Immediate 'II!) On reauest polugu kako rotira oko osnove. ..
Pritiskom na dugme Less i~:;;::;;:C!iis.s~): mozete ukljuCiti prikaz kompaktne verzije ovog dijaloga.
0
,
I ... I
Kada poluga zavrsi zadatu rotaciju, Number of step:;:!m; kliknite na dugme Reset kako biste je vratili na pocetnu POZlCIJU. To mozete uraditi i prevlacenjem klizaca na poziciju O. _!!iil.._______________--" Ranije postavljene vrednosti parametara Upper i Lower limit (0 i 3600, respektivno) sada su prikazane uz klizac u dijalogu. Broj koraka predstavlja rezoluciju prikaza kretanja. U dijalogu se nalaze i dva radio-dugmeta, Immediate i On Request. Ukoliko klikntete na dugme Immediate, kretanje poluge ce biti automatski prikazivano na ekranu sa prevlacenjem klizaca sa leve u desnu stranu.
'~~Al£mi! Pored toga, primeticete i da je u stablu mehanizma ubacena nova grana pod nazivom Command. 1.
1;"~~ base (base.!)
r-~arm (arm,i)
y-Dr Constraints ~~AFplicatjon5
e-f'.·lechanisms
~-1' ~le(hani5m,!, DOF=O
To je prikazano na narednoj stranici. Kada poluga zavrsi jedan puni okret, pomocu dugmeta Reset !1.fe:ii~C:1 mozete je vratiti na pocetnu poziciju. To se moze postiCi i prevlacenjem klizaea na poziciju o.
~-J~ints
~~ Revolute.! (base.l,arm.!)
[~~ Surface contac.t, 2 (base, Lar~n.!)
:If/!
COincidence,! (base,l,arm,!)
-commandS
T L .~.
Command. 1 (Revolute.l}Angle)
F1" Part (base,!)
I
L';G; Fix. 3 (base. 1)
Lal/-,ls
Speeds·Acceler ations
46
47
Metod 2 - Simuladja:
Pritiskom na dugme Play Forward .. ~ , poluga ce naglo skoCiti na krajnju poziciju, tako da ce izgledati kao da ne postoji nikakvo kretanje.
~9~ Kliknite na dugme Simulation ........,.v u paleti alata DMU Generic Animation.
Da biste usporili kretanje poluge, izmenite vrednost parametra interpolation step (postavite vrednost 0.04). Nakon toga, mozete izabrati mehanizam koji zelite da animirate (ukoliko postoji vise mehanizama). U nasem primeru selektujte Mechanism. 1 i zatvorite dijalog klikom na dugme OK. Odmah nakon zatvaranja dijaloga u stablu ce se pojaviti nova grana, pod nazivom Simulation.
0'
'~'"
Kliknite na ikonu Compile Simulation "'. u paleti alata Generic Animation. Nakon pritiska na dugme File name Rle name.. mozete odabrati lokaciju i naziv animacione datoteke koja ce biti generisana, kao sto je prikazano na sledecoj slici.
~AFPlications "·'""I'·1eCh.:misms
I ~ff£'
Tr
.Ef r·1echanism. 1.,
Kada postavite vrednost koraka interpolacije na 0.04 vratite polugu na pocetni poiozaj tako sto cete ldiknuti na dugme Jump to Start [;III . Klinite na dugme Play Forward .. i posmatrajte polaganu rotaciju poluge.
DOF=O
~imulation I ~
.~~ Simulation. 1
Odaberite zeljenu putanju i naziv datoteke, a zatim izmenite vrednost parametra Time step na 0.04 kako biste dobili polaganu animaciju pokretnog bloka u obliku AV1 datoteke.
Pored toga, otvorice se i dva pop-up dijaloga, prikazana nize. Dijalog je slican dijalogu Kinematics Simulation koji je objasnjen u prvom metodu ranije. Prevlacenjem klizaca sa leve u desnu stranu pocece i kretanje poluge od pocetne pozicije u odnosu na osnovu do krajnje.
I' I···· I Dr ~!
o Animate vie',Npoint
o Keep po,ition on Exit Kada klizac u dijalogu Kinematics Simulation stigne do krajnjeg desnog polozaja, kliknite na dugme Insert C]ii:s~rC:J u pop-up dijalogu Edit Simulation, prikazanom gore. Time se aktiviraju komandna dugmad video plejera, poput ovih na slici
-~~J~.J~_L!U~l~L~LI. Vratite polugu na pocetnu poziciju, tako sto cete kliknuti na dugme Jump to Start Primeticete da je time ponovo aktivirano i dugme Change Loop Mode G.
48
H.
;;:;;;;;;_a:m"'1"1'11 Sa'fe as tyo.;:
; [;'I:crosclt F:lrl-·-~-~----~~:
49
Naredna slika prikazuje izgled popunjenog pop-up dijaloga. Tokom generisanja AVI datoteke na ekranu mozete pratiti rotaciju poluge. Dobijenu AVI datoteku mozete pogledati pomoCu programa Windows Media Player.
5 - Definisanje zakona kretanja i simuladja ieljene idnematike Animacije kretanja koje smo kreirali do sada nisu bile vezane za parametar vreme, niti za ugaonu brzinu, kako je to bilo navedeno u definiciji problema. Sada cemo u Cilav problem ubaciti neSto vremenski zavisne fizike. Zelimo da definiSemo konstantnu ugaonu brzinu Cija je vrednost (j) = 2n fad/so Klilmite na ikonu Simulation with Laws ~. u paleti alata Simulation. Otvorice se pop-up dijalog prikazan na narednoj slici, u kome se nalazi obavestenje da moramo dodati barem jednu jednaCinu koja povezuje komandu i vreme.
Simuiatiofl Time step:
o An!mate
V!E:'/l,'point
r
Ukoliko v~m ~VI datoteka ~ije potrebna, vec zelite da prikazete animaciju vise puta, morate krelratJ Replay. Da blste to uradili, u dijalogu Compile Simulation overite polje Generate a replay. Kada overite to polje, vedna ranije dostupnih opcija u dijalogu postaje neaktivna. Osim toga, stablu ce biti dodata grana pod nazivom Replay.I.
fw
Kliknite na ikonu Fonnula u paleti alata Knowledge, Pojavice se pop-up dijalog poput onoga na sledecoj slici. ·0 Generate an animation file ,------------------
.•.
..
,~.~
~.~
rApplications f'"1'/lech,:misms ~imulation
I ~-d Simulation.!
~.eplav
Lg.'~ Replay.!
true Constrained
true
falseEdIt name or value of tile current parameter
til
----------------
~~.
fot!,..-
1 ....
/11 IH'~I~'
QJ:O'oo--1E~--'~i
-------------------~
Kliknite na ikonu Replay Jjl u ~ ¢'IRI. II>:iJ paleti alata Generic Animation, ''&- "JIRI Il> ~ Kliknite dva puta misem na granu Replay.I u stablu, Cime se otvara pop-up dijalog Replay. lspitajte ~rlkciju dugmadi Change loop Mode G lUj. Biok se moze vratiti u pocetni ' polozaj pomoCu dugmeta Jump to Start,
i bose',pflrtBodv 'pad, 1\rlrstLmlit\!...e:ngtn V'lim 1Single Value
.-:J
fa
Parametar skip ratio (ima vrednost xl u dijalogu sa desne strane) upravlja brzinom Replay prikaza.
Postavite kursor iznad grane Mechanism. I, DOF=O u stablu i klikrIite misem na nju. Program ce nakon toga prikazati jedini parametar koji je pridruzen mehanizmu u dijalogu Formulas. Dugacka !ista je sada redukovana sarno na dva parametra u dijalogu.
50
51
Desna strana jednaCine ce dobiti takav izgled da Citava jednaCina postane
Mechanism. 1\ Commands\ Command. 1\Angle = (2 *PI) * ((360deg)/(2 *PI)) * (Mechanism. 1\KINTime)/(15) Dijalog Formula Editor dobija sledeCi izgled
o Incrementa! ~ !r~echanism, 1\Commands \Command, 1\Angle J{2;-:PI)"'((360deg)f(2=':>I))~(r'l\echanlsm, 1 vcrr-mme)/(1s)
rvlembers of Parameters
Dictionary
Members of All
~~~;!~7~1..~.q~..~.z!ll!!lIllIl. ". ~t1~.1• • • • • • •rf:;;:,.,. "'\b"'."'se":'.p"'."-rC;tl3'",od7 y':;:.p::-ad",-:17:\F""ir--Su.::-'c-im--jt~\L-'---eng--;tl--··'-A
Add Formulc_
!
I
jDesign Tab!e Operators Point Constructors Law
I
-'; iRenamed parameters i Length IBoolean ICslAttr Mode
LIne Constructors
JOrde Constructors IStrino
!base\Part8odYf'ad, 1\SecondUmit\}...enotr .-:. IbaSeIPartBOd Y'Pad,l\sketch.l\ACbVI!Y '. baselpartBody'Pad, 1\Sketch, l\A.bsolute.. -- base IPartBodv IF'ad, 1\Sketch, 1\Coindden jbase'Psrtsody\Pad, l\Sketch.lV':o~ndden v h"' .... .c~D"',.H:!,..,....I,,\c':...1 1 \.:;1.. ... +>-1 ... 1\r... ,.-.nrl.,.,...,
jString v
!Time jAno!e
!<
.>
I~
Selektujte stavku Meo.'1.anism.l\Commands\Command.l\Angie i kliknite na dugme Add Formula Na taj naCin cete preCi u dijalog Formula Editor.
OK
Nakon klika na dugme OK, jednaCina ce biti upisana u pOp-Up dijalog Formulas, kao 8tO je prikazano ispod.
Dictionary
r~t.!il! Deslon I able
",rf
r·lembers oFParameter:;
·~F1J~'iRiiilii,'iiliii.:;
jOpe~ators IPOint Constructors ilaw !LIne Constructors iClrde ConstwctDrs )Stnno
'V
o Incremental
Members of Ali h
,Renameo parameters !length
lDBse\f'artboo'i',;':'cd.)..\Ftrstllmitl!..enarh
iba!:'-e'f'art8odY~F'ad.1 1,Se;:ondl.lmit'lLeno!i-
A
lcstAttr J vlode
~BooiE:an
jbaseiF'artBodY'!?ad.lISketch.l\.:..ctfvJtY !base\PartBod:,,''fad,l\,SketCh.l\Abso!ute; 'lbaselF'artBody\Pad,l\Sketd,.l\COInc.lden
1~~~9
;~:~~ :~:~~~;:~~=~' ;~~!l:'; ;;~~~~!: v
IAna!e
v
i<
;
Filter On Mechanism. 1 Riter Name :j"= ; - - - - - - - - - - - - - -
Filter TYPE: JAI! Double dick on a parameter to edit It j Parameter
Ifl1echanism. llK!~·mme
i Value
I Formula
I Active
Kliknite na stavku Time u srednjoj koloni (u koloni Members of Parameters). Edit name or value of the current parameter
.
I~~~".~_~, ~"~i~."~,,., ••~~., •.• ,~.m~~.~~.~r-------------I~"~'------'bd~: New Parameter of t:~! Real
=:J V>lith jSingle Value
Add Form..;la
Delete Param~ter (
Gornja jednaCina zahteva dodatno objasnjenje. Leva strana sadrzi parametar Angle, tako da i desnu stranu moramo svesti na dimenzije ugla, odnosno na stepene, Zbog toga su Clanu (Mechani5m.l\KINTime) oduzete dimenzije deljenjem sa (Is). Slovo "s" u jednaCini oznacava sekunde. Konacno, uveden je i Clan (360deg)/(2*PI) kako bi se ugaona brzina izrazena u radijanima (u sekundi) pretvorila u stepene (u sekundi).
52
53
Ukoliko su strane jednacine izrazene u razliCitim jedinicama, program ce prikazati poruku upozorenja, poput one na sledecoj slid.
Za Reference product izaberite deo base (na ekranu iii u stablu). Za Point selection kliknite misem na teme (verteks) na delu block, kao lito je prikazano na sledecoj slid.
Units are not homogeneous ems into mJ. \flje advise you to predse unIts for constants r othervdse the InternaTIonal Svstem Units will be the default.
(E.,x: 10->10mrn or f\'1vReaIParameter->fvlyReafPararneter;<;:1mm)
Reference product: Point
selecton:
OK
() Other axis:
Mi smo postedeni takve poruke, posto smo nasu jednaCinu uneli ispravno. Definisani zakon kretanja ce biti prikazan i u stablu, u grani Law. ~';'-Command5
, L ~
~"'Fix
.!
Fix,:';
-f.~echanism5
~1r r·.1echanisrTI.l, DOF=O
Command.! (Revolute,I,Angle)
~-;"Joints
Part (" base, 1 )
I L~
Za Reference product selektujte osnovu
t@
"
~~ReVolute,l (base.l;arm,l)
(b~5e.1)
~Law5
,~
I L f,;,~
~
Formula, I: r'lechanism.l \Commands\Command.! \Angle=(2*PI)*((360deg)I(2*PI) l-Speeds-Accelerations
)*(~lechani5m, I \KINTime)I( I 5)
~Commands
.1
L ,~, Comman~.l (Revolute.l .. Angle)
T
FIX
Podsetimo se da nam je namera da kreiramo dijagrame brzine i ubrzanja vrha poluge u sklopu ovog kretanja. Kliknite na dugme Speed and Acceleration
~.
u paleti alata DMU Kinematics.
~urface contac;,2 (base.l,ar~fI.l)
~ l..-olnodence,l tbase.l,arm.l)
part. ( base. 1 }
L~(;:, Fix.3 (base.l)
=;-La l;l}5
I L f(~--;)
Formula, 1: r"'1echanism, 1\Commands\Comrnand, 1\Ang!e=(2*PI)*«(360der;;!)/(2*PI»*Wlechanism. 1\KINTime)/(ls:)
=-sre::lS-Accelerations ~ Speed-Acceleration, 1 ~irflu!ation ~epla,.
U stablu sada mozete uociti novu granu, pod nazivom Speed and Accele_r
f'·Jame: Reference product: Point selection: :--~~--~~-,~~-.~-
~ f"'lain axis
() Other axis:
Kliknite na ikonu Simulation with Laws ~ u paleti alata Simulation. Na taj naCin cete aktivirati pop-up dijalog Kinematic Simulation. PrimetiCete da je podrazumevano trajanje simulacije 10 sekundi. Ako zelite da izmenite tu vrednost, kliknite na dugme "~.~j. U novootvorenom pop-up dijalogu izmenite trajanje na Is. Podsetimo se da je to vreme u kome poluga napravi pun okret pri brzini od 2n rad/s.
o ACTI\-'ate sensors
54
55
Klizac ce nakon toga iCi do pozicije Is. I
Instantaneous Values
I History I _ _ _ _ _-'-!.::Uc.n"it_ _ _ _ _-...l! ObservedJ-A-
Sensor
fvjechanism, 1\Joints lP.evolute.l iAngle
Degree
No
·Speed·Acceleration.l lX_Vertex'
Inch
No
Indi Inch Inch per second
No flo Yes
Inch per second
No
Inch per second Inch per second
No No
Inch per square s, . ,
Yes
Inch per square s. . .
No
j 'Speed-Acceleration, 1\'1' Vertex'
U nastavku cemo morati da izvriimo odredene izbore u dijalogu Sensors, kako bismo odredili kinematicke parametre koje zelimo d:a izraeunamo i sacuvamo.
I 'Speed-Acce!eration.l\Z=Vertex~ '1'
'Speed-Acceieration.l\':CUnearSpeed'
. Speed-Acceleration, l\Y _UnearSpeed' . ' Speed-Acceleration.l\Z_LlnearSpeed"
,. I
Speed-Acreieration.l V-inearSpeed'
··Speed-Acce!erauon.l\X_Unear Acceleration' • Speed-Acceleranon.l \Y_Unear Acceleration'
j • f"' _ _ _ .J
Instantaneous Values
I
Selection
" I
Overite polje Activate sensors u donjem levom uglu.
I History I
--1---""'--
., __
~)-,.
" __ :-_"_~~---!---'-'-- .
Display Options () ~
''liil Off , Speed-Acceleration. 1W_Vertex' 'Speed-Acceleration. 1\2._Vertex' , Speed-Acceleration. 1\":CUnearSpeed ' · Speed-Acceleration.1W _UnearSpeed' • Speed-Acr.eleration.l\,Z_UnearSpeed' · Speed-,6,cceler.:rtion,l\UnearSpeed' 'Speed-Acr-.eleration,1.\l;_Unea, Acceleration' · Speed~Acceleration.l \Y _Unear Acceleration'
.
Check Limits i.:)
On
o Stop
~Outputs
Inch Inch per second Inch per second Indl per second Inc.., per second
No
Inch per square s .. ,
No
Inch per square s."
No
; Graphics...
I
Options
i
No No
Sada prevucite klizac u dijalogu Kinematics Simulation. Sa prevlacenjem klizaca i poluga ce vrsiti rotaciju oko osnove. Kada klizac dospe do krajnje desne tacke, poluga ce naCiniti jedan puni krug. To odgovara vremenu od Is i uglu od 360 0
•
Displav Options
Detect Cjoshes: ,(~ Automatic () Interferences
Check LImits ,Jrt)
C)
Off
On
Cl Stop
Outputs
( Poluga rotira oko osnove
Kliknite na sledece stavke Prevucite klizac na desnu stranu
Speed-Acceleration. 1\X_LinearSpeed Speed-Acceleration. 1\X_LinearAcceleration Nakon te selel
~
:::J !I05:5~~
I EII\ __ \I<4\lIjH\ io-\I>J\
I
r-l'JIlmerofsteps::iZi:..:J
~psH.i
'''':' 4:t:al"'5eI150r,.
56
57
· Outputs o 1 nIte na d ugme Grap h'Ie ...Ontion ,,".•......~.At u Kad a po Iuga pre d e pum. krug, kl'k' dijalogu Sensor. Time cete dobiti dijagram koji prikazuje brzinu i ubrzanje duz iste ose.
Poluga se moze vratiti na pocetnu poziciju klikom na dugme Jump to Start [
Selection
0.0 ... 0.0 ... 0.0 ... 0.0 ... 0.0 ... 0.0 ... 0.0 ... 0.0 ... 0.0 ...
I Instantaneous Values ·Spe ... ·Spe ... ·Spe ... ·Spe ... ·Spe ... ·Spe ... "5pe."
0 3.6 3.6
;.2 16.2
16.2 23.4
'Spe ... '·Spe, "
23.4
-1... ~1. ,., -1... .... .. "
I .. , 1."
I ... I",
-1 ... -ct", ,
I ...
..
1. .. 1." 1...
"
-1."
Display Options oj)
Dobijeni dijagrami su u potpunosti uskladeni sa teoretskim rezultatima. Oni, medutim, mogu zavarati zato sto imaju razliCite razmere. Dijagrame mozete posmatrati i odvojeno, tako sto cete postaviti kursor na neki ad njih, kliknuti desnim tasterom misa i iskljuCiti njegov prikaz. Tek onda se ani mogu uporediti sa analitiCkim izrazima.
() limited
All
Detect Clashe:;; ~ Automate
C"I Interferences
Check Limits
C)
,;~ Off
On
Outouts
Sada mozete zatvoriti dijalog Sensors, tako sto cete kliknuti na OK
Time je ova vezba zavrsena.
58
59
NAPOMENE:
ehaniza'm . kolenastog vrala
60
Uvod
2 - Kratak pregied veibe
U ovoj vezbi cemo kreirati mehanizam kolenastog vratila (engl. slider crank mechanism) kombinacijom revolucionih i cilindricnih spojeva. Pored toga, upoznacemo neke dodatne rutine za generisanje dijagrama u okviru programa CATIA.
U ovoj veZbi cemo uraditi sledece:
1 - Definidja problema Mehanizam "kolenastog vratila, koji se cesto naziva i spoj tri poluge (three-bar-linkage), mozemo zamisliti kao vezu cetiri poluge, pri cemu jedna veza ima beskonafuu dliZinu. Takav mehanizam je primenjen na klipovima motora sa unutrasnjim sagorevanjem. AnalitiCki izraz za kinematiku takvog mehanizma mozete naCi u elementarnim udZbenicirna dinamike. U ovoj vezbi cerna simulirati mehanizam kolenastog vratila (prikazan ispod) sa neprekidnom rotacijom, pri cemu cemo generisati dijagrame pojedinih rezultata simulacije, ukljufujuCi poziciju, brzinu i ubrzanje vratila. Mehanizam cemo konstruisati spajanjem cetiri dela, sto cemo i prikazati u nastavku vezbe. Broj i vrsta spojeva u programu CATIA zavisi od prirode primenjenih ogranicenja na nivou sklopa. Postoji nekoliko razliCitih kombinacija spojeva koje mogu dati kinematiCki ispravnu simulaciju kolenastog vratila. IntuitiVilo, najbolja je kombinacija tri revoluciona i jednog prizmaticnog spoja. Sa stanovista broja stepeni slobode, kombinacija tri rev6juciona i jednog prizmaticnog spoja redundantno ograniCava sistem, mada takva redundantnost ne izaziva probleme, osim ako je geometrijski neizvodljiva. U ovoj veZbi cerno izabrati alternativnu kombinaciju spojeva, kako bismo upoznali cilindrifui spoj i istovremeno prikazali da se uklanjanje nepotrebnih stepena slobode i generisanje zeljenog kretanja moze obaviti razliCitim kombinacijama spojeva. Ogranicenja na nivou sklopa ce u nasem pristupu biti primenjena tako da cerno pomoCu dva revoluciona i dva cilindriena spoja zadrzati sarno jedan stepen slob ode. Taj preostali stepen cemo naknadno ukloniti tako sto cemo upravljanje jednim od cilindrifuih spojeva (spoj radilice) vezati za uglove. Citaocima preporucujemo dodatnu veZbu u kojoj ce kreirati isti mehanizam pomocu tri rotaciona i jednog prizmaticnog spoja, iii pomoCu neke druge pogodne kombinacije spojeva. Pomocu CATIA opcije Multiplot cemo na kraju kreirati takve dijagrame rezultata simulacije u kojima na apscisi ne mora uvek biti prikazano vreme.
1.
Kreirati modele cetiri CATIA dela od kojih je saCinjen mehanizam.
2.
Kreirati sklop (CATIA Product) koji je sastavljen od tih delova.
3.
Definisati ogranicenja na nivou sklopa tako da preostane sarno jedan step en slobode. Preostali stepen slobode ce bili rotaciono kretanje kolenastog vratila.
4.
Pretvoriti ogranicenja na nivou sklopa u dva revoluciona i dva cilindricna spoja u radnom okruzenju Digital Mockup.
5. Simulirati relativno kretanje poluge bez razmatranja vremena (drugim reCima, bez implementacije ugaone brzine zavisne od vremena, koja je data u definiciji problema). 6.
Definisati jednaCine koje implementiraju vremenski zavisnu kinematiku i konstantnu ugaonu brzinu kolenastog vratila.
7.
Simulirati kretanje zeljenom konstantnom ugaonom brzinom i &;nerisati dijagrame kinematickih rezultata.
Cilindricni spoj
62
63
3
=
Kreiranje sklopa u moduiu Mechanical Design Solutions
Mada su dimenzije kamponenti nebitne za sam proces (ali ne i za kinematiCke rezultate), neke dimenzije sma precizirali kako bi Citaocima bilo lakse da modeliraju odgovarajuce delove, a time i da dobiju rezultate slicne nasim. Preporucuje se da upotrebite identicne vrednosti za one dimenzije koje su precizirane (u incima). Neke manje vaZne dimenzije nisu date; njihovu vrednost mozete jednostavno proceniti na osnovu uteia. U programu CATIA napravite modeie cetiri dela i nazovite ih base, crank, conrad i block, kao sto je prikazana na slici ispod.
U dijalogu Properties predite na straniOl Product i u polju Part Number ukucajte slider_crank.
~!J~.I!~~~~~~~~~~~~~~ Product
I
Graphic
I Hed1anlGi I Drafimg !
Product Pa~t Numbe ReviSIon
---~---.--.-~----
s~'d=r _erenr
------_. __._..._-
---~~---.-------~----------~~--
To ce biti novi naziv proizvoda kroz citavo poglavlje. Stablo u levom uglu eicrana vaseg racunara trebalo bi da ima izgled kao na slici dole.
base DUlina 10
Ako zelite da izmenite podrazumevani naziv sklopa, postavite kursor iznad grane Product.1 u stablu, kliknite desnim tasterom misa i iz menija izaberite stavku Properties.
~
~:.:
Kocka lxlxl
~ --
Duiina 0.5
r'"
{
BIOCk
Precnik 0,5
. -. . . ,'{j}--Duiina 0.75
Kvadrat lxl
crank
U nastavku cemo u upravo kreirani sklop ubaciti ranije kreirane delove. Iz standardne Windows palete selektujte opciju Insert>Existing Component. U pop-up dijalogu File Selection odaberite sva cetiri dela. Podsecamo vas da CATIA dozvoljava visestruku selekciju pomocu tastera Ctrl. Stablo ce biti izmenjeno tako 5tO ce u njemu biti prikazani i selektovani delovi.
J"'"c.
~
j~
~ i~!E1l!!!JWTIL
'-~~,i crank (crank. 1)
~~ Debljina 0.25
Debljina 0.25
'''"'~~base (base.l)
Mv Recent Documen:s
~
~.:
L Applications Aktivirajte radno ak.ruienje Assembly Design , 8tO mozete uraditi na vise naCina, u zavisnosti od konfiguracije programa CATIA. Iz standardne Windows palete mozete, primera radi, izabrati File>New
IA}' Doc:uments
o.
1z dijaloga prikazanog na desnoj strani selektujte opciju Product. Time cete pred u okruzenje Assembly Design, gde cete kreirati sklop sa podrazumevanim imenom Product. I.
64
65
Primeticete da su nazivi delova i nazivi njihovih instanci namemo ostavljeni isti. Na taj naCin je olaksana identifikacija ogranicenja na nivou sklopa u daljem radu. U zavisnosti od naCina kreiranja delova, moze se desiti da su sva cetiri dela na ekranu smestena oko koordinatnog pocetka. U tom slucaju, mozete iskoristiti ikonu Manipulation~ul u paleti alata Move kako biste pomerili delove na pogodnije . .)(
lokacije.
'r~
U nastavku cerna definisati potrebna ogranicenja na nivou sklopa. Kliknite na ikonu Anchor ~ u paleti alata Constraints i selektujte dec pod nazivom base (na ekranu iIi u stablu). Na taj naCin uldanjarno svih sest stepeni slobode ovoga dela.
I
I
I,""~ Constraints ~Fix.l (base.i) Applications
U sledecem koraku cemo definisati ogranicenje, tako sto cerna poravnati ivice delova
Rezultate svoga rada cete najjednostavnije smestiti na disk tako sto cete snimiti Citav sklop. Kliknite dva puta misern na gomju granu u stablu. Na taj naCin cete sigumo pre6 u okruZenje Assembly Design. Kliknite na ikonu Save Ill.. Otvorice se pop-up dijalog Save As, u kome mozete promeniti naziv datoteke, ukoliko to zelite. Podrazumevani naziv je slider_crank.
pod nazivorn base i block. Na taj naCin uklanjamo sve stepene slob ode, osim translacije dill poravnate ivice i rotacije oko te ivice. Ta dva preostala stepena slobode su u. skladu sa nasom narner-om -cia kreiramo cilindricni spoj izmedu del ova block 1 base. Ogranicenje cete definisati tako sto cete kliknuti na ikonu Coincidence tIP u paleti alata Constraints. Selektujte ivice na delovima base i block, kao sto je prikazano na donjoj slici. Novodefinisano ogranicenje ce biti prikazano i u odgovarajucoj grani u stablu.
~J~i
r-~~ crank (crank.!)
r~Jbase (base.!)
t"~~ block (block.!)
/
.
lZ-
f"~J. conrod (conrod.!) fv~., Recent
E5r constraints
I
Documents
Desktop
. •..
LI!fJ Coincider.c8.2 (block.l,bas8.!)
Applications
Selektujte ovu ivicu na delu base
1/ t:1a ---........
/
My Documents
/
)/
I-~ Fix.! (base.!)
Selektujte ovu ivicu na delu block
Pomocu ikone Update~ mozete parcijalno postaviti dva del a, kao sto je prikazano. Cancel
66
Primeticete da se ikone Update@ ogranicenjima.
nakon toga vise ne nalaze pored grana sa
67
U zavisnosti od toga kako ste kreirali svoje delove, moze se desiti da deo pod nazivom block zavrsi na sasvim drugoj lokaciji od one koja je prikazana na slici ispod. U tom slucaju mozete iskoristiti ikonu Manipulate ~1iJ kako biste postavili deo na zeljenu lokaciju, nakon cega morate azurirati model (Update), ukoliko je to potrebno.
Ukoliko su vasi delovi priblizno orijentisani kao na slici, morate izabrati opciju Same za pararnetar Orientation u dijalogu Constraints Definition, kako bi deo pod nazivorn conrad dobio zeljenu orijentaciju nakon azuriranja. U skladu sa novim ogranicenjem bice izmenjeno i stablo. Selektujte krajnju povrsinu cilindra
~J~
t"':~crank (crank.1) ..,.~ base
~amI§M·f"i~
(base.1)
r":'il~bIOCk (block.1)
t~crank (crank.!) f~ base (base.l)
F~conrod (conrod.i) w-~l Constraints
l~
t~~block (block.l) t~conrod (conrod.l)
[~FiX.1 (base.I) Coincidence.3 (base.l,block.1)
Applications
U narednorn koraku cerna definisati ogranicenje izmedu delova pod nazivom conrod i block. Podsecamo vas da narn je krajnji cilj da kreirarno revolucioni spoj izrnedu ova dva dela, taka da nase ogranicenje na nivou sklopa mora ukloniti sve stepene slobode, osirn rotacije oko ose. Kliknite na ikonu CoinddenceP u paleti alata Constraints. Selektujte ose dye cilindricne povrsine koje su prikazane na slici ispod. Irnajte na urnu da cete osu najlakse locirati tako sto cete postaviti kursor iznad zakrivljene povrsine.
....-~/' Constraints Fix.1 (base.1) Coincidence.3 (base.l,block.1) §J Coincidence.4 (conrod.1,block.1) Coincidence.5 (block.1,conrod.1) Applications
l
a;, ,p;
1#
dJ.'
,::2::,.._ _
Selektujte zadnju povrsinu dela conrod (ta povrsina se ne vidi " iz ove perspektive)
~_ _ _ _ _ _ _ _ _D_ _-
Name:r~ Supporbng Elements
(""om",o",on",en","'-,--'-_ _ _ _ _ ~~_
,.,i
block (block, 1)
It
conrod (conrad.i;
Connected
Connected i
_·__· __1
~'i:~
Selektujte osu cilindra na delu pod nazivom block
tM~::2~crank (crank.I) f~base
(base.!) t~block (block.l) t!~conrod (conrad.1) 6-- t Constraints ~FIX.l (base.l) t#Coincidence.3 (base.lplock.l) Coincidence A (conwd"!,blocU)
lE~
Pornow ikone Update~_ parcijalno pozicionirajte dva dela kao sto je prikazano na slid ispod. Nakon aiuriranja prikaza, deo pod nazivorn conrod rnoze zavrsiti na lokaciji koja ne odgovara ostatku sklopa. U tom slucaju kliknite na ikonu Manipulation~1iJ i izrnenite orijentadju tog deja.
Applications
Selektujte osu otvora na delu pod nazivom conrod
Upravo kreirano ogranicenje koje poravnava ose zadrzava sarno dva stepena slobode izmedu del ova conrad i base. To su rotacija oko ose (zeljeni stepen slobode) i translacija dill ose (stepen slob ode koji rnoramo da uklonimo kako bisrno dobili zeljeni revolucioni spoj). Da biste uklonili translaciju, kliknite na ikonu Coincidence . /) u paleti alata Constraints i selektujte povrsine prikazane na narednoj strani.
68
69
Do sada smo kreirali ogranicenja na nivou sklopa koja su ostavljala stepene slob ode konzistentne sa cilindricnim spojem izmedu delova block i base i sa revolucionim spojem izmedu delova block i conrod. U nastavku cemo defmisati ogranicenja koja su konzistentna sa revoludonim spojem izmedu del ova conrod i crank. To cemo uraditi poravnanjem central nih linija cilindrienog ispusta na delu conrod i gomjeg otvora na delu base, zajedno sa ogranicenjem tipa povrsinskog kontakta, Cime ce delovi biti postavljeni duz koincidentne ose. Citav proces cema zapoceti klikom na ikonu Coincidece Constraints. Se1ektujte osu cilindricne povrsine i osu otvora, kao sto je prikazano na slid dole.
t/J
u paleti alata
~1¥!§i;fjl?'c. t®-wjcrank (crank.i)
t~[~::~a~:lrod,1)
l
~J
[email protected]~ f .-~
t,jicrank (crank.i) tij1~ base (base.1) t~block (block.i) t"ll'~conrod (conrod.i) li-t' .Constraints ~Fix.l (base.1) Coincidence.3 (base.i ,block.i) Coincidence.4 (conrod.l,block.1) Coincidence.5 (block.l,conrod.l) Coincidence.6 (crank.i,conrod.1) @Surface contact.7 (conrod.l,crank.l) Applications
l
t"~base (base.1) t\W,a~block (block.l)
!i(;;Fix.1 (base.1)
Pomocu ikone Update@ izvrsite parcijalno pozicioniranje dva de1a, kao sto je prikazano na sledecoj slid.
'. _
e Coincidence.3 (base.1,b1~k.1) e Coincidence.4 (conrod.1,block.l)
i# i# i# i#
Potrebno nam je jos jedno ogranicenje kako bismo donji kraj dela crank postavili na dlindricni ispust na delu base. Kliknite na ikonu Coincidence t/J u paleti alata Constraints. Selektujte ose cilindricne povrsine i otvora, kao sto je prikazano na narednoj slici.
~. Coincidence.5 (block.1,conrod.1)
1# Coincidence.6 (crank.1,conrod.1)
Applications
~~ ~ i!ti1!!ttttl! t~crank
Upravo kreirano agramcenje tipa poravnanja uklanja sve stepene slobode izmedu delova conrod i crank, osim rotacije oko koincidentne ose i translacije dill te ose. Da bismo uklonili nezeljenu translaciju, primenicemo ogranicenje tipa povrsinskog kontakta (mozemo da primenimo i ogranicenje tipa poravnanja, ali smo odluCiIi da ovde prikazemo ogranicenje tipa povrsinskog kontakta).
(crank.I) (base.i) ~block (block.1) t~conrod (conrod.1) t!l'~base
""r~~I~~:'~i~:se'1)
~
Ifj Coincidence.3 (base.1,block.1)
(fjiCoincidenceA (conrod.1,block.1)
Da biste kreirali ogranicenje, kliknite na ikonu Contact u paleti alata Constraints i sele!
(block.1) f~jconrod (conrod.1)
rt·J~~~::i~~~se.I)
(fji Coincidence.3 (base.I,block.1) Ifj Coincidence.4 (conrod.1,block.1)
q
"" ~. '...~
Applications
Selektujte osu cilindricnog ispusta
Selektujte zadnju pavrsinu na delu crank (povrsinu koja nije vidljiva iz ave perspektive)
fJ Coincidence.5 (block.1,conrod.1)
tiJ! Coincidence.6 (crank.I,conrod.1)
~ Surface contact.7 (conrod.1 ,crank.1) Applications
70
Selektujte osu otvora
'~
t@.·surfacecontact.7(COnrod.1,crank.1) 1# Coincidence.8 (base.l,crank.1)
'·'~3'~t~,_.,.~.,~.. "
.,,> ,
(fji Coincidence.5 (block.1,conrod.1) (fji Coincidence.6 (crank.1,conrod.1)
,
~ ~ ~ ~ @ ~"''.. ~
71
Pomocu ikone Update@ postavite delove na konacne pozicije, kao na slici. Posto smo odluCili da kreiramo cilindricni spoj izmedu delova base i crank, nema potTebe da definisemo novo ogranicenje kojim bismo uklonili translatomo kretanje duz koincidentne ose; takvo kretanje ce biti uklonjeno preostalim ogranicenjima u sklopu.
~J pI2N'tl!l1!'
4 - Kreiranje spojeva u radnom okruienju Digital Mockup Radno okruZenje Digital Mockup je prilicno slozeno, mada cemo se mi pozabaviti sarno modulom pod nazivom DMU Kinematics. Ovaj modul mozete otvoriti pomocu standardne Windows palete, kao sto je prikazano nize. StarbDigital Mockup>DMU Kinematics.
t-~crank (o·ank.l)
BIt:
t~base (bas'd) t~blOCk (block.l) t~Jconrod (conrod.l) :m;- :
!;;dit
}:'jew
Insert
Iools
dna1yze
~jndm'··.'
!:ieip
l.nfrastructure [1emanical Design
1 Constraints
~FiX.1 (base.1)
tP Coincidence.3 (base.l,bJock.l) tP Coincidence A (conrod.l,block.l) tP Coincidence.S (block.l,conrod.l) tP Coincidence.6 (crark.l ,conrod.l)
AEhP!ant . ~1achining
@ Surface contact.7 (conrad.1,cr ank.!)
tP
COincidence.S (base.l,crank.l) Applications Digital Process for Manufacturing
E[Qonomics DesIgn & Anaiysis
~
,r;t Dr'iU Eitting Ii;;,,~
~ ,illb~' DMU ~ 'v'iewer ,~
Sklop je zavrsen tako da mozemo pred u okruzenje Digital Mockup. Da biste mogli uspesno da pratite dalji tok ve±be, upamtite da smo ogranicenja na nivou sklopa kreirali pazljivo kako bismo zadrzali takve rdativne stepene slobode izmedu ddova koji odgovaraju cilindricnom spoju izmedu delova base i crank, revolucionom spoju izmedu dda crank i donjeg kraja dda conrod, revolucionom spoju izmedu gomjeg kraja dda conrod i dda block, kao i cilindrienom spoju izmedu del ova block i base.
'~ laccelerati .. Product 1 accelerati. ,Product
.~ Dr--TU Fgstening Review
.~ DfvlU Qptimizer , : . DMU Ioleranci!lg Revie"/v
~ assemblv _1. CATProduct
;). slidinQ_bl. .Product
'2 tesnngJaws .. Product 2 Transienl_, .Analysis
!;;xit
01-~ ¢*"J
:0'"-
~,4"1:' @i.'" ~ R)9 ~:'-\. ,,~
Kliknite na ikonu'~ Assembly Constraints Conversion u paleti alata DMU Kinematics. PomoCu te ikone mozemo automatski kreirati najcesce koriscene spojeve na osnOVLl postojecih ogranicenja na nivou sklopa. Pojavice se sleded pop-up dijalog.
72
Kliknite na dugme New Mechanism
~_"_~~~~__•___~,
Na taj naein cete pred u drugi pop-up dijalog, u kome mozete dodeliti naziv svom mehanizmu. Podrazumevani naziv je Mechanism.I. Prihvatite ponudeni naziv tako sto cete kliknuti na OK. U dijalogu cete uoeiti poruku Unresolved pairs: 4/4
Parametar DOF (broj preostalih stepena slob ode) ima vrednost 1 (ukoliko je vrednost drugaCija, jos jednom proverite ogranieenja na nivou sklopa kako biste utvrdili da li su ona konzistenma sa ogranieenjima prikazanim u prirueniku, izbrisite mehanizam i krenite sa Citavom ve±bom iz poeetka). Preostali step en slobode mozemo posmatrati kao poziciju bloka (block) duz osnove (base), iii kao IOtaciju dela pod nazivom crank oko osnove. Posto nam je namera da den crank zarotiramo konstantnom ugaonom brzinom, druga interpretacija nam je bHza. Posto smo bili paZljivi prilikom kreiranja ogramcenja na niV0U sklopa koja su u potpunosti konzistentna sa zeljenim kinematiCkim spojevima, zeljeni spojevi su kreirani na osnovu ranije definisanih ogranieenja i pomocu ikone Assembly Constraints Conversion ~ . Sve te spojeve smo mogli da kreiramo i rueno pomocu ikona u paled alata Kinematics Joints.
Kliknite na dugme Auto Create 11Aufu::tr.eatiii:J1. Ukoliko nakon toga poruka dobije oblik Unresloved pairs: 0/4, mozemo zakljuCiti da se stvari odvijaju u ispra-vnom smeru.
Da bismo animirali dobijeni mehanizam, moramo ukloniti i jedini preostali stepen slobode. To cemo postiCi tako sto cemo spoj Cylindrical.2 (spoj izmedu del ova base j. crank) pretvoriti u spoj Angle driven. Dodeljivanje istih naziva instancama delova i samim delovima znatno olaksava identifikaciju spojeva izmedu bilo koja dva dela. Kliknite dva pUla misem na spoj Cylindrical.2 u stablu. Pojavice se sleded pop-up dijalog.
JOint geometry: Line
,~ 51rn@i%h@S
r"'~crank (crank.i) f-~base (base.i) f~block (block.i)
o Angie arr,,'en
2:j--'
o Length driven
JointUrmtS
o 1st Io'Ner limit: o 2nd LO'Ner Llm!t
----g 0 'g 0
~t upper limit: 2nd upper limit:
~~conrod (conrod.1)
Stablo aplikacije ce postati dliZe zbog ubacivanja grane pod nazivom Application. Naredna slika prikazuje potpuno razvijeno stablo.
t[ir
Constraints 'Ii!-Applications
,i-,.
~tvlechanisms Mechanism.i, DOF=l iif-Joints
t~.; Cylindrical.1 (base.i,block.iJ
~
f-~ Cylindrical.:>. (base.i,crank.l) Revolute.3 (block.l,conrod.i) ~& Revolute.4 (conrod.i,crank.l) ommands !l:i-Fix Part ( base.i )
f&
Overite kontrolno polje Angle driven, nakon eega mozete ! izmeniti i ogranicenja.
Line
Joint geometry: Line
l:i-·~--------
o Length driven jOint Limrts
o 1St lower iimlt:
k~ws ~eeds-Accelerations
14
75
2:~-----·
Postavite vrednost parametra 2nd Lower Limit na O.
Sada mozemo simulirati kretanje ne uzimajuc'i u obzir vreme niti ugaonu brzinu. Kliknite na ikonu Simulation @. u paleti alata DMU Generic Animation. Time se otvara mogucnost izbora mehanizma koji zelimo da animiramo, ukoliko ih ima vise. U nasem primeru izaberite Mechanism. 1 i zatvorite prozor.
Joint name: ICyiindricai,2
_ _ _ _ _ _ _ _ _::.:Joint geometry; line
l:r
Line
2'1
o Length driven
Angle driven
Odmah nakon zatvaranja prozora u stablu aplikacije pojavic'e se grana pod nazivom Simulation.
JOint Limits
o 1st IO'/\'e:r limit
9
0
1st upper limit
I~O-"de-g-----'~
j360deg
8-Ap plications
r e ••
...,echanisms
I.~
~.a r'llechanism, 1., DOF =0
Nakon zatvaranja gornjeg dijaloga i pod pretpostavkom da je sve ostalo uradeno korektno, na ekranu c'e se pojaviti sledec'a poruka (nMehanizam se moze simulirati n).
.~)
~imulation I ",\I(
~. Simulation, 1
The mechanism can be simulated
OK
o Keep position on exit To je zaista dobra vest.
1
1
o Animate ViEAfpoint
Prema terminologiji programa CATIA, pretvaranje spoja Cylindrica1.2 u Angle driven spoj predstavlja ekvivalent definisanju komande. To mozete videti i po ubacivanju linije Command.l u stablu aplikacije. ~Mechanisms
~-1 Mechanism.1, DOF=O i!'j;-Joints
t~ Cylindrical.1
(base.1 ,block.1)
-'-~Cylindrical.2 (base.l,crank.1)
I Lp
Coincidence.8 (base.l,crank.l)
t~Revolute.3 (block.l,conrod.l) i!'j;-~ Revolute.4 (conrod.l,crank.l) --Commands
ILi
Command.l (CylindricaI.2,Angle)
k:x~art (base.1 ) lspeeds-Accelerations
Pomeranjem klizaca u dijalogu, sa leve u desnu stranu, poCinje i rotacija dela pod nazivom crank, koji c'e napraviti okret od punih 360 stepeni. Pozicija nula odgovara pocetnom polozaju sklopa u vreme kreiranja spoja. Ukoliko zelite odredenu poziciju za pocetnu, morate ranije da kreirate privremeno ogranicenje sklopa koje bi postavilo mehanizam u zeljenu pocetnu poziciju. Takvo privremeno ogranicenje se mora ukloniti pre nego sto se izvrili konverzija u spojeve mehanizma. Kada klizac u pop-up dijalogu Kinematics Simulation do de do krajnjeg desnog polozaja, kliknite na dugme Insert u pop-up dijalogu Edit Simulation, koji je prikazan ranije. Time se aktiviraju sledeca komandna dugmad video plejera
~ 76
I'" 1~ 1n I"" 1;.- 1~ I. 77
Vratite biok na poi'etnu poziciju, tako sto cete kliknuti na dugme Jump to Start Primeticete da je sada aktivno i dugme Change Loop Mode []. . Nakon klika na dugme Play Forward ,."', deo pod nazivom crank ce brzo nai'initi skok koji predstavlja punu rotaciju. Da biste usporili kretanje ovog dela, izaberite drugu vrednost koraka interpolacije (parametar interpolation step), poput 0.04. Nakon postavljanja vrednosti koraka interpolacije na 0.04 vratite deo crank na poi'etni polozaj, tako sto cete kliknuti na dugrne Jump to Start ~. Zatim, kliknite na dugme Play Forward ,.,~ i obratite paZnju na usporenu i glatku rotaciju dela. Moz~ se desiti da vas klizai' nastavi kretanje i preko ivice bloka; entiteti koji ui'estvuju u spoju tretiraju se kao beskonai'ni. Ukoliko zelite, mozete izmeniti dimenzije dela pod nazivom block, tako da klizai' ostane na njemu.
H.
~--------------j
,fcC
D.
1--1"'ln IH I"'I~ 1 1!1.00
mil' - Ti
o Animate viewpoint
Sledeca slika prikazuje kompletno popunjen pOp-Up dijalog. Tokom generisanja datoteke, deo pod nazivom crank polako rotira na ekranu. Dobijenu AVI datoteku mozete pogledati pomocu prograrna Windows Media Player.
0,:;:
0, !
o
AutomatIc insert
Interference
(1,02 0,01 DIstance
.L---_....:===:..::::::::::::::.J
Ukoliko yam AVI datoteka nije potrebna, vee zelite sarno da ponovite animaciju vise puta, morate generisati tzV. Replay. To cete postid ako overite polje Generate a replay u dijalogu Compile Simulation.
'::1 Generate a replay :
Nakon aktiviranja tog polja vedna ranijih opcija postaje nedostupna.
Kliknite na ikonu Compile Simulation {)lEI u paleti alata Generic Animatio'n i aktivirajte opciju Generate an animation file. Nakon pritiska na dugme File name 'File name ~;. mozete . podesiti lokaciju i naziv animacione datoteke koja ce biti generisana, kao sto je prikazano dole.
Pored toga, u stablu je dodata grana pod nazivom Replay. I. ~-Afplications
·r.
~"lechanism5 -,imulation
Odaberite odgovarajucu putanju i naziv datoteke, a parametar Time step podesite na 0.04, kako biste dobili usporenu rotaciju u AVI datoteci.
Kliknite na ikonu Replay IP Animation.
tll
u paleti alata Generic
, Ja..~ Simul.3tion.l
v-Replav
L 1l<'1Q Repla\.·. 1 Kliknite dva puta mlsem na granu Replay.1 u stablu, i'ime se otvara pop-up dijalog Replay. Isprobajte razlii'ite polozaje dugmadi Change Loop Mode Q.. [J [}. BIok se moze vratiti na pocetnu poziciju klikom na dugme Jump to Start H . Parametar skip ratio (ima vrednostxl, u dijalogu na slici desno) upravlja Replay brzinom.
-------------------
-----.-"-~---
79
:0
.Q,nimate viewpoin!
Nakon ge~eri.s~nja prikaza Replay, poput prikaza Replay.l u stablu prikazanom na prethodnoJ ShCl, mozemo ga ukljuoti j preko drugih ikona. Kl'k 1
nite na ikonu Simulation Player
Ii~~
.Il:m;
u paleti alata DMU Player.
5 - Definisanje zakona kretanja Sada cemo u problem ubaciti i malo fizike zasnovane na vremenu, tako sto cemo definisati ugaonu brzinu dela pod nazivom crank. Cilj toga je da definisemo ugaonu poziciju u zavisnosti od funkcije vremena, sa konstantnom brzinom rotacije od 1 obrtajsekundi (360 stepenijsekundi). Kliknite na ikonu Simulation with Laws ~ u paleti alata Simulation. Dobicete sIedeCi pop-up dijalog, ukome pise da morate definisati barem jednu relaciju izmedu komande i parametra m-eme.
Pojavice se pop-up dijalog prikazan na slici gore. Pomocu kursora izaberite granu Replay.l iz stabla. Da biste kreirali traZenu relaciju, kliknite na ikonu Formula
~omandna dugn:ad plejera ce nakon toga biti po novo aktivirana. Pomocu dugmeta Play Forward (Right) ~ mozete pokrenuti prikaz.
u paleti alata Knowledge.
Pojavice se sIedeCi pop-up dijalog.
Postavite kursor na granu Mechanism. 1, DOF=O u stablu i kliknite na nju. Time ce u dijalogu Formulas biti prikazani sarno oni parametri koji su pridrliZeni mehanizmu. Dugacka lista je time redukovana sarno na dva para metra, kao sto mozete videti u sledecem
80
f(XJ
81
~-Aflplicatjons
rT <*
vlechanisms
~~ Mechanism.!, DOF=O
'-5imu,ation
.,. Jr-_Simulatim,l
""'"Repla\·'
L~ IlilII Replay.!
i Formulas: r
Posta se ugao moze izracunati kao proizvod ugaone brzine - (360deg)/(ls) u nasem slucaju _ i vremena, izmenite okvir u kome je prikazana desna strana jednacine, tako da formula dobije sleded oblik:
<
Mechanism.l \Commands\Command.l\Angle (360deg)/(ls) * (Mechanism. 1\KINTime)
=
Naredna slika prikazuje potpuno popunjen dijalog Formula Editor. [dTtor : tvle-r'hanlsm,1\Commands\CQmmand:1\Angle--
o Incremental ~
Edit name or value of the current parameter
jf'Jler:'hanlsm.l \CDmmand5\,:omrnancl, 1\A~9-'e---·-·------·~ fO~----'----m
:rvlech;;s;;-:l \Co~;;:~~ds\cOm~;;~rl\Angi~~'-·"·~-~·-~~~·-'--··'----~~· I(360deg)f(1;)*:l.>1echan!srfI, 1\KINTime-----~--·~---',....--~-~·~-·~~ Dictionarv
Members of Parameters
lp~~~et;rs-·---;~ i 'I·AT!·-'""'""'-~·--=""-~-~··-~;:.~i !De:::lgfl Table. \Operators tpolnt Constructo!'s
Law
Line Constructors
Selektujte stavku Mechanism.l\Commands\Command.l\Angle i pntlsnite dugme Add Formula . Na taj nacin cete pred u dijalog Formula Edit.
I
Cirde Constructors
!5trlno
,~": Renamed parameters
:"."-'~
\ j600lean
:
ICstAttr_f'.1ode ILength
iStrina
'i~ ! !time -:~lAno!e
Kada kliknete na OK, formula ce biti zabelciena u pop-up dijalogu Formulas, kao je prikazano na narednoj slici.
Klih.tite n.a S~Vkll Time u.~rednjoj koloni (kolona sa naslovom Members of Parameters), a zatIm khkmte dva puta mlSem na stavku Mechanism. 1\KINTime u koloni Members of Time.
With ISing!e Value
-.~~ ,--~--.----~~-"--.-
82
----_..
,----------=------
83
J
~....
sto
Prilikom unosa forrnule sa kinematiCkim parametrima morate povesti raCtina 0 jedinicama. Ukoliko formula ima razliCite jedinice na levoj i desnoj strani, pojavic'e se sledeca poruka upozorenja:
Za parametar Point selection izaberite ova teme
/
Units are not homogeneous {ms into m), V;ie advise you to'precise units for constants other\l\'ise the international Svsten', Units wi!! be the default. (E."~: lO-::·10mm or -r~1yReaIParamete:r-.>r
Name: Reference product: POInt selecton: ~:.:;:.::.-~---.-------.
l
OK
Mi smo postedeni takvog upozorenja zato sto smo formulu uneli korektno. Definisani zakon ce se pojaviti i u stablu pod granom Law.
.
Ako pogledate stablo, videcete novu granu pod nazivom Speed and Acceleration. I. tJOints
lIO-Commands L Command.l (CylindricaI,Z,Angle) tFiX Part ( base.l )
I
~-~/le[hani5ms
II
~ r-1ain aXIs
Za parametar Reference product izaberite deo pod nazivom base
-r
! <''P' 1¥" r'lechanism.l, DOF=O
~-
,.-Joints
~::ommands
.i.
Laws
I 'f""FiX Part ( b.3se. 1 ;,
L fi.<)Formula.l: Mechanism.l\Commands\Command.l\Angle=(360deg)/(ls)*Mechanism.l\KINTime
~SLeeds-Accelerations
o-Laws
L k<) ,Formula.1: Mechanism. 1\Commands\Command. 1\Angle=(360deg)*Mechanism.1 \Kr~JTime!( 1s)
L
peeds-/;ccelerat,ons
~Speed-Acceleration.l
Nakon unosa traiene kinematiCke jednacine i odredivanja temena na bloku za tacku za koju se prikupljaju podaci, mozemo pristupiti simulaciji mehanizma. Kliknite na ikonu Simulation with Laws t@.. u paleti alata Simulation.
",,"Simulation ~~Replay
Podsecamo vas da je nasa namera da kreiramo dijagram pozicije, brzine i ubrzanja koje nastaje us led ovog kretanja. Da biste to uradili, kliknite na ikonu Speed and Acceleration !!j u paleti alata DMU Kinematics. Na ekranu ce se pojaviti sleded pop-up dijalog.
Time cete otvoriti pop-up dijalog Kinematic Simulation, koji je prikazan i==-=====na slici ispod. Podrazumevano vreme trajanja simulacije iznosi 10 sekundi.
I
Mechanism : r~echanism. 1
Ako zelite da izmenite to vreme, kliknite na dugme
Sta~t I] j[•..- - - - -
.~r~I~lli IH I ~I· ~I . Name: Reference product: Point selection:
~~~~~~~[==~: r:':"~-7""";----------
Number of steps:j~
..::J..
Analvsis ..•
o Activate sensors Close
~ r"'lain axis
f
U pop-up dijalogu koji ce se otvoriti izmenite vreme trajanja simulacije na 1s. To je vreme za koje ce deo pod nazivom crank napraviti jedan puni okret.
Za parametar Reference product izaberite den pod nazivom base (na ekranu iii u stablu). Za Point selection izaberite teme na delu pod nazivom block, kao sto je prikazano na sledecoj skici. Time smo definisali senzor koji ce zabeleziti pokrete izabrane tacke relativno u odnosu na bazu
84
85
Krajnja vrednost za kretanje klizaca sada iznosi Is.
SelectIon
:
I Instantaneous Values I
History
5en~or
(rqe~ha~~m':i\JOints\Cyl~~ai,l\Lengt~;~~'
Overite polje Activate sensors u donjem levom uglu. (Napomena: Korisnici CATIA V5R15 u ovom dijalogu mogu naCi i polje Plot vectors).
-----·~~~~~~I~;~',=:=.=----C9j;~~~;~_~
i ~~echani5m, 1\Joints\Cylindric-sl.l 'Angle i rI Qechanism,1\Joints\C;!lindncal.2\Length 1Mechanism,1\Joints\Cylindrical.2\Angle ! f"lechani:;;m, 1\Joints\Revolute.3\Angle ! r¥1echanism. 1\Jofnts'l,P eVQlute, 4\Angle 1 'Speed-Acceieration.l i':<_Verte>;' : 'Speed-Accelerabon,l'\Y_Vertex' j ·Speed-Acceleration.1 \Z_Vertex'
Number of steps:,~
o ,a.cDvate sensors
Ii :!;)Q~i:::::ll
-.:===:J
U nastavku cete morati da selektujete odredene stavke u dijalogu Sensors. • . ._ _ _ _ _ _ _ _ _
I Inch
Yes
Degree
No
Inch Degree
No No rlJo
Degree Degree.
~Jo
Inch Inch
rIJ8
Inch
~Jo
,
fIlo
j :~~::~-~~~~!~:.~~:~~.; ~~+~~~::.~~::~: Display Options
()
Selection
I
Instantaneous \lalues
:r~::;~~~ism~ 10olntsli<~';~i;;t;4\A~::~~~-'~'~~'---'J ~:~r.e___~~~efved l:~ 1 ·SDeed-Ao:eleration.l\~_Vertex·
Ind,
No
! 'Speed-A-:ceieratiQn,l''(':'_vertex'
Inch
Ne,
"Speed-Accejeration.l\Z_Vertex' · Soeed-Acceieration.l\X_UnearSpeed· · Soeed-Acceleration. 1\Y _Unea:-Speed'
, 5peed-Acceleration.l\Z_UnearSpeeo" 'Speed-Acceleration. 1 \!.lnearSpeed'
~
,
.
.
.
;
~
· Soeed-Acc.eieration.l\'JCUnear Acceleration' · Soeed-Acceleration.lW _linear AcceJerauon' '- ___ ..J ,, ___ 1 ___ ,,-__ " ____ ___ f ___ "" __ • ,
,
Inch
No
Inch per second Inch per second Inch per second Inch per second Inch per square s .. , L'1m per square s,..
No
Detect Clashes
Output:;
No
No No t'.lo
No
v
,
Displav Options
~ Automatic () Interferences
,"
Ch~cklimjts:
I History !
Promenite i braj koraka u simulaciji, tako sto cete parametar Number of steps postaviti na 80. Sto je ovaj broj veCi, to ce i dijagrami brzine ubrzanja biti zaobljeniji.
Che:ci-;. limits ., Off
() On
VeCi broj daje finije dijagrame
Outouts
NAPOMENA
Posto je nase interesovanje vezano za koordinatnu osu X, kliknite na sledece stavke radi snimanja brzine, pozicije i ubrzanja bloka: Mechanism.l \Joints\ Cylindrical. 1\Length Speed-Acceleration.l \JCLinearSpeed Speed-Acceleration. 1\X_LinearAcceleration
i
Ukoliko to niste ucinili do sada, izmenite podrazumevane jedinice za poziciju, brzinu i ubrzanje u in, in/5 i in/52, respektivno. To mozete uraditi u meniju Tools, Options, Parameters and Measures, koji je prikazan na narednoj strani.
Izborom svake nove stavke menja se i odgovarajuca vrednost u zadnjoj koloni dijaloga Sensors i postaje Yes. To je prikazano na slici na narednoj strani. Nemojte zatvarati dijalog Sensors nakon selekcije (ostavite ga otvorenim radi generisanja rezultata).
86
87
Knowledge
Units! language
i
Report Generation
I Parameters Tolerance
IMee
_l!..J
Kliknite redom na svaku od izlaznih vrednosti kako biste uoCili odgovarajuc'e jedinice mere na vertikalnoj osi za njih. Naredna slika prikazuje tri dijagrama za poziciju (odgovara cilindricnom spoju Length), brzinu (X_LinearSpeed) i ubrzanje (X_LinearAcceleration) .
D!mensions display
o Display trailing zeros:. Exponential notation for values greater than Exponential notation for values lower than lOe- Display for the magnitude Length Same display for read/write numbers and read-only numbers Deamal places for read/write numbers
13
r'-------
'Decimal places for read-only numbersj -
-
~
Digital Process for Manufa Ergonomics Design &Anal'
Konacno, prevucite klizac u dijalogu Kinematics Simulation. Sa prevlacenjem klizaca otpoCinje i rotacija poluge, zajedno sa pomeranjem bloka duz osnove. Kada deo pod nazivom bar dostigne krajnju ekstremnu tacku na desnoj strani, poluga je napravila jedan puni okret, sto odgovara vremenu od Is. Prevucite klizac u desnu stranu
Hecnarllsm
r
~
man15111,1
.s~t.o~-.~:~~·~.~L··:.-~~:·~:·:~~J I. j~~~9(:~~OO'd
F4[
;:1
:;, ActivateS€JlSOfS
'Outputs
Kada poluga dode do krajnje pozicije, kliknite na dugme Graphic 'Graohics ... I Oobons I u dijalogu Sensor. Tako cete dobiti dijagrame pozicije, brzine i ubrzanja na istoj horizontalnoj osi (mada c'e na venikalnoj osi biti prikazane jedinice koje odgovaraju izabranoj izlaznoj vrednosti; izlaznu vrednost mozete izabrati u desnoj strani prozora).
88
89
Cesto se desava da je potrebno uraditi vise razlicitih simulacija pre nego sto korisnik dobije zeljene rezultate. U tom slucaju mozete izbrisati prethodno uskladistene rezultate. To cete uraditi klikom na jezicak History: History u dijalogu Sensors.
'Spe" 'SOc ...
Za pocetak se vratite na Part Design i kreirajte referentnu tacku na delu pod nazivom conrod, na lokaciji koja priblizno odgovara onoj sa naredne slike.
, i,,, ~.
·Soe .. , 'Spe" , 'Spe ...
·Soe". ·Spe". 'Spe,,, ·Spe."
0.1". 4S
U nastavku cemo kreirati dijagram koji nije vezan za vreme. Radi ilustracije, tacku prikupljanja cemo postaviti negde duz dela pod nazivom conrod, a zatim cemo kreirati dijagram linearne brzine i linearnog ubrzanja te tacke naspram trenutnog ugla poluge. Napominjemo da DMU racuna linearnu brzinu i lineamo ubrzanje kao pozitivne skalarne vrednosti, posto se one izracunavaju na osnovu vrednosti tri pravougaone komponente.
3 .. 2 .. " 1"" 0"
1".
I., I..
1..
1."
2",. 4",.
I".
5"
... ".
I.,
DJspiay Options ~
Kreirajte referentnu tacku (~) Limited
All
priblizno na ovoj poziciji
J
Detect (ioshes
tift
I:) On
Automatic ("I Interferences :.\tI Off
...
Outouts
Nameravamo da kreiramo dva dijagrama. Prvi ce prikazivati brzinu odabrane tacke u zavisnosti od ugaonog polozaja dela pod nazivom crank. Drugi ce prikazivati ubrzanje te tacke u zavisnosti od ugaonog polozaja dela crank.
Generisane vrednosti mozete obrisati klikom na dugme Clear
Selection
Ii
f Ime
I
Instantaneous ValUE!;
1 c.£mma~ds
History
Da bismo dobili podatke 0 brzini i ubrzanju, moramo upotrebiti ikonu Speed and Acceleration u paleti alata DMU Kinematics.
:ti
I
~alue i Sens.9~:; ! V~I!:!~ j un~jcg,!,~~eni j ~ --
.•_ - - - - - - - - - -
Klikom na ovu ikonu otvaramo pop-up dijalog u kome cemo izvrsiti odredene selekcije.
··""··'···. ·. ··"·"·"·.... · ..:::·::::cIe.~[::::::. Display Gpbons:
o Limited
." All Detect Clashes
~ AutomaTIC
0 InterferencEs
j~-----unes
Ched:;Umits
.~ Off
() On
() Stop
Za referentni dec (Reference product) na ekranu izaberite dec pod nazivom base. Za referentnu tacku (Reference point) izaberite tacku koju ste kreirali ranije na delu pod nazivom conrod.
90
91
!
~Eeds-Acce'erations {~ Speed-Accelet'ation. 1
Za Reference product izaberite deo base
{~ Speed-Acceleration.2
Kliknite na sledece stavke u dijalogu Sensors; budite pazljivi, posto se u njemu nalazi dosta veoma slicnih stavki, sa minimalnim razlikama, Mechanism. 1\Joints\ Cylindrica1.2\Lengdl1\ngle Speed-Acceleration.2\LinearSpeed Speed-Acceleration.2\Linear Acceleration
U stablu se sada moze videti novi elemenat pod nazivom Speed-Acceleration.2, koji sadrzi podatke 0 tacci na delu pod nazivom conrad.
Za Reference point iza berite ovu tacku
Kliknite na ikonu Simulation with Laws.t@ u paleti alata Simulation. Time se otvara pop-up dijalog Kinematics Simulation, koji je prikazan na narednoj slici. i£=""",=""",=~'
Napomena: U zavisnosti od konfiguradje programa, umestonatpisa Leng".hAngle moze se javiti natpis Angle. Nakon selekdje svake od navedenih stavki odgovarajuca zadnja kolona u dijalogu Sensors menja vrednost u Yes. Za ugao obavezno izaberite spoj Cylindrica1.2, posto je upravo to dlnidricni spoj koji povezuje delove crank i base. Kliknite na dugme Options Options u dijalogu Sensors. Pojavice se pop-up dijalog prikazan na sledecoj slid. Kliknite na radio dugme Customized.
~ Versus time
Overite polje Activate sensors u donjem levom uglu.
(J
CustQmlzed
() Versus urne
I Customized Curves
@ll~I:!~JQ.~i,?~~9..J
_____J
1~~s
'Number ofsteps:jiE
I
Actl'·late sensors
I
U odgovarajucem dijalogu Sensors morate selektovati sledece stavke. Ako dodete na dno liste videcete cia su dostupni podaci Speed-Acceleration. 1 i SpeedAcceleration.2
Selection
1 Instantaneous Values
I HiStory
! Sensor
Kliknite na dugme Add j PojaviCe se pop-up dijalog Curve Creation.
I Unit
! Mechanism. 1 \Joints\Cyiindrical. 1'.J-ength Mechanism, 1\Joints\Cyhndric:ai, 1\LenothAnoh.:: 1Mechanlsm,1\JOints,,cYlrndricaL2\J..en9~ ! f>1ed1at1ISm, 1\Joints\Cyllndrical. 2\LencthAnole
Inch
I
I[ Mec..iJan:sm.l\Joints\Revo!ute.3'JAngj~
f'4echanISfn. 1\Joints1.p.evoiute, 4\>Ang!e
Degree
-
! 'Speed-Acceleration, 11~X:_ilertex'
Inch Degree
No
Degree
No
Degree
No No No
Inch Inch Inch
I 'Speed-Acceleration, 1\Y _Vertex' 'Speed-Acceleration.l\Z Vertex'
I~;~~:~~:~:~:~~~~) ~:~+~~~~~~::~:
Absdssa: !foo1echanism.l\iointsl,Cylindrical.1\).engti,
Yes
No No
Ordinate:
Ir'1ech~nism.l\i~inis\CYlindriCaL ll1-engtll
Pomocu padajuceg menija selektujte sledece stavke. Za parametar Abscissa izaberite Mechanism. 1\}oints\Cylindrica1.2\LengthAngle. Za Ordinate izaberite Speed-Acceleration.2\LinearSpeed.
Display Options
c) Check limits .,;:, Off
OOn
o Stop
Outputs
GraPhics ... , Optons
I Customized Cur",es ICurve. 1
i
I
I
Kliknite na jezicak History: History U dijalogu Sensors i obrisite sve podatke koji se eventualno tame nalaze. Naravno, brisanje mozete izvrsiti pomocu dugmeta __~.""-,,.~:,-,~
92
I(Aaa:Jl~tJ ____~~__~
93
v
I
.:J
.
Kliknite na dugme OK da biste zatvorili dijalog. Time je kriva Curve.l definisana. Kliknite na dugme Add ~ jos jednom. Pojavice se pop-up dijalog Curve Creation.
n-~,
Pomocu padajuceg menija selektujte sledece elemente. Za parametar Abscissa izaberite Mechanism. 1\Joints\Cylindrica1.2\LengthAngle. Za Ordinate izaberite Speed-Acceleration.2\Linear Acceleration. Klikite na dugme OK da biste zatvorili dijalog. Time je kriva Curve.2 definisana.
Zatvorite dijalog Graphical Representation.
Prevucite klizat u krajnju desnu tacku iIi kliknite na dugme
~.
="'..--,-~~
~tlP!Qt
~
_
_
_
Prevucite klizac u dijalogu Kinematics Simulation do krajnje desne tacke ili=~!lI!! jednostavno ldiknite na dugme ~.
f4f1~1~IIiIMltI>i~1 -' Acuv,:;tesen!=or;;
Kada deo pod nazivom crank dode u krajnju poziciju, kliknite na Ouiputs dugme Graphics u dijalogu Sensor. Otvorice se prozor Multiplot, u ~aJ?hics._", kome mozete izabrati krive Curve. 1 iii Curve.2. Na narednoj stranici mozete videti dijagrame Curve.l i Curve.2.
94
95
NAPOMENE:
Poglavlje
Klizecec merdevine ...
96
Grafik ove funkcije za L= 7 in, Zo = 5 .Oin, va = 10 in/s i 0::; t::; 0.5sec dat je na slici ispod.
Uvod U ovo; vezbi cemo modelovati kinematiku merdevina koje klize niz zid. Merdevine ce biti modelovane kao Cvrsto telo prikazano na donjoj slici. Dobijeni rezultati se mogu uporediti sa teoretskim resenjem odgovarajuceg analitiCkog problema.
Da bismo prikazali nekoliko dodatnih spojeva koji nisu obradivani u prethodnim vezbama, u ovaj mehanizam smo ugradili taekasti spo; dui krive linije i klizaju6 spoj krivih. Pored toga, umesto konverzije ogranieenja na nivou sklopa, ove spojeve cemo kreirati meno u DMU okruzenju kako bismo ilustrovali i direktan naCin izrade spojeva.
20
!
. .-
velocity(t) acceleration(t)
-
~
-20
1 - Definidja problema
-
Prikazane merdevine klize niz zid odrzavaju6 neprekidan kontakt sa zidom i podom. Simulacija polazi od pretpostavke da je vertikalna brzina gomje dodime taCke merdevina i zida vo = 10 in/so
I
I
0.4
L
PIVO cemo izvesti teoretsko reSenje problema. Posto je duiina merdevina L konstantna, Pitagorina teorema ukazuje da je z(t)' + yet)' = L2. Diferencijacijom obe strane jednakosti dobijamo z(t)z'(t) + y(t)y'(t) = O. Cinjenica da je brzina spustanja merdevina konstantna dovodi do toga da je z' = -va i z(t)=zo - vat. U ovom izrazu Zo predstavlja poeetni z polozaj vrha merdevina. Zamenom ovih izraza u gomjoj jednaCini i uvodenjem izraza y(t)= -VL' - Z(t)' dobijamo izraz za brzinu i ubrzanje duz y ose.
y' (t) =
-:=;===-vL' - (zo - vat)
_V0 2[2
y'(t)
=
~=======-::-:-;
[-V[2_ (zo - vat)']"
98
-----------------------------"--. 99
1
=
Kratak pregled veibe
3 - Kreiranje sklopa u moduiu Mechanical Design Solutions
U ovoj veibi cemo uraditi sledece: 1. Modelovati dva CATIA deja koji su neophodni za mehanizam. Dodacemo nekoliko referentnih geometrijskih elemenata da bismo olaksali modelovanje zeljene kinematike. 2.
Za pocetak, kreirajte modele dva CATIA dela pod nazivom ladder (merdevine) i wall (zid), kao sto je prikazano na slici dole, sa prikazanim dimenzijama (u inCima). Dimenzije koje nisu prikazane nisu ni kriticne; za njih moiete izabrati bilo koju vrednost.
Kreirati sklop (CATI..f\ Product) koji je sastavJjen od prethodno kreiranih delova.
3. Definisati ogranieenja na nivou sklopa, tako da postavimo merdevine na zeljenu pocetnu poziciju. 4.
Otvoriti radno okruZenje Digital Mockup, u kome cemo rueno kreirati taCkasti spoj duz krive linije i klizajuCi spoj krivih.
10
5. Simulirati kretanje merdevina (klizanje niz zid) bez razmatranja parametra vremena (drugim reCima, bez primene konstantne brzine koja je data u definiciji problema). 6.
R=.5
wall
Dodati jednacinu koja implementira vremenski zavisnu kinematiku vezanu za konstantnu brzinu gomje tacke dodira u njenom kretanju niz zid.
7. Simulirati kretanje sa odgovarajucom konstantnom brzinom i generisati dijagrame dobijenih rezultata.
12
Pre nego sto delove poveiemo u sklop, kreiracemo i dye referentne taCke na merdevinama, kao sto je prikazano na slici ispod. Moracemo da kreiramo i referentnu liniju na bocnoj strani zida, koja je udaljena od ravni zida za 0.5 in. Ovi dementi, Point-I i Line-I, c'e biti upotrebljeni za kreiranje taCkastog spoja dill krive linije u nasem mehanizmu. Pored toga, donja zaobljena ivica merdevina i gomja ivica zida ce biti upotrebljene za klizajuo spoj krivih. TaCka Point-2 olakSava merenje brzine i ubrzanja merdevina u wj lokaciji i njihova prikazivanje na dijagramu. Mada je kreiranje elemenata Ponit-I, Point-2 i Line-1 jasno sarno po sebi, ukratko cerna vas provesti kroz neophodne korake. Line-l nacrtana na : prednjoj strani
Point-2
\
Donja zaobljena ivica merdevina
Donja ivica zida
100
101
Ucitajte dec pod nazivom Ladder u CATIA i aktivirajte radno okruzenje Part Design
Snimite izmene modela merdevina na disk. Na taj naCin smo kreirali dve nove tacke, koje su ubacene i u stablo specifikacije.
~ u paleti alata Reference Element . Kliknite na ikonu Point U novootvorenom pop-up dijalogu za vrstu tacke (Point type) izaberite Circle/sphere center. Za Cirde/Sphere selektujte gomji kruzni luk merdevina, kao sto je i prikazano na slid. Na taj naCin eete kreirati taCku Point-I.
Point-2
UCitajte deo pod nazivom wall u CATIA i aktivirajte radno okrliZenje Part Design
Kliknite na ikonu Line / u paleti alata Reference Element /L7J. U pop-up dijalogu Line Definition za tip linije (Line type) izaberite Point-Direction. Kliknite desnim tasterom misa na polie Point u dijalogu Line Definition, a zatim selektujte Create Point. Ponovite isti proces za donji kruZni luk da biste kreirali taCku Point-2. Line type :!Point-Dtrectton Po!nt:
fNc;serectic;n·~·--~--·~
Direction: i r,lo selection Support:
iD~e'f~ult (None) .. ~
Start: Up-to 1:
jNo selection
End:
Length Type
1i!! Length
0
(~) Infinite
(~) Infinite End PClint
Infinite Start Point
o rvlirrored extent
102
103
U okv~m dijal.oga Point ~.efinition za vrstu tai'ke (Point type) selektujte opeiju On cllvrve 1 po~umte ostatak dI)aloga, kao sto je prikazano na slid dole, kako biste kreirali tacku ud~lJ:nu ?5 inc~ od ~ida dui,krive koja predstavlja spoljasnu ivicu tla. Dimenzija od 0.5. mca mJ~ pr?lz,,-ol)n~, vee. se poklapa sa poluprecnikom zaobljenog kraja me~de:ma. Na taJ,n~cm ce t~i'ka Pomt 1 na merdevinama pratiti liniju koju cemo ovde krelfatl, tako da ee lZgledatl kao da merdevine glatko klize niz zid. Trebalo bl' d . ... d d a Je kraJnJI osa asnJI rezultat po put onoga prikazanog na slid ispod. v
..
IJrP~'o~in_t_'T_}~_f~in=it=i=on='====='=':=i--,~'f'===:"~~JI II Point type:
I
III i
Ion curve
-.:1
Distance to reference
1
II
Ii
"
'l!) Distance on curve
/11
0 Ratio of curve length
~
1°·5
'I
Length:
I11
~ rGeOdeSic 0 EUclid~an
Ii 1
,
'1' Reference
' Point: t.::ID-ef;-a"""ult:-("'Ex'""t-re-m-it'-'/)---
1
II,
Repeat object after OK
~,OK i,' -.;j itm;:::::=:
I! )
,
•
Cancel
.I
II'
! , il,1
. II i I
Beverse ~irection
0
fll/I
r~iddle point
"earest extremit)' ,,'
11
1/1
II
Curve: IPad.1'!Edge
ii
' IIII
Previe!::-.!
Nakon kreiranja neophodnih referentnih geometrijskih elemenata, mozemo pristupiti sastavljanju modela. , sto Aktivirajte radno okruZenje Assembly Design mozete postic'i na vise naCina, u zavisnosti od konfiguracije vaseg programa CAT1A. 1z standardne Windows palete mozete, primera radi, selektovati File>New
I
I
sa~MI,ilii!,'tI.!~ii~~~~~~i~~~':;'~I_~::j~1 ! ..:.J I
Design, u kome kreirati sklop podrazumevanlm naZlvom Product. I. c",oo' "''''00 ,I vel't d' 't d " I Ako Z 1 e a IZmem e po razumevam nazlv, product I G"ph" I ,.\,0;"",,\ I Dc,fun, I postavite kursor iznad grane Product. I u sta-I bIu, kliknite na nju desnim tasterom misa i iz " menija selektujte opdju Product. U dijalogu Properties kliknite na stranicu II Product i u polje Part Number unesite I
line type !Poir:;t:Dj;;t;;;----~ Point: Direction: = C T ; ; = - - - - -
I
::'.::'ec :.....-=-----,--------.j D,Mi'oc
I
~"~!l!Z
D,me,m,'''DPec'"
j
/1
i!
~I.. "-_"-".,"--------------"'-"0-,-', ~
I
I
p,,"",,
siidingJadder. " To ce biti novi naziv CATIA proizvoda koji cemo koristiti do kraja ve.zbe. Stablo u gornjem levom uglu ekrana vaseg racunara i ce izgledati kao one na slid ispod. I ~J~ LAPplications
Kada kliknete na dugme OK u dijalogu Point Definition, vraticete se u dijalog Line Definition. Pravac definisite tako da bude poravnat sa ivieom, kao sto je prikazano na slici ispod, rastojanje End neka bude 5.5in i u slucaju potrebe izaberite suprotan smer kako biste dobili isti rezultat kao i na slid. Tacka Point 1 na merdevinama ce kasnije biti podesena taka da sledi liniju koja je kreirana na zidu.
~ GlflceJ I '-----' - - _..
Selektujte opciju Product iz dijaloga prikazanog na slici desno. Na taj naCin cete pred u okruZenje Assembly..
ce~e
I
..
i Product
lOOK J
I
1t#lApoiyJ~!
1z standardne Windows palete seleh1.ujte Insert>Existing Component. U pop,up dijalogu File Selection izaberite delove ladder i block. Podsecamo vas da CATIA omoguc'uje viSestruki izbor pomocu tastera Ctrl.
Support;
Stablo ce biti izmenjeno, posto se sada u njemu nalaze i novoubaceni delovi.
Start:
Up·to 1: INa selection End:
Is.Sin
Up·to 2:
JNo selection
---
length Type -ttb length () Infinite Start Point
o Infinite
C
Infinite End Point
o Mirrored extent
I Reverse DirectioD J
~?~mrmr:tm
~ rv'ty Recent Document::;
Desktop
'r~ wall (wall.!) ;t>-~~ ladder (ladder, 1) LAPplications
~~ My f"4etwork
flien2ime
Files of "D=
Places
104
!P2irts;~.c:...A.1 P"rt; :~ Open as read-{l'Li,'
105
yi
~ ~~~
Dva nova dela ce biti prikazana i na ekranu. Ukoliko referentni elementi Point-I, Point-l i Line-l nisu prikazani, verovatno je njihov prikaz isldjucen. U tom slucaju, te elemente moramo prebaciti u re.zim Show (prikaZi). To mozemo uraditi tako sto cemo ih locirati u stablu specifikacije, ldiknuti desnim tasterom misa na njih i selektovati opciju Hide/Show. Naon prikaza referentne geometrije se nesto razlikuje u verziji VSR14 u odnosu na VSRlS, mada uvek mozete lako pronaCi takve elemente jednostavnim razvijanjem stabla. Mozda cete morati da upotrebite i ikonu Manipulate ~1i1 u paleti alata ~jJ'()( ~} Move da biste pomerili merdevine blize zeljenoj startnoj poziciji, kao sto je prikazano na slici ispod. Rezultate svog rada mozete najjednostavnije smestiti na disk tako sto cete snimiti otav sklop. Kliknite dva puta misem na gornju granu stabla. Na taj naCin cete sigurno pred u okrliZenje Assembly Design.
Merdevine vec moraju biti postavljene na takvu lokaciju u kojoj se tacka Point 1 na njima poldapa sa referentnom linijom na zidu prilikom naknadnog kreiranja spojeva mehanizma. Tacnije, Point 1 se mora poklapati sa gornjom krajnjom tackom linije, tako da budemo sigurni da je startna Z pozicija na S.S, kao sto je i potrebno. Posto u ovoj vezbi necemo vrsiti automatsku konverziju ogranicenja sklopa radi kreiranja spojeva u mehanizmu, primenicemo nekoliko dodatnih ogranicenja na nivou sklopa kako bismo postavili merdevine na pocetnu poziciju, ne vodeCi pri tome racuna 0 preostalim (neogranicenim) stepenima slobode. Definisanje ogranicenja cemo zapoceti fiksiranjem zida, tako sto cemo kliknuti na ikonu Anchor .,;fu, u paleti alata Constraints, nakon cega cemo iz stabla iIi sa ekrana selektovati dec pod nazivom walL
U narednom koraku cemo ldiknuti na ikonu Coincident Constraint I) u paleti alata Constraints, a zatim selektovati taCku ·P_oint 1 i gornju krajnju tacku linije Line l. Za sada nemojte aiurirati sadrzaj ekrana. '
Kliknite na ikonu Save ~ . Pojavice se dijalog Save As, u kome mozete promeniti naziv sldopa. Ponudeni naziv je sliding.Jadder.
t~wall (wall.1)
t~~liadder (ladder.1)
oin-Epl Constraints
li#
C&J(;,FiX.l (wall.1)
Coincidence.2 (ladder .1,wall.1) Applications
My Recent Dc,cument~
Desktop
J
My Documents
Kreirajte ogranicenje tipa Coincident izmedu ave dve tacke
Filename: Save as t'/De:
106
107
U nastavku cemo kreirati jos jedno ogranieenje lipa poravnanja (coincident), kako bismo boenu stranu merdevina uCinili koplanamom sa bOCnom stranom zida. Kliknite na ikonu Coincidence Constraint iJ' u paleti alata Constraint. Selektujte dye favne povrsine na ekranu, kao sto je prikazano na slici ispod. Prilikom definisanja ovog ogranieenja prihvatite ponudenu orijentaciju Same. Nemojte jos uvek azurirati sadrzaj ekrana.
Kliknite na ikonu Contact Constraint @ u paleti alata Constraints. Na ekranu selektujte donju cilindricnu povrsinu merdevina i gomju ravnu povrsinu horizontalnog dela zida, kao sto je prikazano na slici dole. Da biste dobili zeljeni rezultat, prilikorr: kreiranja ovog ogranieenja morate izmeniti i orijentaciju u ExternaL Sva t~l novokreirana ogranicenja se pojavljuju i u specifikacionom stabIu, kao sto pokazuJe naredna slika. Constl.aint 'Uefmltion Constraint Type: Line contact
~
~jm!,m!llmm
Orientationfb."l Exte~;1
!
f~ladder (Iadder.i)
'ltJ
-
:! Line contac~
Supporting Elements
l:Iej;-~::<'5:~jt!
~wall (waIL1)
Type
:1Cylinder ,jPlane
i ComDo~en~ --~ ladd~r (laddet ,1)
wal!,wali.l)
!
lii-[;::U Constraints
l
Name
~
l-~Fi)('i (wall:1)
t~ co~c~dence.2 (ladder.l,wall.1)
~ Colncldence.3 (ladder.1 ,wa I1.1 ) Applications
%Jnmm!l!iG®
f~wall (wall.i) t~ladder (Iadder.i)
.,..~. Constraints
Kreirajte ogranicenje tipa Coincident izmedu ave dve ravne pavrsine
l
~Fil<.l (walJ.1)
1# Coincidence.2 (ladder .1,wall.l) l#COincidence.3 (ladder.l,wall.1) ~ Line contact A (ladder.l,waILl)
Applications
Na kraju cemo kreirati jos jedno kontaktno ogranicenje da bismo tangentu na donji deo merdevina poravnali sa horizontal nom povrsinom dela pod nazivom wall (tacnije, sa tlom na koje se merdevine oslanjaju).
Kreirajte ogranicenje tipa Contack izmedu donje cilindricne povrsine merdevina i ravne povrsine horizontalnog dela zida, koja predst8vljo tlo
PomoCu ikone Update @ rearan.zirajte dva del a, tako da budu postavljeni na zeljene startne pozicije, kao sto je prikazano na narednoj slici. Posto spojeve mehanizama necemo kreirati automatskom konverzijom ogranicenja na nivou sklopa, vee cemo to uraditi rueno, okruzenje DMU ce ignorisati ova ogranicenja. Ona su namenjena iskljuCivo za postavljanje delova na zeljene startne pozicije, 810 je u potpunosti ispunjeno.
108
109
4 - Kreiranje spojeva u radnom okmienju Digital Mockup Radno okruzenje Digital Modmp je prilicno slozeno, mada cemo se mi pozabaviti sarno modulom DMU Kinematics. Ovaj modul mozete otvoriti pomocu standardne Windows palete, kao sto je prikazano nize. Start>Digital Mockup>DMU Kinematics.
Kasnije cemo u ovaj spoj dodati pominje i brzina dliZ ove linije.
~
&. $trnulatlOn
S
obzirom da se u definiciji problema
~echanism5 1 "'¥' ... ., r·~echanism.1, DOF=4 .
~'la!vsas.
duzinu,
Za Point 1
Joints
L
selektujte ovu tacku (Peint-l)
I
ht Point Curve. 1 (ladder. 1, wall.1)
I'•
j
1M!'
Commands Laws Speeds-Acceler ations
KlizajuCi spoj krivih cemo kreirati izmedu donje cilindricne povrsine merdevina i raYne povrsine dela zida koji predstavlja tIo. Kliknite na ikonu u paleti Slide Curve Joint Kinematics Joints.
Za Curve 1 ovu liniju (Line-1)
selektujte
-if
Za Curve 1 selektujte donju ivicu zida, a za Curve 2 kruznu ivicu donjeg dela merdevina. 1: 3cce!er2::- _ produc:
Mechanjsm.:.I~l~:~~ni~m_~ 1~ _
Sve spojeve u ovoj vezbi cemo kreirati direktno u oklliZenju Digital Mockup. ·· ~)t KI lknite na ikonu Point Curve Joint ,J-"~. u paleti alata Kinematic Joint.
JOjntname:l~ Currentsejection: Curve 1: ! - - - - - - C u r v e 2:
U novootvorenom pop-up dijalogu kliknite na dugme New Mechanism ."-"..~"=.=:","" .. U narednom dijalogu mozete promeniti naziv mehanizma koji kreirate. Zatvorite dijalog Mechanism Creation, tako sto cete prihvatiti ponudeni naziv Mechanism. I. Za Curve 1 selektujte Line-l na ekranu, a za Point 1 selektujte Point-I, kao sto je i prikazano na narednoj strani. Zatvorite dijalog tako 810 cete kliknuti na OK Ovo ogranicenje primorava tacku Point 1 da se krece iskljuCivo auz (beskonacne) linije Line 1.
rl------
Curve 1: lwalL l/pad. 1
~Mechanisms
~ytc~i~"::~::~: L.
Za Curve 2
selektujte kruznu ivicu, iii i!-----c7~__,r;_;.I:.!,r/ kliknite bilo gde . na ovu ivicu .-------, Za Curve 1
selektujte ovu ivic
" ,....._ _ _ _.....,/1
(1_1,w,'1)
.Jfo Slide Curve.2 (wall.l,ladder. 1)
Commands Laws Speeds-Accelerations
Primeticete da ogranicenje tipa Anchor, koje je upotrebljeno u oklliZenju Assembly Design, nema nikakvog uticaja na mehanizam (posta nismo izvrsili konverziju 110
111
Simulacija mehanizma, medutim, zahteva da jedan njegov deo bude fiksiran. Narav~o, u ovom primeru cemo fiksirati zid. Da biste to ucinili, klilmite na ikonu Fixed Part .;;£, u paleti alata DMU Kinematics i selektujte zid na ekranu. Nakon zatvaranja prozora braj stepeni slob ode je smanjen na 1. To mozete uoCiti i po elementu stabla DOF=I.
'=
'r'J-Joints~c?! Point Curve.1 (ladder. 1) wall. 1) 1
1,;" Slide Curve.2 (INall.l.,ladder.!) Commands Iili-Fix Parr ( i·vall.l "
~
Kliknite na ikonu Simulation~_ u paleti ala~ DM~ Gene fl'C Animation. Nakon toga mozete lzabratl .. mehanizam koji zelite da animirate, ukoliko post~JI VIS: mehanizama. U nasem slucaju selektujte Mechalllsm.l I zatvorite dijalog. ov
Odmah nakon zatvaranja dijaloga u stablu mozete uoCiti novu granu pod nazivom Simulation. !r"'1edlanism,1
I L~i ~iX. (W~II.l)
!
lii-Applications
!-Law5
""'-MeChanisms
Da bismo obezbedili zeljenu konstantnu brzinu merdevina niz zid, moramo vezati spoj Point Curve za duiinu (to smo mogli da uradimo i prilikom samog kreiranja mehanizma). Kliknite dva puta misem na granu Point Curve. 1 kako biste otvorili pop-up :L.'~~Q~~~;:;:~~i.;; . dijalog prikazan ispod. Izmenite opciju Leng
Ti.,.. ~ r·~echanism.l! iilrSimulation
DOF=O
I I
.~ Simulation. 1
Osim toga, na ekranu ce se pojaviti i dva pop-up dijaloga prikazana ispod.
Primeticete da ogranicenja spoja od 5.5 in i 0 in pokrivaju celokupan opseg kretanja koji je zadat u definisanju problema. Pored toga, uocicete i da je pozicija elemenata koji ucestvuju u spoju jos u vreme kreiranja spoja postavljena u nuliu taCku, tako da ce u nasem primeru pocetna pozicija biti vezana za nuIu, dok gomja granica od 5.5 in predstavlja krajnju tacku u kojoj merdevine udaraju u zemlju. ~,
"
--
JOlntfdltion: Point (ul'v,d {paint Curve) Joint name: ,-_~_ _ _ _ _J~oi_nt~geometry: Curve 1: iwall. 1IUne.l ' Point 1: Iladder. 1IPoint.l
Ukoliko prevucete klizac sa leve na. stranu, pokrenucete i klizanje merdevma zid. Vrednost od 5.5 predstavlja duiinu Line-I.
Length driven Joint Limits
lOin
I~
Numericke vrednosti pored Command. 1 u ovom dijalogu mogu varirati, zavisnosti od pocetne konfiguracije
Ol~
Nakon zatvaranja gomjeg dijaloga, pod uslovom da ste sve 08ta10 uradili korektno, dobiCete sledecu poruku na ekranu. IPrevucite klizac sa leve na desnu stranu Merdevine klize u ovom
To je zaista dobra vest (" Mehanizam se moze simulirati"). The mechanism can be simulated
or;
1'12
113
!
K~da.klizac u pop-up dijalogu Kinematics Simulation dostigne krajnji desni polo.zaj, khkmte na dugme Insert :::::mliiirC:::i u pop-up dijalogu Edit Simulation, koji je prikazan na slici iznad. Time se aktiviraju komandna dugmad video plejera.
Fttl ... IMjnj~l~j~ Vratite merdevine na pocetnu poziciju tako sto cete kliknuti na dugme Jump to Start ~ . Prim~c'ujete da je aktivno i dugme Change Loop Mode G. Nakon klika na dugme Play Forward :~ merdevine ce napraviti jedan brzi skok na krajnju poziciju. Da biste usporili kretanje merdevina, promenite vrednost koraka inteprolacije (interpolation step) na 0.04, na primer. Nakon postavljanja vrednosti koraka interpolacije na 0.04 vratite merdevine u pocetni polo.zaj tako sto cete kliknuti na dugme Jump to Start H . Kliknite na dugme Play Forward ...... i dobicete usporeno i glatko translatomo kretanje merdevina.
Tokom generisanja datoteke mo.zete posmatrati i kretanje merdevina na ekranu. Dobijenu AVI datoteku mozete pogledati pomocu programa Windows Media Player.
Kliknite na dugme Compile Simulation ~I§! u paleti alata Generic Animation.
Primeticete da je ve6na ranije dostupnih opcija nakon toga nedostupna. Takode, stablu ce biti dodata grana pod nazivom Replay.I.
Nakon
pritiska na dugme File name File name... mo.zete izabrati lokaciju i naziv animacione datoteke koja ce biti generisana.
Ukoliko yam AVI datoteka nije potrebna, vec .zelite sarno da nekoliko puta ponovite animaciju, morate generisati ponovljeni prikaz (Replay). Da biste to uradili, overite polje Generate a replay u dijalogu Compile Simulation.
"'Applications
11.---___...:::=:::::..:===:..1
f"i'Ylechanisms ·~ 5imulation
rJr~
Izaberite o~~ovaraju~ puta~ju i naziv datoteke, a parametar Time step postavite na 0.04, kako bIste dobih dovol)no usporeno kretanje merdevina u AVI datoteci. Na narednoj strani mozete naG sliku potpuno popunjenog dijaloga Compile Simulation.
Simulation. 1
Vi-Replay
L!;< I:I:;\j Replay. 1
w13
My Recerrt
Document:;
C3
til
Kliknite na ikonu Replay II> u paleti alata Generic Animation. Duplim klikom na granu Replay.l u stablu otvarate pop-up dijalog Replay. lsprobajte razliCite opcije ,_SCI, ,411gmadima iz grupe Change ~ j<.llljl<.lllin 1"lj"I~1 1 Loop Mode G :[Jj lUi. Merdevine mo.zete vratiti na QJ!ooo pocetnu poziciju klikom na dugme Jump to Start o Animate vlE'A'point
DeSIctOD
mix
~.
Parametar skip ratio (u dijalogu na slici desno on ima vrednost xl) upravlja brzinom panavljenag prikaza.
Filename
Save astyp€
114
115
5 - Kreiranje zakona kretanja Sada cemo u nas problem uvrstiti i neSto fIzike. Cilj nam je da definisemo izraz koji ce proracunavati poziciju u odnosu na vreme, a time i brzinu i ubrzanje. tt~
Kliknite na ikonu Simulation with Laws .'Q;';7,:,' u paleti alata Simulation. Na taj naCin cete otvoriti pop-up dijalog prikazan na narednoj slici, u kome vas program upozorava da morate dodati barem jednu reladju izmedu komande i parametra vreme. I.\"::====-,,,
-
.~
~~~i{1D!J!!tfo~~-'~~~~.!1 ~~.. ~ ~ ._ _
.
-J". '. ".
JI.-
.
I
r<1echanism : Hechanism. 1
To simulate it 'Nith Ja'l·.'s, add at Jeast a relation betWEen a command and the time parameter
Add Formui;:;
1
Oelete Parameter ~
Kliknite na ikonu Formulaff:<) u paled alata Knowledge. Pojavice se pop-up dijalog prikazan na slici ispod. ......................................................011
'..,
Selektujte stavku Mechanism.l\Commands\Command.l\Length i kliknite na dugme Add Formula wAddForrnula '. Na taj nacin cete prea u dijalog Formuia Editor.
o Incremental ~
o Incremental
fMEchan!sm. 1\Commands\Command. 1\J-ength
Filter On slidino ladder Filter Name :"1
=="-----------FiltEr Type: jAil Double dick on a parameter to edit it
iIJP~a~~~m~e~tE~r~~~~~~~~~~lIlIlIlIlIlIlIi~v~al~uEe-mlIIIIIIIFolrlmiuliallllllllllllllll.A.rnl'.'vile.IA /ll!lli;P:JJIM' !!!(iiiltDU21i!::t!WMii \lfi:£.!.1ii 4.
' I
! 'NaH'!partBody\Pad.l\SecondUmrt\Length
\.·\'a!!~artBod}·ipaC.l\Sketch.l\4ctjVjty
'Na!l\DartBody\pad.l \Sketch. 1 \Abso~JteAxis\Acth:ity 1wall\partBody\pad, 1'',Sketa-:.l \,parallelism. 1 \Activity wail\f'artBody\pad.l \Sketd" llParalielism.l ,,"ode ! 'Ivali\?artBody\f'ad. 1\Sketch. 1 \ParaUelism.l \display ...,Paramet... Edit name or value of the current parameter
i
Gin true true true
Constrained false
v,,
c------------ fEttlJ
Izaberite stavku Time iz srednje kolone (sa nazivom Members of Parameters).
"j~CC\'a::';II;;;\P:::a'CrtB=od:;:,,'7"'P;C:a:-:d;-,;;1',r;=-i:-:rs-::tL';:im-:i"'t\j.7"en'Cg"" th
NewParameter"of type j!Rea! Delete -Parameter
3
\lVith /Singie '
1
Add Formula j DeletE Formul. ~l ~ CilOCell
Dictionary
DeSlgn Table
Postavite kursor iznad grane Mechanism.I, DOF=O u stablu i klik...'1ite miSem. Nakon toga ce u dijalogu Formulas biti prikazani sarno oni parametri koji su povezani sa mehanizmom.
Members of Parameters
~tk~.·~jffl~#~,#~.-~ZIll!IlI!IIIII"i-;;A> 1;. 1:
"', !Renamed parameters
I ~;~~:~::::'
I
Ooerators
Cirde ConsD'ucrors IStnno
' ILength
1~~~1~~·MOde ihf~
:!
!r-eaturE
DugaCka lista je na taj naCin svedena sarno na dva parametra, kao sto je prikazano na sledecoj stranici. 116
117
Desna strana jednaCine mora biti takva da Citava jednaCina dobije sledeCi oblik
Mechanism. 1 \ Commands\ Command. 1\Length = (1 Oin) * (Mechanism. 1\KINTimeJ/ (Is)
Ukoliko jednaCina ima razlicite jedinice na levoj i desnoj strani, program ce izbaciti poruku upozorenja, poput one na donjo; slici.
Kompletno popunjen dijalog Formula Editor na taj nacin postaje
Units are not homogeneous (ms into m), We adVise you to predse units for constants! otherwise thE: Interna1jonat System Units 't;'il! be the dEfault, (Ex: 10-> 10mm or MyReaIParameter->MyReaJParameter""lmm) OK
Mi smo postedeni te poruke, posto sma pravilno uneli jednacinu. Novodefinisani zakon se pojavljuje i u grani stabla pod nazivom Law. ~-" 5i~ulation.l
los
---l~l
--1' ~1echanism.l, DOF=O 'r"]Oints
r:=ommands
Nakon prihvatanja sadrzaja klikom na OK, jednaCina ce biti upisana u pOp-Up dijalog Formulas, kao 8to je prikazano na slici ispod.
~ix Part ( wall.! I:. Laws
I
) " -
....
L fix) Formula. 1: ~1echanism.1'" Commands\Comm.;nd. 1\Length =( lOin)*r'1echanism. 1\KINTimeiOs) Speeds-Acceler alions
Podsecamo vas da je nasa namera da nacrtamo dijagrame brzine i ubrzanja taCke Point-2 kao posledica kretanja u mehanizmu. ""j-y' Kliknite na ikonu Speed and Acceleration i~ u DMU Kinematics paleti alata.
D Incrementa! Fitter On f.-Je:ci1arusm, 1
R!terName ;'''1,,=.c.::.-_ _ _ _ _ _ _ __ Fi!ter Type : !Ail--~~~"~~~"~~-~~-~~~·
Na ekranu ce se pojaviti pop-up dijalog poput onoga na slici ispod.
Edit name or vaiue of the current parameter
Name: Reference product: Point selection: r-~--~-~~~"~~"---'
With
;~ Main axis
Gomja jednaCina zaslliZuje dodatrm painju. Leva strana jednaCine je, u sustini, vezana za parametar Length, tako da i desnu stranu moramo redukovati na ince. Zbog toga su 8anu (Mechanism.l\KINTime) oduzete dimenzije deljenjem sa (Is). Konamo, uveden je i 8an (Win), posto brzinu moramo podesiti na 10 in/so Trajanje simulacije od 0.5 sekundi, koje ce dati kretanje od 5.0 inca niz zid (podsetimo se ofseta od 0.5 in za polupremik na merdevinama), cemo definisati kasnije.
11S
Za Reference product selektujte zid ena ekranu iii u stablu), a za Point selection izaberite Point-2, kao sto je prikazano na narednoj slici.
119
Name: Reference product: 'r::-'~,=----~-----Point selecTIon:
Za Reference product izaberite zid
il
.startoJ'''''~-----
Overite polje Activate sensors u donjem levom uglu.
ri~mber ofste PS;]200 .... ~l
U nastavku moramo selektovati odredene stavke u dijalogu Sensors.
f\'lain axis
Za Point selection izaberite taci
U specifikacionom stablu sada mozete liOOti Acceleration. 1.
Krajnja vrednost uz klizac ce nakon toga iznositi 0.5s.
Selection
t Instantaneous Values
I
Activate sensors
Histor"'t'
I
I Sensor _ i [vlechanism. l\Joints\point Curve. 1\Length granu pod nazivom Speed and
0
[ 'Speed-Acceieration.l \{_Point.2·
I 'Speed-Acceleration. 1 W_Polnt,2'
I'Speed-Ao:eleration.l\ZYoint.2' 1 ~Speed-Acce!eration, l'I~<_UnearSpeed'
··"'"l.aW5
~Speed-Acce!eration.l \'y'_LinearSpeed~
'Ii
T
L k<) Formula. 1: r'1echanism.l '\Commands\Command.l ,\Length=( lOin)·'r'~echanism.l \KINTime/( 1s)
!ii=Speeds-Acceler ations
'Speed-Acceieration, 1 \2 UnearSpeed' ·Soeed-Acceleration. 1 \Li~earSpeed' 1 . Speed-Acceleration.l \;:<_Linear Acceleration"
I
!:~~~:~-~~~:~:~~~~~,: :i,~ _~~~::~ ~=:~:~:~~~I ~
L"h>.~', , I {~ Speeo-Acceeration,j
Kliknite na dugme Simulation with Laws t@. u paleti alata Simulation. Na taj naon cete otvoriti pop-up dijalog Kinematics Simulation.
Inch
No
Inch Inch Inch per second
No No No
Inch per second Indl per second
No
1nd-1 per second Inch per square s.,. inch per square 5...
No No
! ,"
No
No
v
Display Options
Detect Clashes
Na slici mozete videti da je ponudeno vreme simulacije 10 sekundi.
i
Unit Observed ------~ln~&7,------------~NO
~ Automatic () Interferences
Check limits () On
Off Outputs
Da biste izmenili ovu vrednost, kliknite na dugme . U pop-up dijalogu, koji ce se nakon toga otvoriti, izmenite vreme trajanja simulacije na 0.5s.
Kliknite na sledecu stavku: Speed-Acceleration. 1\LinearSpeed f.'umb~;~f~tep~;~
o Activate sensors
120
..::J
Nakon te selekcije zadnja kolona za odgovarajucu stavku u dijalogu Sensors menja vrednost u Yes. To je prikazano na sledecoj strani.
121
Outputs
Selection
f Instantaneous Values
History
Kada merdevine dospeju u horizontalni poloiaj, kliknite na dugme Graphic .?l~Ebics~,,~j_SlE!i2!J?j u dijalogu Sensor. Time cete dobiti dijagram brzine, poput onoga na narednoj stranici. Generisani dijagram se potpuno slaZe sa teoretskim prorarunima.
I
'Speed ~Acce!eration, 1 \)~ _Point. 2 .
Inch Inch Inch
No
'Speed-ACi:eleraticn. 1iX_LinearSpeed'
Inch per second
No
. Speed-Acccieration .1\'\"_unear5peed
Inch per second Indl per semnd
No
Inch per second Inch per square ::;". , Inch per square s, .. "-_..l. _____ .. ___
Yes No t\jo
~ Speed -A.cceieratIon.l \Y _Point.2'
, Speed-Aco;:ieration. 1\,2 _Point. 2' 0
~Speed-p..cce!efation, 1 \Z_UnearSpee:d'
'Speed ·"s,[ceJeration. 1 llj...inearSpeeo , 'Speed-Acceleration.! \X_Linear Acceleration ~ 'Speed Acceleraton.l \Y_Linear .n.cceleration '" w
I~D ~~o
No
"t-
D!splav OptJons
- Detect Clashe~
~ Automatic
C) Interferences
Ched< Limits
C· Stop
."Qe Off Outputs
Kada zavrsite sa selekcijom, pomerite klizac u dijalogu Kinematics Simulation. Tokom prevlacenja klizaea doCi ce i do pomeranja merdevina niz zid. Kada klizac dode do krajnje desne tacke prestace i kretanje merdevina. Ta taCka odgovara vremenu od 05. sekundi, odnosno klizanju od 5 inca.
0.5 sekundi odgovara horizontalnom polozaju
f-lumber
otsteps:i200·
:;, Activate sen~Oi£
.. !
Nakon generisanja podataka za brzinu mozemo snimiti vrednosti brzina/vreme tako sto cemo kliknuti na dugme File... File,.;", u pop-up dijalogu Sensors. Podaci se mogu usnimiti u obliku Excel tabele.
122
123
Merdevine rnozerno vratiti u pocetni poloiaj, tako sto cerno k1iknuti na dugme Jump to Start I.'< . Time se, medutirn, aktivira jos jedno generisanje dijagrama, koje nam nije potrebno. Pomo(u stranice History u pop-up dijalogu Sensors mozemo obrisati (Clear) te podatke.
D.O ... 0.0 ... 0.0 ... 0.1 ... 0.1 ... 0.1 ... 0.1 ...
6.35 12.7 19.05
25.4 31.75 38.1
1..,
'Spe .. ,
29 ...
},
'Spe ... ·Spe ... 'Spe ...
26."
1", I .. , 1."
24...
57.15
'Spe .•. 'Spo .• , 'SDe ... ~SDe .. ,
n~.
·~np ..
44 "'"
0.2,,, 50.8 n.7 ..
33".
·Spe ...
S
22." 20,,,
19 ...
U nastavku cemo generisati podatke 0 zapremini koju "prebrisu" merdevine. Kliknite na ikonu Swept Volume
·rIJ u DMU Generic Animation paleti alata.
Na taj naCin se otvara pop-up dijalog Swept Volume. Kliknite na Preview i dobicete oblik prebrisane zapremine u zasebnom prozoru.
..
j..,.
1. '.
18. "
J.."
17...
1.. ,
1n ...
T...
Display Options
·~AII ''IIi) Automatic
Lines
() Limited
Detect Ciashes
0
Check Limits Interferences ~~ Off
() On
C) Stop
Outputs
Close
Sada mozete zatvoriti dijalog Sensors. "'Definition
:Seiection
..:J
Itviemanism.l
!Product(s) to s!I\'eep;"11JJttfu....,,,,,,... tM"',,--,-----~
~
'Reference product \
Kliknite na dugme Save ukoliko zelite da snimite prebrisanu zapreminu kao zaseban deo.
G Filter Positions
0
:Filtering predsion
IO. 008in
Silhouette
0
Use level of details
Re;Uii ~i;;"plification" '0 Apply "Wapping 0
Time smo zavrsili sa ovom veZbom.
Result
J. Pr-eVlelf~'
124
125
. ClosE;
NAPOMENE:
Pogla~lj~
.·v
..•
Zupca'stl ., mehaoiizam",.
126
Uvod
2 - Kratak pregled veibe
U ovoj vdbi cerna kreirati mehanizam zupcanika u kome jedan manji pogonski zupcanik okrece drugi, vec'i, a ovaj pogoni zupcastu letvu. Neophodne spojeve, zupcasti i spoj zupcaste letve, cemo kreirati rueno u okruzenju Digital Mockup.
U ovoj vezbi cemo uraditi sledece:
1 - Definidja problema Sklop prikazan na narednoj slid sadrzi cetiri dela: zupcanik, pogonski zupcanik, zupeastu letvu i osnovu. Bez obzira sto necemo modelovati zupce, podrazumeva se da radimo sa pravim zupcanicima i zupcastom letvom, koji ih poseduju; zupcanike cemo jednostavno modelovati kao kruine sekcije sa precnikom koji je jednak punom preeniku pravih zupcanika. Zupcasta letva ce radi jednostavnosti biti modelovana kao pravilno cetvorougaono telo. Nas cilj je da modelujemo kinematiCko kretanje sisema, u kome se pogonski zupcanik krece konstantnom ugaonom brzinom i da kreiramo dijagram pozicijajvreme za rezultujuce kretanje zupcaste letve. To cemo postid kreiranjem revoludonog spoja za pogonski zupeanik, revolucionog spoja za drugi zupcanik, prizmatienog spoja za zupcastu letvu i zupeastog spoja izmedu veceg zupeanika i zupeaste letve. Ogranicenja koja cemo definisati u okruZenju Assembly design omoguc'uju automatsko kreiranje dva revoluciona i jednog prizmatienog spoja. Nakon kreiranja zupeastog spoja, medutim, revolucioni spojevi su vee utroseni, tako da nam nedostaje jedan revoludoni spoj za zupcaslU letvu. Taj dodatni revolucioni spoj mozemo kreirati rueno u okruZenju Digital Mockup. Pretpostavlja se da se pogonski zupcanik vrti konstantnom ugaonom brzinom, Cime se
1.
Modelovati cetiri neophodna CATIA dela.
2.
Kreirati sklop (CATIA Product) od tih delova.
3.
Definisati ogranicenja na nivou sklopa, kojirna cemo ukloniti nepotrebne stepene slob ode pre ulaska u DMU okruZenje.
4.
Pred u okruZenje Digital Mockup, u kome cemo automatski konvertovati ogranicenja sklopa u dva revoluciona i jedan prizmatiCni spoj.
5.
Kreirati zupcasti spoj izmedu dva zupeanika, koji ce "utrositi" dva revoluciona spoja kreirana u prethodnom koraku.
6.
Kreirati dodatni revolucioni spoj za zupcanik, koji cemo iskoristiti u kreiranju spoja zupcaste letve izmedu zupcanika i letve.
7. Simulirati kretanje mehanizma bez uticaja parametra vreme (drugim recima, bez implementacije konstantne ugaone brzine koja je navedena u definiciji problema). 8.
Dodati jednaCinu koja implementira vremenski zavisnu kinematiku u vezi sa konstantnom brzinom pogonskog zupcanika.
9.
Simulirati zeljeno kretanje i generisati dijagram pozicije zupcaste letve u vremenu.
i zupcasta letva pogoni konstantnom brzinom. Zbog toga se i pozicija vrha zupcaste
letve menja linearno sa vremenom. Pretpostavlja se da oba zupcanika poseduju osovine, kao sto je prikazano na slici, mada su te osovine sa stanovista kreiranja mehanizma Cisto kozmeticke prirode i potpuno nepotrebne. Dimenzije samih delova nisu bitne, pod uslovom da definisete odgovarajud prenosni odnos izmedu pogonskog i veceg zupcanika; u veZbi cemo, medutim, predloziti odredene dimenzije.
C0C
128
129
3 - Kreiranje skiopa u modulu Mechanical Desig Solutions Napravite modele cetiri dela i dodelite im nazive base, gear, pinion i rack, kao sto je prikazano na slici ispod. PredlaZemo yam da upotrebite prikazane dimenzije (inCi); ukoliko neke dime=ije nedostaju, procenite njihovu vrednost na osnovu crteZa.
Nakon modelovanja delova pocecemo sa njihovim ugradivanjem u sklep. Aktivirajte Assembly Design To mozete postia na vise naCina, u zavisnosti od vase CATIA konfiguracije. Iz standardne Windows palete, na primer, mozete selektovati File>New U dijalogu koji je pdkazan na slici desno selektujte Product. Na taj naCin cete prea u okruZenje Assembly Design i kreirati sklop sa podrazumevanim nazivom Product.l.
pinion
Ukoliko zelite da
I r..ledlanica! I Drafting
gear
Precnik zupcanika 3 Debljina zupeanika 0.5
U okviru Properties otvo stranicu Product i u polju Number unesite geacmechanism. To ce biti novi naziv sklopa, koji cemo koristiti do kraja ove veZbe. Nakan toga, stablo u gomjem levom uglu vaseg izgledace kao na slici dole.
Precnik pogonskog zupeanika J Debljina pogonskog zupcanika 0.5
(>1\\ . \
I \ \ \ JI.
\\
\' J!
I,
RevISIon
Definition hlomendature Source r----~~---c Descrlption
Precnik osovine 0.5
:'c:0
Duzina osovine 0.75
~ !t¥'ihM,if1j1Mil LAPplications
Precnik osovine 0.5 Duiina osovine 0.75
<
}
I
--------~----------------------~
Debljina osnove 0.25
Zupcasta letva 0.5x0.5x8
1 I
U narednom koraku cemo u upravo kreirani sklop dodati postojece delove.
25
Kliknite na ikonu Existing Component!;} u paleti alata Product Structure Tools.
o Precnik olVora'O.S
2._~_
130
3
3
~I
Postavite kursor iznad grane gear_mechanism, na vrhu stabla.
Otvorice se dijalog File Selection, u kome mozete istovremeno' selektovati sve cetiri' komponente pomocu tastera Ctrl.
look in:
r'ily Recent Documents
DesktoD
~ ~M~-!lijil.11!ijU!l!~!i;fm;]imlwm~;!llU
f"~~ rack (rack. 1)
"'~J base (base.1) ~~gear (gear. 1)
My Documents
pinion (pinion. 1) Applications
~;~
Ji
Mr' Network
Rle name:
Cancel
Files of t;'Pe"
Places
r
Opoo>...n as read-only
r
ShowPreVleY\'
Ako zelite da promenite redosled pojavljivanjadelova u stablu (zbog udobnijeg rada, -verovatno), kliknite na ikonu Graph tree Reordering!i'; u paleti alata Product Structure Tools.
Rezultate svog [ada cete najjednostavnije smestiti na disk ako snimite Citav sklop. Kliknite dva puta misem na gomju granu u stablu specifikacije. Na taj naCin cete preCi u okruZenje Assembly Design. Kliknite na ikonu Save ~ . Pojavice se pop-up dijalog Save As, u kome mozete promeniti naziv svog sklopa, ukoliko to zelite. Podrazumevani naziv je geacmeffianism. Prihvatite taj naziv. Definisanje sklopovskih ogranicenja predstavlja nas naredni zadatak. Pocecemo sa fiksiranjem baznog dela, Cime cemo ukloniti svih sest njegovih stepena slobode (dot) kretanja.
Otvorice se novi pop-up dijalog, u kome mozete izmeniti redosled delova pomocu tastera it ..[} (()§~ .
Kliknite na ikonu Anchor ~ u paleti alata Constraints i u stablu (iIi na ekranu) selektujte deo pod nazivom base.
,
~
'r': Etr
Prozor se zatvara k1ikom na dugme OK. Primetili ste da delovi i njihove instance imaju iste nazive. To je uobicajena praksa koja znat.no olaksava identifikaciju ogranicenja na nivou sklopa u daljem radu. U zavisnosti od naCina njihovog kreiranja, delovi se mogu pojaviti razbacani na ekranu, kao sto je prikazano na slid.
Constraints (base.1)
L~ Fix.1
Applications
U tom slueaju mozete k1iknuti na ikonu Manipulation;.~ip< u paleti alata Move, kako biste promenili njihov raspored i izbegli eventual no preklapanje. Na taj naCin cete olaksati kreiranje sklopovskih ogranicenja.
U nastavku cemo postaviti veo zupcanik tako da mu uklonimo sve stepene slob ode, izuzev rotacije oko ose osovine. Kliknite na ikonu Coinddence IJ u paleti alata Constraint. Selektujte dye ose koje Sil prikazane na slici na narednoj strani.
ill
133
Na taj naCin smo uklonili sve stepene slobode zupcanika, osim translacije oko ose osovine i rotacije oko te ose.
" b L
T- ....-.- "<:.:'nstraints 'l'" ~"
Kliknite na ikonu Contact @ u paleti alata 5e Ie kt UJ'te za d' ., nJu Constramts 1 selektuJte predn)u povrsmu osnove povrsinu pogonskog i zadnju povrsinu pogonskog zupeanika, zupcanika • •
.p/;: I "~ I E
'
§,~ FIX.! l,base.1)
,_po o'"~
Applications
\J
-.
~, "',",
t
....-..,;
-~"'~ Constraints ~ Fix.! (base.!)
(j
I{P!
Coincidence .2 (gear.!, base. 1)
, ~p Surface contact. 3 (base. 1Jgear. !) r,lll! Coincidence.4 (pinion.!,base.1)
+-"J--"---_,
t@!lJ!
~urf ace contact. 5 (base.! 'Pi~ion.1) cOlnode.,ce.6 (base.l,rack.l)
Applications
I Selektujte zadnju povrsinu zupcanika
~-~;; Constraints
~Fix.1 (base.!)
~10l Fix. 1 (base. 1)
!lJ! Coincidence.2 (gear.!"base.!)
,Ill! Coincidence.2 (gear.1,base.1) ~
~~
Selektujte prednju povrsinu; osnove
Nezeljeni rotacioni step en slobode mozemo ukloniti tako 5to cerno kliknuti na ikonu Contact i selektovati prednju povrsinu osnove i zadnju povrsinu letve (oznacena slovima ABeD na slid ispod).
.-~""=", Constraints
l
I
.mww
(~
Time smo zavrsili definisanje ogranicenja za zupeanik. U nastavku cemo sliena ogranicenja primeniti i na pogonski zupcanik. Selektujte dye ose kako je prikazano na slid ispod.
~~ :urfac~
I
Kliknite na ikonu Coincidence tJ} u paleti alata Constraints. Se!ektujte dye ivice delova base i rack, kao sto je prikazano na slid is pod. Time se uklanjaju svi stepeni slobode, izuzev translacije dliZ podudarnih ivica i r{)1aci~ oko tih ivica.
I 5eIektUJte ' pred nJu' "\
I.
11.1t ::-,urface contact.3 (base.1 Jgear.l - -
L
,Ill! '_olncldence. 4 ~plnlon .1" base.l;r
~lj Surf ace contact. 5 (base. 1.. pinion, 1)
U nastavku cemo kreirati ogranicenja koja su neophodna za formiranje prizmatienog spoja zupcaste letve. OdgovarajuCi skup sklopovskih ogranicenja ce uldoniti sve stepene slobode letve, osim translacionog kretanja po sopstvenoj dliZini,
kao stoje prikazano na slid ispod.
l,lm,.1)
,
Applications
pOlffsinu osn01JC i zadnju pOlffsinu zupcanika,
(,~"
CJ)d
Fix.1 (baSEd)
~;) ~urrace COfltaC:,3 (base ,1, gear. 1)
l
Preostali translacioni stepen slobode cemo ukloniti kontaktnim ogranicenjem. Kliknite na ikonu Contact @ u paleti alata Constraints i selektujte prednju
Coioddffire.2
yo
~~oi~cidence.2 (gear.1"base.1)
Applications
IL ~
•
Constraints
-.IlP' Coincidence.2 (ge.3f.1"base.1)
~-E;:':i Constraints ~, Fix.1 (base.1)
•
~ Surface contact.3 (base.l,gear.l)
contac;.3 (base.l,gear.1)
,Selektujtepreoriju povrSinU3)Snovei iadnjupovrsinu letve(ABCD)
,lll! COlncldence.4 (pinion. l,base. !)
'_olncloence.4 \plnlon, ! Jbase.!)
l
~~ Surface contact.5 (base'!Jpinion.1)
Applications
,Ill! Coincidence. 11 (rack. l,base. 1)
@
Surface contact. 12 (rack.1"base.1)
B
Applications
134
c
135
Kliknite na ikonu Update@ da biste parcijalno postavili delove kao na slici na narednoj strani. Primeticete da se, nakon toga, ikona Update
gubi iz grana sa ogranicenjima u stablu.
U zavisnosti od naCina konstruisanja delova, letva se moze pojaviti na sasvim drugoj poziciji u odnosu na sliku. Uvek mozete upotrebiti ikonu Manipulation ~Iil kako biste pozicionirali del ave na zeljenu lokadju, nakon cega mozete primeniti i komandu Update, ukoliko je to potrebno.
4
U okruienju Digital Mockup Okruzenje Digital Mockup je prilieno siozeno, mada cemo mi raditi sarno sa modulom DMU Kinematics. U njega mozete uCi preko standardne Windows palete, kao sto je prikazano na slici ispod. Start>Digital Mockup>DMU Kinematics. =
Kreiranje spojeva
;;,dit
YJe'N
Insert
1001:;
6,nalyze
J'ilindo'",
tielp
:&nn-astructure ~echanjcal Design
~naiysi5
K Simulation
AEkPiant
Digital Process for Manufacturing
E[,Qonomics Design &. Analysis ,-_~~~r:.rJ1owledQeware
p" .1 acce!erati .. Product
•• ~. Df-lU Eitting
-
• I~I Df"1U 2D Vie'Ner . ~ DMU Fgstening Review
.~ Df>1U Qptimizer
1. acceierati .. Product
Ukoliko je razmak izmedu otvora na osnovi jednak zbiru poluprecnika pogonskog i veceg zupcanika, pogonski zupcanik ce biti postavljen tako da se dodiruje sa veCim zupeanikom, kao sto se vidi na slid gore.
.6 assembly_1. CATProduct
Sklop je time zavrsen, tako da mozemo preCi u okruzenje Digital Mockup.
:1 testingJa!A'5 .. Product
~ m'lU 10lerancing Review
;;, slidin9_bl.. Product
~ Transient_, ,Analysis
!;.xit
Kliknite na ikonu Assembly Constraints Conversion ~ ''1. u paleti DMU Kinematics.
Pomocu nje mozete kreirati najcesce koriScene spojeve na osnovupostojeCih sklopovskih ogranicenja. Pojavice se pop-up dijalog prikazan na slici ispod.
If~echanism: 1·-----5·
~
136
137
Kliknite na dugme New Mechanism Ne','.' f'1emanism . Time se otvara novi pop-up dijalog u kome mozete dodeliti naziv svom mehanizmu. Podrazumevani naziv je Mechanism.I. Prihvatite ga klikom na dugme OK.
~'!"'lJ
Kliknite na Gear Joint ikonut&!"t u paleti Kinematics Joint.
Primeticete da u dijalogu stoji natpis Unresolved pairs: 3/3. Pojavice se pop-up dijalog poput onoga na slici dole.
directions~ Same
o Angle driven for revolute 1
Kliknite na dugme Auto Createl::f.j:jfu::~[~§~1 Nakon toga Unresolved pairs dobija vrednost 0/3, 8to znaCi da se stvari odvijaju u pravom smeru.
Za prvi revolucioni spoj (Revolute Joint 1) selektujte Revolute.l iz stabla. Za drugi revolucioni spoj (Revolute Joint 2) selektujte Revolute.2 iz stabla.
Unresohled pairs:
I
~
OK Current selection
Ako pazIjivije pogledamo na stablo, ~Applications videcemo da su kreirana dva revoluciona i _r'lechanisms jedan prizmatii'ni spoj. Zupi'asti spoj i spoj f'>'lechanism,l,
J.-"r
Revolute jOint 1:
Ratio:
.
.~~<~«" ~1 Revolute Joint 2: !Revo!ute,2 directions"h Same () Oppos!te
Define .. ,
o Ang!e dnven for revolute 1 DOF=3
ZAUPi'astbellectve mor~moCkreirati. rui'n~g; Komand~ iIl>~-]~int~.,;; ssem y onstramt onverSlOn "'<;. ne moze '''"~~ Revolute, 1 (base,l,gear,l) da kreira takve spojeve. Dva revoluciona i jedan 't~fi!:9.'~~. Re. volut.e.~, (,b_a_se.1,Pin_ion.l) p. rizmatii'ni SPO)' kOJ'i su kreirani automatski odrzavaJ'u ""'-~ P t· · IrdL'" k 1, b a,e, 1) ""-II!§lW rlsma lC.c, konzistentnost sa stepenima slobode koji su uklonjeni Comm,"Inds primenom sklopovskih ogranicenja. Na narednoj il:!!;:-Fix Part ( base. 1 ) strani mozete naCi opis koraka neophodnih za Laws kreiranje zUPCastog spoja i spoja zupi'aste letve koji su Speeds-Acceler ations potrebni za nai'; mehanizam.
t
Da bi se kreirao zupi'asti spoj, moraju postojati dva revoluciona spoja. Spoj zupi'aste letve, medutim, zahteva revolucioni i prizmaticni spoj. Pre nego sto predemo na sledeCi zadatak poieljno je da pomocu komande Manipulate ;;'' '1]) privremeno odvojite zupi'anik od osnove. Da biste to uradili, morate se vratiti u okruZenje Assembly Design, a zatim mozete ponovo preCi u DMU Kinematics. 138
!Revolute.l
I~
OK
Step en prenosa (Ratio) mozemo definisati izborom odgovarajuCih poluprei'nika. Kliknite na dugme Ratio Define .. ,
PomoCu kursora odaberite krugove koji Cine osnovu zupi'anika gear i pinion. • Na taj naCin cete kreirati ze1jeni stepen prenosa koji iznosi 3. PrimetiCete da CATlA pri definisanju ovog stepena koristi milimetre, bez obzira na jedinice koje ste koristili u konstrukciji.
ilii..:.-________-====~===:J
Zatvorite dijalog, tako 8tO cete kliknuti g~~~______:::'==:::'.~:~=::j na OK.
139
Posto se radi 0 spoljasnjim zupcanicima, ~echani5m5 oni imaju suprotne smerove rotacije. f'llech.'lnism.l, DOF=2 Zbog toga morate aktivirati Oposite 'liio"'Joints radio-dugme, nakon cega mozete zatvoriti J.-ilJill Prismatic.3 (rack.l,base.l) . . ",ear. r. I .-. ·· 1og J' d IJa omt Cn~atlOn.
k-iJC
I
Dijalog zahteva i selekciju jednog revolucionog spoja, ali problem je u tome sto nije preostao ni jedan takav spoj. Njega, medutim, mozemo kreirati klikom na dugme Revolute Joint -""===-"
Current selection: Jointname:
~-'--:-,-..::....-------------=::'::::::::::=::::::::::::::::::::::::=::==
Revolute Joint 1: ~1--Ratio:
o
1-3
line 2.:!
lIne 1: Plane 1: ; - - - - - -
2:
r--------.1iJ Null Offset 0
Current seiecton Revolute Joint 2: fRevolute.2
Offset
=
o Centered
Define ."
Angle driven for revolu!e 1
I~
OK
Stablo specifikacije sada sadrzi i granu GearA, koja odgovara upravo kreiranom spoju. Za njega smo, medutim, utrosili oba revoluciona spoja. Kliknite na ikonu Rack Joint .~ u paleti alata Kinematics Joint.
Otvorice se dijalog pod nazivom joint Creation: Rack.
Revolucioni spoj cemo kreirati izmedu delova gear i base. Parametre Line 1, Line 2, Plane 1 i Plane 2 odaberite u skladu sa slikom is pod. Za Plane 2 selektujte _ prednju povrsinu osnove
Za Line 2 selektujte osu ovog otvora
Ratio: - _ . , . ". _ - . - -
o
Length dri\,'en for prismatic
Dijalog zahteva selekciju jednog prizmatienog spoja (Prismatic PrismabCJoint: jPrismauc.3 joint); izaberite Ratio: spoj Prismatic.3 iz 0 Length driven fur prismatic stabla.
Imajte na umu da se selekcija mora obaviti na konzistentan naCin. Line 1 i Plane 1 moraju pripadati istom delu, dok Line 2 i Plane 2, samim tim, moraju pripadati drugom delu. Naredna slika prikazuje popunjen dijalog, koji cete zatvoriti klikom na OK.
Current selection
----
Revolute joint:
Current selection:
line 1: Igear. l{Soiid. 1
Line 2: Ibase .1/Pad .1
Plane 1: Igear.l!Solid.l
Plane 2: jbase.ljPad.l
,.;, Null Offset
0
Offset
=
c) Centered
o ~
140
141
OK
~ Cancel
j
Na taj naCin cete se automatski vratiti na dijalog Joint Creation: Rack, koji se jos uvek nalazi na ekranu.
Kliknite dva puta misem na granu GearA u stablu kako biste otvorili pop-up dijalog prikazan na slici dole.
Novokreirani revolucioni spoj je smesten i u stablo pod oznakom Revolute.3. Joint name:
~""Joint5 !
Joints:; Revo!utejoint 1; J::=~--"~---- Revoiute joint 2:
I, >M;l.
"-~m Prismatic.3 (rack,1,base.1) ~~:p~ l ::::.... 1 · ' ,1 . ~ "'ear. 4 ,gew .. '.' plnlor.. _, base. 1)
r
Ratio:
o Angle driven for revolute 1
""'-~ Revolute.3 (gear. 1.• base. 1)
o Lengtil ofl'/en fur prismatic
o Angle driven fur revoiute !f.~~::::QtC:}J ~elJ
JolntUmits
--
r--·-.-----
Define •• , :jRotation dlreci:Jonsr:) Same '~Opposite
0
Angie driven for revolute 2
i0 1st IO'fI.'er limit:
0
1st upper limit:
'0 2nd Lower Limit:
0
2nd upper limit:
Stepen prenosa (Ratio) se sada moze uneti rueno, ali se moze i definisati u skladu sa postojecom geometrijom. Kliknite na dugme Ratio Df>flne .. , Kursorom zahvatite krug koji Cini osnovu dela pod nazivom gear. Time je kreiran ispravan stepen prenosa. Ta vrednost odreduje pomeraj zupeaste Ietve rack (u mm, bez obzira sto su u modelu primenjeni inCi) za jedan puni okretaj zupeanika gear (proraeunava se njegov obim).
Overlte polje Angle driven for revolute 2, kao 5to je prikazano na narednoj slici.
Ti
I'
,,'.
Jo:ntname: iGea:A , Re'1otute JOInt 1:
Zatvaranjem ovog dijaloga zavrseno je popunjavanje dijaloga Joint Creation: Rack koji je prikazan na slici ispod, dok je stablu dodat spoj Rack.3.
, Ratio:
i-
lfE
Same ~ OPPOSlte
o A'lgie: Oriven for revolute 1
':J Ang!e driven for revolutE: 2
jcinfUmih;
!-360aeQ
--11l
!~360deg~
='""'Mechanlsms I"'}; ~- f' f\1echanism.1 J DOF =1
,,"~-Jfin~
r-~ Gear.4 (,gear .1, pinion, 1J base. 1)
=-~ Rack,3 (rack.l,gear.l,base.l)
Prismatic: JOint:
Rata: I23S.3S9rnm_tumt
D
le'1gm dr;'jer for pnsmabc: 1
DAngle dnven for revolute 2
Commands "'-Fix Part (base.! )
tL"W'
o 1st fower limIt: D 2nd Lower limit:
!.....----~~-~1;3
0
l$t upper limit:
I'
Ed
@D2,"\OUDDErlimit:,.-----,g""':
Speed:;~AcLeleration$
U ovom trenutku vrednost DOF iznosi 1, a za animaciju mehanizma potrebna nam je jedna komanda. Kao primer, mozete pretvoriti GearA u spoj upravljan uglom. Alternativno, mozete pretvoriti Rack.4 u spoj upravijan duzinom. Mi cemo primeniti prvo resenje.
Nakon zatvaranja gomjeg dijaloga, pod pretpostavkom da su sve ostale radnje obavljene korektno, program ce prlkazati sledeeu poruku na ekranu. To je zaista dobra vest (Mehanizam se maZe simulirati). Sada mozemo simulirati kretanje, ali bez uzimanja u obzir parametra vreme.
,.,! J ,Y
The mechanism can be simulated
m: Ii-_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _- - '
f.ftfP
Kliknite na ikonu Simulation ~,;,.. u paleti alata DMU Generic Animation.
Na taj naCin mozete izabrati mehanizam koji zelite da animirate, ukoliko ih ima vise. U nasem slueaju izaberite Mechanism. 1 j zatvorite dijalog klikom na OK. 142
143
Odmah nakon zatvaranja prozora, program ce u specifikaciono stablo dodati novu granu pod nazivom Simulation, . rAfplications
r. 4.,-~
'\~ 'lechanisms
!You ,:an seiect your ::;imuiation objects i Ir"lechanism,l
,
r'lechanism.l, DOF=O
i9-simulation
~
Obavezno seiektujte Mechanism.l p'''''nego SID kliknete na OK i zatvorite dijalog
i
liIi-~ Simulation.!
Kada klizac u dijalogu Kinematics Simulation dode do krajnjeg desnog polozaja, k1iknite na dugme Insert IC:ii1seif::! u pop-up dijalogu Edit Simulation, koji je prikazan ranije. Time se aktiviraju komandna dugmad video plejera, £
o Keep posItion on exit Izmenite opseg rotacije pogonskog zupeanika tako sto cete kliknuti na ~. Izmenite nizu vrednost na 0, a zatim zatvorite dijalog k1ikom na OK.
Da biste usporili kretanje pogonskog zupcanika, promenite vrednost koraka interpolacije (interpolation step) na 0.04, na primer. Nakon promene koraka interpolacije na 0.04 vratite pogonski zupcanik u pocetni polozaj, tako sto cete kliknuti na dugme Jump to Start. Kliknite na dugme Play Forward i moO. cete da vidite
polaganu i glatku rotaciju pogonskog zupeanika. Prevlacenjem k1izaca u ovom dijalogu sa leve u desnu stranu otpoCinje i rotacija pogonskog zupcanika, koji ce napraviti pun okret od 360 stepeni. Drugi zupeanik, gear, ce usled toga napraviti rotaciju od 120 stepeni, dok ce se zupcasta letva pomeriti za 230/3 mm. Ukoliko zelite da rotacija oba zupeanika bude uoCljivija, mozete dodati zasebne otvore na svaki od njih, kako biste poboljsali vizuelizaciju rotacije. Napomena: Ukoliko se zupcasta !etva poniera u pogresnom smem, dodajte znak minus ispred stepena prenosa za spoj zupeaste letve i pokusajte ponovo!
Kliknite na ikonu Compile Simulation @fII u paleti alata i Generic Animation. Nakon pritiska na dugme File Name· Ifjl~.n~';i~] mOZete izabrati! lokaciju i naziv animacione datoteke koja ce biti generisana, kao sto je prikazano na . slici dole.
M'jRecent
Documents
.-J
M~' Documents
Izaberite odgovarajucu putanju i naziv datoteke, a parametar Time step postavite na 0.04 kako biste dobili AVI datoteku sa dovoljno sporim prikazom rotacije. Tokom generisanja datoteke mozete posmatrati polagani prikaz rotacije zupcanika. Dobijenu AVI datoteku mozete pogledati u Windows Media Playeru.
144
145
1IIIIIiI1!/Iii;_ _ _ _ _ _ _ _ _ _--I
5 - Definisanje zakona kretanja Sada cemo u nas problem ubadti malo vremenski zasnovane fIzike. Cilj je da definisemo ugaonu pozidju u zavisnosti od vremenske funkcije za upravljani revolucioni spoj, Cime cemo definisati i ugaonu brzinu i ubrzanje. Kliknite na ikonu Simulation with Laws .~. u paleti alata Simulation. Otvorice se pop-up dijalog poput onoga na narednoj slici, u kome stoji upozorenje da moramo definisati barem jednu jednaCinu koja povezuje l
!;"'~=,,~O;;;'
To simulate it with laws, add at least a relation between a command and the time parameter
Kliknite na ikonu FormulafCXJ; u paleti alata Knowledge. Na ekranu ce se pejaviti-r0p-up dijalog koji je prikazan sledecoj slid.
o Incremental
I Value
Double dick on a parameter to "'ed"'it"'it'--__ Parameter
!
I Formula
! Acuve
I' A
I~m~,~.~\i(.:!$~i~;@!!l·,~tIf~\@~··~~ill£~,mi!l!~..mJm~.il¥r!~~·[l;ellllllll.IIIIIlIIIlIIi~·.rtl~;;,IIIIII•••ii••••III.III.ii.I; -". <
i rack\f'artBodylpad.l \SecondLimit\Lenam i rack'partBody1pad.l \,Sketch.l\!1cfivitY
Oin true trUE
1rack\PartBodv\f'ad.l \Sketch. 1\Parallelism.! \A-cbvlty
true Constrained false
t rack\partBody\pad.l\Sketch, 1\A,bso!uteAxis\4ctivity j
raciclpartBodyl'Pad. 1\Sketch, 1'parallelism. 1vnode
I rack \f'artBody\Oad, 1\Sketch. I1paralielism. 1\displayyaramet...
Selektujte stavku Mechanism.l\Com mands\Command.l \Angle2 i pritisnite dugmeAdd Formula ,,-""'--.-Acid formUla' Na taj naCin cete pred u dijalog Formula Editor.
''''lraO::c:;Ck\:'='Da':'r':::til'-'oa7''>;''''f''-ad7,,7.r-;:CF!::rs:;tL::!m~it',}...ength ~;ii••;i~:;:Members of Ali
jrack 'f'artB:::,dvl?ad, 1'';;econdlimit\l-e:ngth lrack'.PartBody',pad.l \Skebjl.l 'Acu',:!t',' Irack',PartBodv\f'ad.l\Sketch.l'Absoiuteh track\PartBody\Pad.l\Sketcn, 1"paraileilsn; irack'.,Partfiody'pad, 1ISketdl. 1\Paroile!lsm v i~",...{.\D:. .. +R"""".,'\D:.-! ~ \Cl.-o",...1-
.~~-------------- r--~~-~
EdIt name or value of the current parameter
i rack\PartBody\pod.l\FirstLimitlj..ength
..::.1 VVith jSing!e Value
Add Formt,!~
.J
Deiete Formula'
~Cancel1
lz srednje kolone (Members of Parameters) izaberite stavku Time.
Postavite kursor iznad grane Mechanism.l, DOF=O u stablu i kliknite misem na nju. Nakon toga ce u dijalogu Formulas biti prikazani sarno oni parametri koji su vezani za ovaj mehanizam. DugaCka lista je na taj naCin svedena sarno na dva parametra (prikazano u dijalogu).
146
1 \.0::.>":11"",,,.,,,,
j {
15trinc
147
Desna strana jecinaane mora biti takva cia atava jednaana dobije sleded oblik Mechanism. 1 \ Commands\ Command. 1\Angle2 = (360deg) * (Mechanism. 1\KINTime) /(ls)
Ako se u jednaani pojavljuju razlicite jedinice na levoj prikazati poruku upozorenja, poput one na sledeeoj slid.
Nakon toga, kompletirani dijalog Formula Editor dobija sleded izgled.
desnoj strani, program ee
Units are not homogeneous (ms into m). We advise you to predse units for constants, omer'Nise the International System Units will be the default. {Ex: lO-:,"10mm or r"1yRea!Parameter->MyReaIParameter==1mm)
o Incrementaf ~ OK
j r"'lechonlsm, 1\Commands \Command. 1'oAngl€:2 \ (360deg)4vJedlanism, l\KU'.mmej{ls)
Mi smo postedeni ove poruke, zato sto je jednaCina uneta ispravno. Novi zakon se pojavijuje i u grani Law specifikacionog stabla.
LL Ie,,)
oIo-Law5
Formula. 1: Mechanism . I\Commands\Command. 1\Angle2=(360deg)*Mecnanism.l \KINTime/( 15)
Speeds-Accelerations iIiY-Simulation
Kada prihvatite sadrzaj dijaloga klikom na OK, jednaCina ce biti zapisana u pOp-Up dijalog Formulas, kao sto je prikazano na sledeeoj slid.
Da biste izabrali taCku na zupcastoj poluzi preko koje eete na ikonu Speed and Acceleration 'l!j u paleti alata DMU Kinematics. Time se otvara pop-up dijalog koji je prikazan na narednoj slid.
o Incremental Filter On Mechanism. 1 Filter Name
:1"·-----------
FilterType :
IAn
Name: Reference product:
Double dick. on a parameter to editit 1 Parameter
I
r"1echanJS1n, 11.IGlffime M$AAMM4!·,!!t·f;~·ti~4fii.h·i!tg·;r~fflliAA!@
Edit name
I Value
j Formui-a
I Active I
0,
or vaiue of the current parameter
New Parameter of!xge
'11Reai
&:.:1 Wim jSlngle Value
j
:.:.====-------o Other axis:
uf.,4~'
IMechanism, 1\Commands \Command. 1\Angfe2
Delete Parameter
Point selection:
"Add Formula ~
Za referentni proizvod (Reference product) izaberite dec pod nazivom base (na ekranu iIi u stablu). Za referentnu tacku (Point selection) izaberite teme na delu pod nazivom rack, kao !ito je prikazano na slid dole.
De!ete Formula! Qjl
C5n~1.j
!lvlechanism. 1 Name:
Gomja jednaCina zahteva neka dodatna objasnjenja. Leva strana jednaCine je vezana za parametar ugao, tako da i desna strana mora biti izrazena u stepenima. Zbog toga su Clanu (Mechanism.l\KINTime) oduzete dimenzije deIjenjem sa (IS). Slovo "s" ovde oznacava sekunde. Konacno, clan (360deg) je uveden da bi Citav izraz sveo na stepene. Citava jednaCina je ekvivalentna procesu u kome se ugaona brzina (360deg)!(ls) mnozi sa vremenom.
148
!Speed-Acceleration.!
Reference product: Ibase. 1
Point selection:
r.IPc'a"'d.'-::!-----------
~ r~ajn axis
() Other axis:
149
U stablu mozete uoCiti novu granu pod nazivom Speed and Acceleration.l.
Mechanism.l \J oints \Rack.3 \Leng<-.h 1
"s,
I L f(~
Kliknite na sledecu stavku:
~-Laws
Forrnula.!: fYlechanisrn.! \Cornmands\Comrnand.! \Angle2=(360deg)*r'ljechanisrn.! \KINTirne!(1s)
~;..sr.ed5-Accelerations
~ Speed-Acceleration.! :k~'
Kliknite na ikonu Simulation with Laws L~ u paleti alata Simulation. Time se otvara pop-up dijalog Kinematics Simulation, prikazan na slici dole. Podrazumevano trajanje simulacije iznosi 10 sekundi. Ukoliko zelite da promenite ova vreme, kliknite na dugme. U pop-up dijalogu koji ce se otvoriti promenite vreme trajanja simulacije na 1s. To je VIeme u kame ce pogonski zupcanik napraviti jedan puni krug.
Kadaselektujete tu stavku, zadnja kolona u dijalogu Sensors dobija vrednost Yes u odgovarajucem polju, sto je i pri.lzazano na slici ispod. Primeticete da mozemo selektovati i teme koje smo oznaCili ranije, tako sto cemo izabrati stavku SpeedAcceleration.l\y_Vertex (iIi odgovarajuc'u komponentu u zavisnosti od orijentacije sldopa), mada u ovom primeru zelimo da pokaZemo da se konaCni rezultati mogu dobiti i izborom duiine spoja. Kada bismo zeleli da kreiramo dijagrame brzine i ubrzanja, medutim, za senzor bismo morali da upotrebimo teme, posto ti parametri nisu u spisku opcija za duiinu spoja.
Selection
I
...
I History I
instantaneous Values
r-------·~--~-·---~··-'·~--~'--·-~-·---~-·
I Sensor
!Mec"'h"'an-is-m-.l"'\J'-O" in'C'ts7":\G;ar. 4\Ang!e 1
I r"1echanism.1 \Joints\Gear. 4\4ngle lAngfe2
Number of steps: ~----
Degree Inch Degree
I f~1echanism.1 \Joints\Rad~.3\J-engthl
If 1echanjsm. 1\Jolnts\Rad~, 3"L~nQth lAogJe2
o ACTIvate: Sensors
T~:~:-- '-"---1N-O~-.,-er-ve-d-i;;
v
No Yes
Nc.
lnch Inch
14 Speed-Acceleration. 1\,x_Vertex' 1 'Speed-Acceleration, 1\Y _Vertex' I ~Speed-Acce!eration, 1\,Z_"/ertex' ·Speed-Accelerati.Q,n.l\X_linearSpeed' ~Speed-Acce!eratJorr.l \y _LinearSpeed' ! • Speed-Acceteration.11.;2 Ltne.arSpeed· ! ',-, ___ ..l !'_-:_.:_-:-:.'"'::-=.. -
Inch Inch per second
!
!
Inch per second Inch per second T_-'- ________ ..1
Select All
Deselect All
I
Krajnja vrednost liZ klizac sada postaje Is.
No No No
No No No
v.
··--.JI
Displav Ootions
Overite kontrolno polje Activate sensors u donjem levom uglu.
o Number of steps;[t
,-- Check Limits
~I
Seiection
!
Instantaneous VaiuE:s
Degree: Degree
Inch per second
No No No Nc, t'lo No NQ j·Jo
InOl per seconD Indl per second , __ I... ________ ..J
No No
Inch
i
Degree
Inct,
inch
!
!
, Observed
I Unit
!
!
'Outputs
I History I
; Sensor i rvlecnanlsm, IVOlnts\Gear ,4lAnaie 1 r,'lecnanlsm, 1\Joi"ts\Gear, 41A~le lAnqie2 1i"ied-lonism,1\Jolnrs\Rock,3'oLengtlil M::chanlsrr:, 1\joi~tS'\Pa-::~:,3\LengthlAngle2 j 'Speed-Ac-ceieration.l\X_Ve:rtex' l 'Speed-Accelera-nor;, 1\Y Vertex~ Speed-A.-:ceieratlc,n. 1\1 -Vertex· 'Speed -Acceleraton, 1 ~~=lineal'Speed Speed -.<\cceleratior:, 1 \Y LlnearSpeed'
lncl~
>
<
!:~~::~':'~:~~~~~~~~' ::~.;~I~~:~~~:~d"
C) Stop
Off
U nastavku cete morati da izvrsite odredene ',0 Activate sensors selekcije u dijalogu Sensors.
i.E;.
Prevucite klizac u dijalogu Kinematics Simulation u krajnji desni polozaj. Time otpoCinje i rotacija pogonskog zupcanika, i to za puni krug. Kada klizac dostigne krajnji desni polozaj, pogonski zupcanik ce napraviti jedan puni okret. Takvo stanje odgovara vremenu od Is.
DIsplay Options
StartO~::~::~~:::·:~::.~·-~::=:1~;i
Check-Limits ,>!,>
Off
() On
Output!:
c! Stop
(0)55 -'"rnd
I,,:,t~,!e~ I ~ f':!id
~12~:,,:.,l~tionsJ
150
1
151
Outputs
Kada zupcasta letva dode u krajnji polozaj, kliknite na dugme Graphic u dijalogu Sensors.
Graphics ...
!
Options i
Tako kreirani dijagram (prikazan na slici dole) predstavlja poziciju vrha zupcaste letve u funkciji vremena. Posto je brzina pogonskog zupcanika konstantna, i zupcasta letva ima konstantnu brzinu, tako da se njena pozidja menja linearno, kao !lto je i prikazano. Rotacija pogonskog zupcanika traje Is. To odgovara punoj rotaciji od jednog kruga pogonskog zupcanika i 1/3 punog okretaja drugog zupcanika. Posto je poluprecnik zupcanika l.5 inca, zupcasta letva ce pIea put od l.5*21I ""3.14in. 3
Tako izracunata vrednost se dobro slaze sa generisanim dijagramom.
Time smo zavrsi!i ovu veZbu.
152
2 - Kratak pregled veibe
Uvod U ovoj vezbi cerna kreirati rnehanizarn koji se rnoze upotrebiti za crtanje elipsi. Mehanizarn se sastoji od cetiri deja, od kojih su tri pokretna. U njernu se nalaze dva prizrnaticna i dva revoluciona spoja.
1 - Definidja problema
U ovoj vezbi cerna uraditi sledece: 1.
Kreirati modele tri CATIA dela (blok cerna upotrebiti dva puta u okviru sklopa).
2.
Kreirati sklop (CATIA Product) koji je sastavljen od tih delova.
3.
Mehanizarn prikazan na slici ispod sadrzi osnovu sa dva TIledusobno norrnalna zIeba. Dva identicna bloka rnogu slobodno da klize kroz zlebove (radi se 0 prizrnaticnirn spojevirna). Dva bloka su rnedusobno povezana zasebnorn polugorn. Poluga poseduje dva ispusta koji su ubaceni u otvore na blokovirna; te veze ispust-otvor forrniraju revolucione spojeve u rnehanizrnu.
Definisati takva ogranicenja na nivau sklopa koja ce ukloniti nepotrebne stepene slobode pre nego sto prederno u DMU okr.lzenje.
4.
PreCi u DMU okruzenje i autornatski konvertovati sklopovska ogranicenja u dva revoluciona i dva prizrnaticna spoja.
Kada jedan od revolucionih spojeva napravi pun okret od 360 vrh poluge opiSe elipsu Ciju duzu i krac'u osu rnozerno lako povezati sa duzinorn poluge i rastojanjern izrnedu dva ispusta. Da bisrno rnogli da sirnulirarno takav rnehanizarn, jedan od revolucionih spojeva rnorarno transforrnisati tako da bude upravljan uglorn. Mehanizarn bi se rnogao anirnirati i tako sto bi prizrnatiene spojeve transforrnisali tako da budu upravljani duiinorn. Prvi naCin je, rnedutirn, oCigledniji.
6.
Definisati jednaCinu koja irnplernentira vrernenski zavisnu kinernatiku sa konstantnorn ugaonorn brzinorn revolucionog spoja.
7.
Sirnulirati zeljeno kretanje i generisati X-Y dijagrarn, kao i dijagrarn linearna brzina-vrerne za tacku koja se nalazi na kraju poluge.
0
,
5. Sirnulirati kretanje rnehanizrna bez razrnatranja pararnetra vrerne (drugirn reCirna, bez irnplementacije konstantne ugaone brzine koja je data u definiciji problema).
Pretpostavlja se da se revolucioni spoj koji se koristi u anirnaciji rotira konstantnorn ugaonorn brzinorn od jednog Hz (drugirn reCirna, jedan obrt u jednoj sekundi). Linearna brzina vrha poluge ce biti prikazana na dijagrarnu kao funkcija vrernena, zajedno sa X-Y dijagrarnorn pozicije vrha poluge. Dirnenzije u ovom problemu nisu bitne; u modelu su, medutim, date neke od vainijih dimenzija.
154
155
3 - Kreiranje sklopa u modulu Mechanical Design Solutions Kreirajte modele CATIA del ova prikazanih na slici dole i dodelite im nazive base, link i blockl. Preporucujemo yam da upotrebite prikazane dimenzije (u ino.ma); ukoliko neka dimenzija nedostaje, procenite njenu vrednost na osnovu crteza. Odredite i referentnu taCku na poluzi na prikazanoj lokaciji; na taj naCin ce taCka biti u liniji sa dva ispusta koja cemo koristiti u analizi. Dubina zieba 1
Pretnik otvora 0.5
Kada zavrsite sa kreiranjem del ova, predite u okruzenje Assembly Design W. To mozete uraditi na vise nao.na, u zavisnosti od vase CATIA Ust of Types: IFunctionalSystem konfiguracije. 1z standardne Windows palete, IPart primera radi, mOZete izabrati File>New D.. U dijalogU iprocess koji je prikazan na slici desno izaberite opciju Product. iprocessUbrory ~Wlit; • Na taj nao.n cete pred u okruzenje Assembly Design ,Shape Selection: i kreirati sklop sa podrazumevanim nazivom ! Product Product.l.
..
Iilii!
OK
-
~
Da biste izmenili ponudeni ~"-!1l!~~,. .- - - naziv, postavite kursor Current selecbon . t" iznad grane Product.l u Product I Graphic I MechanICal stablu, kliknite desnim tasterom misa i iz menija izaberite stavku Properties. ~
U dijalogu Properties .., aktivirajte stranicu Product i u polju Part Number unesite ellipse_generator.
block
base
To ce biti novi naziv sklopa koji cemo koristiti u o.tavoj vezbi. Stablo u gornjem levom uglu vaseg ekrana ce dobiti izgled kao na slid dole.
Pretnik ispusta 0.5 Visina ispusta 0.5
0.5
1? ilW!€J.!¥lW
t
t
15
Applications
>~."-'
.-
-
~
~ Omcell
-
.
-.::..
~
I Dr",fting I
"Product "Part Number Jelljps€'_oeneratQr! Revision
I I :Nomendature ! Definition
.Source
-~
lUnknown
Description
I Define other :properties",
I
., <
link
,"
~ '.More ...
I~ .OK 1 ~Applyi
~~
U nastavku cemo u upravo kreirani sklop ubaciti ranije kreirane delove. Kliknite na ikonu Existing Component@ u paleti alata Product Structure Tools.
Postavite kursor na granu 156
1
Close!
empse~enerator
na vrhu stabla.
157
Otvorice se pop-up dijalog File Selection, u kome mozete istovremeno selektovati tri komponente pomoc'u tastera Ctrl.
Da biste smestili rezultate svog rada na disk, najbolje je da snimite citav skiop. Kliknite dva puta miSem na gornju granu u stablu. Na taj naCin cete sigurno preCi u okruZenje Assembly Design.
.,
~ t\1y Recent Document~
%"} Z!ilJiE4iiillltillIJ!1t t~ link (Iink.1)
Kliknite na ikonll Save~ . PojaviCe se dijalog Save As II kome mozete promeniti naziv sklopa, ukoliko to zelite. Podrazllmevani naziv je ellipse_generator.
~ba;e
;~'fl1block
,~link
Definisanje sklopovskih ogranicenja je nas naredni zadatak. Pocecemo tako sto cemo potpuno fiksirati osnovu. Kliknite na ikonu Anchor'~ base iz stabla iIi sa ekrana.
Desktop
t~ base (base.1)
t""'llt~ block (block.i) Applications
II
paleti alata Constraints i selektujte deo pod nazivom
My Document:::
I
··""~ constraints
M!I' Computer
_~
File name:
.J)
My Network
Places
Files of type:
~Fix.l (base.l) Applications
Cancel
r
'trpen as- read-only
Da bist: nap:avili ~upli~at bloka, morate ga oznaciti u stablu i pritisnuti CtrI-C (copy), nakon cega cete khknutl na granu ellipse_generator u stablu i pritisnuti Ctrl-V (paste). Vas sklop ce, nakon toga, imati dva primerka bloka, kao sto smo i zeleli. Pomocu ikone Manipulate ~dl u paleti alata Move mozete izmeniti raspored del ova na ekranu, kako biste postigli polozaj pribliZan onome na slici dole.
~m:\l.III1I1.~
U nastavku cemo ograniciti jedan od blokova tako da moze sarno da klizi dui jednog zIeba u osnovi. Kliknite na ikonu Coincidence u paleti alata Constraints. Selektujte dye ivice na delovima base i block.1, kako je prikazano na slici dole. Obe instance bloka izgledaju potpuno isto u grafickom proZOfU, ali kada tokom rada sa komandom Coincidence predete misem preko jedne od njih, odgovarajuca stavka ce biti posebno oznacena u stablu; na taj naCin mozete proveriti da Ii ste izabrali bas block.l (mada u ovom slucaju jos uvek nije vazno koji biok ste izabrali).
link (link.l) base (base.i) "1,;;
~constraints
1
block (block.l)
[ffifG; Rx.i (base.i)
block (block.2)
4P Coincidence.2 (base.i,block.l)
----------------------------.
-~~.
158
159
Upravo kreirano ogranicenje poravnanja uklanja sve stepene slobode za block.l u odnosu na osnovu, osim translatornog kretanja duz podudarne ivice (to je stepen slobode koji nam je i potreban za mehanizam) i rotacije oko podudarnih ivica (nezeljeni step en u konacnom mehanizmu). Da biste uklonili rotacioni stepen slobode, kliknite na ikonu Contact alata Constraints i selektujte povrsine ABCD i EFGH.
@
u paleti
Pomocu ikone Update~L postavite parcijalno delove, kao sto je prikazano. Nakon toga se ikona Update "~., gubi iz grana sa ogranicenjima u stablu. Blokovi se na vasem ekranu mogu naCi na pozicijama koje se razlikuju od onih na donjoj slici. U tom slucaju mozete upotrebiti ikonu Manipulate ~tiJ kako biste postavili blokove na pozicije priblizne onima na slici, nakon cega ponovo mozete aktivirati komandu Update, ukoliko je potrebno.
-;"~};->6'" Constraints ~
1
§!1OJ Fix.l (base.1) ~ Coincidence.2 (base.l,block.l) ~ Surface contact.3 (block.l,base.l)
Slicnu proceduru cerna ponoviti i za blok pod nazivom block.2, u zlebu koji je normalan na zleb prvog bloka. Kliknite na ikonu Coincidence !9 i selektujte ivice na delovima base i block.2, u skladu sa donjom slikom.
'-r [
~., j Constraints
~ Fix.1 (base.1)
Kliknite na ikonu Coincidence sto je prikazano na slici.
, tJfj Coincidence.2 (base.i,block.i) @ Surfuce contact.3 (block.1,base.1)
I
U nastavku cemo definisati ogranicenje koje ce postaviti ispust na kraju poluge u otvor na bloku block.2. Primenicemo ogranicenje tipa poravnanja izmedu ose ispusta i ose otvora, liZ dodatno kontaktno ogranicenje izmedu dve rayne povrsine koje ostaju u dodiru kada sklop bude sastavljen. Takva kombinacija ogranicenja ce ostaviti sarno jedan rotacioni stepen slobode izmedu poluge i primerka block.2, sto je u skladu sa nasim namerama da kreiramo revolucioni spoj izmedu delova block.2 i poluge.
i#
i selektujte ose dela biock.2 i ispusta na poluzi, kao
(p CoincidenceA (block.2,base.1) : A,ektujte osu na delu I I block.2 i na ovom ispustu
f!j
Constraints
Klilmite na ikonu Contact u paleti alata Constraints i selektujte pOvrSine UKL i MNPQ.
&if; Fix.l (base. 1) I/! Coincidence.2 (base.l,block.l) @ Surface contact.3 (block.l,base.l)
I/! Coincidence.4 (base.l,block.2)
,r,-r'~"l1iJ[(;; Constraints Fix.l (base.l)
@ Surface contact.S (block.2,base.l)
IJ Coincidence.6 (link.l,block.2)
ttf!!! Coincidence.2 (base, 1,block.i) fl;:'i'I Surface contact.3 (block.1,base.1)
If! CoincidenceA (block.2,base.i) $11 Surface contact.S (block.2,base.l)
160
161
il~ f,','
",*,~!!:~~M,"j
Kliknite na ikonu Contact •.i:fJ". "'~ u paIetJ.' a1ata Constraints i selektujte povrsine WX'iZ i RSUT (na delu block.2).
.-":"1 Constraints
w
&Jl; Fix.! (base. 1) If) Coincidence.2 (base.l,block.1)
Kliknite na ikonu Contact@ u paleti alata Constraints i selektujte povrsine WXYZ i RRSSUUIT (block. I}. Ovo ogranicenje je u sustini redundantno, posto je poluga vee ogranicena u pogledu kretanja dill pravca koji odreduje ovaj kontakt, zbog ranije definisanog ogranicenja na delu block.2. Bez obzira na to, mi eemo zadrzati ovo redundantno ogranicenje. Ukoliko zelite da ga izbegnete, umesto revolucionog morali biste da kreirate cilindricni spoj; to nece umanjiti moguenost simulacije mehanizma.
@ Surface contact.3 (block.l,base.l) If) Coincidence.4 (base.l,block.2)
w
@ Surface contact.S (block.2,base.l)
p
Constraints
&Jl; Fix.l (base. 1)
Coincidence.6 (iink.l,block.2)
$] Surface contact.7 (link.l,block.2)
If) Coincidence.2 (base.l,block.l)
@ Surface contact.3 (block.l,base.l) y
Sli~a. ograni~~nj~ su p0t:ebna i za vezu del ova block.1 i poluge. Kliknite na ikonu C::nnndence~: 1 selektuJte ose dela block.l i ispusta na poluzi, u skladu sa narednom
... shkom.
If) Coincidence.4 (base.l,block.2)
@ Surface contact.5 (block.2,base.l)
p
Coincidence.6 (Iink.l,block.2)
~ Surface contact.7 (link.l,block.2)
u:~;s
1# Coincidence.S (Iink.1,block.l)
~ Surface contact.9 (link.l,block.l)
y
·,Vi T Constra ints
&Jl; Rx.l (base.l)
Kliknite na ikonu Update ~ kako biste parcijalno postavili delove kao na slici dole.
If) Coincidence.2 (base.l,block.l)
@ Surface contact.3 (block.l,base.l) If) Coincidence A (base.l,block.2)
@ Surface contact.S (block.2,base.l)
p
Coincidence.6 (iink.l,block.2)
p
Coincidence.S (link.l,block.l)
$fJ Surface contact.7 (link.l,block.2)
Ukoliko zelite da odredite tacnu nultu POZlCIJU za kinematicke analize, mozete primeniti privremeno ogranicenje koje ee dovesti delove u nulti polozaj. Takvo ogranicenje mozete zatim izbrisati. U ovom trenutku nec'emo voditi racuna 0 pocetnoj poziciji. Time je nas sklop zavrsen i mozemo preCi U okruzenje Digital Mockup.
162
163
4 - Kreiranje spojeva
U
okruzenju Digital Mockup
Digital Mockup je priliCno slozeno okruZenje, mada cemo se mi zadrzati sarno na modulu DMU Kinematics. Ovaj modul mozete aktivirati preko standardne Windows palete, kao 810 je prikazano na slici ispod. Start.>Digital Mockup>DMU Kinematics. ,.Eile
!;,dit
?liel;';'
Kliknite na dugme New Mechanism __. ;.N.; e; .' ' ;,.if;.,;'Il.; ;e,; .cR,.; ,a;. o;,; is.;,;m_ _,,;;;:;J Na taj naCin cete preCi u novi pop-up dijalog, u kome mozete dodeliti naziv svom mehanizmu. Podrazumevani naziv je Mechanism. 1. Prihvatite ponudeni naziv, tako sto cete kliknuti na OK.
insert
:anrrastructure
U okvim mozete uoi'iti natpis Unresolved pairs:4/4.
::==::..=:::=::.J
1l111rii.-_.....
[1edlanicai Design
Analysis &; Simulation AEk,Plant
Navigator
Egu,pment & Systems Digital Process for rqanufacturing
Ecgonomics Design & Analysis ,:::2.'~<:t;n0'l\'ledgeware
'p 1
..
Dr1U Space Analysis
':~DMUEitting • i~i .., Df~U 2,D Viewer
.
Kliknite na dugme Auto Create 11Autiitrea'fu::Jl, Nakon toga ce uz natpis Unresolved pairs stajati vrednost 0/4, sto znaCi da se stvari odvijaju u Eravom smem. - ....
)~ DfY1U F,2.stenlng Review
accelerati .. Product
.(Iff DMU QpiiITlizer
;p
.1 accelerati ..Product
DMU Iolerandng Revie',!'.'
2, assembly _1.CATProduct
J sliding_bl .. Product
.1 te5tlngJaws .. Product
.2 Transient_, .Analysis
Specifikaciono stablo ce nakon toga postati duze, zato sto ce u njemu biti postavljena i grana Application. Donja slika prikazuje razvijeno stablo.
£xit .'~
Kliknite na ikonu Assembly Constraints Conversion .~~", u paleti alata DMU Kinematics. Pomocu ove ikone mozemo automatski kreirati naji'esce koriscene spojeve konverzijom sklopovskih ogranii'enja. Na ekranu ce se pojaviti pop-up dijalog prikazan na slici dole.
"Applications .... Mechanisms
....1 I
Mechanism.i, DOF=l
---Joints
I .D Prismatic.i (block.i,base.i) I
.g Prismatic.2 (block.2,base.i) I l.gg' Revolute.3 (Iink.i,block.l)
.... Q,
.~ RevoluteA (Iink.l,block.2) Commands Fix Part ( base.1 )
[~::ds-Accelerations 164
165
Prizmaticni spojevi su zadliZeni za kretan;e delova block 1 i block2 duz zlebova. Revolucioni spo; predstavl;a rotaciju poluge oko ispusta. Parametar DOF ima vrednost 1. Da bismo mogli da animiramo mehanizam, moramo da definiSemo i jednu komandu. To moze biti komanda koja ce upravljati revolucionim spojem putem ugla, na primer. Kliknite dva puta misem na granu Revolute.3 u stablu. PojaviCe se sleded dijalog.
Da biste simulirali mehanizam bez uzimanja U obzir vremenski zavisnog kretanja, Idiknite . na ikonu Simulation@ u paleti alata DMU Generic Animation. Nakon toga mozete izabrati mehanizam koji zelite da animirate, ukoliko ih ima vise. U nasem slucaju jednostavno selektujte Mechanism.l i zatvorite prozor. Cim se prozor zatvori, u stablu c'e se pojavi.ti nova grana pod nazivom Simulation.
Joint Edition: Revoiute.3(Revoiute) Joint name:
lii-ApPlications r,echanisms
1 Jr~
o Angle driven
rYlechanism.l, DOF=O
~imulation I
.;...~ Simulation. 1
Joint Limits
D Lower limit:
.•.--~
D Upper limit:
Overite poIje Angle driven, nakon cega mozete promeniti i granime vrednosti pomeraja. Vrednost Lower Limit postavite na O. JOint Editlon: Revolute. 3 (Revolute) ...... -'.._...
o V.eep position on exit
__
...
Jo~~~~ometry: ~
•.
Line2:r
•.- •••,.-"" Plane 2: ;.•".-.-.•
---.-~-
.•-.-.
-.----.~.~
_-:: Angle driven
Prevlacenjem klizaca sa leve u desnu stranu poCinje i rotacija poluge, koja pravi pun okret od 360 stepeni.
o Animate viev,.rpoint
rli LJ'
Joint Limits
Po zatvaranju gornjeg dijaloga, pod uslovom da su i sve prethodne radnje pravilno izvedene, na ekranu cete dobiti sledec'u poruku.
$)
The mechanism can be simulated
OK
To je zaista dobra vest ("Mehanizam se moze simulirati"). 166
Kada klizac u pOP-Up dijalogu Kinematics Simulation dode do krajnjeg desnog polozaja, kliknite na dugme Insert 1C:li.i:ii~r.f::::~ u dijalogu Edit Simulation, prikazanom ranije. Time se aktiviraju komandna dugmad video plejera [.Ii L~J~J.I!J!!.L!"J~J·
167
Vratite polugu na pocetnu poziciju klikom na dugme Jump to Start 1!4 '. Primetieete da je nakon toga ponovo aktivno i dugme Change Loop Mode 0.. Nakon klika na dugme Play Forward "~", poluga ee naoniti brz skok u krajnji polozaj, zavrsavaju6 veoma brzo ceo okret.
ellipe.,..generator
~---------,~'
Da biste usporili kretanje poluge, izmenite '~ I"I~IIII~I"'I~I vrednost koraka interpolacije (interpolation i . G 1,1.00 mil vi step) na 0.04. -=-.J! CfJ 1 Nakon promene vrednosti koraka interpolacije na 0.04 vratite polugu u pocetni polozaj klikom , na dugme Jump to Start E!!I . Kliknite ponovo na dugme Play Forward i posmatrajte sporo i glatko rotaciono kretanje poluge. ! ,1llRi
Tokom generisanja datoteke mozete posmatrati spom rotaciju poluge. Dobijenu AVI datoteku mozete pogledati u Windows Media Playeru.
~ ~'
Generate an animaUQn file jr-4icrosoft A\iI
"
!: J \~!:jPse~enerator\CA1-:chaPter -=-~"_Dr:~~-:Rl~~f-Uip~::_?=~er~~~"~ ,a'~j. j"~~~ ~ari!e .': 1 . Definition
I .-:J ~------------------------~-------== b ...,..1·
Simulation name: Simuiation.l
TIme step:
:0
Animate vie'Ii,'point
'
Kliknite na dugme Compile Simulation :US u' paleti alata Generic Animation.
Pritiskom na dugme File name otvarate mogumost za definisanje lokacije i naziva animacione datoteke koja ee biti generisana, kao sto je prikazano na slici dole.
~ Caneell
Ukoliko yam AVI aatoteka nije potrebna, vee zelite sarno da nekoliko puta pogledate animaciju, morate generisati tzv. Replay (ponovljeni prikaz). Da biste to uradili, U dijalogu Complete Simulation overite polje Generate a replay. Nakon overe tog polja gubi se veliki broj ranije dostupnih opcija.
".
--
.._. "-"-------------
,'G Generate a replay Mi'
:~Name:l Rep!ay, 1
Documents
:Name:!
,:.0 Generate an animation file
':' Generate an animation nit:
Desktop
,I Definition
Definition
~:
'Simulation name:!Simulation.l
Simulation My Documents
TlmesteD:
o Animate v!e'l'.'pOlnt
i0
J~.~,~.jj• • • • • • • • • • • •II.i\iI.~"'1
Animate viewpoint
Fde name:
~Afplications
Save as type'
.
Odaberite odgovarajueu putanju i naziv datoteke i izmenite parametar Time step na 0.04 kako bi dobili sporiju rotaciju u AVI datoteci.
Pored toga, u stablo Je dodata nova grana pod nazivom Replay.l.
.
rlru::;:,;n . . iIii'-~ Slrnulatlon. 1
J
~eplay
Slika prikazuje izgled popunjenog pop-up dijaloga.
168
i5-Mechanisms
,t· .
Lflo Q Replay.! 169
tI
Kliknite na ikonu Replay IP u paleti alata Generic Animation, Kliknite dva puta miSem na granu Replay.l u stablu da biste otvorili dijalog Replay. Isprobajte razliCite polozaje komandnih dugmadi Change Loop Mode Q..
Trace Object to trace out:
itl ilJ.
Poluga se moze vratiti na pocetnu pozicjiu klikom na dugme Jump to Start ~ , Paramelar skip ratio (ima vred110st xl na slid desno) upravlja brzinom ponovljenog prikaza. Nakon generisanja Replay prikaza, poput Replay.l u gomjem stabIu, on se moze pokrenuti i pomoCu drugih komandnih dugmadi. mHi
Kliknite na ikonu Simulation PlayerI"W DMUPlayer paleti alata.
-----------------
~~,
[cIG1~ 1~ln IIHI~I~I
Qjo,QO
§3ix 1
.::1:
Selektujte referentnu tacku na sredini ~ve ivice za tacku koja ce biti pracena (aka zelite pravilnu elipsu, morale izabrati tacku koja leii na istoj liniji sa ispustima na paluzi)
U odvojenom prozoru na ekranu bice generisan deo sa podrazumevanim nazivom Tracel. On se sastoji od 26 tacaka i spline krive koja povezuje te tacke, Kriva predstavlja putanju referentne taCke na poluzi. Broj tacaka mozemo definisati u dijalogu Trace, koji je prikazan na slid iznad. Duzina vece i manje ose elipse se moze jednostavno dovesti u vezu sa duzinom poluge i relativnim polozajem izvoda na njoj.
Time cete otvoriti pop-up dijalog prikazan na gomjoj slici. Pomocu kursora izaberite stavku Replay.l u stablu.
Komandna dugmad plejera ce time ponovo postati aktivna. Prikaz cete startovati pomocu dugmeta Play Forward (Right) ~ . U nastavku cemo generisati putanju koju opisuje vrh poluge tokom rotadje od 360 stepeni. Kliknite na ikonu Trace :~ u paleti alata DMU Generic Animation.
Otvorice se pop-up dijalog u kome cete za parametar Elements to trace out (elemenat koji ce se pratiti) izabrati srednju taCku prednje ivice poluge, kao sto je prikazano na slici ispod. Program omogucuje izbor vise elemenata koji ce biti praceni istovremeno. 170
171
Dobijeni deo-putanja se moze snimiti na disk na uobicajen nacin. Ukoliko zelimo da taj deo dodamo sklopu, moramo se vratiti u modul Assembly Design, u kome cemo kliknuti na ikonu Existing Component ~ u paleti alata Product Structure Tools. '-""
5
a
Definisanje zakona kretanja
U nastavku cemo u problem uvesti i vremenski zasnovanu analizu. Namera nam je da definisemo ugaonu poziciju u zavisnosti od vremena za jedan od revolucionih spojeva, Cime cemo definisati i ugaonu brzinu i ugaono ubrzanje. Podsetimo se da je u definiciji problema receno da je ugaona brzina jednog revolucionog spoja 1 Hz.
Hi
Postavite kursor iznad grane ellipse_generator u vrhu stabla i kliknite misem. Otvorice se dijalog File Selection u kome mozete selektovati den Trace!. Elipsa ce nakon toga biti prikazana kao referenca sklopa. Ukoliko pokrenete animaciju mehanizma, referentna taCka ostaje na elipsi.
u paleti alata Simulation. OtvoriCe se Kliknite na ikonu Simulation with Laws pop-up dijalog prikazan na slici dole, sa porukmn da moramo dodati barem jednu relaciju izmedu komande i parametra vreme.
..
Mechanism : fr\-1echanism,
~. ~~~~~~
'~J mtJ!%iim@st§@!W1 r~
r-"
1
~
To simulate it wi~llaws. add at least a relation betNeen a command and the time parameter
IC~)Q~~:::::ij
~ link (link.1)
~ base (base.l)
Kliknite na ikonu Formula f{:<) u paleti alata Knowledge. Otvorice se pop-up dijalog prikazan na slici dole.
~ block (block. i) ,~~ block (b!ock.2)
n~ Tracel (Trace 1. 1) ii'-"-'!; I c....... , Constraints
Riter On ellipse aenerator Filler Name ,:.-1_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _,
:i;j-Applications
FHlerType,
~
IAII
Double dick on a. parameter to edit it
I Value
! Parameter
linklpar!8ody\Mulbpad.l',s"",tch.llperpendicularity .1l,4ctivity
true true
iink'fartBodyV"lulbpad.l \Sketch, 1\perpendicularity.1 Vnode
Constrameo
linkipartBodyV"Iulbpad. 1\Sketch. 1\4bsoluteAxis\Activity
l Formuif?
l Active
linklpar!8ody 'l'luitipad. 1\Sketch.llperpendlcularity. 1\display ... false Jinklpar!8od,/\Multipad.l',sketch.llparallelism. 2\Activity true Constrained Iink\Par!8odYV~ullJpad.l \Sketch.llparallelism. 21rlode
I
l·~
v
Edit name or value of the current parameter
:iJ With ISin~f~ Vaiue Delete Parameter
1
Postavite kursor iznad grane Mechanism. I, DOF=O u stablu i kliknite miSem. Time ce u dijalogu Formula biti prikazani sarno oni parametri koji imaju vezu sa mehanizmom. Duga lista je time svedena sarno na dva parametra koji se nalaze u dijalogu. i72
Add Formula
173
li>-Afplications rechanisms
t J..."'.I' ~lechanism.l, DOF=O
r~·.imulation . . . . . Simulation. 1
oiH>.eplay
L~tl!Replay.l
Desna strana jednaCine mora biti takva da Citava formula dobije sledeCi oblik Mechanism. 1\Commands\Command.l \Angle
o Incremental
=
(360deg) * (Mechanism. 1\KINTime) /(15)
Filter On r~\echanism, 1 Filter Name r--------------~
Kompletno popunjen dijalog Formula Editor izgleda ovako
FltterType:
~
-
-
-
~!lIii~Ii~~nism;~~C"OllllJfllnJmlOOi!!mafl"i:lj\1M~\e ___ •
r
~
o Incremental
I ~ ~
I ,
Edit name
__~.
:.
~
r~~ds\Cor~:;;;:;and-:l\A~~'
I(360deg)"'Mecho~jsm.l\y.Jr'ffimei{ls)1
-------
Dictlonaf1:
DeSlgnTable Operators
or value of me current parameter
jPolnt Constructors
!h-)eChanlsm. iWli'lTIme
ILa"!.!
vWth
Add Fonn.ula
l~~~;~:~~~~'s
.1
jStnna
!Medlanism, l'vaf'.ffime
Selektujte stavku Mechanism.l\Commands\Command.l\Angle i kliknite na dugme Add Formula Na taj naCin cete preCi u dijalog Formula Editor.
~.~--~----.-"~--~~
..
-,-.~----
Nakon klika na dugme OK jednacina ce biti upisana u pop-up dijalog Formulas, kao sto je prikazano na slici ispod.
o lno·.mental Filter On f<.'lecnanism, 1 Filter Name .~-,.~..----.~--.--.---
!Mecnanism.l \{:.ammands\Command. l\AnoJe
I""""
-
Dictionary
1~ttH1:g,,"~ A,
Izaberite stavku Time iz srednje kolone (Members of Parameters).
!Deslgn Tab!e !Operators Point Constructor&
Members of Parameters
Wi
iF A
: !Renamed parameters
I,jUne Constructors
j
IBooiean I' CstA rtf J"'lode
Length
L.3l,-'I'
jClrde
1
Strmo
l11me -
Constructors
lStrinQ
v: lAnole
r-1embers
filter Type :
of All
'linkl!J'artB'O~d-i-Y'"'VT'1U-:lb"-·pa---:d.-:17:";5""ke-:tch-:," .1\,4ctlvlt A'
l
hnk\f'arffiodyV'4ulbpad.1 \Sketch, 1\lI,bso!u
Hink\PartBodY'f"'lu!tipad, 1 \,Sketch. 1\peroer
!link
I~
.
1~O;;. ... ;;.II", .~.;
.~
Edit name or value of the current parameter
Ifv1echanism, 1'"C~rnrnands: \Command, l\Angle Ivlembers
of Parameters
1\1embers ofTime
~~~fJfI!fI!fI!l!I~r;':lI--~-"---·---·-A lr~echanism.l \i
I
,C.tAttr J'1ode lLe~gth
I
I'
lStnno v
I
!Boolean
!1iJ1i1K
JAnale
Wri"
!
Cornja jednaCina zaslliZuje dodatno objasnjenje. Leva strana jednaCine u sustml predstavlja ugao; samim tim i desna strana mora biti svedena na stepene. Posto je ugaona brzina od 1 Hz ekvivalentna sa 360deg/s, jasno je da se nakon mnozenja ugaone brzine sa vremenom desna strana takode svodi na
1
174
175
Ukoliko se leva i desna strana jednaCine svode na razlicite jedinice, program ce prikazati poruku upozorenja, poput one na slici dole.
zahvatanje taCke na ovom delu. To mozete uraditi izborom odgovarajuce stavke pomoCnog menija koji se aktivira desnim klikom na odgovarajucu granu u stabiu.
lZ
rl'lechanism:
Units are not homogeneolls ems into m). \:;;e advise 'lOU to predse units for constants r otherwise the International System Units will be the default. {Ex: 10-> lOmm or MyRealParameter- >f\1vRea!Parameter:>:lmm)
Name: Reference product; Point selection:
~ 1'-'laln axis
OK
;::-:-c-;-----.--.-~
I-=:)
..- ...- ...-
Other axis:
Za Point selection izaberite referentnu Za Reference product izaberite dec base
tacku na sredini ove ivice (to je tacka koju cerna analizirati). Posao cete olaksati aka iskljucite prikaz dela Trace 1, kako biste izbeg/i zahvatanje pogresne tacke.
Mi smo postedeni takve poruke, posto je nasa jednaCina uneta korekt..io. Novodefinisani zakon ce se pojaviti i u stablu, u obliku grane pod nazivom Law.
~~=c===========-~===:j
,
~-!\'lechanj5m$
U stablu sada mozete videti novu granu pod nazivom Speed and Acceleration. I.
I
"'-1~ ~,jechanism.l, DOF=O
~r~eehanism$ i ~' ""~ 'f" Mechanism. 1, DOF =0
't.-Joints r-'=ommands
!
"''fix Part (base,1 )
'f"JOints
~aws
,..-commands
L
L f(.",} Formula.l: f'lechanism.l \Commands\ Command, 1\Angl8 =(360deg)*fYlechanism, 1\KINTime/( IS)
'f"'FiX Part ( base. 1 )
peeds-Acceier ations
~aws
I L f(x;
'["Simulation ~Rep!ay
Formula, 1: r"'eehanism. 1'I,Commands\ Command, 1\Angle =(
360deg)*r~echanism, 1\KINTirrre/(1 s)
.~Speeds-Accelerations
L~ Speed-Acceleration.!
Podsetimo se da je nas cilj da generisemo dijagram koji ce prikazivati linearnu brzinu i X pozidju naspram Y pozicije za referentnu taCku na poluzi. Kliknite na ikonu Speed and Acceleration ~ u DMU Kinematics paleti alata. Time se otvara pop-up dijalog prikazan na slici dole.
f~SimlJlation
iiio-Replay
Kliknite na ikonu Simulation with Laws ~ u paleti alata Simulation. Time se otvara pop-up dijalog Kinematics Simuiation, prikazan na slici dole. Vidi se da je vreme trajanja simulacije podeSeno na 10 sekundi.
;",ame: Reference product: Point selection:
r.-:---;--;---------
~ f'.1ain axis
Za parametar Reference product izaberite deo pod nazivom base (sa ekrana iii iz stabla). Za Point selection izaberite referentnu tacku na poluzi, kao sto je prikazano na slid dole. Posao cete olakSati ako iskljuCite prikaz dela Tracel, kako biste izbegli slueajno
176
Ako zelite da izmenite tu vrednost, kliknite na dugme ...".J. Otvorice se novi pop-up dijalog u kome mozete promeniti vreme trajanja na Is. To je vreme u kome ce poluga napraviti jedan puni okret.
Granicna vrednost uz klizac sada iznosi Is. 177
D Activate sensors
Posto dijagrami standardno prikazuju neku vrednost u funkciji vremena, a nama je potreban prikaz X pozicije u funkciji pozicije y, kliknite na dugme Options u dijalogu Sensors. Time se otvara dijalog Graphical Representations, prikazan na narednoj slici.
Overite polje Activate sensors u donjem Ievom uglu. U nastavku moramo izvrsiti odredene selekcije u
dijalogu Sensors, kako bismo dobili dijagrame linearne brzine referentne tacke u funkciji vremena i X pozicije te tame u funkciji njene Y pozicije.
Kliknite na radio dugme Customized, potom i na dugme Add u dijalogu Graphical Representations, a i;-----'----·---"--·----·".c~"=. zatim popunite dijalog Curve Creation u kome se definisu vrednosti za apscisu i ordinatu, kako je prikazano na slici dole.
Number of steps: j;l..
o Activate sensors
I Instantaneous Values I History I
Selection
rSensor
,,-~--~.
fv1ecnanism, 1\Joints 1prismatic..l \Lenoth
I!
i Unit
Inch Degree Degree
I! ·Speed-Acceleration.l\X3erte;· ! .Speed-Accele:rabon, 1\Y
! Observed I:,,:
-----'="-----~=~' Indl r'Jo
f-leci"'!anlsm. 1 \,Joints\prismatlc.2\Lenath Mechanism. 1\Joinf:s IRevoJute.3'AngJe !~chanism.l\]olrrts\f:.evo!ute·,4\Ano!e Vertex'
! '·Speed--Acce!erauon.l\;Z:\ieri::e:x-'
No No No
Inch
No
Inch
No No No No No
Inch Inch per second Inch per second Inch per second
I
'Speed-Ao:eleratlon, 1 \X_linearSpeed' j'Speed-Acceleration,l\Y_linearSp eecl'
! : ;~~~~~~~~~~~~~': :~.-:~~~:~~:d>
y_-,- _. ____ •• .J
Zatvorite dijalog Curve Creation klikom na OK, a zatim zatvorite (Close) Graphical Representation.
Na kraju, izmenite vrednost parametra Number of steps na 80. Sto je veo taj bIOj, to ce i dijagram brzine biti zaobljeniji.
Display Options
o
~ - Deted Clashes
i~ Automatic:
~
K,liknite na Sledecel stavke:
II;JI(JI
0
CheckLimlts
Interh:rences '!~ Off
~I ~
~I ~
o Stop
OOn
Sada pomerite klizac u dijalogu Kinematics Simulation. Sa njegovim prevlacenjem poCinje i IOtacija poluge ako osnove. Kada klizac do de u krajnji levi polozaj, poluga ce naCiniti jedan puni okret. Takvo stanje odgovara vremenu od Is.
Outputs
Speed-Acceleration. 1\X_Vertex Speed-Acceleration. 1W-Vertex Speed-Acceleration. 1\LinearSpeed
Selection
I
Poluga pocinje rotaciju
I Instantaneous Values ! History I I un,"-it_ _ _ _ l
Sensor
Inch Inch per second Inch per second Ind, per second Inch per second
' I
'Speed-Acceleration,l\Z Verte>:' Speed-Acceleration.l \X=unearSpeec!'
Nakon tih selekcija, odgovarajuce polje zadnje kolone u dijalogu Sensors dobija vrednost Yes, kao sto je prikazano na slici .
I
I"
Observed ~HO---'
No
• Speed-AcceleratJon.l W_L!nearSpeed' 'Speed*c.celera'bon.l \Z_LlnearSpeed' 'Speed-Acceleration, l\JjnearSpeed' • Speed-Acceleration.l \X Lrnear Acceleration '
Inch per square s".
No
'Speed-Acceleration. liZ linear Acceleranon' 'Speed-Acceleration, l\J..l;:;ear Acceleranon'
Inch per square s., Ind, per square s... Inch per square s..
No No No
'speed-Accelerati.on,l \Y =L~near Acceleration'
I!"~;~~~~::~:~~~-~~' ~~~-~.~~~~~~ ;~:~:
No
No Yes
Turn per minute -
""'---
1_._ ..
. geseled All
I
----' .. .... "-.-",-. ,
"."
No
---
v
SElect All
-Display OptJons.
o " Detect Oashes .~ Autorn-atie
0
dijalog
CheckUmrts
Interferences JW Off
178
OOn
o Stop
179
Outputs
Kada poluga dode do krajnjeg polozaja kliknite na dugme Graphic Graphics ", '~ Options '~ u dijalogu Sensors. Dobicete krivu X/Y slicnu onoj na slici dole. Ona prikazuje elipsu koju ispisuje referentna tacka i ekvivalentna je ranije generisanoj putanji.
Da biste prikazali dijagram linearne brzine u funkciji vremena, prvo morate zatvoriti prozor u kome se nalazi X-Y dijagram. Outputs
Nakon toga, kliknite na dugme Graphic Graenics •.. l Ootiond U dijalogu Sensor. Otvorice se dijalog Graphical Representation, u kome cete umesto radio dugmeta Customized aktivirati dugmeVersus time. Zatvorite (Close) dijagram Graphical Representation.
Ako ponovo kliknete na dugme Graphic u dijalogu Sensors, dobicete dijagrame linearne brzine u funkciji vremena (zajedno sa X pozicijom u funkciji vremena i Y pozicijom u funkciji vremena, posto su jos uvek aktivni senzori za ova dva parametra). Vas dijagram ce izgledati poput onoga na slici dole.
Na kraju cemo napomenuti da su vrednosti senzora uskladistene u programu sve dok ih ne obrisemo. Ukoliko zelite da ponovite simulaciju, a potrebni su yam sveii podaci, morate prea na stranicu History u dijalogu Sensors i obrisati (Clear) stare podatke. Time smo zavrsili ovu veibu.
--------------------_._--180
181
NAPOMENE:
ehanizam bregasteosovine
182
Uvod
2 - Kratak pregled veibe
U ovo; veibi cemo modelovati mehanizam bregaste osovine koji je sastavljen od jednog revolucionog, jednog prizmatienog i jednog taekastog povrsinskog spoja. Revolucioni j prizmatieni spoj cemo kreirati automatskom konverzijom sklopovskih ogranieenja. Taekasti povrsinski spoj moramo kreirati rueno U okruZenju Digital Mockup. Na kraju cemo generisati dijagram pomeraja i ubrzanja po luge u funkciji ugaonog pomeraja brega, pri datoj konstantnoj brzini rotacije brega.
1 - Definidja problema Naredna slika prikazuje tri razliCita pogleda na mehanizam bregaste osovine. Sklop se sastoji od tri dela: osnova, poluga i breg. Mehanizam se sastoji od jednog revolucionog spoja oko koga breg rotira, jednog prizmatienog spoja dill koga klizi poluga i jednog taekastog povrsinskog spoja koji odriava kontakt izmedu brega i poluge. Krajnji cilj je da kreiramo animaciju sklopa, implementiramo konstantnu ugaonu brzinu brega od jednog okreta u sekundi (360° u sekundi) i generisemo dijagrame linearne brzine i linearnog ubrzanja poluge u funkciji ugaone pozicije brega. Na kraju vezbe upoznacemo jos jedan CATIA modul, pod nazivom Distance and Band Analysis.
U ovoj ve.zbi cemo realizovati sledece korake: 1. Modelovanje tri CATIA dela. 2.
Kreiranje sklopa (CATIA Product) sastavljenog od tih delova.
3.
Definisanje sklopovskih ogranieenja koja ce ostaviti sarno jedan step en slobode - rotaciju brega oko ose baze.
4. Aktiviranje okruzenja Digital Mockup i konverzija sklopovskih ogranieenja u revolucioni i prizmatieni spoj radi dobijanja zeljenog rotacionog kretanja brega i zeljenog kretanja poluge. 5.
Kreiranje taekastog povrsinskog spoja koji predstavlja kretanje vrha poluge po bregu.
6. Simulacija relativnog kretanja sklopa bez parametra vreme (drugim reCima, bez implementacije vremenski zavisne ugaone brzine koja je data u definiciji problema). 7.
Dodavanje jednaCine koja u igru uvodi i vremenski zavisnu kinematiku.
8.
Simulacija kretanja sa konstantnom ugaonom brzinom i generisanje dijagrama sa konaenim rezultatima.
Tackasti povrsinski spoj
Revolucioni spoj
184
185
:3 - Kreiranje sklopa u modulu Mechanical Design Solutions
Kratko uputstvo za kreiranje poluge:
Kreirajte modele tri dela, pod nazivom pin, cam i base, kao sto je prikazano na slici dole, koristeCi predlozene dimenzije. Ukoliko neka dimenzija nedostaje, procenite njenu vrednost na osnovu kompletne slike. I pored toga sto polazimo od pretpostavke da dovoljno poznajete program CATIA i da mozete brzo modelovati ove delove, napominjemo da je neophodno da definisete tacku na vrhu poluge koju kasnije mozete lako selektovatLPored toga, pojedini aspekti u modelovanju brega mogu biti nepoznati Citaocu. Zbog toga cemodati detaljna uputstva za modelovanje prikazanih delova.
Aktivirajte okruzenje Part Design - to mozete uraditi na vise naCina, u zavisnosti od vase CATIA konfiguracije. 1z standardne Windows palete, na primer, mozete selektovati File>New U. 1z dijaloga prikazanog naslici desno izaberite opciju Part. Na taj naCin cete preCi u okruzenje Part Design, gde mozete kreirati deo sa podrazumevanim nazivom Part. I.
pin
Da biste izmenili podrazumevani naziv, postavite kursor iznad grane Part. 1 u stabiu, kliknite desnim tasterom misa i iz menija izaberite opciju Properties.
base
U dijalogu Properties predite na stranicu Product i u polje Part Number unesite pin. To ce biti novi naziv dela koji cemo koristiti kroz Citavu vezbu. Stablo u gornjem levom uglu ekrana ce izgledati kao na slici dole. ~.
f::l-1 pin
~
cam
.t:7 X'V plane
.t:7 yz plane
Mechanical
I fViass I Graphic
Product
I
.::7 zx plane
f~ PartBodv
R= 0.35 0.5
.. Product ;Part Number Revision
1pin r····-~·---
..- ..
--~·---
......-..
..-
~------
Definition iNomendature : - - - - - -•••---•.."~-."~,-.."....-"'."....'''-,....."......." ..............,..
Poprecni presek poiuge, nije u razmeri
'Source
R=0.2
iUnknown
'Description
6 R = 0.75
0.15
6
R=0.3
k'"
./" 0.25
186
187
Selektujte ravan yz iz stabla i udite u Sketcher ~ . Pomom ikone Profile Gil) iz palete alata Profile u modulu Sketcher nacrtajte poprecni presek poluge i definisite njegove dimenzije . Vrh siljka poluge obavezno postavite na sam koordi11atni pocetak; kasnije c'e nam na toj lokacji zatrebati taCka koju je moguc'e se!eKt.(wati, a koordinatni pocetak ispunjava te uslove. Postoji i altemativni prilaz: mozete definisati referentnu tac.1uI na poluzi na bilo kojoj lokaciji koja odgovara.zahtevima kreiranja sklopovskih ogranicenja i spojeva.
T I
Upamtite da naredna skica profila poluge nije nacrtana u razmeri.
1 0.4
Izadite iz modula Sketchercl.::I .
presek poluge
nlJe nacrtan u razmen
Selektujte ikonu Shaft iz palete alata Sketch-Based Features, cime se otvara dijalog Shaft Definition.
4i
6
I I Povedite racuna da donje Vi<- -l<,,,d,,,,,,m teme profila bude na p''''Ilru.
->i ~
0.15
".
.
U polje First angle unesite 360, Sadrzaj polja Selection pop unite tako sto cete u stablu
kliknuti na Sketch,I. Konai'no, polje Axis Selection popunite tako sto cete kliknuti na Iiniju prikazanu na sledecoj slici.
·;tF.l:; '''0" .:;.;.7 yz plane
.• .:::::7 zx plane
~~~ EartBOO:t
~ II I[
1Odeg
ProfilejSurface Selection: iSketch.l
!
~~S/i
tIl tIl
rm.&;l ,Second angle:
r.::::7
vft~ ~TDj;,. Sketch. 1 ', ..-, ... ,
Kratko I.Ipl.ltstvo za kreiranje brega i neophodne povrsine:
t
P~precni
~i£l pin Kreiranje poluge je time zavrseno. Prilikom .::::::? xy plane sastavljanja sklopa i definisanja tackastog [ I ...:::7 yz plane povrsinskog spoja iskoristic'emo Cinjenicu da je zx plane vrh poluge podudaran sa koordinatnim .~part8ody pocetkom dela.
D Thick Profile
J@j
Kreiranje brega je slozeno, zato sto nam je potrebna jedinstvena povrsina preko koje c'e poluga odrzavati kontakt sa bregom, sto je uslov za kreiranje taCkastog povrsinskog spoja koji ce pratiti kompletan obrt brega, Naredna uputstva vode Citaoca kroz proces modelovanja brega i kreiranja takve povrsine, Aktivirajte okruZenje Part Design - to mozete uraditi na vise naCina, u zavisnosti od vase CATIA konfiguradje. lz standardne Windows palete, na primer, mozete selektovati File>NewU. 1z dijaloga prikazanog na slid izaberite opciju Part. Na taj naCin cete pred u okru.zenje Part Design, gde mozete kreirati deo sa podrazumevanim nazivom Part.2.
jprocess IProcessUbrary Iproduct iShape Selection;
!Part
Axis
Selection: ISketdl.1\Edge.l Reverse Direction. ·1
Za Axis Selection kliknite na ovu liniju
188
Da biste izmenili podrazumevani naziv, postavite kursor iznad grane Part.2 u stabIu, kliknite desnim tasterom misa i iz menija izaberite opciju Properties,
189
U dijalogu Properties predite na stranicu Product i u polje Part Number unesite cam. To ce biti novi naziv dela koji cemo koristiti kroz citavu vcibu. Stablo u gornjem levom uglu ekrana ce izgledati kao na slici dole.
Selektujte prednju povrsinu brega i udite u modul Sketcher ~.. le1kJ cam
Current selection: Mechanical
Product Part Number
I Mass I Graphic
Product
c-.,..---..
-~-
!
Nacrtajte krug polupreenika 0.25, ali povedite racuna da ne bude koncentriean sa postojeCim lukovima.
.- - - - - - - - - - - -
Revision
"earn
Definition
$\111['
.:::::7 x~" plane
Nomenclature
PartBod}.·
r---------.-.---------
Description
Pomocu ikone ~t izvucite Sketch.2 u trec'u dimenziju za 1 in. Naredna slika prikazuje konacan izgled brega.
L7 zx plane
~~ PartBodv Selektujte ravan yz iz stabla i udite u Sketcher ~.. Pomocu ikone Profile ~ iz palete alata Profile u modulu Sketcher nacrtajte poprecni presek brega i definisite njegove dime=ije.
-~ru cam
·t.:::7 xy plane .:::7 yz plane .::::7 zx plane i ~"" .~p PartBody
~~F'ad.l
Dodajte sva neophodna tangentna ogranicenja koja nisu kreirana automatski.
,cli . /
/
(7\
'~.::::;:;? x}' plane
0JJ
L7 yz plane
L7 zxplane
,
.~ PartBod'i
~
jli5 \I
~
6-0 Sb~h-h .1
Pomocu ikone izvucite Sketch.l u tree'll dimenziju za 1 in.
~.-~~
0.35
>-£earn
rlI.,.
.::::7 zx plane
J...rp 'F~pad.l I """" FJ\ Sketch. 1 "'~@\ ~
Source
.:::;;;7yz plane
Izadite iz modula Sketcher
Mada kinematika mehanizma zavisi od pozicije centra ovog kruga, mi necemo definisati tu poziciju radi jednostavnosti.
t
L:7 xy plane .::::7 }'Z plane
"
.
U nastavku cemo generisati povrsinu koja je neophodna za kreiranje tackastog povrsinskog spoja. Za povrsine je zaduzeno okruzenje Wireframe and Surface Design. Selektujte Start>Mechanical Design>Wireframe and Surface Design. Kliknite na ikonu Extract prikazan na slici ispod.
~L
u paleti alata Operations, Cime cete otvoriti dijalog
0.75
,£g;;!cam .:::7 xy plane
.:::7 yz plane .:::7 zx plane
. ·... ~partBody
- .l.iI~ ~"f-l'.'7
Za parametar Propagation Type selektujte Tangent Continuity. Za Element( s) to Extract selektujte jednu od bocnih povrsina brega. Time smo selektovali kompletnu kontinualnu tangentnu povrsinu, kao sto je prikazano na narednoj strani.
....E!::~ Sketch ,I
190
191
To ce bili novi naziv proizvoda koji cemo koristiti do kraja vezbe. Stablo u gornjem levom uglu ekrana ce izgledati poput onoga na slici dole. U narednom koraku cemo novokreiranom sklopu do dati ranije kreirane delove. Iz standardne Windows palete selektujte Insert>Existing Component. U pop-up dijalogu File Selection selektujte delove pin, cam i base. Podsecamo vas da CATIA dozvoljava visestruki izbor uz pomoc' tastera Ctrl. Stablo c'e biti izmenjeno, posto su u sklop sada ubaceni i izabrani delovi.
Kreiranje dela pod nazivom base prepustamo samom Citaocu. Sada mozete pristupiti povezivanju list ofTypes: dela u sklop i definisanju ogranicenja. r.:1F-un-rn-c··-on'-'-a-c:lsC-'y-st-em--------
jPatt
Predite u okruzenje Assembly Design uraditi na vise nacina, u zavisnosti od vase konfiguracij.e, 1z standardne Windows palete, primer, mozete izabrati File>NewD. U ,U/
IProcess
~.Gii'l1N'$' f' ~~
'-*;f!~ pin (pin. 1) T-
;ii!~ base (base. 1)
t~~ cam (cam. 1) Applications
Desktop
f:'P~ro~c~e~ssiliibra.2I'1111• • • •11
f~!'p~
iii
"
.-l
:n::..:_ _ _ _ _ _ _ _ __ I;=;sel""e=ct:;::io:. Product
I"
OK
.:I Cancel
My Documerrts
I File name
Current selection:
Graphic
Product
I
fv1emaf1lca!
I Drafting
Product
Part Number r:cjca:::m:<.f"'c,i!C:: oy=\'.:-,- - - - - - - - - - - Revision
c:anc~d
FJ!es of type· J
Open as read-onl:.,
Rezultate svog rada najjednostavnije na disk ako snimite sklop.
Definition
Kliknite dva puta
Source Description
pred u Assembly Design. Define other properties., ..j
Applications
Kliknite na ikonu ~. Pojavice se pop-up . dijalog Save As u mozete izmeniti Fn8o.amlO datoteke sa sklopom, : Save e'l}ve :':ATP
-=_-===::J
Ponudeni naziv je cam-follower.
i92
193
Primetili ste da su nazivi del ova i njihovih instanci namemo identicni. Takva praksa olaksava definisanje sklopovskih ogranicenja u nastavku rada.
Nail naredni zadatak jeste da kreiramo ogranicenja na nivou sklopa. Pocec'emo sa potpunim fiksiranjem osnove.
U zavisnosti od naona kreiranja delova, moze se desiti da delovi budu razbacani po ekranu, kao na slid dole. U tom slueaju mozete iskoristiti ikonu Manipulate '~ u paleti alata Move kako biste postavili delove na zeljene lokadje. !!!!r>ID
Kliknite na ikonu p.,nruor iii sa ekrana.
,t,.
~ u paleti alata Constraints i selektujte deo base iz stabla
.
~
L
~~ Constraint:;
.Fix,l (ba:;e.1)
ApplJcations
(0 Mada to nije neophodno, moida tete morati da pomerite delove kako biste postigli ovu formaciju
Podsetimo se da je nas konacan dl; da kreiramo revoludoni spo; izmedu brega i osnove. To cemo uraditi pomocu jednog ogranicenja tipa poravnanja i dodatnog ogranicenja koje definise kontakt izmedu dye povrsine. Pocecemo sa ogranicenjem koje ce poravnati osu osovine brega i osu otvora u osnovi. Da' biste to uradilL kliknite na ikonu Coinddence fI.Ij u paleti alata Constraints.
Selektujte osu dela pod nazivom base i osu osovine brega, kao sto je prikazano na donjoj slid. Selektujte osu osovine . brega
'l
~-9h
Constraints
[&1.G. Fix. 1 (base. 1) tIP Coincidence. 2 (cam. 1) b.:lse .1)
Applications
Ogranicenje podudamosti koje smo upravo kreirali ce ukloniti sve stepene slobode brega u odnosu na bazu, osim rotacije oko preklopljene ose (ona nam je potrebna za dalji rad) i transladju dliZ te ose (nepotrebna translacija). 194
195
Kontaktno ogramcenje izrnedu povrsine brega i bocne strane osnove ce ukloniti neZeljenu translaciju. Njega cerno kreirati tako sto cerno kliknuti na ikonu Contact @ u paleti alata Constraints i selektovati povrsine prikazane na slid dole. Novokreirano ogranicenje ce se pojaviti i u izrnenjenorn stablu.
.,.~>~' Constraints
l
Klilmite na ikonu Angle Constraint "~' u paleti alata Constraints. Selektujte zx ravni poluge i osnove. Ove ravni cete lakSe selektovati iz stab la, nakon njegovog de~ljnog prosirivanja za svaki elernenat, sve dok ravni ne budu izlistane. U novootvorenorn dlJalogu Constraint Properties selektujte opciju Paralelisrn, kao sto je prikazano na slici dole .
o Perpendicularity
iir;; Fix.1 (base. 1)
,~ Parallelism
II? Coincidence.2 (cam.l.,base.l)
o Angle
!liIlSocfo" ""oct.3 ("m. 1,b",. 1)
e)
,e
~-. Supporting
Elements
ii Type I Component
II ~
!
i
selektujte 7J( ravni po4!ge i baze (iIi selektujte vertikalnu ravan na bazi, ukoliko ste bazu modelovali taka da zx ravan bude horizontalna)
Ovo ogranicenje odrzava paralelan odnos selektovanih ravni, Cirne se sprecava rotacija poluge oko sopstvene ose.
Constraints
I? Coincidence. 1 (cam.l,base.l)
.~t"~ Constraints I ~ Fix.l (base.!)
l
~ II?
~J1 Surface contact.2 (cam.l,base.l)
II? Coincidence.2 (cam.l,base.1) :urface contact.3 (cam.l,base.1) l_olncldence.4 (pln.l ,base.1)
Applications
tIP Coincidence.3 (pin.l,base.l) &. Paralielism.S (pin.l,base.l) Applications
Pored translatornog kretanja duz ose, poluga sa ovirn ogranicenjern rnoze i da rotira oko ose. Takvo rotaciono kretanje rnorarno ukloniti. To rnozerno postic'i definisanjern ugaonog ogranicenja (paralelnost) izrnedu zx ravni poluge i iste takve ravni osnove.
196
status
pO'la"'ne"-'-'p"'in""(p"'in"'.l"')' - - - ' - - - - - - Connected Plane base (base.1) Connected
it-:,
Applications
U narednorn koraku cerno postaviti polugu u gomji otvor i kreirati sklopovska ogranicenja koja su u skladu sa krajnjirn ciljern kreiranja prizrnatici'log spoja izrnedu ova dva dela. Pocecerno sa ogranicenjern tipa podudamosti izrnedu osa poluge i otvora u gomjem delu osnove. Klilmite na ikonu Coincidence IP u paleti alata Constraints. Selektujte osu poluge i osu gomjeg otvora, kao sto je prikazano na narednoj slici.
,-~~
Name:!r;:p:::ar-:;a,,;:Oel"-i'm~.,;o-.- - - - - - - - - - - - - -
197
Kliknite na ikonu Update @ kako biste aktivirali upravo kreirana ogranieenja, Cime ce i delovi zauzeti relativan polozaj, sliean onom na slici dole. Pozicija del ova na vasem ekranu nakon azuriranja moze biti potpuno drugaCija u odnosu na prikazanu konfiguraciju (ali i dalje konzistentna sa definisanim ogranieenjima). U tom slueaju pomocu ikone Manipulation~dJ u paleti alata Move mozete pomeriti delove na zeljenu lokaciju kako bistedobili formaciju pribliznu prikazanoj. Nakon azuriranja gubi se ikona Update @ iz grana stabla u kojima se nalaze ogranieenja.
Nakon azuriranja@" taeka ce biti postavljena neposredno na planamu povrsinu. Program tretira ovu povrsinu kao beskonaenu ravan, tako da cete mozda morati rueno da zarotirate breg P9mocu komandi za manipulaciju, tako da nakon azuriranja vrh poluge lezi na stvarnoj povrsini brega. Constraints
§}l Coincidence.i (cam.i,base.l)
@ Surface contact.2 (cam.i,base.i) :{{) Coincidence.3 (pin.l,base.i)
,g:: Paralielism.S (pin.l,base.l)
Constr aints
If/? Coincidence.6 (pin.i,cam.i)
~'G; Fix.1 (base, 1)
fit! Coincidence.2 (cam. 1.,base. !) k11J Surface contact.3 (cam. l,base. 1) fit! Coincidence.4 (pin .1., base. 1)
0. Angle.S (pin. 1.,base. !)
Applications
I
~
Sklop je time zavrsen, tako da mozemo preCi u okruienje Digital Mockup.
LApplications
Da bismo mogli da kreiramo taekasti povrsinski spoj u okruzenju Digital Mockup, vrh po luge (koji se poklapa sa koordinatnim poeetkom tog dela) mora biti postavljen na povrsinu. Kliknite na ikonu Coincidence u paleti alata Constraints. Selektujte koordinatni pocetak poluge iz stabla i povrsinu brega.
Selektujte planarnu pOvrSinu brega i koordinatni pocetak poluge iz stabla.
----------------------------~~~-.
198
199
4. - Kreiranje spojeva u okruzenju Digital Mockup OkruZenje Digital Mockup je prilicno slozeno, mada cemo se mi pozabaviti sarno jednim modulom - DMU Kinematics. U njega mozete uCi iz standardne Windows palete, kao sto je prikazano na slid dole. Start>Digital Mockup>DMU Kinematics.
Kliknite na ikonu Assembly Constraints Conversion ~. u paleti alata DMU Kinematics. Pomocu ove komande mozemo kreirati veCinu uobicajenih spojeva automatskom konverzijom postojeCih ogranicenja definisanih na nivou sklopa. Pojavice se sledeCi pop-up dijalog.
£dit
Yiell'!
Insert
IDols
Analy.zE
~ndov',\
t!elp
.nfTastructure [1echanfcal Design
<.;ihapE: 8.naiysis & Simulation AE~Plant
Kliknite na dugme New Mechanism _-.:...~~~~~!....._>o Na taj nao.n se otvara dodatni pop-up dijalog, u kome mozemo dodeliti naziv novom mehanizmu. Podrazumevani naziv je Mechanism.I. Prihvatite ga tako. sto cete kliknuti naOK
DigItal Process for Manufacturing E[gonomja; Design
P 1.
c{ Analvsis
U okvim cete primetiti natpis Unresolved pairs: 3/3. accelerati, ,Product
1 acce!erati. ,Product
l
assembly_I. CATProduct
Constraints Conversion
1 slidin9_bl.. Product
.1 testingJav-,ls .. Product .2. Transient_, .Analysls QI Cancel
1
Kliknite na dugme Auto Create IlAUfo::tr.eatet Ukoliko Unresolved pairs nakon toga dobije vrednost 1/3, mozemo zakljuo.ti da se stvari odvijaju povoljno po nas. Postojanje jednog nerazresenog para moze za trenutak liciti na problem, ali uskoro cemo videti da je nase ogranicenje tacka-povrsina ignorisano; u nastavku cemo meno kreirati odgovarajuCi spoj u mehanizmu. AssernblyConslraintsConversio 11 r~echanism: ""~I·h"r"
200
201
•
r-~
~~t:mlt*Wl
Nase stablo je postalo dille zato sto mu je dodata grana pod nazivom Application. Naredna slika prikazuje izgled rasirenog stabla. U njemu se jasno uoeavaju spojevi Revolute.l i Prismatic.2. Oni odgovaraju rotaClJ! brega i translaciji poluge. lnicijalno nas mehanizam poseduje dva stepena slobode, posta u ovom trenutku poluga moze da se krece nezavisno od rotacije brega.
'-~~Pin (pin.1)
, .. ~~ base (base. 1)
1i-§~ cam (cam.1)
Da bismo mogli da animiramo mehanizam, moramo ukloniti preostali stepen slobode. To cemo uraditi tako sto cemo spoj Revolute.l preimenovati u Angle driven spoj. Kliknite dva puta misem na granu Revolute.l u stablu. Pojavice se pop-up dijalog prikazan na slici dole.
'f"1ZII Constraints Oi'-Afplications =--fVlechanisms
U nastavku cemo rueno kreirati taekasti povrsinski spoj.
t <:t~ f f'tlechanism.l, DOF=2
~'-
elooJoints I
T'"t* R.evolute.l (cam.l,base.1)
--iti Prismatic.2 (pin.l,base.l) Commands
Line Plane 1:
o Anole driven Joint Limits
."8'd 0
:0 LOINer limit:
Upper limit:
. Fix Part (' base.1 )
L~ ~ix.1 (b~se.l)
Laws Speeds-Accelerations
<>-Jl" Kliknite na ikonli Point Surface Joint /;,~ u paleti alata Kinematics Joints.
U novootvorenom dijalogu za parametar Surface 1 iz stabla selektujte ranije izdvojenu povrsinu brega, odnosno cam. If Extract. 1. Za parametar Point 1 selektujte koordinatni pocetak poluge, takode iz stabla.
Overite polje Angle driven i promenite vrednosti parametara Lower limit i Upper limit taka da imaju vrednosti kao na slici dole. Podsecamo vas da ta ogranicenja mozete izmeniti i na drugim lokacijama u okviru programa.
Line Angle driven
Joint Limits IOdeg
Zatvorite dijalog, tako sto cete kliknuti na OK.
Current se!ection: Surface I: '-Ic-am-."""I/-Ex"-tr-a~·t-.I--Point I: IPi~.ll0rig~in~--
Time je kreiran spoj Point Surface.3, koji je ubaeen i u stablo. Pored toga, parametar DOF je sveden na 1.
Nakon zatvaranja gornjeg dijaloga, pod pretpostavkom da su sve ostale radnje izvrsene korektno, na ekranu ce se pojaviti sledeca poruka.
Tne mechanism can be simulated
~"i\1echanisrns
~
OK
.Joints I
t-~ Revolute. 1 (cam.l,base.1)
lli1,1-m Prismatic. 2 (pin.l, base. 1)
L*
To je zaista dobra vest ("Mehanizam se moze simulirati").
Point Surface.3 (pin.l,carn. 1)
202
203
Simulaciju kretanja bez uzimanja u obzir vremenski zavisne ugaone brzine mozemo pokrenuti klikom na ikonu Simulation .~~ u paleti alata DMU Generic Animation. Time se otvara dijalog u kome mozemo izabrati mehanizam koji zelimo da animiramo (ukoliko ih ima vise). U nasem plimern jednostavno izabelite Mechanism.l i zatvorite prozor. Odmah nakon zatvaranja prozora u stablu ce se pojaviti nova grana pod nazivom Simulation.
Kada klizac u dijalogu Kinematics Simulation dode do krajnjeg desnog polozaja kliknite na dugme Insert 1r.::l'iiS~r.r::::ll u dijalogu Edit Simulation. Na taj naCin se aktiviraju komandna dugmad video plejera I~' IBill Inll!€l I ... I ~ . Vratite breg na pocetnu poziciju, tako sto cete kliknuti na dugme Jump to Start ['41 . Time se ponovo aktivira i dugme Change Loop Mode Q. . Kliknite na dugme Play Forward~' i obratite painju na sporn i glatku rotaciju brega. Ukoliko ne uocite nikakav pokret, smanjite podrazumevanu vrednost 1 na neku nizu, kao sto je 0.04 iIi 0.02.
'r·
iiGi',""AfPlications
U nastavku cemo u igrn uvesti i ugaonu brzinu brega koja je zavisna od vremena, kao sto je i navedeno u definiciji problema.
~echanisms
~-~ ~~echanism.l, DOF=O
~imulation
I . ... ~ Simulation. 1
Pored toga, na ekranu ce se pojaviti i dva nova pop·up dijaloga, plikazana dole. Prevlacenjem klizaca u dijalogu sa leve na desnu stranu poCinje i rotacija brega, zajedno sa translatornim kretanjem poluge dill sopstvene ose.
o Keep position on exit
204
205
5 - Definisanje zakona kretanja i simuladja ieijene kinematike Dosadasnje animirano kretanje nije bilo vezano za parametar vreme, niti za ugaonu brzinu koja je navedena u definloji problema. U nastavku cemo u problem uvesti i nesto vremenski zavisne fizike. Cilj je da definisemo konstantnu ugaonu brzinu brega od ~60deg/s.
o Incrementa! Filter On Mechanism, 1 Filter Name
,-----------.~ .•-
•.- - -
FilterT'Ipe:
Kliknite na ikonu Simulation with Laws .t@. u paleti alata Simulation. Time cete otvoriti pop-up dijalog prikazan na sledecoj slici, u kome stoji upozorenje da je potrebno definisati barem jednu relaciju izmedu k"""m,=",b~ komande i para metra vreme.
Edit name or value of the current parameter
fMe'Chanism, 1~aNTlme
! To StmUICi!e it with laws. add at least a relation ber/.Jeen a command and the time parameter New Parameter ofJYQ.~JReal Delete ParCfI'IEref.
·1
Kliknite na ikonu Formula :fi.X) u paleti alata Knowledge, cime se otvara pop-up dijalog prikazan na narednoj slici. Selektujte stavku Mechanism.l\Commands\Command.l\Angle i kliknite na dugme Add Formula . Na taj naCin cete preCi u dijalog Formula Editor.
o Incrementa! Filter On cam·fu!lov<..er Filter Name
o lncrementai E!J
,-----~•• _ - _ .•..- _ . _ -
rliterTyoe:
Ir""ecnanism. l\Commands\Command. 1\Angle r-1embers. of Parameters
Dictionary
~~~~IlIIl1Il1~ ,.ji
O.039in
'Pln1parillodv\Shait,1'.;rh!ckThin2 ! pin\PartBodv\Shaft, l\Sketci1, 1 \ActiVltV ~n"'PartBor:Jyphaft, 1 \SI-etch, l\b,bsDf~Ie.b,y;s\b.ctivity ! pinlF'artBodv\shaft, l\Sket:h, l\Parallei!srn, l',,Acti"lity Edit name or volue of the current parameter
!
v ..
I
Lenath
Boolean
II
Line Constructors Clrde Constructors
true
IOin\partBody\Shaft.l\Sketch.l\Absolutet v
jCStAttrJ\10de Real
In'n.\o':>.-+Q ....""I.:::h-:.f;.
~. Stnnq
Strinq
<'.
jo!n\PartBodyl,Shaft, 1\SecondAngie pin I,PartBody\Shaft, 1\Thid~Thjn 1 pin \partBody\Shaft, 1\TnickThin 2 pin\partBody\Shaft, 1\Sketch. 1\';ctivlty
~- r \' Angle
Law
Oin true true
Members of All
~,A j"p""n""'P"'ar'-'tll"'O"'d"'y,'=",'-ha"'ft-.""l'F",-rsCCt,C"n"Cg!C"e--
~ jRe:named parameters
Desian Tab!e Operators POint Constructors
v,
<.
1\.:::[,,,,01-.--1-. 1\u=or",lbh"'n
;
._--- - - - - '-,
r~tfm
; Din '>PartBody\Shaft, 1\FlrstAngie
With !Sing!e Value
~
Add Formula .. j De)ett;: Formula j
Postavite kursor iznad grane Mechanism. I, DOF=O u stablu i ldiknite misem na nju. Nakon toga ce u dijalogu Formulas biti prikazani samo oni parametri koji su u vezi sa mehanizom. Duga lista je time svedena samo na dva parametra, kao sto se moze videti u dijalogu.
206
ii:-Afplh:ations ·~'"MeChanisms
·I' ...~ I
Jr~ Mechanism. 1, DOF=O
·':""5imulation
•..l,.
Simulation.!
Kliknite na stavku Time u srednjoj koloni (Members of Parameters) .
ij;Di~cti~·o~na~r~L......~• • •r;;r~lembers of Parameters l.~: JAngle
g5Me Ig~:~~~sb!e
!pOint Constructors Ila'A' Line Constructors Circle. Constructors
IIStrino
-~, I~~~k~n Reg! Strlno
iFearure
~eplay
L II< I§I Repla)··.1 207
I
1
\CstAttr _lViode fi!jf,!.j
r-1embers of TIme A !~lechan!$m,l~ffri~-----------
444It
Desna strana jednacine mora biti takva da bi konarna formula dobila sledeCi izgled Mechanism. 1 \ Commands\ Command. 1\Angle (360deg/ls) *Mechanism.l \KINTime
=
Kada bi jednaCina imala razlicite jedinice na levoj i desnoj strani, program bi izbacio poruku upozorenja prikazanu na slici dole.
Pravilno popunjen dijalog Formula Editor izgleda ovako
Units are not homogeneous (ms into m). \f lOmm or MyRea!Parameter->M'IReaIParameter~lmm) OK
Members of AI!
~~~~• • •C~ ~• • • • • •~-;:-: lplnl,partSody\Sl1aft.l'flrstAnale
A
\pln\PartBodv\Shaft. 1 \SecondAngie Ipin\PartBodv\Sharr, 1\;rhickThinl
<
!pin\PartBod'l\5haft, 11\ThickThin2
Jpin'.portBody\Shaft. l\Sketch.l \Acth,.-Jty !pin l,partBodv\5haft. 1\Sketch. 1\G.bso!utet v).-",...\D,., .. +{:r ....""t.:::h""H- 11.:::[,.......,..h '1'lD::. .. :;:;il""I,...", • V
Mi smo postedeni te poruke, posto je jednaCina uneta korektno. Novoformirani zakon je ubacen i u granu Law u stablu specifikacije.
!~
,
>
"'1'
f'lechanism.l, DOF=O
't"]Oints ,-Commands !-FiX Part (base.l ) Laws
Nakon klika na OK, jednacina ce biti upisana u pop-up dijalog Formulas, kao sto je prikazano na slici dole.
[
L f&<) Formula. 1: r·~echani5m. 1\ Commands\Command. 1\Angle =(360deg/15 )*r'~echanism. 1\KINTime
Speeds-Accelerations
Podseeamo vas da je nasa namera da kreiramo dijagram u kome ce biti prikazani brzina i ubrzanje poluge. Kliknite na ikonu Speed and Acceleration~j u paleti alata DMU Kinematics, Cime se otvara dijalog prikazan na slici dole.
Name:
Reference product: Point seledJon:
;--c-c--------.-
~ f¥\ain axis
Gornja jednaCina zahteva dodatno objasnjenje. Njena leva strana ima dimenzije ugla (parametar Angle), tako da i desna strana mora biti svedena na stepene. To je postignuto deljenjem Clana (Meci1anism.l\KlNTime) sa (Is), pri cemu "s" oznacava sekunde.
208
209
Za Reference product selektujte deo base na ekranu iIi iz stabla. Za Point selection u stablu selektujte koordinatni pocetak dela pin.
Za Reference product selektujte osnovu. Za Point selection selektujte Origin poluge (u stablu).
and AcceliHation
U nastavku cemo podesiti neophodne parametre za simulaciju vremenski kretanja. Kliknite na ikonu Simulation with Laws ~ u paleti alata Simulation, Cime se otvara pop-up dijalog Kinematics Simulation, prikazan na slici dole. Podrazumevano vreme trajanja iznosi 10 sekundi. Ako zelite ---;,"""w""'CC;;;;;;'; vreme, kliknite na dugme U novootvorenom dijalogu izmenite vreme trajanja na Is (na taj naCin cemo dobiti jedan pun okret pri ugaonoj brzini od 360 degjs).
rvtechanism: Name: Reference; product:
Point selection:
i";:::=---------
'.. Main axis
I.:) Other axis:
Pored klizaca se sada nalazi vrednost od Is. Overite polje Activate sensors u gornjem levom uglu.
r-:
U stablu ce se pojaviti nova grana pod nazivom Speed and Acceleration. L ,,"echanisms
U nastavku moramo selektovati odredene elemente iz dijaloga Sensors, Cime odredujemo kinematicke parametre za proracun i skladistenje vrednosti.
Number of steps: :::
D
Activate sensors
L "'6 =f' r"echanism.l, DOf=O Joints J
f"'~ Revolute. 1 (cam .1,base.l)
.m
Prismatic.2 (pin.l,base.l)
L:~ Point SurfacB.3 (pin.l,cam.1)
--Commands
j
L~.
Command.! (Revolute.!,Angle)
Inch Inch
'Speed-p.cccleraton, 1\'1 ~Lr,earSp€ed'
Inch j:.er second Inch Del' second Inch Der second
T 'T
L~fiX'! (base.!)
Inch per second
• Speed-Accelerabon. 1",L_UnearSpeed'
Laws
'Soeed-Acceleration. 1"~!nearSoeeci'
. L f(>i) Formula, 1: Mechanism,! \Commands\Command.! \Angle=(360deg!ls)*r"echanism.l \KINTime
'Speed-Acceleration, 1 '\)·:_i..:inear jl,cce'ercl"DC-'
No
Inch
>
fix Part (base.1)
hie,
'Speed-Acceleration, 1\X POint. 1 'Speed -Acceleration. 1\y =Pmnt. 1' 'Soeed-p.cce!eration.l\Z POlnt,:1 'Speed-fop::eJeration, 1V=UnearSDeed'
Inch per sqiJare
<
5, ..
No !".Jo t-.;o No No No
.-Speeds-Accelerations
L~ :\' Speed-Acceleration.!
Display OPTIons
Detect Cjashe~
Automatic
C)
Check limits Interferences
_I 210
it'!
Off
On
OUIDUts
211
C",I Stop
Zelimo da dobijemo dijagram brzine i ubrzanja poluge duz Z ose u funkciji ugla brega, tako da morate izabrati sledece stavke:
I
Mechanism. 1\Joints\Revolute.l \Angle Speed-Acceleration. 1\Z_LinearSpeed Speed-Acceleration. 1\Z_LinearAcce!eration
I
Kada odaberete te stavke, odgovarajuce polje u zadnjoj koloni dijaloga Sensors dobija vrednost Yes, kao sto je i prikazano na slici dole.
Ii
Sensols Selection
Dijagrame kojima na X osi nije vreme moramo dodatnoi GI'apliiCalRepmsentatL" podesiti. Posto cemo mi prikazati brzinu i ubrzanje kaol! funkciju ugla, potrebno je da kliknemo na dugmell ,-'itJ_'_Ve_,_su_s_t,i_m_e_ _C_l_o._us_to_m_iZ_8__d_~. Options u dijalogu Sensors. OtvoriCe se dijalog i-="==~~"'---~..-~-' Graphical Representations, u kome cemo izabratil'i Customized, a zatim i Add. U dijalogu Curve Creation selekt~!te eleme~te .koji. ce dati dij~g.r~m brzine u 1 funl
I
Instantaneous Values
i History I
! Sensor
I Observed i!AI
I Unit
Ii
I Mechanism.! \Joints\Revolute.! \Angle Mechanism.! \Joints\Prismatic.2\Length 'Speed-Acceleration.! IX_Origin' j 'Speed-Acceleration. 1W_Origin' 'Speed-Acceleration.! \Z_Origin' 1•Speed-Acceleration. 1\>, _LinearSpeed' 'Speed-Acceleration.! \'CUnearSpeed' Speed-Acceleration.! \Z_LinearSpeed" , Speed-Acceleration. 1\LinearSpeed' Speed-Acceleration.! IX_Linear Acceleration' 'Speed-Acceleration.! 1\'_Linear Acceler.3tion· " 'Speed-Acceleration.! \Z_Linear Acceleration' "Speed-Acceleration. 1\Linear Acceleration' Speed-Acceleration. 1\>,_Angular Speed' "Speed-Acceleration.! \V_Anguiar Speed' "Speed-Acceleration. 1\Z _Angular Speed' ~ ~ C;n~?rl-Airt~lp.rnrinn.11Annlll'=lr C;n?f'!rl~
I
!
I' I
1
i
I·,
I
Deselect All
Degree Inch Inch Inch Inch Inch per second Inch per second Inch per second Inch per second Inch per square s .. . Inch per square 5 .. . Inch per square s ... Inch per square s ... Turn per minute Turn per minute Turn per minute
No No No No No Yes No No No Yes No No No No
Tllrn nF!r rninl!h:~
Mn
Yes
i
'I
I I
r~o
I
i_:1
========='
..
\
j ~:\l
II I ,I r
"
Nakon sto klikom na OK zatvorite dijalog ,~_~I_~"'~>"",'':' Curve Creation, kliknite jos jednom naj CllrveCreation ~J ~: dugme Add kako biste definisali dijagraml'~~---;=======~~=~ ubrzanja u funkciji ugla, kao sto je prikazanoll Name: kl'k OK . AbsClSsa: It·1echallism ).. d I na S ICI. 0d"e, I potom 1 om na ponovo iI Ordinate: ' r::;;;d-:;;'~;;j~~~Wft;';5;;d':--=~1 C C ' . . zatvonte l}a og urve reatlOn, a zatlm II! dijalog Graphical Representations (Close) . .I
Name:
·1
-.J
Abscissa: !I'nF''''"nI
Ivl
1_,.,
f
"Select All
Vreme je da pomerite klizac u dijalogu Kinematics Simulation. Sa pomeranjem klizaca aktivira se i rotacija brega oko otvora u osnovi. Kada klizac dode u krajni desni polozaj breg ce napraviti jedan pun okret. Takvo stanje odgovara vremenu od Is, odnosno rotaciji od 360 0
•
Translatorno kretanje poluge OOn
Prevucite ruCicu u krajnji desni polozaj iii jednostavno kliknite na'~
Close
1
J Rotaciono kretanje brega humber of·~-te~~:l~.
(Lj')
_ _ ..iL
'2: AcbVate sensors
212
213
Kada breg kompletira jedan obrt, ldiknite na dugme Graphic u dijalogu Sensor. DobiCete novi prozor u kome je prikazana laiva koju smo prvo definisali (Curve. I}, kao na slid dole. To je dijagram brzine poluge u funkdji ugla brega.
Ako ielite da kreirate nove dijagrame, morate obrisati ranije dobijene rezultate. Da biste to uradili, kliknite na jezicak History: History : u dijalogu Sensors i izaberite Clear. U nastavku cemo pomocu simuladje Simulation.l kreirati Replay model. Kliknite na ikonu Compile Simulation
.;al]
u paleti Generic Animation.
U dijalogu Compile Simulation overite poije Generate a replay, nakon cega ce se u stablu pojaviti grana Replay. I. *,-Applications rvlechanisms ·~
r~~
imulation Simulation. 1
~epla':l
LIl
Ukoliko kliknete na Curve.2 u prozoru Multiplot, dobicete dijagram ubrzanja u funkciji ugla, kao sto je prikazano na donjoj slid. UoCljivi su delovi dijagrama sa grubim promenama ubrzanja, posto se radi 0 kontinualnosti tangente na nivou prvog izvoda.
o Generate an animation file
214
215
Kliknite dva puta misem na granu Replay.l u stablu, kako biste otvorili dijalog Replay, prikazan na slid. Uzastopnim pritiskom na Name: IReplav.l dugme Step Forward .,... mozete pomerati l!fc....···- - - - - - - - breg korak po korak, Cime se dobija i [~
1 1M In IH j"l(ei] 1 T
..----~~
-, ;--- Distance
Poloiaj delova sklopa na slid leva odgovara trenutnom poloiaju klizaca
Za sadrzaj polja Type iz padajuceg menija izaberite opciju Along Z. Na isti naCin, u trece polje od vrha odaberite opciju Between two selections.
.l'4ame::
j Distance, 1
Type;
jAlong Z ----3SelecTIon 1:
re;;\;;~;t;/ifO selectJons
...:Jselection 2:
1""l!nlnlum distance:
;Accuracv:
:J ~r'<1aXimUm
i
Za sadrzaj polja Selection 1 na
===:..:===..:::==:J
ekranu selektujte polugu, a za . . ._________ Selection 2 osnovu, takode ekrana . Kliknite na dugme Otvorice se prozor Preview, kome je prikazano ULJllLllLl
---'------jl-
£
x:
DAnlmatE!:Vlev:pomt
D;sta"'lq!
,--
_J :::-~-----..::J
Nakon nekoliko dodatnih koraka mozete dobiti vertikalno rastojanje (z rastojanje) izmedu poluge i osnove. ~r"
.
Kliknite na ikonu Distance and Band Analysis .!!!I u palen aJata DMU Sp
Dok su prikazani otvoreni, mozemo izmeniti brega pomoCu dugmeta Step H u dijalogu Replay. Kada YU>Ll"llC.llHJi zelieni polozaj, pritisak na dugme ;)Applyj nam daje nove podatke rastojanju. Ukoliko je dobijeno nje jednako nuli, proverite da Ii zazor izmedu poluge i osnove.
.676;'
Na taj naCin se otvara pop-up dijalog prikazan nize. Definition
i'lam,,,
c,--------·-·-·--(I croduct
Type: 2;
:r'lame:
'Type:
j 1 proGuct
[.ilnnnum distance: r--~'~"-
IDistance. 1 -~Selection rIJ-nS-id-e-o-n-e-s-el-ec-ti-on-----=~~
!r'linimum
216
Accuracy:
1:
--I"'::'i.li!'t ~
J:gj
l
--_.
_~..J"jaXimu;:·. dls::ancE:i
Results
217
Naredna slika prikazuje jos jednu tipicnu konfiguraciju i minimalno z rastojanje. Polozaj delova sklopa na slici leva odgovara trenutnom polozaju klizaca
Poglavlje
eha n izaQl.
plan arnih zupcanika
Defirrioon Name:
==:-;-----
Type:
M/fwnurr. dISla'lCe:
AccurBcY:!-----
.rgJ ~;.1axlmumd,sTance:!-~--·--
Results
Distance DeltE
Po:m l
I
U stablu mozete uoCiti novu granu pod nazivom Distance.I. ~""Replay
I LIP
i:iIl Replay. 1
~""'Distance
..
LIJiiI;~ Ql ['1stance. 1
Time smo zavrsili
OVLl
veibu.
218
i
Uvod U ovoj veibi cemo kreirati mehanizam planetarnih zupeanika, sliean onome koji se koristi u automatskim sistemima prenosa kod automobila. Interakcija zupeanika je modelovana spojevima kotrljajuCih krivih (enlg. Roll-Curve joints). Mehanizam cemo simulirati tako 5to cemo prvo fiksirati zupeanik-prsten, a zatim polugu-nosae (to je analogno izboru razliCitih zupeanika u sistemu prenosa).
Oogledno je da prvi stepen prenosa u tabeli smanjuje brzinu, dok je drugi povecava. Zadnji primer predstavlja umanjenje brzine u suprotnom smem. Cilj ove veibe je simulacija sistema sa fiksiranim prstenom, a zatim i sa fiksiranim nosaeem, radi uporedivanja podataka dobijenih simulacijom sa podacima iz tabele.
2 - Kratak prikaz veibe 1
=
Definidja problema
Tipiean sistem automatskog prenosa kod automobila i kamiona koristi planetarni mehanizam zupeanika radi obezbedenja razliCitih stepena prenosa za voznju napred i nazad. Donja slika prikazuje pojednostavljen model takvog mehanizma. Planetarni i centralni (sunce) zupeanik su medusobno povezani nosecom polugom (nije oznaeena na slici).
zupcanik (sunce; sun)
U ovoj vezbi cemo pretpostaviti da sunce i prsten imaju Ns=30 i NR=72 zuba, respektivno. Na osnovu elementarnih postavki teorije zupeanika, ova pretpostavka odreduje i relativne dimenzije delova. Ukoliko bi centralni zupeanik (sunce), noseca poluga i prsten mogli slobodno da rotiraju oko svojih osa (jedino ogranieenje su medusobnc veze zupeanika), prikazani sistem bi imao dva stepena slobode. Kao 5tO cemo uskoro pokazati, razliCiti stepeni prenosa u tipienom transmisionom sislemu mogu se postiCi blokiranjem sunca, nosece poluge iIi prstena, pri cemu se preostala dva dela koriste kao ulazna, odnosno izlazna komponenta. Delimioli rezultati takve postavke prikazani su u narednoj tabeli. Ulaz
Iziaz
Fiksirano
Formula
sunce nosac sunce
nosac prsten prsten
prsten sunce nosac
1+ NR
INs
Modelovati pet neophodnih CATIA del ova (osovina, sunce, planetarni zupeanik nosae i prsten).
2. Kreirati sklop (Product u CATIA terminologiji) koji je sastavljen od tih delova. 3.
Definisati ogranieenja na nivou sklopa, tako da sa stanovista stepena slobode budu ekvivalentna sa eetiri revoluciona spoja (jedan izmedu prstena i osovine, jedan izmedu sunca i osovine, jedan izmedu nosaea i sunca, i jedan izmedu nosaea i planetarnog zupeanika).
4.
Aktivirati okruZenje Digital Mockup u kome cemo konvertovati sklopovska ogranieenja u cetiri revoluciona spoja.
5.
Rueno kreirati dva spoja kotrljajuCih povrsina koji su zaduieni za interakciju izmedu sunca, prstena i planetarnog zupeanika.
6.
Simulirati relativno kretanje mehanizma sa fiksiranim prstenom i pogonom vezanim za sunce.
7.
Dodati formulu kojom cemo implementirati vremenski zavisnu kinematiku preko konstantne ugaone brzine sunca.
8.
Simulirati kretanje zeljenom konstantnom ugaonom brzinom i generisati dijagram kinematiCkih rezultata u kome se mogu videti postignuti stepeni prenosa.
9. U zasebnoj simulaciji cemo osloboditi prsten i fiksirati nosae, a zatim ponoviti korake 7 i 8.
3.4:1 0.71:1
INs
-2.4:1
220
1.
Prenosni odnos
1/(1+N s/N R) - NR
U ovoj vezbi cemo uraditi sledece:
221
3 - Kreiranje sklopa u modulu Mechanical Design Solutions U programu CATIA kreirajte modele pet del ova pod nazivom sun, ring, planet, carrier j shaft, kao sto je prikazano na slid dole. Na slid su date i kriticne dimenzije delova. Debljina del ova je nebitna, mada smo mi koristili vrednost 0.5. OCigledno je da je duzina osovine veca od toga. Otvori na prstenu, suncu i planetarnom zupcaniku olaksavaju vizuelno pracenje pokreta u mehanizmu. Na osnovu relativnih dimenzija sunca i prstena moze se zaldjuCiti da prsten ima 72, a sunce 30 zubaca.
Ucitajte dec pod nazivom sun u okruzenje Part Design
® '.
Kliknite na ikonu Point u paleti alata Reference Element. U novootvorenom dijalogu za sadrzaj polja Point type odaberite Circle/Sphere center. i
l I
Za polje Circle/Sphere selektujte ovaj mali krug
sun
Time smo kreirali tacku na zeljenoj lokaciji. Ponovite postupak j pri kreiranju preostale dye tacke na prstenu i planetamom zupcaniku.
Da bismo mogli da generisemo dijagrame ugaone brzine, moramo definisati senzore na odredenim tackama. Zbog toga moramo kreirati tri taCke u centrima malih krugova. To je jednostavan postupak, ali yam ipak predlazemo sledec'i pristup pri kreiranju takve taCke na suneu.
U nastavku cemo sastaviti sklop. Udite u okruZenje Assembly Design ~ - to mozete uraditi na vise naCina, u zavisnosti od vase CATIA konfiguraeije. 1z standardne Windows palete, na primer, mozete selektovati File>New O. Selektujte opeiju Product u dijalogu prikazanom na desnoj strani. Na taj naCin cete preCi u okruzenje Assembly Design i kreirati sklop sa ponudenim nazivom Product.1. Da biste promenili ponudeni naziv, postavite kursor iznad grane ProducLl u stabIu, kliknite desnim tasterom miSa i iz menija selektujte Properties.
.fL..__
-':===~==:J
U dijalogu Properties otvorite stranicu Product i u polje Part Number unesite planetary_gear. To ce biti novi naziv sklopa (product) koji cemo koristiti do kraja veibe. Stablo u gornjem levom uglu vaseg ekrana ce izgledati poput onoga na slici.
~APPlications U narednom koraku cemo u upravo kreirani sklop ubadti ranije kreirane delove.
222
223
1z standardne Windows palete selektujte Insert>Existing Component. Iz pop-up dijaloga File Selection odaberite del ave carrier, planet, ring, shaft i sun. Podsecamo vas da CATIA omogucava visestruki izbor pomoCu tastera Ctrl. Specifikaciono stablo ce promeniti izgled zbog ubacivanja novih del ova.
!
. carrier(carrier, 1)
't~~ ring (ring.!) t~~shaft (shaft.!) Applications
Kliknite dva puta misem na gomju granu u stablu. Na taj naCin cete sigumo prec'i u okruzenje Assembly Workbench. Kliknite na ikonu Save~. Pojavice se dijalog Save As, u kame mozete promeniti naziv datoteke, ukoliko to zelite. Podrazumevani naziv je planetary_gear. CATIA ce vas informisati da ce ta operacija izazvati i skladistenja ostalih dokumenata, sto treba prihvatiti.
'~carr;e' i~planEt '~nng '~l1snaft
'-1');2~ planet (planet.!)
Rezultate svog rada cete najlakSe staviti na disk ukoliko snimite citav sklop.
planetary aear
Activates other document save operations. Do you ".,Ient to proceed ? Yes
No
:~sun Desktop
~"-"l
kly Documents
~
,
My Recent
Documents
Desktop Rie name."
Cancel
Files of type'
-) My Documents
:" Open as read-only
U zavisnosti ad naCina kreiranja del ova, moze se desiti da oni budu preklopljeni na ekranu, kao sto je prikazano na slici dole. ~ . Da biste olaksali dalji fad, mozete upotrebiti ikonu Manipulate ..~.!iJ u paletl alata Move kako biste pomerili pojedine del ave na pogodnije lokacije.
File name
Save as type:
Definisanje sklopovskih ogramcenja predstavlja nas naredni zadatak. Pocecemo sa fiksiranjem osovine, koja ce predstavljati nasu inercijalnu referencu. Tu ulogu moze obaviti i neki deo koji sadrzi sarno osni sistem. Kliknite na ikonu Fix Component ~ u paleti alata Constraints. Klilmite na osovinu, !If! .~. na ekranu, iii na stavku shaft u stablu. ...'__..;.~..P' _ _ _ _ _ _ _Ul....;;._ _ _ __
f!!!l!::t•••••••
"r
~ Constraints ~ Fix,l (shaft,!)
l\.
Namera nam je da uklonimo sve stepene slob ode sunca u odnosu na osovinu, osim rotacije oko osa ovih delova. To cerna postiCi tako sto cerna definisati podudarnost tih osa, nakon cega cemo dodati kontaktno ogranicenje izmedu pO'vrsina ovih del ova, kako bismo uklonili translatorno kretanje dliZ osa.
224
225
.e
Kliknite na ikonu Coincidence u paleti a1ata Constraints, a zatim selektujte ose delova sun i shaft, kao sto je prikazano na slici dole. Selektujte ove dye ose
Kliknite na ikonu Contact IJ-J! u paleti alata Constraints i selektujte povrsine na delovima ring i shaft, kako je prikazano na slid. constraints
~~.' "
-r~'=~ Constraints
Cr
~Fix.1 (shaft.!)
t~
iJ.f;, Fix.l (shaft. 1) t9} Coincidence.2 (sun. 1,shaft. 1)
....../?' • •. •. . . • . . ..)'
Coincidence. 2 (sun.1, shaft.1)
Kliknite na ikonu Contact@. u paleti alata Constraints i selektujte povrsine na delovima sun i shaft, kao sto je prikazano na slid dole. Selektujte zadnju stranu sunca (stranu koja se ne vidi)
~(Ij . .'. •. ~ o• . .•. •. .".='.
.
.'
-.
'--, , ~
,~~:;~ Selektujte prednju
I
gif-t Surface contact.3 (shaft. l,sun. 1) ~ Coincidence.4 (shaft.1,ring.l)
Selektujte prednju stranu osovine
~ Surface contact.5 (shaft.l,ring.1)
Ako sada kliknete na ikonu Update @, osovina i prsten ce bili postavljeni u skladu sa novodefinisanim ogranicenjem. U tom slucaju je pozeljno da ih ponovo razdvojite pomocu ikone Manipulate, kako biste olakSali definisanje sledeceg ogranicenja. U nastavku cemo kreirati ogranicenje izmedu delova sun i carrier koje predstavlja osnovu buduceg revolucionog spoja. Kliknite na ikonu Coincidence Jfj: u paleti alata Constraints i selektujte ose del ova sun i carrier, kao sto je prikazano na slici. (Sistem se moze modelovati i povezivanjem nosaea za osovinu, ali mi smo se odlucili za nosac i sunce). Selektujte ose delova sun i carrier
stranu osovine Constraints
Ako kliknete na ikonu Update @, program ce izmeniti polozaj del ova shaft i sun kako bi primenio upravo definisano ogranicenje. Ukoliko se odluote na takav korak, upotrebite ikonu Manipulate kako biste ipak razdvojili ove delove, orne cete olaksati definisanje narednog ogranicenja. U ovom trenutku smo kreirali dovoljno sklopovskih ogranicenja za kasnije kreiranje revolucionog spoja u DMU okruZenju. Slifuu proceduru cemo primeniti i za definisanje ogranicenja u izmedu prstena i osovine. Kliknite na ikonu Coinddence paleti alata Constraints i selektujte ose delova shaft iring, Selektujte ose kao 8to je prikazano na slid. Da biste selektovali osu prste- osovine j prstena na, mozete postaviti kursor na njegovu zakrivljenu povrSinu. Time se proces selekcije znatno olakSava.
.e.
t'"~.,,, ~nstraints
iiJf;, Fix.1 (shaft. 1) ~ Coincidence.2 (sun.l,shaFt.l)
~ Surface contact. 3 (shaft. 1, sun. 1) ~ Coincidence.4 (shaft.l,ring.l)
226
;1
~
~t; Fix.1 (shaft, 1)
@: Coincidence.2 (sun, 1,shaFt.1) i.ib.1-':t Surface contact.3 (shaft.l,5un, 1)
e
Coincidence.4 (shaft. l,ring. 1)
~1 Surface contact.5 (shaft.1,fin'J.1)
.ji!! Coincidence.6 (sun.l,carrier .1) Kliknite na ikonu Contact u paleti alata Constraints i selektujte povrsine del ova sun i carrier, kao sto je prikazano na slici. Selektujte zadnju stranu ""'1' -
t.---.-:
Constraints
~(; Fix,i (shaft.1)
polo" (om' 'oi' ;'~
,9 Coincidence.2 (sun. l.shaft. i) @
r,~/'"') l/I
Surface contact,3 (shaft,i,sun.!)
:()J Coincidence.4 (shaft. l.ring. !) $,tr Surface contact.S (shaft, l.ring.!) ~;f Coincidence ,6 (sun, 1., carrier ,1)
$f1 Surface contact,? (sun. l.carrier. !)
221
S,le',"" p"""io stranu sunca
Kliknite na ikonu Update @ da biste proveriIi nova ogranicenja.
Kliknite na ikonu Update@ da biste proverili upravo uneta ogranicenja. Vas sklop ce verovatno biti korektno sastavljen, poput onoga na narednoj slici.
Slican postupak cerna prirneniti i za definisanje ogranicenja izrnedu delova planet i carrier. Kliknite na ikonu Coincident ,If! u paleti alata Constraints i selektujte ose delova planet i carrier, kao sto je prikazano. Constraints
~ Fix.! (shaft.1)
ttf} COincidence.2 (sun.l,shaft.l)
@
Surface contact.3 (shaft.l,sun.l)
ft?! Coincidence.4 (shaft.1,ring.l) ~j'! Surface contact.S (shaft.l,ring.l)
ft?! Coincidence. 6 (sun. 1,carrier. 1) Selektujte ose delova planet i carrier
@
Surface contact.? (sun. l,carrier. 1)
ft?! Coincidence.8 (planet.l,carrier.l)
Kliknite na iko~u Contact u paleti alata Constraints i selektujte povrsine delova planet i carrier, kao sto je prikazano na slici dole.
Ukoliko su ispravno prirnenjena, upravo kreirana sklopovska ogramcenja ce sa stanovista stepena slob ode biti uskladena sa cetiri revoluciona spoja koja cerna u nastavku kreirati u okruzenju DMU. Sklop je sada zavrsen i rnozerno preCi na okruZenje Digital Mockup.
Selektujte zadnju stranu poluge (onu koja se ne vidi)
~
Selektujte prednju stranu planetarnog zupcanika
Constraints ~ Fix.! (shaFt.!) ~ Coincidence.2 (sun. 1,shaft. 1) !11) SurFace contact.3 (shaft.l,sun.1) ~ Coincidence.4 (shaft.!,ring.l)
@
Surface contact.5 (shaft.l,ring.l)
p{?} Coincidence.6 (sun.l,carrier .1)
@
Surf ace contact. 7 (sun. I .• carrier, !) ~ Coincidence,8 (planet,l,carrier.l) @ Surface contact. 9 (carrier, l,pl.9net.1)
228
229
4, -
Kreiranje spojeva
U
okruienju Digital Mockup
Kliknite na ikonu Assembly Constraints Conversion Kinematics.
@i-i>
"
u paleti alata DMU
Okruzenje Digital Mockup je prilicno slozeno, mada cemo mi koristiti sarno modul DMU Kinematics. U njega mozete uei preko standardne Windows palete, kao sto je prikazano na slid dole. Start>Digital Mockup>DMU Kinematics. Eile
t;dit
~ie1jv
Insert
IDols
fina!yze
Yiinoow
tie!p
Bllrrastructure
Ova komanda omogueuje automatsko kreiranje najceseih spojeva na osnovu postojeCih sklopovskih ogranicenja. Pojavic'e se pop-up dijalog prikazan na narednoj slici.
Mechanical Design
analysIs & Simulation AE~Piant
Unresolved paffS:
. ,j..
Digital Process for t>-'ianufacturing Ecgonomlc; Design &. Analvsis
p
Kliknite na dugme New Mechanism dijalog u kome mozete dodeliti naziv svom mehanizmu.
arne se.otvara novi pop-up
Podrazumevani naziv je Mechanism.I. ponudeni naziv tako sto cete kliknuti na OK.
lacceieratJ.,Product
1. accelerati ..Product £ assembly _ L CATProduct
::1 testingJa'/\'s. ,Product
.2. Transient_" Analysis ~xit
U prvom koraku cemo izvrsiti automatsku konverziju ranije kreiranih sklopovskih ograni6~nja u spojeve mehaizma. Ukoliko su nasa ogranicenja pravilno definisana, dobicemo cetiri revoludona spoja. U nastavku mozete videti neophodne korake za tu konverziju.
Kliknite na dugme Auto Create ifliutii:tr.iiiariii:ll Nakon toga ce braj nerazreiienih parava biti sveden na 0/4, sto je znak da se stvari odvijaju povoljno po nas.
230
231
Specifikaciono stablo ce nakon toga postati duze, zato sto je u njega dodata grana Application. Naredna slika prikazuje razvijeno stablo. U njemu se jasno uocavaju cetiri revoluciona spoja, kao i grana koja odgovara fiksnom delu Fix.I. Parametar DOF ima vrednost 4, sto odgovara broju nezavisnih revolucionih spojeva. U nastavku cemo kreirati mehanizme zupcanika. Deluje ironicno da pri tome necemo koristiti standardni zupcasti spoj iz Digital Mockup-a, vec spoj kotrljajudh krivih.
~ !)€fiii!l
..
planet (planet.!) ring (ring.!)
T~shaft (shaft.!)
""-Afplications
<:H~echanism5
~1f ~jechani5m.! .. DOF=4
Upravo kreirani SPO) ce se pojaVltl I u stablu. Broj sloboda je istovremeno smanjen za jednu.
.... Applications ~echani5rns
I~ .,.. 1'"
Mechanism,l, DOF=3
lIi'J-Joints
Kliknite ponovo na ikonu Roll Curve Joint !{f'
I.
"'~' Revolute, 1 (planet. 1, carrier, 1) 't'-~~ Revolute,Z (sun. 1,catTier .1)
U novootvorenom dijalogu selektujte prikazane e1emente za polja Curve.1 Curve.2 na delovima planet i sun.
'''''~l Revolute.3 (shaft .1., ring.1) t~l Revolute.4 (shaft.1,sun.1) _~I,;<- Roll Curve. 5 (ring, 1, planet, 1)
"'~_Jfint: . r-.'.~Revolute.! (Planet.l,.carrier.!) T-t~ Revolute.2 (sun. !,carrier. l) r-~1 Revolute.3 (shaFt.! ,nng.!)
.J;i!l' Revolute.4 (shaft.l,sun.l)
ZupCasti spoj zahteva da oba revoluciona spoja koji ga saCinjavaju budu povezana za jedan dec; nas mehanizam ne zadovoljava taj uslov. To je i osnovni razlog za primenu spoja kotrljajuCih krivih.
Commands
I' Fix Part (shaft.! ) L§'(; Fix.! (shaft.!) Laws
J-k
Speeds-Accelerations
Kliknite na ikonu Roll Curve Joint -II" u paleti alata Kinematics Joint.
Selektujte perifernu povrsinu
Current selecton:
Curve 1: fplan·-e-;-t,-:-1..""'So""'ldi"7.1
CurVE 2: rsun, l/S(l!id,l-~
o Length driven
planetarnog zupcanika za polje Curve.1 SeJektujte perifernu povrsinu sunca za polje Curve.2
I
•
Novokreirani spoj ce biti posIavljen i u stablo. Broj stepeni slobode je ponovo umanjen za jedan. Na ekranu ce se pojaviti sledeCi pOp-Up dija!og. CurVE 1: j
Sadrzaj polja Curve. 1 i Curve.2 o Length dnven definisite tako sto cete selektovati elemente delova ring i planet, prikazane .~~~~_~~~~~~===:_===:~l na narednoj slici.
Poznata je Cinjenica da ovako konstruisan mehanizam planetarnih zupcanika bez fiksiranja ijednog Clana ima dva stepena slobode.
"'E' 'f' fvlechanism.1,
DOF=2
If,;},
T~~ Revolute.l (planet.!, carried)
,...~ Revolute.2 (sun. 1,carrier. !)
,.-~ Revolute.3 (shaft. 1iring .1)
t
M1 Revolute.4 (shaft.1,sun.1)
[-'-(i"" Roll Curve.5 (ring.!,planet.!) -"{i"" Roll Curve.6 (planet.!,sun.!)
Ta dva stepena slobode mogu biti uklonjena definisanjem odgovarajuCih komandi. Moguce je, primera radi, deklarisati spojeve Revolute.3 i RevoluteA kao spojeve upravljane uglom. Kliknite dva puta mlsem na granu Revolute.3 u stablu kako biste otvorili pOp-Up dijalog prikazan u nastavku. Overite polje Angle driven u tom dijalogu.
Za polje Curve.2 selektujte perifernu povrsinu planetarnog zupcanika
o Length driven
Za polje Curve.1 seJektujte unutrasnju stranu prstena
232
233
Odmah nakon zatvaranja zadnjeg dijaloga, na ekranu ce se pojaviti poruka "The mechanism can be simulated" (mehanizam se maze simulirati).
Line Plane 1:
The mechanism can be simulated
01(
o ,li,naie driven JointUmits
D
LO'A'erilmlt:
Overite polje Angle driven
Da biste simulirali kretanje pomocu dva odvojena klizaca za dva spoja uDravljana uglom, potrebno je da kliknete na ikonu Simulation with Commands • ~. u paleti alata Simulation.
:---~ DUoperlimlt:
Time se otvara pop-up dijalog Kinematics Simulation, prlkazan na slid dole.
line 2:
Une
Piane 2:
Plane 1:
Pritiskom na dugme Less r.$,~~')' aktivira se kompaktna verzija ovog dijaloga.
"~ \~~Q·~~·.·.~C!-~.~.Q·"·~ Joint limits
-360deg
360deg
• "'¥' f Mechanism. 1., DOF=!
~-
-Joints !
..
"'~' Revolute.! (planet.I,carrier.l)
Ponovite isti postupak i za spoj RevoIute.4.
r~l Revolute.2 (sun.l,carrier, 1)
Kliknite dva puta misem na granu Revolute.4 u stablu kako biste otvorili pOp-up dijalog prikazan u nastavku. Overlte polje Angle driven u tom dijalogu.
'T;-~~ Revolute.3 (shaft.l,ring.!) "","~1 Re\.'olute.4 (shaft.I,5un.1)
t-~'(" Roll Cur·'/e.S (ring.I,planet.!) -"(,"'- Roll Cutve.6 (planet.1.,sun.!)
JOlnt geometry: line ,.,•••........ --.~.-."
Piane 2:
.....- ••.-••---.-~
Angle driven Jo!ntLimrts
I360deg
·~1" Mechanism, 1) DOF=O
-1J1 0
'
ints
"t~ Revolute. 1 :planet.1,carrie,:1) 0
'l-~ Re''.''oiute.21,.5un,1}carner.l)
"I'.~~~ Revolute.3 (shaft. l,ring. !)
Time je braj stepeni slobode sveden na nuIu, kao sto se vidi u stablu na desnoj strani.
234
I f-._:i,~ I
,*,-lik; Revolute.4 (shaft. l.sun. !) Roll ,:urve.5
OCigledno je da u dijalogu komandna klizaca. To je posledica Cinjenice da sistsem planetarnih zupcanika koji sma konstruisali poseduje dva stepena slobode.
~ring.l,planet.l:
Braj koraka odreduje rezoluciju belezenja pokreta. U dijalogll se nalaze i dva radio-dugmeta, Immediatte i On Request. Ukoliko je selektovano dugme Immediate, pokret se maze posmatrati paralelno sa prevlacenjem klizaca sa leve u desnu stranu, kao !ito je prikazano na slid na sledecoj stranici. Kada klizac dade do krajnjeg polozaja, pomocu dugmeta Reset mozete vratiti mehanizam na startnu poziciju. To se moze uraditi i prevlacenjem klizaca na poziciju -360. Opseg kretanja revoludonog spoja mozete podesiti pomocu dugmeta Na taj naCin se otvara pop-up dijalog u kame definisati novi opseg.
L-_{("- Rolll~urve.o I..planet. 1,sun, I}
235
UHJ~~L~'
Postavite opsege za Command.l i Command.2 na (0,360), kao sto je prikazano na slid dole.
Nakon toga, pomerite klizac Command.2 sa leve u desnu stranu i posmatrajte rotaeiju planetarnog zupcanika i sunea, dok prsten ostaje nepokretan. Planetarni zupcanik rotira, dok prsten ostaje nepokretan
Prevucite klizac Cornmand.2 sa leve u desnu stranu
~,
:Command.l Command.:: *360 _ _
o Activate sensors
Kliknite na dugme More kako biste prikazali punu verziju dijaloga.
"
,. 1
1
1
'I
1
1
rrr,:
r'>1echanism: "~e,-n",o>
36°1°,0000
[Command. 2
36°10.0000
D Activate sensors
U nastavku cemo izbrisati jednu komandu, tacnije onu koja upravlja revolueionim spojem izmedu prstena i osovine. Postavite kursor iznad grane Command.2, kliknite desnim tasterom misa i obriSite komandu (Delete).
Number of steps:
12m
~I':-tOmmand5 :ommand.l (Re'lolute.3,Angle) u:tfomand.2 (Re'loluteA,Angle)
Pojavice se pop-up okvir koji obavestava da se mehanizam vise ne moze simulirati.
3
'' L T
Commands
Uz aktivirano radio-dugme Immediate, prevudte klizac Command.1 sa leve u desnu stranu i posmatrajte rotaciju planetarnog zupcanika i prstena, pri cemu sunce ostaje nepomicno. Prevucite klizac Command.1 sa leve u desnu stranu
~\ Command.2 (RevoluteA,Angle)
Tne mechanism can no longer be simu!ated,
Ol(
Da bismo mogli da simuliramo mehanizam, potrebno je da fiksiramo prsten. Uocava se da je parametar DOF ponovo dobio vrednost 1 nakon brisanja ove komande. Prsten cemo fiksirati tako sto cemo kliknuti na ikonu Rigid Joint Constraints, Cime se otvara dijalog prikazan na slici dole.
Command.!
, Command.2 DAcbvat£>sen:;of~
Planetarni zupcanik rotira, dok sunce ostaje nepokretno
~lechar,sm:
Part 1:
I
r;:;;;::;.;;;;:::::-;------:Current selection:
!
Part 2: r - - - - - - - -
-=::::::.::::::::::::::::;:;;;;;;::;:::::::::::::::::!-_ _
'~."·,~_ .•_.m~~'~.~.~.___ ~_ _ _ _ _ _
236
N~~lf~echanism
237
[jf
u paleti alata
Za parametre Part.1 i Part.2 selektujte iz stabla delove ring i shaft, respektivno. Selektujte prsten za Part.1
.~
Da biste simulirali kretanje sa fiksiranim prstenom, kliknite na ikonu Simulation ....... u paleti alata DMU Generic Animation.
Current selection: r - - - ; - - - - - - P a r t 2:js 'h;-a"""ft:-,1 , - - - - - -
Nakon toga mozete izabrati mehanizam koji zelite da animirate (ukoliko ih postoji vise). U nasem primeru selektujte Mechanism. 1 i zatvorite prozor.
Cvrsti (rigid) spoj uklanja preostali stepen slobode, tako da ce se poruka 0 mogurnosti simulacije ponovo prikazati na ekranu, uz istovremeno ponovno svodenje broja stepeni slobode na-nu4!.
~Mechanisms
if-1 I
~,
r
Mechanism.i, DOF=O
Joints
+.:-~
Revolute.i
(planet.1,c~rrier.i)
f-~ Revolute.2 (sun.i,carner.i) f~~ Revolute.3 (shaft.i,ring.i)
'I T
~ Revolute.4 (shaft.i,sun.i)
~ Roll Curve.S (ring.i,pl~lnet.1) "'l-
~r-
Roll Curve.6 (planet,l,sun.i)
i
j
"'-r
The mechanism can be simulated
Odmah nakon zatvaranja prozora u stablu ce se pojaviti nova grana pod nazivom Simulation.
OK
FAPp lic.5tions ~'1echani5rns
I
J.
1Sj.§;{'
ar~' r,'lechanisrn.l, DOF=O
~irnulation
r
•.~'£~ Sirnu!ation.l
. >-[if Rigid.7 (ring.i,shaft.l)
Commands
L ii~:'
Command.2 (Revolute.4,Angle)
rFix Part ( shaft.i )
238
239
Ukoliko yam AVI datoteka nije potrebna, vee zelite sarno da pogledate animaciju nekoliko puta, morate generisati reprizni prikaz (Replay). Da biste to uradili, morate overiti polje Generate a replay u dijalogu Compile Simulation.
Pored toga, na ekranu ee se pojaviti i dva nova pop-up dijaloga, prikazana ispod. Prevlacenjem klizaca u dijalogu Simulation sa !eve u desnu stranu zapoCinje rotacija planetamog zupcanika, dok prsten ostaje nepokretan. Opseg (0,360) mozete poveeati, na primer na (0, 1800), kako biste mogli sagledate barem jedan puni okret poluge nosaca. i
Aktiviranjem ovog polja ve6na opcija, koje su ranije bile raspolozive, postaje nedostupna. Pored toga, u stablo je dodata grana Replay. 1. iiirApPiications '..,..lechanisms ~imuiation
Jf,-----
J .L.-d Simuiation.l
360
iiiiY-Repiav
LI!<'t!l Repia·:l.l
o Keep position on exit
Kada klizac u dijalogu Kinematics Simulation~dode u krajnji desni poloiaj, kliknite na dugme Insert i;::Ii~C:!i u dijalogu Edit Simulaton koji je prikazan na slici gore. Time se aktiviraju komandna dugmad video plejera ~,I ~
I.... II. 1 I .... 1jio]
.
Vratite planetami zupcanik na pocetnu poziciju klikom na dugme Jump to Start [
G.
Nakon klika na dugme Play Forward .." planetami zupcanik ee veoma brzo pre6 u krajnji poloiaj, tako da se moze uCiniti da tu ne postoji nikakav pokret.
Da biste usporili njegovo kretanje, izaberite drugu vrednost za korak interpoladje, na primer 0.04.
Kliknite na ikonu Replay
'i<'tJj
u paleti alata Generic Animation.
Kliknite dva puta na granu Replay.l u stabIu, nakon ceta ee se na ekranu pojaviti dijalog Replay. Isprobajte razlicite postavke ifA· dugmadi Change Loop Mode, D
:OJ
Blok se moze vratiti u pocetni polozaj klikom na dugme Jump to Start Ell . Parametar skip ratio (ima vrednost xl, prikazano na slici ispod) upravlja brzinom repriznog prikaza .
.---------j
~I~ IMluIMI~I~1
QJll.00 ;0
Animate viewpoint
Name:
jg;-, ~ ---------
f4t1~ r.
li,o.oo
IMln IMI"'IDIt]I
'~i
r-::J, c=J!''x' ..-
o Animate vie':,·:point Distance
240
l
241
v:
~1
5 - Definisanje lakona kretanja i simulacija ieljene kinematike Dosadasnje animadje kretanja nisu uzimale u obzir parametar vreme niti ugaonu brzinu koja je navedena u definidji problema. Sada cemo u problem ubadti malo vremenski zavisne fizike. Definisacemo konstantnu ugaonu brzinu od ill = 360 deg/s za den pod nazivom sun. Na taj naCin cemo moo da generisemo dijagrame za razliCite relativne ugaone brzine kako bismo prikazali postignute efektivne stepene prenosa. Pocecemo sa fiksiranim prstenom (u tom stan;u je mehanizam i ostao nakon zadnje animadje), suncem kao ulazom i nosecom polugom kao izlazom. Klinite na ikonu Sil1J.ulation with Laws u paleti alata Simulation. Na ekranu ce se pojaviti dijalog prikazan na slici dole, u kome stoji poruka da moramo definisati barem jednu reladju izmedu komande i parametra vreme. ~--~~-
iIKi~~~i!nillation-~!!f!1·1t
_
-
Edit name or value of the current parameter t r'·lechanism.l \VJNTim;-----"---~~--«---~'---'~'-~
,,,,,,.~-'$i_
rvlechanism ; irvlechclnlsm.l To simulate It ~wth laws, add at least a relation bef'Neen a command ana the time parameter
«"~-~.'""-~-~ _.
IA/ith
j
-.:J !
~
------
Odeg
Kliknite na ikonu Formulafi,"J u paleti alata Knowledge. Otvorice se dijalog prikazan na slid dole.
Selektujte stavku Mechanism.l\Commands\Command.2\Angle i kliknite na dugme Add Formula Na taj naCin cete preo u dijalog Formula Editor.
o Incremental Filter On planetary-gear
filter Name :I------·--··-··--·---~
FilterTYPe:~
v!
dick on a parameter to edit it Parameter
Doub!e
!
,A,
I Value
sun\,partBodv'fad.l \SecondUmit\J-engID sun~artBodY\Pad, l\Sketch.l \6.ctivity sun';partBody\Pad.1 \Sketch.l \AbsolureAxis\AcliVity sun\f'artBody'fad, 1\5ketch. 1 \RadiUS. 1\p.adlus
Oin true
sun Ipariflodylpad. 1 \~k.tch. l\Radius, ! \~c1ivity
true
sun\partBody'tpad.l\Sketch.l\R,adlus.lljnode
Constrained
II
Iz srednje kolone Members of All (Members of ~~~~~~:"rt:-rs---'-~-A.-' :~~Imbers of Parameters A; !sun\PartBodY\.5ketch.l \Activity I Design Table ~'A'i !P.enamed parameters , ...; !sunI,PartBody\Sketch.l \AbsoluteAxis\Acti' :~. Parameters) kliknite jOperators :,C: j !Boolean "" \ Isun\partBOdY\5ketch.l\CO~nCidence.1 'lAc Constructors jCstAttr Mode , ,5un\PartBody\Sketch.l \Corncidence.l 'ilTlC na stavku Time. lPoint ILaV>! ILength jsun\PartBody\5ketch. 1\Radius .2\Radius
! Formula
i Acbve
!A
1~~~1;~~~~~~~~~5
!Strinq
j5tring
:v}
l!i~Q~e
,----------------------------
true 3in
Edit name or value of the current parameter
!sunIPartBodv\pad.1\firstLimlt\Length
-.::1 \,Vith !Single \·'alue Delete Param::ld
if/f';-Afplications
Postavite kursor iznad grane Mechanism.I, DOF=O u stablu i kliknite misem. Na taj naCin ce u dijalogu Formulas biti prikazani sarno oni parametri koji imaju veze sa mehanizmom. DugaCka !ista je time svedena sarno na dva parametra, kao sto se moze videti u dijalogu na sledecoj stranici. 242
is!Jn\Part6od)I\5ketch.1 \Radius.2\Activity Iv .
:""-.1 r'<:::l'''''rrh 1\0"".-1;".- ")., ..........-1::> !'-"
rechanisms
I J,..~ Mechanism.!, DOf=O
TMSimulation
~~ Simulation. 1
~epla\,
L.tI! Replay.! 243
Desna strana jednaCine mora imati slede6 oblik kako bi formula postala
Kada bi formula imala razlicte jedinice na levoj i desnoj strani, program bi izbacio poruku upozorenja, koja je prikazana na slici dole.
Mechanism. 1\Commands\Command.2\Angle = (360deg)j(ls) * (Mechanism. 1)\KINTime)
Kompletiran dijalog Formula Editor izgleda ovako
Units are not homogeneous (ms into m),
vVe advise you to predse units for constants, other'ldse the International System Units \MiI! be the default.
FOrl)ull" Editm' , Mechanism.1 \Commands\Command.2IAngle
~I
o Incremental ~ !I~echanism.l \Commands\Command. Z·'.Angle
i(360deg)l( 1,)*Mechani,m.l \KINTime Dictionary
Members 'of Pat ameters
r&;;;;meters. - - - '" i Ali 'Design Table
Operators Point Constructors Law Une Constructors JOrde Constructors
IStrinq
(Ex: 10->100101 or MyReafParameter->f.,IJyReaIParameter"'lmm)
~~ f~~i Renamed parameters
i § i IBOOlean
f'.1embers of Time :;:-_ _ _ _ _ __
OK
II Mi sma postedeni takvog upozorenja, zato sto je nasa formula uneta korektno. Novodefinisani zakon je postavljen i u stabIo, u grani Law.
iA i jMechanism.!\.KINIime.
f~]1I
,
,~.,
L. _J CstAttrJ10de
,·······'1
ILength
iii<-Laws
IL
l
String
,I
I Jime iAnqle
L~_~ 1
Formula .1: fl'lechanism.1 \Commands\Command .2\Angle=(360deg)!(ls)*Mechanism.l \KINTime
i Mechanism.! \KINTime
Nakon klika na OK jednaCina e'e biti upisana u dijalog Formulas, kao sto je prikazano na slici dole.
Podsee'amo vas da je nas ciIj da generisemo dijagram ugaone brzine nosee'e poluge. To mozemo uraditi crtanjem ugaone brzine tacke koju smo vee' kreirali na vrhu poluge. Naravno, tacka teoretski ne poseduje nikakvu orijentaciju, tako da nema ni ugaanu brzinu; takvo teoretsko ogranicenje, medutim, ne ogranicava funkcionainost okruZenja DMU, tako da e'emo mi dobiti ugaonu brzinu Cvrstog tela koje sadrzi tacku. Kliknite na dugme Speed and Acceleration ~ u DMU Kinematics paleti alata. Na ekranu e'e se pojaviti dijalog prikazan na slici dole.
Formulas: Mechanism.1
o Incremental Filter On Mechanism. 1
Filter Name :1;:;*==-----------
Filter Type:
iAn
3
i
r·,jame: Reference product: Point selection; ;:-:--;--:---------..- . - -
I~ r"'lain axis
Edit name or value of the currant parameter
floJechanism.l \Commands\Command .2\Angle Add Formula . ~ Delete Formula
Delete Parameted
Za Reference product selektujte deo shaft, sa ekrana iii iz stabla. Za Point selection kliknite na bilo koju tacku na deiu carrier - to moze biti teme na jednoj od ivica, kao sto je prikazano na slici dole.
1
OCigledno je da ugaona brzina od 360 deg/s odgovara brzini od 60 obrtaja/minuti (rpm). Pored toga, vidi se da su jedinice tako podesene da se mnozenjem 360 degjs sa Clanom (Mechanism.l\KINTime) koji je u sekundama dobijaju stepeni, sto je i potrebno.
144
245
Za Reference product selektujte osovinu
Za Point selection klikninte na tacku na poluzi Selection
I Instantaneous values I
History
I ~_Observed
F
No Degree Degree
No
Name: Reference product:
Dearee
No
Inch
No No
Point selectIon:
No
Inch Inch Inch
U stablu ce se pojaviti nova grana, pod nazivom Speed and Acceleration.l.
,
Inch
No No No
Inch
No
DispJav Options
~Speed5-AcC818ration5
L:t~ sp88d-Acceieration.l Nakon toga, kliknite na ikonu Simulation with Laws
E@.
Detect Clashes
Check Limits
iii; Automanc () Interferences ~ Off
(~) Stop
u paleti alata Simulation.
Na ekranu ce se pojaviti dijalog Kinematics Simulation, prikazan na slici dole.
Mozete da vidite da je podrazumevano trajanje simulacije 10 sekundi. Overite polje Activate sensors u donjem levom uglu.
U dijaJogu Sensors kliknite na stavku:
Speed-Acceleration. 1\}LAngular Speed Start I) jlr,- - - - - -
Nakon selektovanja ove stavke, odgovarajuce polje u zadnjoj koloni dijaloga Sensors dobija vrednost Yes.
I;,umber of steps: 11r.:-
Sensors
,~
o Activate sensors
Selection
I Instantaneous Values I
History
lSe~or ·-----,,-,.~-".__ --_-_-_-... Tl-uru-'t----------'!-c-,b-,e-rv-e-d-I-~A-_l r:speeJ.:A~~~e;:;tio~~i\Li;:;~~75P~~~.f;-"-<--·"< Inch per second No
! 'Speed-Acceleration, 1\X_Unear Acceleration'
'Speed-Acceleration, 1\Y _Unear Acceleration' !I 'Speed-Accelerat!on.l \Z_Unear Acceleration'
U nastavku moramo obaviti odredene
! ~ Speed-Acceleration, 1'IUnear Acceleration'
selekcije u odgovarajucem dijalogu Sensors, kako bismo odredili kinematicke parametre Cije vrednosti zelimo da izracunamo i zapamtimo.
j Speed-Acceleration, l'X_Angular Speed'
! "Speed Acceieration,l\y_Angular Speed' M
1 '5peed-,A;:::~let atton, 1'IZ:...Anguiar Spa.::d'
I' Speed-Acceleratlon,l\Angular Speed'
1'Speed-Acceleration. 1\X_Angular Acceleration' '. ',:_ M.':~. '"' ._M __ ~_.M_"':"::'_:-_ ~ ~'l _"~ ':'"'..:.1.:-.::. ....:--_-1-,,- .. :7.-:"~ __
Dijalog Sensors je prikazan l1a narednoj stranici.
Inch per square s." Inch per square s ... Inch per square s, .. Inch per square s.,. Turn per minute Turn per minute Turn pt;f minute Turn per minute Radian per square", __ ~ :-_:-1'-:-__ .- :- .. _:-:~._._:. __
No No No No
Yes
....H.."r+f--
No ~jo
No r\lo
·'Display Options
Napomena: Ukoliko ose spojeva u vaSem mehanizmu nisu postavljene u opstem pravcu X ose, izaberite ugaone brzine koja odgovara orijentaciji vasih delova.
k~ponentu
-..;.........-......;;;...---.:..-..;;:,...--..:...-..:.....:...:;.;;.:.:..:..:.:.,::.:.:::...------""---~-
246
247
Sada mozete pomeriti klizac u dijalogu Kinematics Simulation. Sa pomeranjem klizaca poCinje i rotacija planetamog zupcanika oko osovine. Dolazak klizaca u kranji desni polozaj oznacava da je isteklo 10 sekundi, pri cemu je sunee napravilo nekoliko obrta. Planetarni zupcanik rotira, dok prsten ostaje nepokretan
Prevucite klizac u desnu stranu
U zavrsnom delu ove veibe kreiraeemo dmgi mehanizam koji je identiean prvom, uz jedan izuzetak. U njemu ee nosec'a poluga biti fiksirana, dok ee sunee obavljati funkeiju ulaznog zupcanika. Ovaj zadatak je ubacen radi dodatnog uveibavanja rada u DMU okmzenju; elegantnije resenje za dobijanje razlicitih kombinacija kretanja bi bilo da oba revoluciona spoja budu upravljana uglovima, odnosno komandama, pri cemu bismo morali da definisemo poseban zakon za svaki ugao. Nakon toga se zakon koji se odnosi na fiksni deo jednostavno moze izjednaCiti sa nulom. Takav pristup prepustamo Citaocu u sklopu dodatnih veibi.
Outputs
Kada sunee zavrsi svoje kretanje, kliknite na ikonu Graphic .~Graphics .. J~~ti9.rl.~.j u dijalogu Sensors. Na taj naCin eete dobiti dijagram ugaone brzine noseee poluge. Numericka vrednost te brzine iznosi 17.5 rpm, sto odgovara vrednostima dobijenim teoretskim putem u definieiji problema. Ova vrednost odgovara stepenu prenosa (umanjenju brzine) od 60:17.5, odnosno 3.4:1.
Napomena: U zavisnosti od pozitivne orijentaeije upravljivog revolueionog spoja, mozda eete morati da prevucete klizac u suprotnom smem iii da dodate znak minus ispred zakona kretanja kako biste dobili kretanje zupcanika sunee u pozitivnom smem, u skladu sa pravilom desne mke. Ukoliko se sunce okreee u negativnom smem, dobieete negativnu vrednost brzine.
248
249
.
"Nechanisms
6 - Kreiranje drugog mehanizma
li
+.-~ rl'iechanlsm.l) DOF=O ~1' r"'lechamsnl 2} DOF=3
Svakom sklopu u programu CATIA moze se pridIliZiti veCi broj mehanizama. Da biste kreirali dmgi mehanizam za nag sklop, kliknite na ikonu Assembly Constraints ~ Conversion u paleti alata DMU Kinematics. Pomocu ove ikone mozete automatski kreirati veCinu najcesce koriscenih spojeva na osnovu postojeCih sklopovskih ogranicenja.
!""'" fO' iP.':· Revolute. 1 (cartler.!.planet.!)
'fr~ RevoilJte.2 (sun 1 ,carner .11
l
T-Qi mgja1\(~frig!iJ5i)al
o Children o Delete all children
Na ekranu ce se pojaviti dijalog prikazan na slici dole.
-Joints
*,-~ Revolute.4 (sun. lis!
Cg,nter Graph
Commands
Reframe On
~ tiide;/Show
tFix Part ( shaft.! )
L~:::d5-Accelerations
~ PrQ.Derbes
~echanisms I. "<16 , . .
·r
e-YlYleehanism.2, DOF=3
. Otvorice se dijalog u kome
New l'iedlanislTI Kliknite na dugme New Mechanism je predlozen naziv novog mehanizma, Mechanism.2.
f~ Revolute.! (carrier.l,planet.l) r~ Revolute.2 (sun.l,earrier .1)
Rigid. 3 object
. Iii!!,: Revolute .4 (sun. 1, shaft. 1)
Stablo ce biti izmenjeno, kao posledica brisanja spoja Rigid.3.
r'1echanislTI.l .• DC'F=O IYlechanism.2., DOF=O
Kliknite na ikonu Revolute Joint
~.'
u paleti alata Kinematics Joint.
U prethodnom dijalogu mozete uoCiti natpis Unresolved pairs: 4/4. Kliknite na dugme Auto Create IL~iif,iC[iii~T.iiiJI. Nakon toga parametar Unresolved pairs dobija vrednost 0/4, sto znaCi da se stvari odvijaju u ispravnom smem. Na ekranu ce se pojaviti novi dijalog, u kome cete iz padajuceg menija izabrati Mechanism.2. Izaberite Mechanism.2
I;i; U stablu mozemo videti da je novi mehanizam nasledio evrsti spoj Rigid.3 iz prethodnog mehanizma. Izbrisite granu Rigid.3 iz stabla. U nekoliko narednih koraka cema kreirati revolucioni spoj izmedu del ova ring i shaft.
OK
!;,-rvlechanisms
I
.
"".. , f'1echanism.l, DOF=Ci I. "
f'
~.f'-Joint5 ! --
Line 2:
2''-----~
I
!-~---
Null Offset
0
0
Offset =
Centered
o Angle driven
t-S::!J!' Revolute.! (carrier.l,planet,l) T~AA Revolute. 2 (sun. I ,carrier. !)
f;-Gj Rigid.3 (ring.l,shaft.l) ~-Iii!!,: Revolute.4 (sun. !,shaft. 1)
25G
Line 1:
Plane 1:
Na delovima ring i shaft selektujte elemente u skladu sa narednom slikom. Bez obzira sto je redosled selekcije u odnosu na delove nebitan, elementi Line i Plane moraju biti selektovani konzistentno.
251
Napominjemo da naredna uputstva podrazumevaju da delovi ring i shaft nisu premestani u prostoru i da su zadrzali svoje pozicije u sklopu. Ukoliko su delovi pomerani, potrebno je uneti odgovarajuc'e izmene. Za Line 1 selektujte osu prstena
Selektujte elemente delova ring i planet u skladu sa narednom slikom. Napominjemo da naredna uputstva podrazumevaju da delovi ring i planet nisu premestani u prostoru i da su zadrzali svoje pozicije u sklopu. Ukoliko su delovi pomerani, potrebno je uneti odgovarajuce izmene. Spoj Roll Curve nije moguc'e kreirati ukoliko dye krive nisu tangentne jedna na drugu.
Za Plane 2 selektujte prednju stranu osovine
\
\ ---
Selektujte unutrasnji obod prstena za Curve 1
Joint namel Roll Curve. 5 Current selection:
-==c..:.:, Curve 2:1r:p7:la;::"ne:C:t"":,l-;/S=-o""lid"".:-j--
Curve 1: r:!,,;::"ng-.-:j,;;:iS-;oICC id-:. 1
I
D Length driven
Za Line 2 selektujte osu osovme
Selektujte obod pianetarnog zupcanika za Curve 2
,.\ Mechanisms
t~
Za plane 2 selektujte zadnju stranu prstena (onu koja se ne vidi)
echanisms
+-'" ~lechani$m,
-',
1, DOF =0
-1'1"J:~;:anlsm.2,
DOF=4
t~ Revolute. 1 (carrier.l,planet.l)
Naredna slika prikazuje popunjen dijalog, Nakon njegovog zatvaranja u stablu ce se pojaviti novi revolucioni spoj.
f"~ Revolute,2 (sun,l,carrier.l)
rYlechanism, 1, DOF=O
-lr~'~,f,",i~ n:~v:,~ :'~ :ar ier,
1,planet, 1) 'f"~ Revolute,2 (sun.l"carrier, 1)
,..~ Revolute.4 (sun, 1,shaft, 1) .~ Revolute,S (shaft, l,ring, 1)
L-~i" Roll Curve,S (ring, 1,planet.l)
f-~ Revolute.4 (sun,l,shaft,l) ii!tJ;-~ Revolute,S (shaft, 1,ring, 1)
Kliknite na ikonu Roll Curve Joint ~ .. U novootvorenom dijalogu izaberite stavku Mechanism.2 iz padajuc'eg menija,
Jo,nt Creation: Revohn(;
Selektujte Mechanisrn.2 iz padajuceg rnenija
Current selection! Line 1: fti,;g~-- Une 2: ishaft, I!SoUd, 1
Plane 1: Iring, I!Solid, 1
Plane 2:
Ish.ft, i/s'
() OFfset =
Centered
o Angle driven
Selektujte Mechanism.2 iz padajuceg menijaTacka 1
Selektujte elemente delova sun i planet, u skladu sa narednom slikom,
Sada cemo jos jednom kreirati spoj kotrljajuc'ih krivih. Kliknite na ikonu Roll Curve Joint '!{f . U novootvorenom dijalogu iz padajuceg menija selektujte Mechanism-2,
252
I
Curve I:!
Curve 2.: 1
o Lenath driven
253
" I
Broj stepena slobode za Mechanism.2 je sada smanjen na 1.
Selektujte cbcd planetarncg zupcanika za Curve 2
'-rvlechanlsms i
".
~.jJ" Mechanism.!, DOF=O
I ~' .... r" Mechanism.:, DOF=!
Current se!ection: CurVE: 1: rsun~1/SoHd.l~----'- Curve 2: rPlan~-tl:rS~1kC:t--
o Length driven I~
OK
.t-.,' Mechanism. I, DOF=O ' -t% 1'"' Mech anlsm.2, DOF=2
I
.
".. {~ Revolute. 1 (carner. 1, planet. 1)
'-~' Revo!ute.2 (sun.1,carner.!) ,-~ Revolute.4 (sun.! ,shaft.!) .r!i!ii~""~ Revolute,5 (shaFt.!,nng.l) -~If'- Roll Curve,5 (nng,I,planet,l) -~,;f,. Roll Curl/e.G (sun, 1,planet, 1)
Selektujte cbcd zupcanika sunce za Curve 1 -. c-rv'lechanisms
-Joints
lIli-tiJi Rlgld,7 (shaft.1,carner,l)
Kliknite dva puta misem na RevoluteA i promenite njegov tip u Angle driven tako sto cete overiti istoimeno polje u donjem levom uglu.
.. Joints •
'rime smo kreirali dva Roll Curve spoja.
I
..
!
&R;'
.l::!lll. Revolute, 1 (carrier. 1, planet. 1) .
'f"~ Revolute.2 (sun. 1,carrier .1)
".~ Revolute.4 (sun. 1,shaft. 1) .~ Revolute,5 (shaft.1,ring.1)
L-~,... Roll Curve.S (ring.I,planet, 1)
L-~i'- Roll Curve.6 (sun.I,planet.1)
JOlntname: jRe'/olute.-4 Une ... ,----~-... - - - - - - - ' -
Overite ovo potje
Piane: 1: I-----~----
[~~Ql~. 9T.!.::·.~n...i JOint limits
i -360deg
j360deg
Selektujte Mechanism.2 iz padajuceg menija
Kliknite na ikonu Rigid Joint tjj u paleti alata Constraints. Na taj nacin cete otvoriti dijalog prikazan na narednoj slici. Iz padajuceg menija izaberite Mechanism.2.
Na ekranu ce se pojaviti poruka da se simulacija mehanizma moze obaviti, dok ce broj stepena slobode biti smanjen na nula.
Za Part 1 i Part 2 selektujte delove shaft carrier, respektivno.
Kliknite na ikonu Formula :f(X) u paleti alata Knowledge. JOInt name:1 Rigid. 7
Na ekranu ce se pojaviti dijalog prikazan na narednoj slici.
Part 1: [shaft. 1
Postavite kursor na granu stabla Memanism.2, DOF=O i ldiknite miSem na nju. Na taj nacin ce u dijalogu Formula biti prikazani samo oni parametri koji imaju veze sa mehanizmom. Dugaaza !ista parametara je time svedena samo na dva, kao sto mozete videti u dijalogu.
254
255
Desna strana jednaCine mora biti takva da formula dobije sledeCi oblik Mechanism.2\Commands\Command.l \Angle
=
(360deg)j(ls) * (Mechanism.2\KINTime) Kompletiran dijalog Formula Editor izgleda ovako 'Formula Editor;
D
Incremental
~
i MechanIsm, 2\Commands\Command.1 \Angle !360deg!(1s)'tf\1echani5·-n-·,.:,.2;-:\,f·:=II:::·H:::-ir-oe-:......::....-~·----------------Dictionary
Edit name or value of the current parameter
r"lembers of Parameters
iDesign Table
!Operatofs
!Point Constructors
With
!law lUne Constructors
Delete Parameter ~
" .'; JRenamed parametels
iBoolean
jLenoth
i5~r!ng
ICircle Constructors
!Time',
IStrinq
iAnqle
I~
i!J
Dictionary
~-!,gJ,..M'fi~_
Fotmutas: lvle.chanisrn.l
lvleJTbers of Pdr;;,meters
!Design Table IOoerators
Ivlembers of All
.1!lI.jjjiI:;A:-I~un"portBOd'i',pad'liF!fstUfr.it\L.eDgtt, d parameters
-- ,5un\partBodylpad.l\Secondllmltll.engm !sun'fartBody',Pad.l \Sketch. 1\Activiry
jPOlnT Constructors lLa'N
ll$U(] '.PartBody\Pad. 1\5ketch. 1)AbsoiuteA:
june COf1structnrs-
!sunlpartBOdYlf'od,l\Sketch.l\Radius.l"P. v
Filter On Mechanism. 2 Filter hiame =-.---~------------
sun\partBody\Pad.ll,SkEtch. 1\Radius.l\P.
jCw::!eConstructors
.." ... \P"'r+O .........{"\O"'..i
'\<::l-.«o~,-h ",0::..4",... 1\....
t
15_
V,
?_
Edit name or value of the current parametel
Kliknite na stavku Time u srednjoj koloni (Members of Parameters) .
OK
Nakon klika na OK, jednaCina ce biti upisana u dijalog Formulas, kao sto je prikazano na slid dole.
) Mechan:sm. 2\CQmmanos\Command, 1\Angle
iStnnq
"j rf'llecnantsrn.2\KH'.llilfl?'
';
ICstAttr J"'lode
Selektujte elemenat Mernanism.2\Commands\Command.l\Angle i kliknite na ikonu Add Formula. Na taj naCin cete preCi u dijalog Formula Editor.
D incrementol
fvlembers of Time
!P;:;mete;:;;-----"-~ lAIT----~~~ "!{,"'1e"'c"'ha"n:':.is"'m'-."1i,7;KO:m=T"'lm-e.. - - - - - - -
.----1 0•
j r"i.:::manism, 2\KIHTime
D!ctiona:-y
Members of Parameters
~"iAII Design Table """, !Renamed parameters !operators
~-
With
r"lechanlSm.2VGl'mme
-- : ILengtl1
I~~:::::~::S ~;~~~ Constructors
Members of Time
_""": IMechan~Sm,l\i(]lmme
~~E~n_MOde v
I~~~e
256
257
Oagledno je cia ugaona brzina od 360 degjs odgovara brzini od 60 obrtajajminuti (rpm). .L llIr"J
L's
Formula.2: Mechanism.2\Commands\Command.l\Angle=360deg/(ls)*Mechanism.2\KINTime
ta11t Kliknite na ikonu Simulation wit..'1 Laws1..:i'.:i;. u paleti alata Simulation. Time eete otvoriti dijalog Kinematics Simulation, koji je prikazan na slici dole. Iz padajueeg menija izaberite Mechanism.2. Selektujte Mechanism.2 iz padajuceg menija
Kliknite na ikonu Speed and Acceleration
.~.
u paleti alata DMU Kinematics.
Na ekranu ee se pojaviti dijalog prikazan na slici dole. Iz padajueeg menija selektujte Mechanism.2. Selektujte Mechanism.2 iz padajuceg menija
Overite polje Activate sensors u donjem levom uglu dijaloga.
Name:
Reference product:
U nastavku moramo obaviti odredene selekcije u odgovarajueem dijalogu Sensors, kako bismo odredili kinemati&e parametre aje vrednosti zelimo da izracunamo i zapamtimo.
~~~~~~~~~~~
Point selection:
Dijalog Sensors je prikazan na narednoj slici .
.~ Main axis
Za Reference product izaberite deo shaft (sa ekrana iii iz stabIa). Za Point selection izaberite taCku na delu ring, kako je prikazano na slici dole. Za Reference product selektujte osovinu
Za Point selection selektujte
Selection
! Instantaneous Values I History I I Unit
j Sensor
l~:~:~;::~~~:~::~~~~~~:':~~~~::
Degree
I Observed I" No
Degree
tacku na
i iJleCI,Br.fsm, 2lJolnts\Re\lo!ute~ 4\....ngle 1f'>1emalllsm. 2\JomsIRevolute.5',":;,nnle Ifvlechamsm. 2'"Joint:::',f:{ort curve.5'
prstenu
j f'>'1ecnc'tl"IISITI. 2\Jolntsl?o!! Curve.6\Lenom
Inch
No No No No No No
!'Speed-AcceleratJor,.l\X_Polnt.l'
Inch
No
lnch
No No
Degree. Degree
Inch
1Uiechanlsm.2\JOlnts\Ro!! Curv-e.5\)..engthLengm
Inch
!Mechanism.2 \JOlnts\t{oli Curve.6 \,LengthLength ! ,;~:~~=:~:~~~~~'::~ -~~~~~: ~
Ind1
Name:
Reference product: Point selection:
'Ii!>
c-c-c-~-----~-~~------
D!splay Options . Detect dashes
Main axis
."@)
Automatic
0
Check Limil:s
Interferences :.~ Off
OOn
Kliknite na sledeeu stavku u dijalogu Sensors: Speed-Acceleration.2\X_Angular Speed
258
259
o Stop
Nakon selektovanja ove stavke, odgovarajuce polje u zadnjoj koloni dijaloga Sensors dobija vrednost Yes. Jos jednom, ukoliko su valli delovi orijentisani tako da njihova x osa nije poravnata sa osama spoja, moracete da izaberete alternativnu komponentu ugaone brzine. ~~ '?J~I
Selection
I
Instantaneous Values
I
I History I
I
! Sensor Inch per Inch per Inch per Inch per Inch per Inch per Inch per Inch per
second second second second square s ... square s •.• square s .. , square s .. , Tum per minute Turn per minute
.• Speed-Acceleration, 1'\X_LinearSpeed'
I . Speed-Acceleration, 1\Y_LinearSpeed'
' I'
I· Speed-Acceleration, 1\Z_LinearSpeed'
Speed-Acceleration, 1\LinearSpeed' 'Speed-Acceleration, 1IX_Linear Acceleration" J 'Speed-Acceleration, 1\'l' _Linear Acceleration' Speed-Acceleration, 1\Z_Linear Acceleration' , Speed-Acceleration, 1\Linear Acceleration' 'Speed-Acceleration, 1\X_Angular Speed' i 'Speed-Acceleration, 1\ Y_Angular Speed' I ' r _ _ :~-! _...._.:: __ 1_ •• _ .. : __ .~.." A __ •• L••• ~=_~.-::_.J.'--_
l
_. _.-
T •••. _ _ _ •. ~.~----.-
...
I
Deselect All
_~:_
I
I
No
I
No No No No No
II
Outputs
Kada sunce zavrsi svoje kretanje kliknite na dugme Graphic . GrEehics .. , t9pbons 1 u dijalogu Sensor. Na taj naon cete dobiti dijagram ugaone brzine nosece poluge, NumeriCka vrednost brzine iznosi -25 rpm, sto odgovara teoretski dobijenim vrednostima u definidji problema,
Ova brzina odgovara stepenu prenosa (reduhciji brzine) od -60:25, odnosno -2.4:1, Napomena: U zavisnosti od pozitivne orijentadje upravljivog revolucionog spoja, mozda cete morati da prevucete klizac u suprotnom smeru iIi da dodate znak minus ispred zakona kretanja kako biste dobili kretanje zupcanika sunce u pozitivnom smeru, u skladu sa pravilom desne ruke (orne dobijamo i negativnu izlaznu brzinu, sto i jeste dIj),
I
Yes
No
(:::J
• ... _
~
Select All
"-::f
~'
Options - - - - - - - - - - - - - - -..- - - - - - . - - - - - - -....- -..,
o
--_.Close
Sada mozete pOVUo klizac u dijalogu Kinematics Simulation, Sa njegovim povlacenjem otpocece i rotadja zupcanika sunce ako osnove. Dolazak klizaca u krajnji poIozaj oznacava da je proteklo 10 sekundi j da je sunce napravilo nekoliko krugova,
Time smo zavrsili ovu veibu.
Prevlacenjem klizaca u desnu stranu otpocinje i rotacija sunca i prstena (u suprotnim smerovima)
W Activate sensors
U kretanju mehanizma jasno se uocava da
BU
260
smerovi rotacije sunca i prstena suprotni. 261
NAPOMENE:
Poglavlje
Teleskopski
mehanizam
262
c
Uvod
2 - Kratak pregled vezbe
U ovoj vezbi cerna kreirati teleskopski rnehanizarn u korne je jedan kraj prirnscen za tIo putern kugle i uticnice, dok drugi kraj opisuje zeljenu putanju u obliku zadate krive. Mehanizarn cerna sirnulirati kornbinacijorn sfericnog spoja, tackastog spoja duz krive, tackastog povrsinskog i prizrnaticnog spoja. Mehanizam ilustruje i naCin za uklanjanje ncieljenog stepena slob ode, tafuije rotacije teleskopa oko sopstvene ose, radi efikasne simulacije.
U ovoj vezbi cemo realizovati sledece korake:
1 - Definidja problema Teleskopski rnehanizam se sastoji od dye cevi, kao sto je prikazano na narednoj slici. Donji kraj mehanizma je povezan sa tai'kom sfericnim spojem, dok je njegov vrh ogranicen tako da se krece dill putanje konstantnom linearnom brzinom od 1 in/so Ukupna duzina putanje je 12.45 in, tako da je za prelazak putanje potrebno 12.45 s. Cilj nam je da simuliramo mehanizam i da generisemo dijagram iinearnog ubrzanja tacke na teleskopu koja prati zadatu krivu u funkciji vremena. Naravno, posto vrh teleskopa prelazi krivu konstantnom brzinom, tangentno ubrzanje je jednako nuli, tako da cemo mi pratiti normalnukomponentu ubrzanja. Pored toga, kreiracemo i dijagram brzine, kako bisrno proverili da Ii ona iznosi tacno 1 in/so Prvi pokusaj simuliranja mehanizma sa sfericnim spojem u osnovi, prizmaticnim spojem izmedu cevi teleskopa i tackastim spojem dill krive izmedu vrha teleskopa i zadate krive izaziva probleme, zato !'ito je broi stepena slobode i dalje jedan, Cak i kada se upravlja dillinom taCkastog spoja dill krive. Taj stepen slobode je posledica Cinjenice da Citava poluga i dalje moze rotirati oko sopstvene ose. Njega cemo ukloniti kreiranjem tackastog povrsinskog spoja, koji ce ukinuti rotaciju.
264
1.
Modelovanje tri CATIA dela.
2.
Kreiranje sklopa (Product u CATlA terrninologiji) sastavljenog od tih delova.
3.
Definisanje ogranicenja na nivou sklopa, koja ce postaviti delove u pocetne pozicije za simulaciju mehanizma i koja su u skladu sa sferifuim i prizmaticnim spojevima koje cerna kreirati u nastavku.
4.
Aktiviranje okruzenja Digital Mockup i konverzija sklopovskih ogranicenja u sferifui i prizmaticni spoj.
5.
Kreiranje neophodnih spojeva taCka-kriva i taCka-povrs.
6.
Simulacija relativnog kretanja u okviru sklopa bez uticaja vremena (drugim reCima, bez implementacije vremenski zavisne lineame brzine koja je data u definiciji problema).
7.
Dodavanje jednaCine koja uvod~ vremenski zavisnu kinematiku.
8.
Simulacija kretanja sa zadatom konstintnorn lineamom brzinorn i generisanje dijagrama rezultujuceg ubrzanja taCke dill zadate krive.
265
3 - Kreiranje sklopa u modulu Mechanical Design Solutions Kreirajte modele delova pod nazivom outer, inner i dummy, kao sto je prikazano na slid dole, sa predlozenim dimenzijama. Pretpostavljamo da ste ovladali paketom CATIA u dovolinoi meri da mozete modelovati ove delove relativno brzo. Mi cemo Yam, fnedutim, pomoci u kreiranju dela pod nazivom dummy, koji nema nikakve odlike evrstog tela, vee se sastoji od obicne tacke za koju ce teleskopska poluga biti prievrscena, tacke koja se nalazi u centru zadate krive i krive (path) koja predstavlja putanju duz koje se krece vrh teleskopske poluge.
~.outer
Predite u okruZenje Part Design - to mozete uraditi na vise naCina, U zavisnosti od CATIA konfiguracije na vasem racunaru. Iz standardne Windows palete, na primer, mozete selektovati Fih>New [). U dijalogu prikazanom na slid desno selektujte opciju Part. Na taj naCin cete preCi u okruZenje Part Design, u kome je vee formiran deo pod nazivom Part. I. Ukoliko zelite da izmenite podrazumevani naziv, kliknite desnim tasterom miSa na granu Part.l u stablu i iz menija izaberite opciju Properties. U dijalogu Properties otvorite stranicu Product i u polje Part Number ukucajte dummy. To je novi naziv dela, koji cemo koristiti do kraja vcibe. Stablo u gornjem levom uglu ekrana dobija sledeCi izgled:
point
,
Kreiranje dela pod nazivom dummy:
point .~ X
product! Graphic
Product
j"~~ dummy'
'Part Number
.:::::? xy plane
path dummy
.:::::? yz plane ..::::7 zx plane
~ PartBodv
I
l-1ochanical
= = - - - - - - - - - - - - - - - -..
Revision Definition :Nomendature r·------~·--·-··-~~·----
._....-.-..... -.
;Source :Description
point
~ .x
Promenite okruZenje tako sto eete selektovati Start>Wireframe and Surface Desing. Kliknite na ikonu Point u paleti alata Wireframe. Kteirajte taCku sa kourdinatama (0,0,0) taka sto cete prihvatiti ponudene vrednosti u dijalogu .
~,.[~:;[~~,"i
I ~. "OK .j .~~~E£!x.;
.~~;;;;: dummy
.:::::? xy plane ,,:;;:p yz plane .:::7 zx plane
",~partBod':l llI:<-a
266
~
267
~:'~=-h~ i
U nastavku cemo kreiati ravan na kojoj ce se nalaziti kriva putanje. Kliknite na ikonu Plane ~p, u Wireframe dijalogu. U dijalogu koji ce se otvoriti popunite polje Plane type izborom stavke Offset form plane. Za polje Reference selektujte xy plane (sa ekrana ili iz stabla). L............!.._~................._ _"-......:......-ii.;Il Konacno, vrednost Offset podesite na 4.
Pomocu kursora selektujte upravo kreiranu r;wan i kliknite na ikonu Sketcher Zatim, kliknite na ikonu Ellipse () u paleti alata Nacrtajte elipsu sa centrom u koordinatnom pocetku modula skiciranje i poravnajte je sa horizontalnim i vertikalnim ~1l.1t:1U1l1'1i....._ _.;........_ kao sto je prikazano na slid dole. Pomocu ikone Constraint Elt podesite vea polupreenik na 3 in, a manji na 0.5 in.
H
Time smo zavrsili konstrukciju de!a pod nazivom dummy. TaCka u koordinatnom pocetku ce posluiiti za povezivanje spoljasnje cevi mehanizma, dok eJipsa predstavlja krivu-putanju koju ce pratiti vrh unutrasnje cevi. Konstrukcija de!ova inner i outer je jasna sarna po sebi. Napominjemo da morate kreirati i tacku na dnu cevaste geometrije dela outer. Pored toga, morate kreirati i tacku na vrhu dela inner. To mozete lako uraditi selekcijom opcije Circle/Sphere center u dijalogu Point Definition, slika dole. Duiine i precnid nisu kritimi za simulaciju, vee sarno za estetiku; duiina od 3 inca za svaki deo potpuno odgovara, dok unutrasnji premik dela outer mora odgovarati spoljasnjem precniku dela inner.
0. ... _.. .....- ,
00
'Jinner
t
Napustite modul Sketcher 1 . ClJ
bxyplane yz.plaHe
.::;::?
~zxplarie
~-f.'~If.lJ\
$t:-'.::::7 dummy XI' plane .::::7 yz plane .::::7 zx plane ~~partBody
f- ·
U nastavku cemo spojiti tri dela u sklop i definisati neophodna ogranicenja.
Point. 1
,...::::7 Plane. 1 .[6~ x
268
269
Predite u okruZenje Assembly Design - to mozete uraditi na vise naana, u zavisnosti od CATIA konfiguradje na vasem rai'unaru. Iz standardne Windows palete, na primer, mozete selektovati File>New U dijalogu koji je prikazan na slid desno selektujte stavku Product. Na taj naCin cete prec'i u okruzenje Assembly i kreirati sklop . nazivom Product. 1. ! ! . II I
I
Ukoliko zelite da ponudeni naziv, kliknite desnimj tasterom misa na granu Product. 1 I u stablu i iz menija opdju Properties. U dijalogu Prope...rties predite stranicu Product i u polje
Number unesite telescopic. To biti novi naziv sklopa koji koristiti tokom citave veibe. Stablo u gornjem levom ekrana ce izgledati kao na dole.
MechanlG.'i~
Rezultate svog rada cete najjednostavnije smestiti na disk ukoliko snimite Citav sklop. Kliknite dva puta misem na gomju granu u stablu. Na taj naCin cete sigumo biti prebaceni u okruzenje Assembly Design. Kliknite na ikonu Save ~, Cime cete otvoriti dijalog Save As, u kome mozete promeniti naziv sklopa, ukoliko zelite. Podrazumevani naziv je telescopic.
I Draftlng I,iy Documents
Product
DesktoD
Part Number Revision
Definition
My
[;octJrnent~
Nomenclature
Source
:--------.-.
Description
tJ~~~
Save asr..'Pe:
Applications
jUTProduct
Save. as ne'/<' document
U nastavku cemo u novokreirani\ < sklop ubadti prethodno kreiranei -"_-'-______-'-_-'-_-'--_____-"....1 delove. I ..J:i£re .• 1 Iz standardne Windows palete
selektujte Insert> Existing Component. U dijalogu File Selection selektujte delove dummy, inner i outer. . Podsecamo vas da CATIA dozvoljava visestruku selekciju upotrebom tastera Ctrl. Stablo spedfikadje ce biti izmenjeno zahvaljujuCi novoubacenim deiovima.
~]ntill!!!ltt3
~;
Obratite paznju na Cinjenicu da su nazivi delova i nazivi njihovih instanici identicni. Na taj nacin smo olakSali kasniju identifilwciju delova prilikom definisanja sklopovskih ogranieenja. U zavisnosti od naCina kreiranja delova, moze se desiti da vasi delovi budu razbacani na ekranu, kao na slici dole. U tom slucaju mozete iskoristiti komandu Manipulation u paleti alata Move kako biste pomerili delove i spreCili njihovo preklapanje. Plane:]
o
.~
My Recent Documents
Deskiop
'f"~~ outer (outer. I)
R!ename:
f';"~3 dummy (dummy. 1
Fdes.oftwe:
j"P;rt7r.c.i;(TPar,} j
t~~inner (inner. I)
Open as read-{)I1~'
Applications
270
271
Sledi kreiranje ogramcenja koja su neophodna za formiranje prizmaticnog spoja izmedu del ova inner i outer. Moramo uldoniti sve relativne stepene slobode, osim translatornog kretanja ose jednog dela du:?: ose drugog.
*
Kliknite na ikonll Anc.hor paleti alata Constraints i selektujte deo dummy ~~~U5 (u stablu iii na ekranu).
II
:t:-"§!.~outer (outer. 1) . dumm),. (dumm'/;l)
Kliknite na ikonu Coincidence (fj! u paleti alata Constraints i selektujte ose del ova, kao sto je prikazano na narednoj slid.
lnneF:(lr.wlel:.-l)
outer
U nastavku cemo poldopiti tacku Point.l na delu dummy i taCkll na dnu dela outer. Da biste to uradili, kliknite na ikonll Coincidence if§? u paleti alata Constraints ..
,0
Selektujte osedelovainner i'outer
Selektujte tacke kao sto je prikazano na slici dole (pored simbola ogranicenja tipa coincident).
Upravo kreirano ogranicenje je dovoljno za cilindricni spoj izmedu cevi teleskopskog mehanizma, ali moramo spreCiti i relativnu rotaciju oko ose da bismo mogli da kreiramo prizmaticni spoj. To cemo postiCi tako sto cemo definisati ugaono ogranicenje izmedu bilo koje dye vertikalne ravni u delovima inner i outer.
0
u paleti alata Constraints. Prihvatite ponudeni Kliknite na ikonu Angle constraint ugao od nula stepeni (pod uslovom da ste izabrali dye ravni koje su medusobno paralelne).
Ovo ogranicenje uldanja sve translatorne stepene slobode u taCki na delu dummy i predstavlja osnovu za eventualno kreiranje sfericnog spoja izmedu del ova outer i dummy.
272
273
Pomocu ikone Update . ~.. aktivirajte upravo kreirana ogranicenja, nakon cega ce delovi zauzeti pozicije slicne onima na slici dole. AZurirane pozicije na vasem ekranu mogu biti potpuno dmgaCije prikazane. U tom slucaju upotrebite komandu Manipulation ~IiJ U paleti alata Move kako biste izmenili polozaje delova, dovoded ih tako u polozaj pribliZan prikazanom.
U
odnosu na
il=II•••IIiIli~
Nakon azuriranja gubi se i ikona Update .~ iz grana u stablu koje predstavljaju ogranicenja.
~l~41Jlli .•.•• -T-~~outer (outer;l)
f-~'~ dummy (dumr~y ,-1)
-t~~~ Inne~ (Inner :1) __
""""t
.Constraints. ,
' .
Sel£:ktujtetackunavrhu qelainner ielipsu,hko .biste.definisali ogranicenje . tacka-kriva..
'
~.piX,l (du~{jmy:6
&l.C~jnCi?e~nce:2._(du:n./nY~.1.-;O. ut~.r: 1)
rI't} Coincidence,3 {inner. 1,outer.!) ;f;j:. Angle:4-(outer;lj1nrie::;1)
'-'LAppllcations
-: --
"
Klilmite na ikonu Update ~. kako biste aktivirali upravo kreirano ogranicenje.
Kasnije cemo u okruzenju Digital Mockup meno kreirati spoj taCka-kriva. Taj spoj ce biti moguc ukoliko taCka bude postavljena na elipsu. Postavljanje tacke na vrhu dela inner na elipsu mozemo realizovati ogranicenjem tipa coincidence (podudarnost). Kliknite na ikonu Coincidence ..1} i selektujte taCku na vrhu dela inner, a zatim elipsu, kao sto je prikazano na narednoj stranici.
Sklop je sada zavrsen, tako da mozemo prec'i u okmzenje Digital Mockup.
274
275
4 ~ Kreiranje spojeva
U
okruzenju Digitai
OkruZenje Digital Mockup je prilimo slo:?;eno, mada cemo mi raditi sarno sa modulom DMU Kinematics. Ovaj modul mozete aktivirati preko standardne Windows palete, kao 8to je prikazano na slid dole. Start>Digital Mockup>DMU Kinematics. ;, ale
£:dit
yjew
~.nsert
.nfr~s;:~;e< f!1edlanical Design
Analyze
Tools.
~indm"i
tielp
Kliknite na ikonu Assembly Constraints Conversion ~: u paleti alata DMU Kinematics. Ova komanda omogucava automatsko kreiranje najcesCih spojeva na osnovu postojecih sklopovskih ogranicenja. Na ehanu ce se pojaviti dijalog prikazan na slid dole.
. ,
..
",·r~achining
~ Q.MU Navigator
Eguipment & Systems
Ernonomjcs Design & Analysis
:p
Kliknite na dugme New Mechanism ___N_e_'!!!_f"l.;..e~ch_,,_-n_js_m_ _...d
, DMU Space Analysis ~, ,~
Digital Process for Manufacturing
"
Na taj naCin cete preCi u drugi dijalog, u kome mozete odrediti naziv svom mehanizmu. Podrazumevani naziv je Mechanism. I. Prihvatite ovaj naziv klikoIl!, na OK.
'I~ DMU Eitting ,,:~ Df~U .fD Viewer
[wa
U dijalogu mozete uociti natpis Unresolved pairs: 3/3.
iG.~' DMU Fe.stening Review
.1 eccelerat .. Product
-'i~Df'1U Qptimize r 1: acce!erati .. Product
!lfIJ Di~1U Ioierandng Revie'A'
6 assembiy_l. CATProduct 1 sliding_bl. .Product
:1 testingJa'A's. ,Product .2. TranSlent_, ,Analysis ~xit
Na pocetku cemo izvrsiti automatsku konverziju sklopovskih ogramcenja radi kreiranja sfericnog spoja izmedu dda outer i taCke u koordinatnom pocetku del a dummy. Posto smo vrsnu tacku dda inner postavili na elipsu dela dummy, tu cemo dobiti i jedan neieljeni sferimi spoj, koji moramo izbrisati.
Kliknite na dugme Auto Create iiiufQ::cr.ea~:)), nakon (ega ce vrednost parametra Unresolved pairs dobiti vrednost 0/3, sto je znak da se stvari odvijaju u pravom smeru.
I
Mechanism: !Mechanism,l
.. _._.___
31
New Mechanism-
j
, 1[~i:I;;Cr.iiiaie}r==:-'-~~======-==~~~~=~M~Q~r-:e:-'>-:->j Unresolved pairs:
---------------------,
.--~~---~
276
277
0!3
Sferifui spoj izmedu delova inner i dummy moramo izbrisati; u suprotnom, dec inner ce biti CVfsto povezan sa elipsom, tako da nece moCi da se krec'e.
Kliknite na ikonu Point Curve
Joint~~h!
u paleti alata Kinematics Joint.
Sfericni spoj moramo izbrisati
~~J.~~:
U novootvorenom dijalogu selektujte elemente prikazane na narednoj slici.
·t-~jOut8r (outer,l) t'-~_.~ dummy (9ummy, 1)
f....;!¥:~ inner (inner ,-1)
t-
~."".~}.'f Constraints !Z:!"<,plications '-~'''Mechanism5 I O-~ '"'"
""- f"
~lechanism.l, DOF~1
~ Prizmaticnispoj
1I t-~'5Pherical.1'(inner.l;dUmmY.I) ~-Joints
r-,V·sphericaI.2 (dummy.liouter.l)
r.tt"-.~
pr.lsmatic:3 (outer .1 J inner .1)
rCommands Part (dummy.l )
+CFiA
LLaws
Sfericnispoj
_Speeds-Accelerations
Nakon brisanja ovog spoja, broj stepeni slobode iznosi 4, DOF=4. Zatvorite dijalog, nakon cega ce broj stepena slobode biti 2, DOF=2. 1l5~J_~~; t-;1J!-,y.!outer (outer. 1)
'T'-~~ dummy (dumm';", 1) t-~~inner (inner. 1)
f- ;:.::".Ir Constraints .,...-Applications ~-r~'lechanisms
I
._ .
.~-!,;? ·~''iechanism.l, DOF=4 !:"':'Joints
I· +-~5ph8ricaI.2
I "',:,D
(dummy .1,auter .1)
p.r.ismatiC' ;;; (outer .1, inner. 1)
r-commands t-FikPart I: dummy.. :!.)
[Laws
.SpeedscAccelerations
Sada mozemo kreirati spoj ta&a-kriva koji ce vezati vrsnu tacku dela inner za eJipsu dela dummy.
..
------------------------.--~ -.~~-~-
278
279
U nastavku cemo kreirati spoj Point Curve.3, kojim cemo upravljati pomocu duzine.
Prikaz koraka 1: Kreiranje tacke ria delu dummy
Kliknite dva puta misem na granu Point Curve.3 u stablu i izaberite opciju Length driven.
Ucitajte deo dummy u okruZenje Part Design. Kliknite na ikonu Point
u paleti alata Reference Element.
U clijalogu Point Definition selektujte opciju Circle/Sphere center iz padajuceg menija. Joint qeQmetr'l:
Curve 1: Idummy
Point 1: , . . - - - - : - - - - - - - -
~,,"""""""'''''''''''''''''''''',
JOInt Limits
j 12.45rn
til
Nakon zatvaranja dijaloga broj stepena ~ ~ 'b't' . 1 DOF="~': 1 ®!,~,Iouter(outer.!) sI0 b 0 d e ce 1 1 smanJen na, ,
~J, dummy (dumm·}··.1)
To znaCi da mehanizam jos uvek ne ~~ inner (inner. 1) mozemo simulirati. =_".. . , Constraints
Snimite deo na disk
rCII
Pa u cemu je onda problem?
Za Circle/Sphere selektujte putanju u okviru dela dummy. TaCka ce biti kreirana u centru te putanje. To je taCka koju cerna postaviti na yz ravan dela outer.
iliirAfPlications ~Mechani$ms
lilii-'ff ~.1echanism.1" DOF~l
I Preostali stepen slobode je posledica Cinjenice da kombinacija unutrasnjaj spoljasnja cev jos uvek moze slobodno da rotira oko zajedniCke ose. Tu IOtaciju moramo ukloniti ako zelimo da simuliramo mehanizam.
Taj cilj mozemo postiCi na viSe naCina. Da bismo ustedeli vreme na prethodnim koracima, predlazemo sledecu strategiju (na pocetku dajemo opsti pregled strategije, dok su pojedinacni koraci detaljno opisani na narednim stranicama).
<:i:c'"Joints
Ii.",:, , , T "'? Spherical. 2 (dummy .l,outer .1) ~- ~ Prismatic, 3 (outer, 1J inner. 1)
L ..-s; Point Curve.3 (inner.!,dummy.l)
~ommand5
IL
Command. 1 (Point Curve.3,Length)
"'''fiX Part (dummy.! )
1
Lm~ Fix.! (dummy.!)
aV\I$
.opeeds-Acceier'ations
Korak 1) Kreirajte taCku na delu dummy (u centru putanje, na primer) u okruzenju Part Design.
Korak 2) U okruzenju Assembly Desing kreirajte sklopovsko ogranicenje kako biste postavili tu tacku na yz ravan dela part. Koral< 3) U okruZenju Digital Mockup kreirajte spoj taCka-povrs (Point Surface Joint, ~) izmedu taCke Point i yz ravni dela outer. Napominjemo da je kora!< (2) primenjen kako bi taCka sigumo bila postavljena na ravan; u suprotnom, kreiranje zeljenog spoja ne bi bilo moguce. Ovaj spoj onemogucava slobodnu rotaciju unutrasnje/spoljasnje cevi i umanjuje broj stepena slobode za jedan, Nakon toga, mehanizam se moze simulirati.
280
281
Prikaz koraka 2:
Prikaz korak.a 3:
Nakon definisanja tacke predite u okruzenje Assembly Design. Kliknite na ikonu Coincidence u paleti alata Constraints ~'# i iz stabla selektujte ravan yz dela outer, a zatim i tacku kreiranu u prvom koral
Kada zavrsite sa prethodnim korakom predite u okruzenje Digital Mockup.
Constraints
&I!0 Fix, 1 (dummy, 1) (i)'!
Coincidence,2 (dummy, l,outer, 1)
?ftj!
o
Coincidence,3 (inner, l,outer, 1)
?ftj! !{p:
Coincidence,5 (inner, 1.,dummy, 1)
Kliknite na ikonu Point Surface Joint u paleti alata Kinematics Joints. Za Surface 1 selektujte yz ravan (iii ravan koja je vertikalna u odnosu na deo) del a dummy. Za Point 1 selektujte tacku koju smo kreirali u prvom korai
Angle, 4 (outer, 1, inner, 1) .
~zapointl selektujte ovu tacku
Coincidence, 6 (outer. 1, dummy, 1)
Za'Surface 1 selektujteovu '-'-[~ ravan
",'"'oKUJ)''' tacku kreiranu 1
Selektujte ravan yz dela outer (Iakse (ete je selektovati u stablu); mozda (ete morati da selektujete drugu ravan, u zavisnosti od orijentacije u kojoj su modelovani vasi delovi - dovoljno je da izaberete ravan koja prolazi vertikalno kroz deo.Tacka 1
Kliknite na ikonu Update @ kako biste aktivirali upravo kreirano ogramcenje. Ukoliko bi, igrom slucaja, ogranicenje vee bilo zadovoljeno trenutnom pozicijom delova, ikona Update ee biti deaktivirana (zasivljena), tako da nema ni potrebe za azuriranjem.
Time smo kreirali spoj Point Surface.4, koji ee biti postavljen i u stablo. Nakon zatvaranja dijaloga na ekranu ee se pojaviti poruka da se mehanizam moze simulirati.
.i.""~echanisms ~J;
i
The mechanism can be simulated
<_ >
:C'"',' r1echani5m, 1, DOF =0 :C-]oints II I ,.,"
f-.-!if? Spherical.2 (dumm':/, l,outer,l)
OK
!
I
Kliknite na ikonu Simulation @y u paleti alata DMU Generic Animation, nakon cega mozete izabrati mehanizam koji zelite da animirate, ukoliko ih ima vise. U nasem slucaju jednostavno selektujte Mechanism.l zatvorite prozor.
282
tlIi:,~ilJm Prismatic,3 (outer. 1 ,inner, 1)
i I.+: Point Curve.~. 3 (inner, 1, dumrrJ':/ ,1) L ~-
. ., ~f"'" POint ~,urr ace, 4 (dummy, 1, outer, 1,;
'+.
'· E
'f'-Commands ix Part ( durnm\,', 1 )
al/t,ls
-peeds-Acceleration5
283
Odmah nakon zatvaranja prozora u stablu ce se pojaviti nova grana, pod nazivom Simulation. Pored toga, na ekranu ce se otvoriti dva nova dijaloga, stika dole. Prevlacenjem klizaca sa leve u desnu stranu pocinje i kretanje teieskopskog deia dill putanje.
ijrAfplications
r
= Ylechanisms
~~ r"lechanism.!, DOF=O
;;-Simulation
~~ Simulation,!
Prevlacenjem klizaca iz ovog dijaloga sa leve u desnu stranu poCinje i kretanje teleskopa dill putanje, pocevsi od pozicije "0". Kada klizac u dijalogu Kinematics Simulation dostigne krajnji desni polozaj, kliknite na dugme Insert u dijalogu Edit Simulation, koji je prikazan na slici. Time se aktiviraju komandna dugmad video plejera ~ ~ M 111>1 ~ tl!:l .
I I III
I I
Vratite teleskop na pocetnu poziciju, tako sto cete kliknuti na dugme Jump to Start ~ Primeticete da je nakon toga ponovo aktivno i dugme Change Loop Mode Q..
o Check jOint limits
]1... - - - - - - - -
o Keep position on exit
~I'" 1.... QJlo.oo
luIHI ...
EEll
I~1
~.
Granice klizaca Command. 1, u vasem primeru, verovatno ne odgovaraju onima sa slike. Vidi se i da pozicija teieskopa nije u tacci O. Ukoliko pocnete simulaciju od trenutne pozicije mOG cete da vidite sarno deo kretanja. Zbog toga cemo prvo vratiti teleskoPlla poziciju "0".
Nakon pritiska na dugme Play Forward , teleskop ce napraviti jedan brz skok do krajnje pozicije, tako da se moze uCiniti da tu ne postoji nikakav pokret. Kretanje mehanizma mozemo usporiti izborom druge vrednosti za korak interpolacije, poput 0.04, na primer.
Prevucite klizac u krajnji levi polo.zaj, Cime ga dovodite u poziciju "0". Sa prevlacenjem klizaea aktivira se i kretanje teleskopa dill putanje, tako da • . ;_ _ _ _ _ ce i on doc na poziciju "0". Kada dodemo do te pozicije, kliknite na dugme Modify .... ,·<"""'~""""'~'"'.~""L...O_.Q{';~~.J. Na taj naCin cerna resetovati poziciju i vezati je za trenutnu lokaciju. Pored toga, u zavisnosti od naCina modelovanja elipse, gornje ograrricenje ove komande moze biti razliCito od 12.45. U tom slucaju, dovoljno je da na svirn mestima u veibi gde stoji 12.45 prirnenite limit iz sopstvenog primera.
===:...:==::J 10
OK
~ Cancel·i
Nakon postavljanja vrednosti stepena interpolacije na 0.04 vratite teleskop u pocetn; polozaj, tako sto cete kliknuti na dugrne Jump to Start. Pritisnite ponovo dugme Play Forward i uzivajte u polaganom i glatkom kretanju mehanizma. Ovim smo potvrdili nasu sposobnost da generisemo zeljeno kretanje, bez razmatranja vremenski zavisne kinematike. U narednom odeljku cemo implementirati i paramelar vreme, kroz konstantnu brzinu kojom se teleskop krece dill putanje.
Prevucite klizac na poziciju "0" i kliknite na dugme Modify
284
285
5 - Kreiranje zakona kretanja i simuiadja zadate kinematike Kretanje koje smo kreirali do sada nije bilo zavisno ad vremena, niti od translatome brzine koja je navedena u definiciji problema. Sada cemo u problem uvesti malo vremenski zavisne fizike. Namera nam je da definisemo konstantnu lineamu brzinu od 1 in/so Kliknite na ikonu Simulation with Laws .~ u paleti alata Simulation. Na taj naon eete otvoriti dijalog prikazan na slici dole, u kome stoji obavestenje da je potrebno kreirati barem jednu relaciju koja povezuje h"",,,,,,,,,,,,,,,,",,,,,,,,,,," komandu i parametar vreme.
Edit name or value of the current parameter
!Hed,anlsrn. 1\Commands\Commond. 1\Length To simulate it with laws r add at least a relation betv<1een a command and the time parameter
i.del Formula 1 Delete Fprmufa.j
Kliknite na ikonu Formula na slici dole.
'fix)
u paleti alata Knowledge, orne se otvara dijalog prikazan Selektujte stavku Mechanism.l\Commands\Command.l\Lengfh-j kli...lmite na dugme Add Formula AdcJFgrmula, sto ee vas odvesti u dijalog Formula Editor.
o IncremEntal RIter On FIlter
Nam"e- -r===-----"-.-.-----
o Incremental
filter Type :
2!J
!Med,anism.l\Commands\Command.l\!..ength ~oub!e dick on ,~~p'~~amete~. ~~ edit it
•
f Value
1 Parameter
"II
~it·,'§Iii'~t:1!:;,'
l Qute r1partBociyIPad.l\SecondUmit\Length
IQuter',ParIDody\pad.l\Sketch.l\u.CUVlty
Ii
.
1
true true:
! outeripartBody'f'ad, l\Sketrn, l\Ccmadenr::e, l\mode
Constrained false
I
!outer\?artBodY\Pad.l\Sketch, 1\ColnadencE, 1\chsp!av _oara",
~
f QuterlpartBod'lIPad, IlflrstUm!t\j..ength
Duga lista parametara je time svedena sarno na dva parametra, kao sto se vidi u dijalogu.
286
I
....~~~ Formulaj
i
..,...J;;
.....~ Simulation. 1
!
-; ~~:~~:~:~~;:~: i~~~: i::;'~~;~e
ICS~A.ttr _Mode
Quter\PartBody\Paci.l\,Sketch.l\Coindder Duter\DartBody\pad, 1\Sketch. 1\Coindder v ....., ,t.::... \O:. ...H:< ........I." .. D ..,l 1\<:::J.,,,,f,..h 1 \,-.....;,.,.-;1"1"'. -,,'
StrIng !Time
v, IReal
v,·
Ii,
~:l
.-?::
I
~~rm~j
I ~imulation
.1
iStnno
",7',- A -
Quter\partEodylpad, l\SecondLimlt\J..engti ----
""-
~, i ~:Te~n
!La',\' JUne Constructor:,; JOrde Constru:tors
I
Edit name or value of the current parameter
Kliknite mlSem na granu Mechanism. 1, DOF=O u stablu. Na taj naon ce u dijalogu Formulas biti prikazani sarno oni parametri koji su vezani za mehanizam.
!~~~~aC~~~trectors
t E A ; ·lro"'ut"'e"'r\P':'.~rt!l:':'-'oo'c·Y-;-;'P"".""d.""l"'·f"'!r$-:ti.""'m""i"'W""_e-no"'.
,!Renamed parameters
jDes!gn Table
I
r"'lembers of Al!
r"lembers of Parameters
~hj~.,~g~.::r~,,"i,~5¥W~ • • •bi\;~~A~ ',~i
I
true
I Quter\PartBody'f'ad.l \Sketch.l'.,AbsoluteAx!s\Acti'Jity outer',fartBodv\Rad.l\Sketch, l\Co~nddence, llActivity
Dictionary
!Acti• .!/W,
\\I:i-y Mechanism. 1) DOF=(I
1z srednje kolone (Members of Parameters) kliknite na stavku Time.
Didlonarv
l"Iembers of Parameters
Members ofTlme
nttfrfr4,oorM, PMt.... i. rA·ir-'~-~--~.I!"lech~a'Cni"'sn:!..1.71'I
!Design Table lOoeTators
lPoint Constructors jLaw
"Iline: Com;:tr~~rs
Clrde Consuuctors IStnno
_. /Renamed parameters
"-: 7',~
>! ,Length
---
_._ I
~8oolean
!cstAttr Mode 'Strinq -
iht!~
tReal
287
n
.g
,
II
V.! ,
Desna strana jednakosti mora biti takva da eitava jednaeina dobije slede6 izgled
Gomja jednaeina zasluiuje dodatno objasnjenje. Leva strana jednaCine je vezana za parametar Length, tako da i desna strana mora biti svedena na inee. Zbog toga je Clan (Mechanism.l\KINTime) podeljen sa (Is), pri cemu "s" oznacava sekunde, a zatim pomnozen sa (lin).
Mechanism. 1\Commands\Command.l \Length = (1 in) *Mechanism. 1\KINTimef(l s)
Popunjen dijalog Formula Editor izgleda ovako
Ukoliko formula ima razliCite jedinice na levoj poruku upozorenja, poput one na slici dole.
desnoj strani, program ce izbaciti
o Incremental ~ IJ'vlernanism. 1\Commands\Command.l ij..ength Units are not homogeneous (ms into m). We advise you to prease units for constants f otherwise the International System Units ",qU be the default. (Ex: 10-> lOmm or r"yReaIParameter->MyReaIParameter~lmm)
l{lin)"IVlechanism.lI)
Dictionary
ft.1embers of Parameters
Tvlembers of1ime:
~iW~.i!t~,,,[~~,1li4~ii.III11.I.,:;;..;.::i..~~rIAillll ====='-'-~~"'~; _----;c:,.~" l~rm,g;'@!!"M!i!l"!I' !Renamedparameters ..•,.'
fDes!on Table
Ope;.!o," Point Constructors
.• " lenoth ' Boolean
Law une Constructors
l
Cirde Constructors lStrina
OK
CstAttrYlode
J
Strina
v,:
Rea!
V"
Mi smo postedeni takve poruke, posto je nasa formula uneta korektno. Novodefinisani zakon ce se pojaviti i u stablu, u grani Law.
los
!f"lechanism.l\J
10
OK
""'7 r'·lechanism.1, DOF=O
Kada pnusnete na OK, jednaCina ce biti zapisana u dijalog Formulas, kao 8tO je prikazano na slici dole.
L
o Incremental FiltEr On Mechal'ljsm.1 Filter Name :Ir::~'--------------
-,peeds-Accelerations
Riter Type: jAil
Doub!e dick on a parameter to edit it
!Parameter
t-Joints 'f'-Command5 'rFix Part (dumm\,.! ) .LaW5 L Formula.!: Mechanism. 1\Commands\Command.1 \Length=(lin)*Mechanism.1 \KINTimel( 15)
1 Value
Itt~~~:~:~j~~~:~~~~\c.'ii~iij.0sU~n.9fu
I Formula
Podsecamo vas da rni nameravamo da kreiramo dijagram brzine i ubrzanja vrha teleskopske poluge tokom kretanja pO putanji, zbog eega moramo definisati senzore brzine i ubrzanja. To cemo uraditi tako sto cerna kliknuti na ikonu Speed and Acceleration ~J1. u DMU Kinematics paleti alata. Na ekranu ce se pojaviti slede6 dijalog. ~
I Active yes
III
Edit name or value of the OJ"en! parameter
IMedianism. 1\Commands\Command. 1\Length
Mechanism:
II--lernanism.l
Name:
J ~mfM'k!fflti.ij
Reference product: INo selection Point seleCTIon: It:-N:.:o..::s::::el::::ecti=·o::.n--------lI'1itiljSlnQle Value
Add Formula
~
Delete Formula
,i
~ r~ain axiS
o Other axis:
Za Reference Product selektujte deo dummy (sa ekrana iii iz stabla). Za Point selection selektujte tai'lcu na vrhu dela inner, koja se vec nalazi na putanji (prikazano na slici na narednoj strani).
288
289
Krajnja vrednost iznositi 12.45s.
\ Za Reference product selektujte putanju.(dummy)
liZ
klizac ce nakon toga J~2j~,~~~~!f,,;~~~!~~~jj(i~~'!~~~~~f;~~i~~;~jj;1fii!'iijj,,;~1i
Overite polje Activate sensors u donjem levom uglu. U nastavku mora rna selektovati odredene elemente iz dijaloga Sensors, Cime cerna odabrati i kinematicke parametre Cije cerna vrednosti izracunati i uskladistiti.
;~~~m~: ofs_teps:!:iID
;:.1_
__
'--'
U stablu se rnoze uociti nova grana pod nazivom Speed and Acceleration. I.
,
Instantaneous Values
~imulation I
I History I
!!W-~ ~iI~\lJlation.l
!ji!-?' f~echanism,
1, DOF=O · Speed-Acceleration. 1\X_Point. l' 'Speed-Acceleration. 1\Yyoint.1· 'Speed-Acceleration. 1\Zyoint. l' • Speed-Acceleration. 1\X_LinearSpeed' 'Speed-Acceleratiori:'l W_LlnearSpeed' • Speed-Acceler atlon. 1\Z_LinearSpeed' • Speed-Acceleration. 1\j.inearSpeed· · Speed-Acceleration. l\X_Linear Acceleration ~
....-Joints
+-.{tM
It~,;:: ~
5pherical.2 (dummy,I.,outer.1) Prismatic.3 (outer . 1., inner ,1)
.:S!" POint Curve, 3 (inner, 1) dummy, 1) Point Surface. 4 (dutrlni'i, 1.,outer .1)
i
,-commands
' .... ___ .J "
.-
... ___ 1 ___ "-' __ ,.
••
.. I v
" ____
>
Inch Inch Inch Inch per second Inch per second Inch per second Inch per second Inch per square s ...
No No No No No
" ___ 1 ___ ,-, __ ' --_.
'f'"FiX Part ( dummy. 1 )
'*''''law5
II
L
r
-
j(i.i)l Formula, 1: Mechanism, 1\Command,\Command, 1'\Length =( 1in )*r~echanisrn, 1\KINTime/( 15)
e-5l?eeds-Acceler ations Ls;;.<.·;,
Kliknite na ikonu Simulation with Laws u paleti alata Simulation. Na ekranu ce se pojaviti dijalog Kinematics Simulation, prikazan na slici dole. Vidi se da je predvideno vreme trajanja simulacije 10 sekundi. Tu vrednost mozemo promeniti taka sto cemo kliknuti na dugme U novootvorenom dijalogu promenite vreme trajanja na 12.45s. (Tacnije, na vreme u sekundama koje odgovara duzini vase putanje u incima).
290
Kliknite na sledece elemerrte Speed-Acceleration,l \LinearSpeed Speed-Acceleration.l \LinearAcceleration Nakon izbora ovih stavki, odgovarajuca polia u zadnjoj koloni dijaloga Sensors dobijaju vrednost Yes, kao sto je prikazano na narednoj slid.
291
Selection
j Instantaneous Values
Naredna slika prikazuje dijagram u kame su na y asi prikazane jedinice za brzinu. Jasna je da dijagram pakazuje kanstantnu brzinu ad 1 in/s, pasta sma taka i definisali problem. 1
History
I
i Sensor I 'Speed-Accelerat;on, l\Z_Point, 1' I' Speed-Acceleration, JI,x_linearSpeed'
I Observed li"J
I Unit Inch Inch per Inch per Inch per Inch per
, 'Speed-Acceleration, 1\V _LinearSpeed' '5peed-Acceleration,1\Z_LinearSpeed' 'Speed-Acceleration,! \LinearSpeed'
I
I
'Speed-Acceleration.l\X_linear Acceleration' '5peed-Acceierattoll.l\V _Unear Acceleration'
second second second second
No No No No Ves
I 'Speed-Acceleration,!\Z_Linear Acceleration'
Inch per square s," Inch per square $."
No No
Inch per square s,,'
No
Speed-Acceleration, 1\Unear Acceleration'
Inch per square s.,'
Yes
~~::~-~:::~::'~~~~~' ~ ~~-~~~~!~:. ~~::~:
~~:.~ ~::. ~:~~~~
~~~
I': j
!v J
l------De-;I;ctAiI--------!-~-~----5-.;;;~---,--~i
Sada mozete pameriti klizac u dijalogu Kinematics Simulation. Sa pomeranjem klizaca poCinje i kretanje teleskopa dui putanje. Kada klizac dade u krajnji desni palozaj teleskap ce napraviti jedan puni obrt i vratiti se na pocetnu poziciju. Ta odgovara vremenu ad 12.458, odnosno putu ad 12.45 in, kolika iznosi i duzina putanje.
Sledeca slika prikazuje dijagram u kam~ su ria y asi date jedinice za ubrzanje. Pasta se radi 0 normalnaj kompanenti ubrzanja, ana dastiZe maksimum oko 3 inca u sekundi na kvadrat u delovima u kajima kriva putanje ima najved palupremik, dok najnizu vrednost (oko 0.2 inca u sekundi na kvadrat) dastiZe u delavima u kojima elipsa ima minimalni poluprecnik.
Prevucite klizac u desno
Outputs
Kada teleskop zavrsi put, kliknite na dugme Graphic u dijalagu Sensor. Na ekranu ce se pajaviti dijagram brzine i ubrzanja, kao sto je prikazano na sledecaj stranici. Razmeru i jedinice y ase mozemo padesiti ukljuCivanjem/iskljuCivanjem svake pojedinacne krive u desnom delu dijalaga,
292
Time smo zavrsili ovu veibu.
293
NAPOMENE:
PoglavljfZ
Ruka rol)o
294
Uvod
2 - Kratak pregled veibe
U ovoj vcibi cemo razviti model robota sa tri stepena slobode, sastavljenog od dva revoluciona i jednog prizmatienog spoja. Takva konfiguracija robota se obicno naziva SCARA (selective compliance assembly robot arm). Pored toga, na kraju vcibe cemo simulirati kretanje krajnjeg efektora robota (tacke na vrhu zadnje poluge) dill zadate krive konstantnom brzinom. Takvo kretanje je tipieno za brojne zadatke koje roboti obavljaju na monta.Znim trakama, poput postavljanja lepljive trake, secenja tabli lima, itd.
1 - Definidja problema Donja slika prikazuje tri stepena slobode robota sastavljenog od dva revoluciona i jednog prizmaticnog spoja. Cilj je da primo ramo donju taam na prizmatienom spoju (u praksi se tu obicno nalazi krajnji efektor) na kretanje duz zadate krive u prostoru. Ta kriva u realnim aplikacijama moze bili putanja po kojoj robot postavlja lepljivu traIm. Kreiracemo dijagrame koji prikazuju uglove oba revoluciona spoja u funkciji vremena za konstantnu brzinu dill putanje od 1 in/so Kontroler robota u realnim aplikacijama moze na osnovu tih uglova izracunati potreban obrtni moment (tj. snagu motora) za odrzavanje zeljenog kretanja. Revolucioni spoj
Prizmaticni spoj
Vcibu saCinjavaju sleded koraci: 1. Modelovanje cetiri CATlA dela neophodnih za kreiranje robota.
2.
Kreiranje skIopa (Product u CATlA terminologiji) koji sadrzi te delove.
3.
Definisanje takvih sklopovskih ogranicenja koja ce taam n.~ zadnjoj pol.uzi postaviti na krivu i ujedno omogudti automatsIm konverzlJu sklopovskih ogranicenja u neophodne spojeve.
4.
Prelazak u okrillenje Digital Mockup i konverzija sklopovskih ogranicenja u revolucione i prizmatieni spoj.
5. Kreiranje spoja taCka-kriva. 6. Simulacija relativnog kretanja sklopa bez razm~tra~ja pa:ametra vre:n e (drugim reCima, bez implementacije vremenskl zaVlsne lmeame brzme dill putanje). 7. Dodavanje jednaCine koja ce implementirati vremenski zavisnu kinematiku. ", 8.
Simulacija kretanja zadatom konstantnom brzinom i generisanje dijagrama
za dva revoluciona spoja u funkciji vremena.
Revolucioni spoj
Spoj tacka-kriva
296
---------------------------"-291
3 - Kreiranje skiopa u modulu Mechanical Design Solutions Kreirajte modele cetiri dela pod nazivom base, link_I, link_2 i link_3, koji su prikazani na slici dole, zajedno sa odgovarajuCim dimenzijama. Pretpostavljamo da ste ovladali programom CATIA u dovoljnoj meri da mozete brzo kreirati ove delove. Debljina svih poluga (link_... ) iznosi 0.25. Podsecamo da poluga link_3 prati putanju koja je definisana krivom u prostom. Tu putanju mozemo kreirati kao zaseban deo, ali ona moze biti definisana i u sklopu dela pod nazivom base. Predlazemo dmgi pristup i dajemo kratak pregled koraka neophodnih za dodavanje krlve delu base.
Plane type: lAnglelNormal
w plane
RotaTIon axis:
I§et!!l*-J,
Reference:
INo selection
Angle:
IOdeg
Za polja Rotation axis i Reference selektujte elemente prikazane na narednoj slid, a parametar Angle postavite na 70deg.
f
Norim,1 wplane'.
o Repeat object after mz
base
Link2
11
K'" R = 0.5 Plane type: jAngle/Normal
R=0.25
\
R
R=0.25
~
~~t
w plane ---:::J
/:L
~
~--------
Rotation axis: fM~ltipad. 1\,Edge 4
~
.......
~ ... .... . , ......• . • . '~.' ..... ~;.4·
~..~ Link1
~
i
Reference:
1r'1ultpad.l \face
Angle:
i 70de g
Za Rotation axis selektujte ovu ivicu
Za Reference selektujte ovu ravan
Normaiwp1i3l1e f o Repeat object after OK
0.3
R=0.25 NAPOMENA
Ukoliko dobijete ravan nagnutu u suprotnom smeru, pokusajte sa uglom od -70deg. Prikazana procedura daje nagnutu ravan na kojoj cemo nacrtati putanju. Link3
1iiJ base
Definisanje krive u sastavu dela pod nazivom base pocnite tako sto cete ui"itati deo base u CATIA i pred u okmzenje Part Design. Klilmite na ikonu Plane C7 u paleti alata Reference Element.
..:::::? xy plane
f
L:? yz plane
.:::::;:;' zx plane
"'f~ PartBod~'
U novootvorenom dijalogu Plane Definition za Plane type selektujte Angle/Normal to plane. Time se menja i izgled dijaloga, kao $to mozete videti na slici na narednoj stranici.
298
Reference:
~~~~~~~~~
Offset:
jO.78!fn
Rev_erse Direc:)i<;;n
J
~
T
-~ Multipad.1 ~- ~ Sketch. 1
......c7~
o Repeat object after OK
299
Krivu koja predstavlja zadatu putanju cemo nacrtati tako sto cemo kliknuti na ikonu Sketcher[1jv i selektovati upravo kreiranu ravan. Na taj naan cemo preo u modul Sketcher.
c!J.
Pomocu ikone Spline .. nacrtajte zatvorenu krivu, a zatim napustite Sketcher Tabn izgled putanje nije bitan; pokusajte da putanja bude slicna onoj na slici dole i da se ne udaljava vise od 7 inca od cilindricnog elementa dela base. Robot jednostavno nece moCi da dosegne tacke preko te daljine. y
U dijalogu Properties otvorite stranicu Product i u polje Part Number unesite robotic_arm.
Graphic
To je novi naziv sklopa koji cemo koristiti do kraja ove veibe. Nakon toga stablo u gornjem levom uglu vaseg ekrana izgleda kao ono na slid dole.
~ rnW;[i'€lI,it Applications
\
\
\
I DrafTIng
Product Part Number
I robotic_arm
'Revision
! !
Definition
(\
1 (>iechanica!
Product
Nomenclature
I,
:Source
!Unkeo,,'"
..
vj
Descrjption
I
U nastavku cemo postojece delove ugraditi u novokreirani sklop. Iz standardne Windows palete selektujte Insert> Existing Component.
Define
,tl,
-
..
,
...
1
,
.
U dijalogu File Selection selektujte sva cetiri dela. Podsecamo vas da CATIA ~--------------------------------~ omogucava visestruku selekciju pomocu tastera Ctr!. Ubacivanje del ova u sklop menja izgled stabla.
\
"-"'-_______J
..
Nakon modelovanja svih delova vreme je za kreiranje sklopa. Predite u okruZenje Assembly Design?!fff1' To mozete postiCi na vise naana, ust ofTypes: u zavisnosti od vase CATIA konfiguracije. 1z jFunctonalSystem standardne Windows palete, na primer, mozete iPart iProcess selektovati File>New O. U dijalogu prikazanom iProcesSUbrary na slici desno selektujte opciju Product. Time cete Imttijt; !11 v preCi u okruzenje Assembly Design i kreirati sklop !Shape Selecton: sa podrazumevanim nazivom Product. I. IProduct Podrazumevani naziv mozete izmeniti tako sto cete kliknuti desnim tasterom misa na granu Product.1 . ..:___.-::1:~=~O:K=j:..::: -:-:'=~~~:::'::J u stablu i iz menija selektovati opciju Properties.
....
~;fS;·A;hl 't'"~~linU (linU·l) 'f~~base (base, 1) "'''~linU (IinU.l)
~
e-~~link_2 (link_2.l)
M:' Recent Documents
LAPplications Desktop
..-1' l'ily Documernc;
File name"
My
Cancel
Files of type:
Places
300
Open as read-only
301
Primecujete da delovi i njihove instance imaju iste nazive. Takva praksa olaksava identifikaciju del ova prilikom definisanja sklopovskih ogranicenja u nastavku rada. U zavisnosti od naona kreiranja delova, moze se desiti da oni budu postavljeni jedan preko drugog u blizini koordinatnog pocetka. U tom slucaju mozete upotrebiti ikonu Manipulate ~LiJ u paleti alata Move, kako biste pomerili delove i izbegli njihovo preklapanje, orne se olaksava i njihova selekcija tokom definisanja ogranicenja.
Definisanje sklopovskih ogranicenja je nas sledeCi zadatak.
+
Kliknite na ikonu Anchor u paleti alata Constraints i selektujte den pod nazivom base (iz stabla iIi na elaanu). Na taj nacin uldanjamo svih sest stepeni slobode za ovaj deo.
I .~b
J.,.. E2:: Constraints
Q
~
Fix.l (base.l)
Applications
U nastavku cemo definisati ogranicenje izmedu delova base i link_I. Nameravamo da uklonimo .. ... sve relativne stepene slobode osim rotacije oko zajednicke ose. Takva postavka je uskladena sa buduc'im revolucionim spojem izmedu ovih delova. Cilj cemo postiCi kombinacijom podudamosti i povrsinskog kontakta.
~'--'.'j~."
~
Kliknite na ikonu Coincidence i osu otvora na delu link_I. Rezultate svog rada cete najjednostavnije smestiti na disk tako sto cete snimiti otav sklop. Kliknite dva puta misem na gornju granu u stablu. Na taj naon cete sigurno zavrsiti u okruzenju Assembly Design. Kliknite na ikonu Save ~. Pojavice se dijalog Save As u kome mozete izmeniti naziv datoteke sa sklopom, ukoliko to zelite. Podrazumevani naziv je robotic_arm.
·r'
IIJ
4J~aleti alata Constraints. Selektujte osu dela base " Selektujte osu dela base
~ Constraints
[~FiX.l (base. 1)
I!JP Coincidence.2 (base. 1.,linl,-1. 1)
Kliknite na ikonu Contactc~ i selektujte povrsine prikazane na slici dole.
'· f~@
My Documents
Selektujte prstenastu
~constraints
['esktoc:'
povrsinu na delu base ~'. ~ ~.
~(;,Fix.l (base.!)
--
tI/Jf!
"
My Documents
9.<' 000"'''' ("""-" !, b",. ! ) 'Co
Kliknite na ikonu Update @, orne cete postaviti dva dela u pozici;e prikazane na narednoj stranici.
Filename-:
Save as type
~
Coincidence.2 (base.1,link_l.1)
Cancel
iCAT?roduct
-""-~"----j
302
303
U narednom koraku cemo definisati ogranieenja izmedu delova link_2 i link_3. Sa stanovista stepena slobode, krajnji cilj je formiranje prizmatiCnog spoja izmedu ova dva dela, tako da moramo ukloniti sve relativne dof osim translatornog kretanja dill vertikalne ose. Poeecemo sa ogranieenjem tipa podudarnosti izmedu osa ovih delova; na taj naCin cemo ukloniti sve stepene slobode osim translacije dui i rotacije oko zajedniCke ose. Na kraju cemo uldoniti neieljenu rotaciju pomoCu ugaonog ogranieenja.
U nastavku cemo definisati ogranieenja izmedu delova link_l i link_2. To ce biti kombinacija ogranieenja sliena onoj izmedu delova base i link_I. Kliknite na ikonu Coincidence pffj). Selektujte osu otvora na delu link_l j osu punog nastavka na delu link_L.
Kliknite na ikonu Coincidence
Selektujte osu otvora na delu link 1
0
,
\~'~_~"'~-"')~jl..... ~
TIflI~~nstraint5
\2@
I I
'-""'-,
""'~
I
Kliknite na ikonu Contact
@
E
.
ffil.l~ Fix.! (base.!] ~ Coincidence.2 (base. 1,link_l. I)
~j Surface contact.3 (linfU .I.,base.!) til Coincidence.4 (link_l.l,link_2.!)
Selektujte osu otvora na link_2
Constraints
/
r-tiGFiX,l (base.!)
r rIP
Coincidence ,2 (base.l,linl,-l, 1) t-~fj Surface contact.3 (Iin~~1.1}base,1) t-~ Coincidence.4 (IiniU.l,iinkj.l)
_
.
t~jJ 5u~face contact:5 (Hnk_~ ,1)nk_2.1)
tI! COlncidence.6 (hnk_2.1,hnk._3.1)
" .t
Selektujte ovu povrsinu na link_l
~
~(; Fix.1 (base. 1)
!I?) Coincidence.2 (base.I,link_I.1) 11~ Surface contact.3 (linrU . I, ~a5~.1) rIlJ·· COIncldence.4 (link- 1.1 ,link- L.l) .
;...-(.~
,I
~
i selektujte povrsine prikazane na slici dole.
~7' Constraints
I I
-
~cpr ii,
-,~-
'r
IJ!. Selektujte osu otvora na link_2 i osu dela link_3.
~ Surface contact.5 (link_l.l,link3.1)
Pomocu komande Update @ postavite delove u polozaj sliean onome na slici dole.
Selektujte ovu povrsinu na
~
0:
PomoCu ikone Update @ postavite delove u poziciju slimu onoj na slici dole. AZurirana konfiguracija u poeetku moze biti neprihvatljiva, kao 5to je prikazano na slici dole. PomoCu komande Manipulate mozete pomerati delove na pogodnije lokacije, poput onih na slici desno.
£1.
. ~""'"
''''''~•........ '"
~
&l
.
c
.
: - -
&l
~
'-',
".'." ''''''
304
".
'-",-
305
- ; _
.. .•
"
... ' '....•... ' ' '••.•..•.'.''
_ "
'
,
~ '0-.
'.''
Postojece ogranicenje izmedu del ova link_3 i link_l vodi u kreiranje cilindricnog spoja u okviru mehanizma, posto deo link_3 moze slobodno da rotira oko sopstirene ose. Tu mogucnost cemo ukloniti defInisanjem ugaone dimenzije imedu vertikalne ravni dela link_3 i vertikalne ravni dela link_l. Kliknite na ikonu Angle Constraint
gJ
u paleti alata Constraints.
oa/
Vrednosti u dijalogu na vasem ekranu ce verovatno biti drugacije. Sarna vrednost ugla nije bitna (mozete uneti 0 stepeni, ukoliko to zelite).
Kliknite na ikonu Point •
Seiektujte zx « E ( - - - - - ravni delova
<:>
Jedan od nacina za uspostavljanje takvog kontakta jeste putem kreiranja dye taCke. Jedna od njih ce biti postavljena na krivu, dok ce druga biti na dnu dela link_3, nakon cega je potrebno preklopiti te tacke. Upamtite, medutim, da nakon postavljanja tacke sa dela link_3 na krivu moramo uldoniti ogranicenje tipa podudarnosti (coincidence). U suprotnom, dobicemo sferican spoj (Spherical Joint) i citav sklop ce biti nepokretan (sem ako ne obrisemo taj spoj). UCitajte deo pod nazivom base u program CATIA.
Selektujte zx ravan del ova link_3 i link_2, kao sto je prikazano na slid. Prihvatite podrazumevane vrednosti u novootvorenom dijalogu, a zatim ga zatvorite.
U nastavku cemo uspostaviti fIziCki kontakt izmedu dela link_3 i putanje. Taj je neophodan za formiranje spoja tacka-kriva u oktuzenju Digital Mockup.
u paleti alata Reference Elements
1l.-,;"";;"';";;;';_ _,""-,;,;1
Preko padajuceg menija izmenite Point type u On curve. PomoCu kursora izaberite bilo koju taCku na putanji i zatvorite dijalog klikom na OK. Snimite dobijene rezultate na disk
",U; I_U I
pOlnttype;ro·twr·~---~~,!
, Curve: !Sp.E!ch.2-""~-~--~ DiSi:al'Cetorererern:e
-W Distance Of'\ curve ()RMIDCJfn;"':e!engri'
Constraints
&Ii; Fix.! (base.!) fI1?' Coincidence.2 (base.!,link_1.1) ~1J Surf ace contact. 3 (Iink_1 . !, base.1)
#/I) Coincidence A (link_1.1,link_2.1) ~JJ Surface contact,S (link_l.l,link_2,1) i-
fI1?' Coincidence.6 (linkJ.l,link~3.!)
L 0. Angle.!! (Iink_3.1,link_2.1) C)
PerpendlOJlarit'l.6>'1sj
() Parallelism
'iIJ Angle
o
P
Measure b'" 1D Name: ,-c'--;--l:-, - - , - , - - - - - - - - - , - - - - - - - - - Supporting Elements
Nakon toga, uCitajte deo link_3 u program CATIA, a zatim kliknite na ikonu Point • . Preko padajuceg menija izmenite Point type u Circle/Sphere center. Pomocu kmsora seiektujte krug na dnu dela link_3.
Cl
Snimite dobijene rezultate na disk.
I~ OKI Kliknite na ikonu Update @ kako biste azmirali pozicije delova.
306
307
Kliknite na ikonu Coincidence .1) i selektujte dye upravo kreirane tacke.
L~
j- O,K
Okruzenje Digital Mockup je prilicno slozeno, ali mi cemo se zadrzati sarno na modulu DMU Kinematics. Ovaj modul mozete aktivirati preko standame Windows palete, kao sto je prikazano na slici dole. Start>Digital Mockup>DMU Kinematics.
Constraints
~ Fix.! (base.!)
~
3 - Kreiranje spojeva u okruienju Digital Mockup
#i! Coincidence.2 (base.!,link_!.!)
!1JJ Surface contact. 3 (Iink_I.l, base, 1)
£dit
~ Coincldence,4 (Iink_l .1,link_2, 1)
analyze
'!ljewl!1sert
!'iindow!::lelp
~t~ Surface contact.S (Iink_l.l,link-:-2.!)
!{t! !{t!
Coincidence.6 (link_2.!.,link_3.!) Coincidence.9 (link_3.1,base.l)
Selektujte dve upravo kreirane tacke
Eguipment &. Systems Digital Process for r-lanufacturing
@"
Kliknite na ikonu Update prikazanim na slici dole.
nakon cega ce delovi zauzeti pozicije pribliine onima
ELOOflomiq: Desjgn &. Analysis
.,,'::':.!91o'Nledgeware
;p" laccelerati .. Product 1 accelerati .. Product Z assemblL1.CATProduct d sJidjng_bl •. Product 1 testingJa\>vs .. Product ';;'Transient_. ,Analysis '~'.Jf~@
....
£>-it
...;.~
........~'''''.
~~~ ~
Kliknite na ikonu Assembly Constraints Conversion .~. u paleti alata DMU Kinematics . Ova komanda omoguc'ava automatsko kreiranje najcesce koriscenih spojeva na osnovu postojec'ih sklopovskih ogranicenja. Na ekranu ce se L_....::;....._ ..........::;.....--._ _ _ __ pojaviti dijalog prikazan na narednoj slici.
Kada postavite vrh poluge na krivu putanje, obavezno obrisite upravo kreirano ogranicenje tipa coincident. Na taj naCin cete izbec'i kreiranje sfericnog spoja u mehanizmu. Sledi konvenovanje sklopa u mehanizam i animacija kretanja mehanizma dill putanje.
---------------------------------------.~---
308
309
Kliknite na dugme New Mechanism _,~,~",,~"~~;::!::;:~;::,;::~~__,j Na taj nacin c'ete otvoriti novi dijalog, u kome moiete promeniti naziv mehanizma. Podrazumevani naziv je Mechanism. I. Prihvatite taj naziv klikom na OK. U dijalogu moiete uociti natpis Unresolved
Spoj taCka-kriva moramo kreirati rueno. Kliknite na ikonu Joint ~lt novootvorenom dijalogu selektujte elemente prikazane na slici dole.
current selection: /e 1: Ibasc:.l/SketCh~~ DOlm 1. ~Inf _:, l/pc'ln~ :: ----~
Napomena: Ukoliko imate problema prilikom selekcije taCke na dnu dela link.J, iskljuate prikaz krive i taeaka na njoj.
pairs: 3/3.
o Lengrr! driven
~echanism$ I ~' ~ r·'lechanism.l . DOF=l
r:'
~""Joint5
I
..
,...~ Revolute.! (link_l.l,base.l)
f"~1 Revolute. 2 (Iink_l.l,link_2.1) 'l!',;.-i!k1ill Prismatic. 3 (link 3.1.link 2.1':
L Kliknite na dugme Auto Create ICi'iilfuCi'!iiiifu:li, nakon eega c'e,parametar Unresolved pairs dobiti vrednost 0/3, sto znaCi da se stvari odvijaju u pravom silleru.
ht Point curve: 4 (I~k_~, 1,base': 1)
Za Point 1 selektujte tacku na dnu dela link_3
Smanjene broja stepena slobode na jedan ukazuje da se mehanizam moze simulirati nakon definicije komande (Command). Kiiknite dva puta misem iznad grane Point CUlve.4, ame se otvara odgovarajuCi dijalog.
~j~ f' ~.
Specifikaciono stablo c'e postati duie, zahvaljujuCi ubacivanju grane pod nazivom Application. Slika dole prikazuje potpuno razvijeno stablo. Broj stepena slobode (dof) iznosi tri, zahvaljujuCi tri nezavisna kretanja u okviru spojeva Cios uvek nije definisano ogranieenje vezano za putanju).
T-~link_3 (link_3.1) f"~ base (base. 1)
T-~~ link_l (IinU. 1) "'~linU (Iink_2.1)
CLJrve 1: fi;aSe:1TsketCh~2
J?~12~2:?metrv: Point 1:
o Length driven
mnc3, 1/P~;t:-2---~'
. JOint limits
~ Lower limit:
j Qln
TOr Constraints PApplications ~"lechanisms
Pretvorite spoj u tip Length driven overom istoimenog kontrolnog polja.
""7 fl'lechanism.l, DOF=3 I
_~J?int~ T""~:;; Revolute.l (Iink_1.1,base.l) ,..~ Revolute.2 (Iink_l.1,link] 1)
!f,-Ml Prismatic.3 (Iink..:3. 1,link_2.1)
Joint geometry; Point 1: ni~T3~i!Point.:
Commands tFiX Part (base. 1 )
[LaWS Speeds-Accelerations
310
311
---.~~
f'
Nakon zatvaranja prethodnog dijaloga i pod pretpostavkom da su sve ostale radnje izvedene korektno, na ekranu ce se pojaviti sledeca poruka.
The mechanism can be s!mulated
To je zaista dobra vest ("mehanizam se moze simulirati ").
OK
~-Af,plications
r1echanisrfls
I
.,-.> -.;~ 1f f'1echanism.l, DOF~O !
Braj stepena slobode je sveden na nuiu. U stablu se moze videti i grana Command. I.
Odmah nakon zatvaranja prozora, u stablu se pojavljuje nova grana pod nazivom Simulation.
~Joints
4,...hi< '1· VP;.' Revolute.! (Iirn',_1.1, b858.1 ) I
~~. r~echanism.l, DOF=O
lliIli-simulation I ~-r~ Simulation. 1
r~' Revolute.2 (Iink_l.l,link_2.1)
Spojevi su prikazani na sledecoj slici.
'li'-m
Prismatic. 3 (link_3. 1, link_2.1)
t
L .;'~~ Point Cur"leA (Iink_3.1,base.1)
I
L
"'Commands
~~
Command.! (Point CurveA,Length)
,:-FiX Part (base.! )
' j Keeo pOSiTIon on eXit
[LaWS Speeds-Accelerations
Prizmaticni spoj
Revolucioni spoj
0/ Revolucioni spoj
Prevlacenjem klizaca u ovom dijalogu sa leve desnu stranu poCinje i kretanje dela link_3 duz· putanje. Nulta pozicija je, jednostavno, pocetna pozicija sklopa u vreme njegovog kreiranja. NeodgovarajuCu pocetnu poziciju smo mogli: .r--'----'--,. , . . . - - - - - resiti ranije, definisanjem ' sklopovskog ogranicenja koje bi postavilo mehanizam u zeljeni polozaj. Takvo privremeno ogranicenje treba obrisati pre konverzije ~ ••L _ _ _ _ _:\llii:· spojeve mehanizma (u suprotnom, potrebno i< obrisati rezultujuce spojeve).
:::O:K:=--===:.:J
Vreme je da pokrenemo simulaciju kretanja bez razmatranja parametra vreme. ".;9
Kliknite na ikonu Simulation <1::. u paleti alata DMU Generic Animation, nakon cega mozete izabrati mehanizam koji zelite da animirate, ukoliko ih ima vise.
Kada klizac u dijalogu Kinematics Simulation do de u krajnji desni polozaj, kliknite na dugme Insert C::jfJii~[L::ll u dijalogu Edit Simulation, koji je prikazan na slici gore. Na taj naCin se aktiviraju komandna dugmad video plejera, E4J~J~J~.U~.l~JI!oJ·
~--------l'
E411~ 1~lnIHI"'I~1
QJ!
1.00
,0 Animate vie!,;'.,lpoint
~i-i~_____",~=,.-. 1
0,2
Vratite robota u pocetnu poziciju klikom na dugme Jump to Start [;It, Cime se istovremeno ponovo aktivira i dugme Change Loop Mode G . U nasem primeru jednostavno izaberite Mechanism.l i zatvorite prozor.
Ako kliknete na dugme Play Forward ilJI-, videcete samo brz skok robota u krajnji polozaj, Cime je zavrsen kompletan obrt
~_eg_o_v_e_ru__k~,______~_________________~~~:~::::::::~~:":_:_~,~:_:::~:'"::~" 312
313
Kliknite na ikonu Compile Simulation¢~ll u paleti alata Generic Animation. Pritiskom na dugme File name otvarate moguenost definisanja lokacije i naziva animacione datoteke koja ee biti generisana, kao sto je prikazano na slici dole. Izaberite odgovarajueu lokaciju i naziv datoteke, a zatim parametar Time step postavite na 0.04, orne se dobija AVI datoteka sa sporim kretanjem robota.
Ukoliko yam AVI datoteka nije potrebna, vee zelite sarno vise puta da pregledate animaciju, morate generisati reprizni prikaz (Replay). Njega eete dobiti ukoliko overite polje Generate a replay u dijalogu Compile Simulation. Nakon toga veona ranijih opcija postaje nedostupna.
~~:o~~~~~
~AfPlication5 T-!'·'lechanisms
Desktop
""-:5imu,ation i. .~ Simulation, 1
l
f'liy Documents
~.eplay
Pored toga, u stablu ee se pojaviti nova grana pod nazivom Replay. I.
LlI< tll Replay, 1
tI
Kliknite na ikonu Replay II> u paleti a!ata Generic Animation. Duplim klikom na granu Replay. 1 u stablu otvarate dijalog Replay. Net'Nor'1<
Fne name:
Isprobajte razliCite postavke dugmadi Change Loop mode
G
Polugu mozete vratiti na poi'etni polozaj klikom na dugme Jump to Start
Parametar skip ratio (ima vrednost x1 u dijalogu na slid desno) odreduje brzinu repriznog prikaza. Nakon generisanja repriznog prikaza (pODut prikaza Replay.1 u stablu na slid izn;d), mozete ga pokrenuti preko razlicitih ikona.
314
315
4 - Definisanje zakona kretanja Kliknite 11a ikonu Simulation Player
IiiHI ~
u paleti alata DMUPlayer
Vreme je da u nas problem ubadmo malo vremenski zavisne fizike, tako sto cemo definisati linearnu brzinu dela link_3 duz putanje. Podsecamo da je u definiciji problema navedeno da ta brzina iznosi 1 in/so Kliknite na ikonu Simulatino with Laws .t@ u paleti a1ata Simulation, cime se otvara dijalog prikazan na slid dole, sa porukom da moramo dodati barem jednu relaciju koja povezuje komandu i parametar vreme.
Na taj naCin otvarate dijalog prikazan na slid gore. Pomocu kursora selektujte prikaz Replay.l iz stabla.
rvlechanlSm :
To simulate it with !at/<}s, add atleasta relation bebveen a command and the time parameter
Komandna dugrnad plejera {'e nakon toga postati aktivna. Pomoru dugrneta Play Forward (Right) ~ rnozete pokrenuti generisani reprizni prikaz.
TraZenu reladju cerna kreirati tako sto cerna kliknuti na ikonu Formula u paleti alata Knowledge, arne se otvara dijalog prikazan na slid dole.
o Incrementa!
l" ~oub!e dIck on a parameter to edIt it fi
f
Parameter
i I!
llnk_3\PartBod'l\Pad. 1
I Value
\Secondlimit\~_ength
hnk 3'.partBodY\Pad. 1\Sketch. 1\ActiV!t~· !link=3\PartBody\pad, l\Sketch, 1 \AbsoluteAxis\Ac-tivity
!link
l
3'f'artBody tpad.l \Sketch, 1 \R.adlus.l \Radius
!iink=3\PartBooy\Pad.l I,Sketd1, l\Radius, l\p.CtiVlty 11ink_3\PartBody\Pad, 1l,Sketch, l\Radius.lVnode
i Formula
I Active I:"
Din true true
Q,125in true ConstraIned
Edit name or value of the G.nent parameter
IChn~k-_3~~~a~rru~'o-d~'y~~-aa~'.1~~~,,-s~~i-ml~·t\~"e-n~gm~,-------------------I~
New Parameter of type
JI Real
~
'AddFormuial
With ISIngie Value
1 cancelt
Delete Formuia ,jj
Kliknite rnisern na granu Mechanism.l, DOF~O u stablu. Na taj naCin ce u dijalogu Formulas biti prikazani sarno oni pararnetri koji su povezani sa mehanizrnorn. DugaCka !ista je tako svedena sarno na dva pararnetra, kao sto se vidi na slid na narednoj stranid.
316
317
Iii-Afplications
r"
-i-MeChanisms .
~~ Mechanism.!, DOF=O
r
imulation
__ 4-~ Simulation.!
!iIi!l'-Repla\'
Llio II:!l Replay.!
Posto duiinu mozemo izracunati kao proizvod linearne brzine (u nasem slucaju ona iznosi lin/Is) i vremena, polje u kome je desna strana jednaCine mora biti takvo da citava formula dobije sleded izgled:
o Incremental Filter On f'llechanism, 1 Filter Name r-.-=-:--'-.-....~. ~
Mechanism. 1\Commands\Command.l \Length = (1 in& Is) *Mechanism. 1\KINTime
Popunjeni dijalog Formula Editor izgleda kao na slid dole.
o Incremental ~ Mechanism, l\CommandSiOm-;rend.l~---·· EdIt name or vi5!ue of the current parameter
(1in/1s~""'Jedlanlsm.l \KIf'Hime
j fvledlanism, 1',.!(!t'ffimt;:
Dictionary With! S!ngle Vaiue
.....
Members of Parameters
~ill-!l!.H~~]:::,i·~4'~,*~ifil• • •14r:A~: lAIl Design I able
!
Operators Point Constructors La'f·.1 Line Constructors Cirde Constructors Strinq
..~ !Renamed parameters
ILength IBoolean CstA ttr _Mode IStrina
ii'''''" I
:1.: !Anale
"
Selektujte elemenat Mechanism. 1\ Commands \ Command.l \Length dugme Add Formula. To ce vas prebaciti u dijalog Formula Editor.
r~echanjsm.l\j(jNT""e
kliknite na
I;Q\\
OK
Kada kliknete na OK formula ce biti zapisana u dijalog Formulas, kao sto je prikazano na slid dole.
o Incremental Riter On Mechanism. 1 Alter Name r;;-..'----.--.~-~.'---Filter Type :
Iz srednje kolone, (Members of Parameters) izaberite stavku Time, a· zatim klilmite dva puta miSem na stavku Mechanism. 1\KINTime koloni Members of Time.
Edit name or value of the current parameter
:.:oJ With ISingl. Value ----
318
-~-~---
319
Prilikom pisanja formule morate obratiti paznju na jedinice kinematickih parametara. Ukoliko formula ima razliCite jedinice na levoj i desnoj strani, program e'e prikazati poruku upozorenja, poput one na slici dole.
{Ex: 10-> :LOmm or fl'lvReaIParameter·>t0,yReaiParameter"'lmmj
Novo vreme e'e se pojaviti i kao krajnja vrednost liZ klizac (1O.398s, u nasem primeru).
O!(
Mi smo postedeni takve poruke, posto je formula uneta korektno. Novodefinisani zakon e'e se pojaviti i u stablu, u grani Law.
Overite polje Activate sensors u donjem levom uglu. (Napomena: korisnici CATlA V5R15 e'e u ovom dijalogu nad i kontrolno polje Plot vectors).
fvlechanism : IMechanism.l
S~~~~~~w
r'1echanism.l, DOF=O
__._..
~-_·.·_~~~-~~~J.o~~~o_J!1.,~~~f
• .~ ·I-~. rHI·lir~I~·T··~•. I. ,Number of steps: 1360
U nastavku moramo izvrsiti odredene selekdje u dijalogu Sensors.
~~ech.9nisms
I
To vreme mozemo promeniti nakon klika na dugme Time se otvara novi dijalog, u kome mozemo izmeniti vreme trajanja simulacije, tako da robot napravi jedan obrt dui putanje. Pomo(u alakte Measure , u paleti alata DMU Measure mozemo izmeriti duiinu putanje u inCima; S obzirom da je brzina 1 in/s, numeriCku vrednost duzine mozete primeniti i na vreme trajanja simulacije u sekundama.
Units are not homogeneous (ms into m), 'Ne advise you to oredse unjts for constants, other'Nlse the International i~vstern Units 'NiH be the default.
I ~-y
Vidi se da je predvideno vreme trajanja simulacije 10 sekundi.
..... 1
~.~, ~------
Activate sensors
0
--
Plot vectors
'-JOints 't"Commands
Sensors
't"FiX Part (base.! ) ~-"""Lal""'ls
L
L
f(,<,~ Formula.!: Mechanism.! \Commands'\Command. 1\Length=( linl! S)*fvlechanism.! \KINTime
Speeds-Accelerations
Selection
I
Instantaneous Values
I History I
."7-:-'":"C:_,.--_ _ _ _ _ _ _ _~IJ:lnit De-g-r-e-e-r·~echanism.l \Joints\Revolute. 2\Angle Degree r-1echanism.l \Joints\Prismatic. 3\Length Inch r'lechanisrn .1\Joints\Point Curve. 4\Length Inch
: Sensor
I r'lechanism.l \Joints\Revolute.l \Angle
~'-Simulation
I
L
!
~epla·1
i
LiI' f:!J Replay.!
1
Podsee'amo vas da nameravamo da kreiramo dijagram ugaone pozicije za dva revoludona spoja kojima se dobija ovo kretanje. Posto su uglovi vee' kreirani liZ spojeve, nema potrebe za uvodenjem nikakvih senzora. Senzori hi bili potrebni za dijagrame brzine i ubrzanja (cak i za uglove spojeva).
!
te~
Simuladju pokreta dobijamo nakon klika na ikonu Simulation with Laws T~ u paleti alata Simulation.
Na taj naCin se aktivira dijalog Kinematics Simulation, prikazan na slici desno. 0
320
ACTIvate sensors
321
j Obser·~ No No No No
Kliknite na sledece stavke kako biste zabeleiili vrednosti uglova za oba revoluciona spoja: Mechanism. 1\Joints\Revolute.l \Angle Mechanism. 1\Joints\Revolute.l \Angle
Konaeno, pomerite klizac u dijalogu Kinematics Simulation. Sa pomeranjem klizaca pocinje i put tacke na delu link_3 dliZ putanje. Kada klizac do de u krajnji desni polozaj link_3 ce prea Citavu putanju. u
lzborom tih stavki odgovarajuc'a polja u zadnjoj koloni dijaloga Sensors dobijaju vrednost Yes, kao sto je prikazano na slid dole. Nemojte zatvarati dijalog Sensors nakon selekcije (ostavite ga otvorenim kako biste generisali rezultate).
I History I I-Sensor -===~=~"."_,_~,,~_==~=~~~=~=~-.=_~~~_~~f!L~~, ,_~ ~~_~~r~/~d i I Mechanism. l\Joints\Revolute. l\Angle Degree """ Yes Selection
1 Instantaneous Values
'."
I Mechanism. 1\Joints\Revolute. 2\Angle
I f'1echanism, 1\Joints\Prism-3tic, 3\Length
!rv'lechanism,l\Joints\Point Curve,4\Length
Degree Inch
Yes No
Inch
No
Outputs
Kada deo link_3 stigne do kraja puta, kliknite na dugme Graphic 2Jl!iQ~, u dijalogu Sensor. Kao rezuitat, dobicete dijagram uglova revolucionih spojeva u funkdji vremena. Podsetimo se da je Revolute.1 spoj izmedu delova base ilink.l, dok Revolute.2 povezuje delove link_l i link_2, Osa y na dijagramu poseduje skalu koja odgovara dijagramu selektovanom u desnom delu prozora. U nastavku prikazujemo dva dijagrama, za prvi, a zatim i za drugi spoj. Dijagram sa skalom koja odgovara prvom spoju:
, Display Options
Detect Clashes
krece duz putanje
'" " ," Check limits
!~ AutomatIc () Interferences
Off
() On
C)
Stop
Pored tog,a, izmenite i broj koraka (Number of steps) na 80, ukoliko to vee nije uradeno, Sto je vea ovaj broj, to je dijagram ispeglaniji.
~1"'11I1re-1..:!1 Number of steps: JIG:
~
I
Dijagram sa skalom koja odgovara drugom spoju: 5to je veCi ovaj broj, to je dijagram ispeglaniji
322
323
Program omogucuJe i prikaz trenutnih vrednosti uglova. Dovoljno je da otvorite stranicu Instantaneous Values Instantaneous Values u dijalogu Sensors. Nakon toga, kliknite na dugme Step forward i trenutne vrednosti ugla ce biti ispisane u dijalogu Sensors sa kretanjem dda link_3.
Histor\,
I
~1echanism.! \Joints\Revolute.! \Angle
Mechanism.! \Joints\Revolute.2\Angle
I
6. ~O.047328!
Trenutne vrednosti ugla se prikazuju tokom kretanja
" -"-
-
~
~~~'!,.....,.~-~-~~-~-~.---;;""'.~.~~=-
~ _",.2., _ ±::"C'-",,4'lll ~ ~_ 'C: ~,," Selection
j Time
10.0... I Q,O •.
I Instantaneous Values
. . , .,' '" __
j Commands Va!ue ! Sensors i Value 0 4.5
·Spe." '5"" ... ·Spe ..
10.0 ... 10.0", 13.5 j 0,0 .•. is 0.0 .. , 22.5 10 . 0 .. 27 .0.0", 31.5 10.L 36
'Spe",
·Spe ...
!
'Spe ...
'Spe" 'Soe,,, ·Spe ... 'Spec", ·Spe".
!
0.1." 40.5 jo.L.. 45
~::
__,=-' "Jlllll1. Cesto se desava da se simulacijom moraju proveriti razni rezultati pre nego sto se utvrdi kako se moze ostvariti neki cilj. U tom slueaju prethodne rezultate moramo izbrisati. To se postiZe otvaranjem stranice History . History 11 u dijalogu Sensors
:[tii~~.~y.]l
I Un;t i Comment!
7
i. ..
6 ..
1. ..
5 3" 2 .... 1....
1. .. I, ..
L
0 ....
I ... L.
L. 2 ....
1..
I ..
4""
r..
5""
L
Display Options
'.i\ All
Time je ova vezba zavrsena.
Detect Clashes :~ Automat:-
I
C) Interferences
Generisani rezultati se brisu klikom na dugme Clear. Dlsoiay Optlons .-i;!l
All
Detect Clashes
Check Limits
1iti Automatic 0 Interferences '~Off
OOn
Outputs
324
325
NAPOMENE:
Poglavlje
Jednocilindricni motor
326
Uvod
2 - Kratak pregied veibe
Ova vezba je veoma sliena onoj 11 kojoj smo konstruisali mehanizam kolenastog vratila. Za razliku od nje, ovde cemo modelovati kompletan jednocilindricni motor, sliean onima koji se mogu sresti 11 kosilicama za travu, jednocilindrienim motociklima i drugim uredajima.
Vezba se sastoji od slede6h koraka: 1. Modelovanje pet CATIA delova. 2.
Kreiranje sklopa (Product u CATIA terminologiji) sastavljenog od tih delova.
1 - Definidja problema
3.
Definisanje takvih sklopovskih ogranicenja koja ce ostaviti samo jedan stepen slobode. Preostali stepen slobode je rotacija radilice.
Sklop 0 kome cemo govoriti u ovom pogJavlju sadrzi nekoliko uobieajenih komponenti motora (njihove nazive mozete videti na stranici 12-5). Klip (piston) se krece kroz blok (cilindar) zahvaljuju6 rotaciji radilice (crank). Ugaona brzina radiI ice iznosi 600 rpm (36000/s). Mehanizam poseduje pet spojeva koje cemo kreirati automatskom konverzijom odgovaraju6h sldopovskih ogranieenja. Spoj klip/blok je cilindrimi (iIi prizmatimi), dok su spojevi radilica/klipnjaca (conrod), radilica/blok i klipnjaea/osovinica klipa (pin) revolucioni. Konamo, spoj osovinica klipa/klip je Cvrst. Cvrst (rigid) spoj je postavljen radi sprecavanja slobodne rotacije osovinice u otvoru klipa. Na kraju cemo generisati dijagram pozicije, brzine i ubrzanja klipa u funkciji vremena za 10 obrta radilice.
4.
Prelazak u okru.zenje Digital Mockup i konverzija sklopovskih ogranicenja u jedan cilindrieni, tIi revoluciona i jedan Cvrsti spoj.
Bez obzira na prilii'.t"lo slozen izgled, ovaj sklop je u osnovi is~ kao i mehanizam kolenastog vratila, osim sto je kod kolenasog vratila radilica bila pomerena (drugim reCima, osa kretanja gomjeg spoja klipnjace nije sekla osu rotacije radii ice, kao sto je slucaj kod motora).
5. Simulacija kretanja u motoru us led obrtanja radilice, bez razmatranja parametra vreme (drugim recima, bez implementacije vremenski zavisne ugaone brzine koja je data u definiciji problema). 6.
Dodavanje formule koja implementira vremenski zavisnu kinematiku kroz konstantu ugaonu brzinu radilice.
7. Simulacija kretanja u motoru sa zadatom konstantnom ugaonom brzinom i generisanje dijagrama kinematike klipa.
e(r' lL 328
329
:3 - Kreiranje sklopa u modulu Mechanical Design Solutions Veibu cemo poceti kreiranjem pet delova- piston, conrod, crank, pin i block, kao sto je prikazano na slici dole. Predlazemo yam da koristite dimenzije (inCi) date na slici; u slucaju da neka dimenzija nedostaje, procenite njenu vrednost na osnovu slike. Posto su prikazani delovi slozeniji u odnosu na one iz prethodnih vezbi, objasnicemo korake neophodne za njihovo kreiranje, bez obzira sto pretpostavljamo da ste vec upoznati sa osnovama kreiranja del ova u paketu CATIA.
Kratak opis modelovanja klipa (piston): Predite u okruZenje Part Design
i zapocnite kreiranje dela pod nazivom piston.
Selektujte yz ravan i udite u modul Sketcher ~t Pomocu ikone Profile G0, u paleti alata Profile tog modula, nacrtajte poprecni presek klipa dimenzionisite ga kao sto je prikazano na slici.
81,
Obratite paznju na par Cinjenica. Donji levi ugao skice postavite u koordinatni pocetak ravni skiciranja. Centar gornjeg luka leii na V osi modula za kreiranje skice.
Q.3:-:rr--==
piston
~i3 /
" ... '.:. . . . . . •'."'.""."'>-'." ~.
~~
~
Ii i
/ I
4
crank
If 3
0.3
conrod
pin
Napustite modul Sketch.er
cli.
Dva prstena koji se nalaze ispod bloka predstavljaju leiajeve koji drze radilicu. Oni su cleo bloka, mada radi pojednostavljenja nisu fiziCki povezani sa materijalom bloka.
:)30
:331
Pomocu ikone Shaft na desnoj strani.
otvorite dijalog prikazan
Za Profile/Surface Selection selektujte skicu Sketch. 1, a za Axis Selection selektujte ivicu prikazanu na slid.
j360deg
First angle:
iSecond angie: Jr::o-'de~g-----'-~""'.
Nacrtajte ovaj pravougaonik
1it:=:::o=====
Profile/Surface ,; Selection:
1'",
!E'j~m!ll.fj .&31
lzadite iz modula Sketcher
m.
~ 0 Thick Profile
I"
""'.,'" ~ ~ I
>riw " ",Ije lUI,
Pomocu ikone Rectangle iz tog modula nacrtajte pravougaonik prikazan na slid i dimenzionisite gao
,Limits
l, _~i
Kliknite na ikonu Pocket
liliJl
, Selection: !No selection
~J
Za polje Profile/Surface Selection selektujte skicu Sketch.2.
Odmah nakon selekcije parametra Axis na ekranu ce se pojaviti zicani model rezultujuceg objekra.
Proverite da Ii je overeno poIje Mirror extent
0
Mirrored extent .
U poIje Depth unesite dovoljno veliku vrednost (podraz~;nevana vrednost od 4in odgovara) kako bi rez zahvatio Citavu raspolozivu dliZinu klipa.
!'FirstLimit . - - - -
Plofile{SurfaCE:
!
Seiectron:~~--
IType:jr'o-im-e-ns-io-n----v-.H
DThid;Profil"
!Depth:
""4-in~"~'-~~";;ti;;;;f
!
A)..15
Selec:tlOn:~l\Edge.l~
,-Profile/Surface ----------:
~~~
iselection: ISketch.2
jgJi
!OThiCk 1 ·-Reverse-Side ~a
Mirrored extent
Reverse'DireCtion' 1
Zatvorite dijalog, tako sto cete kliknuti na OK. Selektujte zx osu i udite u modul Sketcher
8!'t. Kada zatvorite dijalog, videcete da je klip zasecen sa jedne strane ravnom povrsinom, kao sto je prikazano na slid na narednoj strani.
\
332
I
/
333
Nakon klika na OK rez ce biti prekopiran i na dru~ stranu klipa.
1~piston
F-
~
U nastavku cemo kreirati otvor za osovinicu klipa. Selektujte ravnu povrsinu prikazanu na slici i udite u modul Skethcer.
.c7 xy plane
1.:::::7 ':!Z plane r.:::::7 zx plane
... .,Shaft.l
..
.:::::7 xy plane ,;;;....-;7
yz plane
.:::::7 zx plane
4iv-&a Part Bod 'I
~,.. ~ PartBody
I .'-~,
r-~
1~ piston
,-It? : !~
t
sketch. 1
~~
~~~, Sketch.2
,
Shaft. 1
~pocket, [)jAj~
Ravan yz Selektujte ravnu povrsinu
Rez mozemo kopirati i na drugu stranu putem ogledala. Potrebno je da selektujete upravo kreirani Pocket. 1 i kliknete na ikonu Mirrorl~lI u paleti alata Transformation Features.
...• '.'."".' ~ .'
.
"
"".'.'.'. ..
.•.
....
"
..
Na toj povrsini nacrtajte krug
~,;,.. polupremika 0.5, sa centrom u sredini pravougaonika.
Na taj naCin se otvara dijalog prikazan na sledecoj slici .
'"
.
,00
Za polje Mirroring element selektujte ravan yz.
334
Izadite iz modula Sketcher
0.
335
Kliknite na ikonu Pocket ~"'. Za polje Type selektujte Up to Last; po potrebi kliknite na dugme Reverse Direction kako biste dobili otvor kroz citav klip.
Uklonite dye povrsine prikazane na slici, a zatim postavite parametar Default inside thickness na Oin, a Default outside thickness na O.lin, Cime se dobija precnik klipa od 3.2 inca.
FirstUmit 'Type:
P~ofile(5urf ace
Default outside thickness:
.Selection: iSketch.4
Faces to remove: Other Ulidme:ss faces:
Kliknite na dugme OK u dijalogu Pocket Definition. Novokreirani klip i stablo izgledaju kao na slici dole. Po zavrsetku kreiranja Ijuske dobijamo izdubljen klip.
r~~Piston
_..:;. 0,/ ........ ' ). , pidnt: ....:;:.. yz plane
N"::'::' zx plane
.-~p PartBody ~~Shaft.l I. 'fiIll
r~pocket.1 r~.1) r·"1irror.1 .~Pocket.3
Klip cerna izdubiti tako !ito cemo kli!.
Na taj nacin se otvara dijalog prikazan na slici desno.
LIzi' :uJl.J. Sa ovim smo zavrsili kreiranje del a pod nazivom piston (klip).
Default Inside ti-lickness: Default outside thianess!
Snimite ovaj deo na disk.
Faces to remove:
Other thid::.ness faces:
336
337
Zatvaranjem dijaloga Pad Definition zavrsava se i kreiranje klipnjace.
Kratak opis modelovanja klipnjace (conrad): Predite u okruzenje Part Design
i zapocnite kreiranje dela pod nazivom conrod.
Selektujte ravan yz i aktivirajte modul Sketcher ~.. Pomocu ikone Profile ~ u istoimenoj paleti alata modula Sketcher nacrtajte poprerni presek klipnjace (conrod - connecting rod) i dimenzionisite ga kao sto je prikazano na slici. Centralne taCke sve cetiri krive moraju leiati na vertikalnoj osi skice. Izadite iz modula Sketcher. r~
~~:iJ
X'i plane
,::::?
yz plane
I
D= 1.5
/
r~1 I 0-.
i
conrod
'f-'::::?
t
clJ
-f?2x plane
=-~p PartBody
8
Time smo zavrsili kreiranje klipnjace.
I
I, ,<'_;' \ , !~<:t'))
~
\~ ~
D= 2.5
Kliknite na ikonu Pad @,: i u novootvorenom dijalogu selektujte skicu profila klipnjace. Obavezno overlte polje Mirrored extent l:ifMirroredeJ
Kratak opis modelovanja osovinice klipa (pin): Modelovanje osovinice je jednostavan zadatak, s obzirom da necemo modelovati detalje koji postoje na pravoj osovinici. Model zapocnite crtanjem kruga poluprernika R = 0.5 in na ravni yz, a zatim mu izvucite treeu dimenziju, tako da dobijete debljinu od 1.6, ali vodite raeuna da pre toga overlte kontrolno polje Mirrored extent ~. Mirrored exrenc . Time cemo dobiti osovinicu ukupne duiine 3.2, Cija je osa postavljena u smeru x ose, kao sto je prlkazano na slici. Obostrano izvlacenje trece dimenzije (mirrored extent) je odabrano da bi ravan yz ostala u centru dela; time se znatno olakSava naknadno kreiranje ogranicenja.
1----'
Proverite da Ii je overeno polje Mirror extent ----4»
,~,g,.~. pin ,::::?
o ThicY.
x'i plane
,::::? yz plane G Mlrroredextent ReverseOirection
i
,::::? 2X plane
.~partBody
Proverite da Ii je overeno polje Mirrored extent
V~i"~etch.l .,,, ... .,,
338
339
Kratak opis modelovanja radilice (crank); Predite u okruienje Part Design ~ i zapoenite kreiranje dela pod nazivom crank. Selektujte ravan yz, udite u modul Sketcher~~ i u njemu nacrtajte krug 1.5in, sa centrom u koordinatnom pocetku. Izadite iz modula Sketcher Kliknite na ikonu Pad od 0.5.
~;;. precnika
tlJ.
U modulu Sketcher nacrtajte krug precnika 1.5, (iji se centar poklapa sa centrom donjeg luka. Centar mozete postaviti i tako sto c'ete ograniCiti njegovu lokaciju na V osu, i to lin ispod Hose, kao sto je prikazano na slici. Izadite iz modula Sketcher.
rlll i izvucite treeu dimenziju krugu, tako da dobijete debljinu
Ovoga puta NEMO]TE overavati polje Mirrored extent
1f~Jcrank
MirfOred.e;i:tef)! .
Selektujte povrsinu prikazanu na slici i ponovo udite u modul Sketcher.
Kliknite na ikonu Pad i izvucite trec'u dimenziju krugu za 2.5.
..:::? XI' plane
0.52"
..:::? '12 plane .
Selektujte ovu povrsinu
.::::7
2X
plane
"'-~ PartBod'1 Tr[Jpad.l
",~pad.2 ---r[J~
Sketcheru nacrtajte profiI prikazan na slici i dimenzionisite ga [ill.. Centar gornjeg luka postavite u koordinatni pocetak. Rastojanje izmedu central nih tacaka dva luka ce direktno odrediti hod klipa (hod klipa c'e biti jednak dvostrukoj vrednosti ovog razmaka, koji je na slici oznacen sa 1). U
Kliknite na ikonu Mirror u paleti alata Transformation Features. U novootvorenom dijalogu za polje Mirroring element selektujte zadnju povrsinu trodimenzionalnog dela koji je prvi izvucen, kao sto je prikazano na slici dole.
1.1
Izadite iz modula Sketcher .cl:l. i izvucite trec'u dimenziju (komanda Pad) skice za 1 in.
,1iJcrank
'F-..:::? xy plane
I- ..:::?
yz plane
t..:::? zx plane
·9PartBOd'1
Za ravan ogledala izaberite ovu povrsinu
Naredna slika prikazuje tako dobijenu radilicu (crank). .~partBod'1 t"r[Jpad.l
Selekiujte povrsinu prikazanu na slici i ponovo udite u madul Sketcher ~~.
340
",~pad.2
---r!il Pad.3
L~:~~ 341
Kratak opis modeiovCll'lja dlindra (block): Predite u okruienje Part Design
Izadite iz modula Sketcher i izvucite treeu dimenziju skici za 0.5 in.
i zapocnite kreiranje dela pod nazivom block.
Selektujte ravan xy i predite u modul Sketcher [6•. Nacrtajte skicu prikazanu na slici dole i dimenzionisite je kako je naznaceno.
I~
5
-4
1-<=5--_2 .5 1
4
FirstUmit
Type:
,------,
Length:
ProfilejSurfaCE:
SeleciJon:
2.5
o Thick
o r,4wrored extent
Izadite iz modula Sketcher Kliknite na
c1J.
iko~~ Paa v1 i izvucite trec'u dimenziju skici za 8.5 in.
Dok je upravo kreirani elemenat jos uvek selektovan u stablu, kliknite na ikonu Mirror u paleti alata Transformation Features. U dijalogu koji ee se na taj naCin otvoriti za polje Mirroring element selektujte ravan yz, kao sto je prikazano na slici dole.
Selektujte prednju stranu novokreiranog dela i udite u modul Sketcher. NaCltajte dva koncentricna kruga sa dimenzijama i lokacijom koji su prikazani na narednoj slici. Krugovi moraju biti postavljeni centralno U odnosu na V osu skice.
(@ 342
343
Dva upravo kreirana prstena pripadaju delu pod nazivom block i predstavljaju lezajeve na koje ce se oslanjati radilica.
-
Blok cilindra
U nastavku cemo nasem sklopu dodati pet ranije kreiranih delova. Iz standardne Windows palete selektujte Insert>Existing Component, a zatim u dijalogu File Selection selektujte delove piston, pin, conrod, crank i block. Podseeamo vas da CATIA dozvoljava visestruku selekciju pomocu tastera Ctrl. Ubacivanje del ova u sklop ce promeniti i izgled stabla.
piston (piston. 1)
~§Jf~iOC;.
block (block. 1)
§;J]'QmQ~
conrod (conrod. 1)
Lezajevi
~crallk
crank (crank-I)
,~p'n
pin (pin.l)
@]plsbJ,' DesktoD
-
Posto smo konstruisali svih pet delova, vreme je da zapocnemo sa sastavljanjem sklopa.
Kratak opis kreiranja sklopa: Udite U okruzenje Assembly Design-- tQ. mozete maditi na vise naana, U zavisnosti od vase CATIA konfiguracije. 1z standardne Windows palete, na primer, mozete selektovati File>NewL.l U dijalogu prikazanorn na slici desno selektujte opciiu Product. Na taj naCin cete pred u okruZenje Assembly Design i kreirati sklop sa podrazumevanim nazivorn Product.l. Ako zelite da izmenite ponudeni naziv, kliknite desnim tasterom misa na granu Product. 1 u stablu i iz rnenija selektujte opciju Properties.
Fiiename
r
~"I;.~"~'-I.-:'~~.~I·I·I~lIiiiiiiiiii~~ (uc'€nt,elecuon,
I
I
U dijalogu Properties otvorite stranicu ! Product i u polje Part Number unesite single_cylinder.
G;aph>e
i---~---~------'
prod~ct I,,,,manka' I D,afung I
-'
ODen as read-:mly
Na ekranu ce se pojaviti svih pet ubacenih delova. Njihov relativni polozaj na vasern ekranu moze biti drugaCiji od prikazanog, u zavisnosti od naCina njihovog kreiranja. Delovi ce se najverovatnije preklapati, kao na slici desno. U tom slucaju. mozete razdvojiti delove pomocu ikone
Manipulation~iJ , kako biste olaksali kasnije definisanje
('
sklopovskih ogranicenja. Product
---
Part Number r~rnderr---'-~------'
To ce biti novi naziv sklopa koji cerna I koristiti do kraja vcibe. Stablo u gornjem levom uglu vaseg ekrana nakon toga' izgledace poput onoga na slici dole.
I
,/
"RevISion
Definmon Source "DeSQ"lpuon
Define other PfOp?fties.,.
,.
r.t lJ 344
345
Pocecemo sa fiksiranjem bloka kako bisrno spreoli njegovo kretanje prtdefinisanju ostalih ogranicenja. Klilmite na ikonu Anchor ~~. u paleti alata Constraints i selektujte deo pod nazivorn block.
r ·~·
E2!
Pornocu ikone Update@ aktivirajte dva upravo kreirana ogranicenja, Cirne ce anga.zovani delovi zauzeti poziciju slienu onoj na slici dole. U narednorn koraku cerna kreirati ogranicenja izrnedu del ova crank i conrod. Namera narn je da uklonirno sve relativne stepene slob ode, osim rotacije. To cerna ponovo uraditi sa dva ogranicenja tipa podudarnosti. Citav posao rnozete pojednostaviti primenom kornande Manipulation ~Ul' kojom cete prvo razdvojiti delove.
Constraints
~ Fi:d (block. ()
nastavku cerna kreirati dva podudarnosti tipa ogranicenja ( coincident) izrnedu radilice i bloka, Cirne cerna ukloniti sve relativne stepene slob ode, osirn rotacije radilice. Kliknite na ikonu Coincidence u paleti aiata Constraints i selektujte ose del ova crank i block, kao sto je prikazano na slici.
U
l ..
Selektuje ovu osu radilice
trtr Constraints
f
[&l~ ~x.l (block. ~ ,
t!J'f 1._olnCldence.L
J••
, block. 1,crank. 1)
Selektujte ovu! osu bloka
'.V
i selektujte ose sirnetrije del ova crank i
Kliknite ponovo na ikonu Coincidence block, kao sto je prikazano na slici.
T-rc
Selektujte ovu osu simetrije del a crank
J~.
T-8;"~' Constraints
&If;, Fix. 1 (block. 1) ffJ!!. Coincidence. 2 (block. 1, crank.l) ~ Coincidence.3 (block.l,crank.l)
~,.
~(J
~
1Plane
!Plane
bioct {b~oc.k.1) crank (crank.l)
Constr'aints ~b. Fix.1 (block. 1)
8
co
.
............,
~: Coincidence. 2 (block. 1, cr ank.1) ~. Coincidence. 3 (block. 1., cr ank.l) If#! Coincide,nce.4 (contod.1,crank.1)
( (6Tf·c@
Supporting Elements
1J.yEe__"Lc~~p.~r:!~!:
Kliknite na ikonu Coincidence .1) u paleti alata Constraints i selektujte ose del ova crank i conrod, kao sto je prikazano na slid.
I Selektujte ovu osu dela conrod
Selektujte OVU osu simetrije dela block
I
~============~--------.----. 346
347
Selektujte ovu osu del a crank
Kliknite na ikonu Coincidence 11#: i selektujte ravni simetrije delova crank i conrod, kao 8to je prikazano na slici dole, a zatim zatvorite dijalog.
~~
Kliknite na ikonu Coincidence .'~,., u paleti alata Constraints i selektujte ose del ova pin j conrod, kao sto je prikazano na narednoj slid. Constraints
S",ktu",
ow,,,,,
simetrije dela conrod
~r;;, Fix.! (block. 1)
tiff! Coincidence.2 (block.l,crank.l)
~ ~::~:;::~:::! ~:~on~~~ ~:~::k~~:
1)
Connected
/
I'"
r .1-8 L
,
~ OK
Selektujte ovu ravan simetrije
d,', ,,,ok
t~- Constraints
IfJ)! Coincidence.5 (conrod.l,crank.1) IfJ)! Coincidence. 6 (pin. 1, conrod. 1)
I
t,".".~",&-c.~,."]
Selektu jte ovu osu dela conrod
Selektujte ovu osu deja pin
Kliknite ponovo na ikonu Coincidence '§l#. i selektujte ravni simetrije delova pin i conrod, kao sto je prikazano na slid dole.
~ Fix.! (block.!)
I I
'IJlJ. Coincidence. 2 (block. ! , crank. !)
(. . . -LDtt
Coincidence.3 (block. I. crank.!)
t~ Coincidence.4(conrod.l,crank.l)
Selektujte ovu ravan simetrije dela pin
~ Coincidence.5 (conrad.!, crank.!)
Selektujte ovu ravan simetrije dela conrod
Aktivirajte dva upravo kreirana ogranicenja klikom na dugme Update, nakon cega ce delovi biti postavljeni na pozicije priblizne onim na narednoj slici. Constraints
~ Fix.! (block.!)
11): Coincidence.2 (block.l.,crank.!)
:tifJ! COincidence,3 (block.!,crank.!) ttf! Coincidence.4 (conrad. !, crank. !)
:tifJ! Coincidence.5 (conrod. !, crank.1) :tifJ! Coincidence. 6 (pin. 1, conrod. 1) :tifJ! Coincidence.7 (pin.1,conrod.!) I
((IJ ~cL[O
fI} §: Name:
o
nl@~.~if!#fi~.~.@:r:·tl!!!M~)---------------
·-Supporting Elements
:1 Type I Component pin (pin. 1)
J.
Status Connected
conrod (conrad.!)
Connected
U narednom koraku cerna primeniti sliean skup ogranicenja i na delove pin i conrod. Citav posao mozete pojednostaviti ukoliko prvo razdvojite delove pomocu komande Manipulation.
348
orientationl ~ Same
349
I
Aktivirajte dva upravo kreirana ogranicenja klikorn na dugrne Update, nakon cega ce delovi biti postavljeni na pozidje priblizne onirn na narednoj slici.
Kliknite ponovo na ikonu Coincidence •.•.~ u paleti alata Constraints i selektujte ose delova pin i piston (otvora na klipu), kao sto je prikazano na slici dole. Constraints
Selektujte osu otvora na klipu
~ Fix.1 (block.!)
t!Jt! Coincidence. 2 (block. 1, crank, 1)
tflPl Coincidence, 3 (block, 1, crank, 1) ~: Coincidence.4 (conrod, 1, crank, 1)
t!Jt! Coincidence, 5 (conrad, 1,crank, 1) If!! Coincidence, 6 (pin, 1, conrod, 1) If!! Coincidence. 7 (pin, 1, conrod, 1) t!Jt! Coincidence. S (pin, 1, piston, 1) tiJ?: Coincidence,9 (pin.1,piston.1)
U nastavku cerno definisati ogranicenja izrnedu del ova pin i piston. Ona ce biti sliena dosadasnjirn. ali cerno ukloniti i rotacioni stepen slobode osovinice klipa oko sopstvene ose.
Kliknite na ikonu Coincidence !fj! i selektujte ravni sirnetrije delova pin i piston, kao sto je prikazano na slici dole.
~
~
q:n Constraints . rift;; Fix,1 (block,l) II
!
P=, Coincidence,7 (pin, 1,conrod, 1)
I I
I
•
-
Constraints
Selektujte ovu ravan dela piston
~
61 Coincidence, 2 (block. 1,crank, 1)
t!Jt! Coincidence, 3 (block, 1! crank, 1) tf{/!
Selektujte ovu ravan simetrije dela pin
I
I
Podsecarno vas da rnorarno ukloniti rotaciju osovinice unutar klipa. To cerno uraditi tako sto cerno kliknuti na ikonu Angle Constraint 0. i selektovati ravni prikazane na slid dole. Isti efekat se rnoze postic'i izbororn drugih ravni. CHj nam je dOl ugao izrnedu izabranih ravni ostane konstantan, Cirne se sprei'ava relativna rotadja izrnedu osovinice klipa i sarnog klipa. Zatvorite dijalog.
§;, Fix, 1 (block, 1)
~O
r~~: COincidence,2(block,1,mmk.1) !~'(!p ~-'d - 'bl k 1 1') UJlrlCi ence, j I,. oc" ..,cr an",
1fI#J Coincidence.4 (conrod , 1, crank, 1) tift! Coincidence,5 (conrod,1,crank,lj
I
L...f
Selektujte ovu ravan simetrije dela piston
"""""1' v'
I
a[ . .
Selektujte osu dela pin
Coincidence,4 (canrod,1,crank,1)
t!Jt! Coincidence, 7 (pin, 1, conrod, 1) If!! Coincidence,S (pin.i,piston, 1)
LJ
61 Coincidence, 9 (pin, 1,piston, 1)
tift! Coincidence,6 (pin, l,conrod, 1)
L7
Selektujte ovu ravan dela pin
~
61 Coincidence, 5 (conrad, 1, crank, 1) If!! Coincidence, 6 (pin, 1, conrod.1)
~ Angle, 10 (piston, l,pin, \)
/
LJ t
'-if;!! Coincidence,8 (pin, 1,pi,ton, 1)
o Perpendicularity () Parallelism
o
~ Measure Name: r:"'-:-=----~--.-----~--------·-Supporting Elements Component piston {piston. 1) pin {pin, 1)
sector~~i--~ Angle[m
I... 350
~
01<_
351
0
Aktivirajte dva upravo kreirana ogranicenja klikom na dugme Update, nakon cega e'e delovi biti postavljeni na pozicije priblizne onim na narednoj slici.
Aktivirajte upravo kreirano ogranicenje klikom na dugme Update, nakon cega e'e delovi biti postavljeni na pozicije priblizne onim na narednoj slici. Pozicija del ova na vasem ekranu moze biti drugaCija, ali e'e ipak predstavljati validnu poziciju delova motora.
~m-nmm
f-~~ piston (piston, 1)
r-~~J block (block, 1) ,.. .• ~ conrad (conrod.1)
1'" . 'crank (crank, 1) l'd,i';J pin (pin, 1) •
Constraints
~~ Fix.1 (block,1)
tf#! Coincidence. 2 (block, 1, crank, 1) ~} Coincidence.3 (block,1,crank,l)
pf)J Coincidence, 4 (conrod.1, cr ank.1) ?f)J Coincidence,S (conrod, 1, crank. 1) ?f)J Coincidence. 6 (pin, 1, conrod, 1) ?f)J Coincidence. 7 (pin, 1) conrod, 1) ?f)J Coincidence. 8 (pin. 1, piston. 1) ?f)J Coincidence, 9 (pin. 1) piston, 1) Zavrsni korak obuhvata kreiranje ogranicenja izmedu delova piston i block. Dovoljno je postaviti njihove ose na istu poziciju (coincidence), posto je rotacija osovinice klipa vee' ukinuta prethodnim ogranicenjima. Definisanje ogranicenja mozete pojednostaviti ako komande Manipulation.
PIVO
D
Angle, 10 (piston.1,pin.1)
?f)J Coincidence.11 (piston, 1, block. 1) Applications
razdvojite delove pomoc'u Sklop je time zavrsen, tako da mozemo pred na okruZenje Digital Mockup.
Kliknite na ikonu Coincidence ,'1# u paleti alata Constraints i selektujte ose delova block i piston, kao sto je prikazano na slici dole. ~~
§J Constraints
f-~G, I f-Il)}
r
II
Fix.! (block.!) Coincidence. 2 (block.! ,.crank. 1)
Iff} Coincidence, 3 {block, i .• cr ank, 1) ~ Coincidence.4 (conrod,l)crank.l)
l~ Coincidence.S (conrad. i,crank. !)
I .
II
~' Coincldence,6 (pin, l)conrod, 1) ~) Coincidence. 7 (pin, 1.. com·od, 1)
.1J)' Coincidence. 8 (pin. 1, piston. 1) %)! Coincidence.9 (pin.l,piston.!) r-~ Angle. 10 (piston.!,pin.1)
.
~.1J)' COincidence. 11 (piston. !,block. 1) SelektuJte OVU --'--+ -
osu dela block
352
Selektujte ovu osu dela piston
353
4 - Kreiranje spojeva u okruienju Digital Mockup OkruZenje Digital Mockup je prilieno slo:~eno, ali mi cemo se pozabaviti sarno modulom DMU Kinematics. U njega mozete uo preko standardne Windows palete, kao sto je prikazano na slid dole. Start>Digital Mockup>DMU Kinematics. y'!ew
Insert
Y'£jndo,,;
Poeecemo sa konverzijom sklopovskih ogranieenja u spojeve mehanizma. Kliknite na ikonu Assembly Constraints Conversion .•~ u paleti alata DMU Kinematics.
t!elp
Ova komanda omogucava automatsko kreiranje najeesce koriseenih spojeva na osnOVll postojeoh sklopovskih ogranicenja. . !, ,!
~
~
• Eguipment & Systems Digital Process for !>'lanufacturing Ergonomics Design & Analysis
:~,:~~ -D!1owledgeware
,r-:-
:I""; 1, accelerati .. Product 1 accelerati .. Product
Na ekranu ce se otvoriti dijalog prikazan na slici dole.
QMU Navigator DMU Space Analysis
~,
~;'BDMUEitling
.M
DMU
ZD Viewer
New ---- I'vlec:hanism --
:~ DMU Fastening Review
Kliknite na dugme New Mechanism
-:~DMU Qptirnizer
Na taj naCin cete preo u novi dijalog u kame mozete dadeliti naziv svom mehanizmu. Podrazumevani naziv je Mechanism.l. Prihvatite ga tako sto eete kliknuti na OK.
[~D!~U Iolerana~g Review
2, assembly_l.CATProduct
,~
-
U dijalogu mozete primetiti natpis Unresolved pairs: 5/5.
;, siding_bl. .Product
:'! testingJaws •• Product ;;: Transient_.• Analysis !;xit
Kliknite na dugme Auto Create Ifiijjtiiti'iii~:f,iiij. Ukoliko parametar Unresolved pairs dobije vrednost 0/5, to je znak da se stvari odvijaju u dobrom pravcu.
Unresolved pairs;
354
355
Spojevi prikazani na slici dole u potpunosti odgovaraju naSlm namerama. Blok je takode fiksiran, nakon primene komande A...nchor u sklopu. Jedini preostali stepen slobode je posledica Cinjenice da pozicija mehanizma nije u potpunosti definisana sve dok ne definisemo polozaj radilice (iIi klipa). Cilindricni spoj (block&piston)
Revolucioni spo) (conrod&piston)
Da bismo mogli da animiramo mehanizam, moramo ukloniti preostali step en slobode. To cemo postiCi pretvaranjem spoja Revolute.l u Angle driven spoj. Kliknite dva puta misem na granu Revolute.l u stabIu, Cime se otvara dijalog prikazan na slici dole.
Cvrsti spoj (pin&piston) Jointname: J~ Jointgeometry_: ~-------- Line Line 1:1· ' ...... . Plane 1: ;':'l-'~'::';::''''':'''''':''-----
o Angle driven . JointLimits ..... _ ............................ ..
10 Lower »mit: .........................................
Revolucioni spoj (block&crank) /
~p-mm
T"~~ piston (piston. I)
Overite poIje Angle driven i promenite vrednosti parametara Lower limit i Upper limit, tako da odgovaraju vrednostima sa slike. Te parametre inace mozete izmeniti i na ostalim lokacijama u okviru programa.
-~l. I ~ea:: block (block. 1)
1'-~~ conrod(conrod.l)
TM~~ crank (crank.!) pin (pin.1)
ElI Constraints
Line 1:1::·
. -----
Plane 1: rk.::.:.....::.:....·-·.,~
-Applications
~echanisms •I ''
Angle driven c" Joint Limits IOdeg
''-~ Revolute. 1 (block.1,crank.!) T'"~CYlindricaI.2 (piston. 1,block. !) ,-~ Revolute.3 (conrad. 1, crank. I)
f"~ Revolute.4 (pin.!,conrod.!) .~ Rigid.5 (piston.!,pin.!) Commands .Fix Part ( block.! )
t
Laws
Speeds"Accelerations
Ukoliko automatska konverzija sklopovskih ogranicenja ne generise zeljene spojeve, nedostajuCi spoj (revolucioni iii neki drugi) mozemo lcreirati ruffio preko palete Kinematics Joints, slika na narednoj strani.
356
Kada zatvorite gornji dijalog i pod pretpostavkom da su ostale radnje izvrsene korektno, na elcranu cete dobiti sledeeu poruku. To je zaista dobra vest (mehanizam se moze simulirati) .
The mechanism can be simulated
Oi(
U nastavku cemo animirati mehanizam, bez '--____________-" razmatranja parametra vreme.
357
Kliknite na ikonu Simulation ~. u paleti alata DMU Generic Animation, nakon cega mozete izabrati mehanizam koji zelite da simulirate (ukoliko ih ima vise). U nasem primeru jednostavno selektujte Mechanism.l i zatvorite prozor. Odmah nakon zatvaranja prozora u stablu c'e se pojaviti grana pod nazivom Simulation. ~Arplication5 rechanisms
I
~~ Mechanism. 1, DOF=O
e-simulation
.""iIl
I ~~ Simulation.l
I
You can select your simulation objects
1-'-' I
I
Pored toga, na ekranu c'e se pojaviti dva nova dijaloga, prikazana na slici dole. Prevlacenjem klizaea iz tog dijaloga u desnu stranu poanje i rotacija radilke oko svoje ose.
Reset
Nakon izmene koraka interpolacije na 0.04 vratite radilicu u pocetni polozaj klikom na dugme Jump to Start ~ . Klinite na dugme Play Forward .j;>; i liZivajte u polaganoj i giatkoj rotaciji radilice. Kliknite na dugme Compile Simulation .{3f1 u paleti alata Generic Animation. Nakon pritiska na dugme File name mozete izabrati lokaciju i naziv animacione datoteke koja c'e biti generisana, slika dole.
o Keep position on exit
Izaberite odgovarajuCu putanju i naziv za datoteku, a zatim postavite vrednost parametra Time step na 0.04, arne cete dobiti AVI datoteku sa polaganim kretanjem radilice. Kada klizac u dijalogu Kinematics Simulation dode u krajnji desni polozaj, kliknite na dugme Insert C:l~d:~ u dijalogu Edit Simulation, slika gore. Time se aktiviraju komandna dugmad video plejera [
I" IM III Ip.J 1... I~ I·
-==:::...:==::J
IIIL___
Vratite mehanizam na pocetnu poziciju klikom na dugme Jump to Start ponovo aktivira i dugme Change Loop Mode Q. .
Elf
,cime se
Nakon klika na dugme Play Forward ~ radilica c'e naciniti veoma brz skok u krajnji polozaj, tako da se tesko moze uoCiti bilo kakav pokret. Da biste usporili kretanje radilice izmenite vrednost koraka interpolacije - postavite je na 0.04, na primer.
358
359
5 - Kreiranje zakona kretanja i simuladja zadate kinematike
Naredna slika prikazuje popunjen ;:0 Generate a replay dijalog Compile Simulation. ii~~:'::J if
~ . 1.::~:£J
G Generate an anImation file If'.'i\crosoft AIlI
Tokom generisanja AVI datoteke j le_C'lhnde:r_englne\C~T_chapter_l~..:-DMU_R14\stngle_cYllnder I H!e name ,1 mozete posmatrati pOlaganul Definrtion rotaciju radilice. Dobijenu AVI ,5;mtJiabonnatne:r:;;;;;:;:,;;;;.:;------------~: datoteku mozete pogledati u TIme step: programu Windows Media Player.I1"0---'An~lm~a_ta~v'''''e\~.po_'n_t__~~_~~___~~~____ _
Dosadasnje animadje nisu uzimale u obzir parametar vreme, odnosno ugaonu brzinu koja je data u definidji problema. U nastavku cemo u problem uvesti i nesto vremenski zavisne fizike.
a'vl
Ukoliko vam AVI datoteka nije potrebna, vee' zelite sarno da nekoliko puta pogledate animaciju, morate generisati reprizni prikaz (Replay). To cete postiCi overom polja Generate a replay u dijalogu Compile Simulation. Nakon overe tog polja vedna ranijih opcija postaje nedostupna. Pored toga, I! stablu e'e se pojaviti grana pod naiivo:irt Replay.I.
Posto zelimo da dobijemo dijagrame pozlClJe, brzine i ubrzanja klipa u funkciji vremena, potrebno je definisati taCku na klipu Cije kretanje cemo pratiti. To moze biti i koordinatni poi'etak vezan za taj deo, mada je ponekad potrebno nadzirati neku konkretnu tai'ku, iii se mora istovremeno pratiti i translatorno i rotaciono kretanje, Zbog toga cemo odrediti drugu tacku na klipu, Cime cemo istovremeno prikazati i naCin kreiranja tai'ke koja ce biti nadgledana, Ui'itajte deo pod nazivom piston u okruZenje Part Design. U paleti alata Reference Element kliknite na ikonu Point • ,a zatim iz padajuceg menija dijaloga izaberite stavku Circle/Sphere center.
Point type: Icoordinates X= y=
Z=
~
~lo~,~on~'·~ru~,,~/~~,·~lIlIlIlIii~
Oi On plane On surface Cirde ! Sphere center , Tangent on curve
fOil
Reference Betr/,!een
.Applications
Selektujte krug koji je prikazan na slici dole. Na taj . naCin cete kreirati taCku u centru tog kruga.
~echanisms "i-Simulation
I w
Jr~)ti Simulation ,1
Point:
~selektUjte ovaj krug
.-Replay
"~"-.,
LIlo R:Il Repla')",l Kliknite na ikonu Replay .~.'li:Ii'. u paleti alata Generic Animation. Duplim klikom na granu Replay.1 u stablu otvarate dijalog Replay. Isprobajte razliate palozaje komandnih dugmadi Change Loop Modes, Q.
Radilicu mozete uvek vratiti na pocetnu poziciju pomoCu dugmeta Jump to Start Parametar skip ratio eu dijalogu na slid desno ima vrednost xl) upravlja Replay brzinom.
rN~;;;~:IReplay.l
~
"J'dd
.
'~11i 1~ln U~Jlo,oo :0
I.... I...
tijlXl
I~I
iT
Kliknite na ikonu Simulation with Laws ~~ u paleti alata Simulation. Program e'e prikazati sledeCi dijalog, u kame stoji upozorenje da morate definisati barem jednu relaciju izmedu komande i parametra vreme.
Animate vie',1\point
1 To Simulate it 'Nim ta lt'1S r add at least a relation be-vNeen a commiSnd and the 'Ome parameter
360
361
Zeljenu relaciju mozete kreirati nakon klika na ikonu Formula fcx) u paleti alata Knowledge, ome se otvara dijalog prikazan na slid dole.
Selektujte stavku Mechanism.l\Commands\Command.l\Angie i kliknite na dugme Add Formula sto ce vas odvesti u dijalog Formula Editor.
Filter On sinole cvijnder
fj!terName~r '
Filter Type : rA-II---'~'-'-~~----~
Double dick on a pdrane.te.r to edit it
Il~itttl!;j'!::;:lf.mtilllim'.f'j'" Parameter
If<;,(mM.
'M/iII!
1piston \PartBody \5hafr. 1\Secondtl.ngle
Odeg
j piston\partBodv\Shaft, liThickThinl
O,03S!ln
!piston',PartBody\Shaft.l\TnickThin2
Oin
I plston'Part.8odyi$haft.l \,Sketch, 1\:\bsoiuteAxis\4ctivitv
true
1pis:ton\partBody'r,Shaft, l\,Sketch, l\COInodence.l \activit't'_bo ...
trUE
!plSronIPartBody\Shan. !\Sketch.l \':"cbvity
.-~ ~dJve
I Formula
j Value
-
t
J.f'.,"
••IIII11lf:;;;- fv1embers of ParametersM r-c:ec,m",be=;r""s-"o"cf",A;c1i~::-.,..-=_ ti1dI PI,"" IpistonlpartBodY'"Shaft.l\firStAngle
~ii~ ~
r"
!Renamed parameters
li;-
IAngle
- fP!ston\'PartBodytphaft.l \'secondAngle
IPlston \PartBody\Sllaft.l \ThickThin 1 piston\PartBody\Shaft.l \ThickThln2
!Lenoth Boolean Icst"ttr_Mode
I
true
v
!piston 'l,PartBody\Shaft.1 \Sketch.! \,4ctivit
ipiston\partBody\Shaft.l\Sketch.l\Absolu
li~~~g
v:
li+r:t;\D~.~~~~"~C:h~; 1 \t:~~+~h 1 \r~j~~:~ V
Edit name or value of the current parameter
i piston\Partbody\'Shafi.l f'irstAngJe
IQOKI V,jith IS!ngle Value
Kliknite na stavku Time u srednjoj koloni (Members of P-aram,eters), a zatim kliknite dva puta misem na stavku Mechanism.l\KINTime u koloni Me;nbers of Time.
QeletE ParameterJ
Kliknite mlSem na granu Mechanism. 1, DOF=O u stablu. Na taj naCin ce u dijalogu Formulas biti prikazani samo oni parametri koji imaju veze sa mehanizmom.
irApplications
Dugacka lista je time svedena samo na dva para metra, kao sto Se moze videti u dijalogu.
rechanisms
I
~~ r··1echanism.!"
rimuiation
I
-t-,~ Simulation, 1
~ep!ay
L~ ~ Repl.;.".,!
DOF=O
o Incremental
~
7C \ Mecha!1ism. 1I.CO;;;;;;a=nd'-:-s7:\C"'o-m-m-a-nd • l:c,.'n-g-c V le- - - - - - - -----~
Members of Parameters
Dictionarv
~i~~.~\~~!~i;~~:;-~~llllalll•••!~ A., IRenamed parameters 1Desran TabJe
jOperators !Polnt Constructors
lrne IjOrde Constructors 'La',.\'
Constructors
!Strino
' jAngle
jlength
_.-
~Boojean
~CStAttr _Mode
Etnno "':J,rV'lRea!
we
Iii
OK
Posto se ugao moze izracunati mnoienjem brzine - (3600deg)j(ls) u nasem primem - i vremena, izmenite polje u kome je prikazana desna strana jednaane, tako da kompletl1a formula dobije slede6 izgled: Mechanism. 1. \ Commands\ Command. 1\Angle =
vaiue of the current parameter
los ~
With !Single Vaiue
(3600deg) * (Mechanism. 1\KINTimeJ/ (1s) ..::..i
Naredna slika prikazuje popunjeni dijalog Formula Editor.
D~!ete Param~ter j
362
363
Mi smo postedeni takve poruke, posto je nasa formula uneta korektno. Novokreirani zakon ce se pojaviti i u stablu, u grani pod nazivom Law.
.
-r1echanisms
I ...,. Mechanism.!, DOF=O
i!';'" ~ Si,:,ulation.!
fvlembers of Parameters
Dlctional'Y
~m~dm.·m!!L~.,~2£~IIIIiIllli.Ill·ol:A:-.. \"Renamed parameters
I
-
IStnna
v jReal
DeSIgn Table
Operators IPoint Constructors Law IUne Constructors Cir?e Constructors
I
-
"'-7 r'1echanism.!, DOF=O
Anqle
Lenath IBoolean CstAtr _r__ ode IStrinq
I
,,-JOints
i~jlW
r~::a't (block.! )
'f"'=0mmands
C
Ir~echanlsm. 1'J(INl1me
L f&<:I Formula.!: r·~e(hanism.! \Commands\Command.! \Angie=(3600deg)*fvlechanism.! \KINTime/(1s)
I ~ OK1 Kada kliknete na OK formula ce biti upisana u dijalog Formuias, stika dole.
o Incremental Filter
Import..•. E
On Mech-;.=an.:::is.:::m.:::'"':.......~_ _ _ _ _ _ __
RIter Name ;-._ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _- ,
eeds·Accelerations
Podsecamo vas da mi zelimo da kreiramo dijagram pozicije, brzine i ubrzanja koji su posledica ovog kretanja. Da bismo to postigli, kliknite na ikonu Speed and Acceleration ~. u paleti alata DMU Kinematics, Cime se otvara dijalbg pril.}azan na slici dole.
FilterType:
r"'echanism:
IHechanism. 1
Name:
1~fiiA'#ti!iijftUj
Reference product: INo selection Point selection: ;"1~-lO-"s-'e.:::le.c.cti':::·o-n-·- - - - - - -
'li
Main axis
o Otlleraxis:
Edit name or value of the current parameter
I
INith Single Value
Add Formula j
I;~elete Formula
i
Za polje Reference product selektujte deo block (sa ekrana iii iz stabla). Za polje Point selection selektujte tacku na klipu koju smo kreirali ranije. Na taj nacin smo definisali senzor koji ce zabelciiti relativan pokret izabrane tacke u odnosu na biok (koji je nepokretan).
~ Cance!J
Prilikom definisanja formule morate obratiti painju na jedinice kinematickih parametara. Ukoliko formula ima razliCite jedinice na levoj i desnoj strani, program ce izbaciti poruku upozorenja, slika dole.
Units are not homogeneous {ms Into m), We advise you to predse un~ts for constants, omer'A'ise the Internabonai S~'stem Units will be the defuuiL (Ex: lO->10mm or rl'1yReaIParameter->fvlyReaIParameter""lmm)
OK
364
365
Granicna vrednost uz klizac ce nakon toga biti izmenjena na Is.
Za polje Point Selection selektujte ranije kreiranu tacku na klipu
('
.
.~
I
.
Overite polje Activate sensors u donjem levom uglu. (Napomena: korisnici CATlA V5R15 u dijalogu imaju i dodatnu opciju Plot vectors).
5tarto,)1':------
U nastavku moramo obaviti odredene selekcije dijalogu Sensors.
0
Number of steps: l!i:l: .l>,cbvate sensors
U
~ Za polje Reference Product selektujte
.
. deo pod nazivom block Selection
I Instantaneous Values I History
_ _ _ _ _ _ _ "I-:'~..:.'n;;.:it_ _ _, _ _ _ Degree I Inch I r"iedlanism. 1\Jolnts \eyHndrlcal ~ 2 ';LengmAngie Degree Degree II fYlechanism.1 \Joints \Revolute. 3\Angie fi lechanism.1 \Joints \,Revo!ute, 4\Anale DegreE: ~ Speed-Ao:e!erG~on, 11~~,:_Point.l' Inch ! ~ Speed-Acceleration. 1W Point. 1' Inch 1 ~Speed-Acce!eration.l'~=PO!nt. !' Inch I ~ Speed-Acceleration. 1\'-'~ _UnearSpeecr Incil DE:f second Speed-Acceleration. 1\'Y _Unear5peed' Inch per second ~ Sensor n~echanjsm. l\,.joints t,R,evolute, 1'tAngle
f'lJedlanism.l\JointsV:,ylindrjcai,2 iLength
U stablu ce se pojaviti nova grana, Speed and Acceleration.I.
....
tJOints
IJ .• .--_. __
'f""Commands .M;-Fb< Part (. block 1 .) !
$'-laws
I L f(,.~,
!
Formula.l: Mechanism. 1\Commands\Command.l \Angle=(3600deg)*r·~echanism.l \KINTimel( 15)
.J
~
___ I ___ "", __
.\-.
LObserved
j
['-10
No
NG Ho
No No No
1"0 He. No
, , ____ • ___ . J '
Display Options
e"'Speeds-Accelerations
!-{:;:>jj "':;;,. C>peed-Acceleratlon.l .
Nakon definisanja kinematicke relacije i odredivanja taCke za prikupljanje podataka mozemo pristupiti simulaciji mehanizma. Kliknite na ikonu Simulate with Laws i@. u paleti alata Simulation. Time se otvara dijalog Kinematics Simulation, prikazan na slici. Vidi se da je predvideno vreme trajanja simuiacije 10 sekundi. To vreme mozete promeniti klikom na dugme r~ -~ U novootvorenom dijalogu postavite Vl'eme na Is. To je vreme u kome ce radilica napraviti deset punih obrta.
,
Posto nam je Z osa vezana za pracenje pokreta, kliknite na sledece stavke radi zapisa podataka 0 poziciji, brzini i ubrzanju klipa:
.
Mechanism. 1\Joints\CylindricaL 1\ Length Speed-Acceleration.l \Z_LinearSpeed Speed-Acceleration.l \Z_LinearAcceleration Number of steps:
J:!T
o Activate sensors
!
v!
---'
Napomena: Zeljeni rezultati se mogu dobiti i izborom stavke Speed-Acceleration. 1\Z_Point.l, umesto Mechanism.l \Joints\ Cylindrical. 1\Length. Nakon selekcije prikazanih stavki, odgovarajuca polja u zadnjoj koloni dijaloga Sensors dobijaju vrednost Yes, kao sto je plikazano na narednoj stranici. Nemojte jos zatvarati dijalog Sensors nakon navedenih selekcija (ostavite ga olvorenim radi generisanja rezultata).
366
361
I History I
Instantaneous Values
Language
, Speed-Acceieratian, l'J;l_Point.l '
ind-,
r~o
• Speed-Acc.e:leration. 1 \;'~_LinearSpeed' 'Speed-Ao:eJeratiotl. 1\Y _LJnearSpeed' 'Speed~Accejerabon, l-\Z_UnearSpeed'
Inch per second Ind1 per second Inch per second Inch Der second
No
'SDeed~Acce!erabon, l\LinearSDeed'
. Speed-p,cce!eration, 1 \~<_Unear Acce!eration' 'Speed-Acceleration . .1 \Y _LInear Acceleraton' , Speed~AccE:!eratlon, 1\,z_Unear Acceleration'
No
Inch per square s. , . Inch per square s. , . Inch per square s ...
......... _-
1;"1821
1
Yes
Inch per square s •. ,
'Speed-Acceleration. 1linear p.o:e!eration·
I Report Generation I Parameters Tolerance
- -- -"-- ..::.-
No f,lo No
Dimensions display
Yes
D Display trailing zeros
No
Exponential notation fot vaiues greater than 'if.
Exponentlai notation for values lower than lOe~ --Display for the magnitude Length Same di=;play fo! read,iwrite number;, Dedmal places for read/write: numbe:rs r;c--------
Displav Options
peclmal places for read~only numbers
() Detect Oashes
; ~ Automatic
C,r Interferences ;'iiJ
() On
Off
() Stop
Outputs
Digital Process for Manufa Ergonomics Design & Anal'
lzmenite vrednost parametra Number of steps na 1000. Sto je veCi ovaj bIOj, to ce i dijagrami brzine i ubrzanja biti zaobljeniji. Posto cemo generisati dijagram za 10 punih obrta, to znaCi da ce 1000 koraka dati 100 tacaka za svaki pojedinaeni obrt.
'Start
..............
Vreme je da prevucete klizac u dijalogu Kinematics Simulation (umesto toga, mozete ida kliknete na dugme plejera II> ). Sa prevlacenjem klizaea pocinje i IOtacija radilice, uz istovremeno kretanje klipa du.z cilindra. Kada klip dode u krajnju tacku, radilica je napravila jedan puni okret.
iO;OODu~
Prevucite klizac u desno (iii kliknite na play)
i .~ I~.I~I n IHI~r~1 1 :r\lumber of steos:!1000
~
~or~- DPI;t:~~;;;s I
5to je veci ovaj broj, to je dijagram zaobljeniji
t..~
i
kineinticS Simulation - Mechanis._.
I Meehan.m:! Mechanism .1
S,I~~_~_", -,~
NAPOMENA
368
'" 1
~tartoJ.' -fO.~Eil ~:.:.~,: I -~ I~T~Tilr~r~'T~1 ~U~~~~~~f__;~~P~!lOOO .,::j' .. - -o Plot vectors
__
Ukoliko to niste Ufadili ranije, postavite jedinice za POZICIJU, brzinu i ubrzanje na in, in/s i in/5 2, respektivno. To mozete uraditi preko menija Toois, Options, Parameters and Measures, kao 510 je prikazano na slid na narednoj stranici.
iJJ~'
Pocinje rotacija radilice
369
Kada radilica do de u krajni polozaj (rih 1000 koraka ce trajati neko vreme, ali bi znacajnije smanjene broja koraka dalo prilicno skokovit dijagram, S obzirom da se radi o rotaciji radilice) kliknite na dugme Graphic u dijalogu Sensor. Tako cete dobiti dijagram pozicije, brzine i ubrzanja na istoj osi (jedinice na vertikalnoj osi ce odgovarati onom izlazu koji je selektovan u desnom delu prozora). Klikom na neki od izlaza u desnom delu prozora dobijate odgovarajuce jedinice na osi. Tri dijagrama, za poziciju (odgovara parametru Length cilindricnog spoja), brzinu (Z_LinearSpeed) i ubrzanje (Z_LineacAcceleration), prikazana su na narednim slikama, sa odgovarajucim vertikalnim osama za svaki izlaz pojedinacno.
Vertikalna osa prilagodena prikazu ubrzanja:
Vertikalna osa prilagodena prikazu pozicije (vidi se da je hod klipa 2 inca):
Prethodni dijagrami prikazuju deset obrta radilice. Sada cemo generisati dijagrame koji odgovaraju sarno jednom obrtu (drugim recima, za t = 0.1 sekunda). Dijagrame cemo izraditi za 80 koraka. Kliknite na dugme Start ~ da biste vratili radilicu u pocetni polou;. Vreme trajanja i unosom vremena od O.ls u simulacije cete izmeniti klikom na dugme novootvorenom dijagramu. To je vreme u kome ce radilica na6niti jedan puni obrt. Napomena: Ukoliko klizac prede u krajnju desnu poziciju, morate kliknuti na dugme Start [IifI ,kako biste ga vratili na poziciju koja odgovara nuhom vremenu. Vertikalna osa prilagodena prikazu brzine:
370
371
Veoma waino:
Vertikalna osa prilagodena prikazu pozicije (ponovo se vidi da je hod klipa 2 inca):
Kliknite na jezicak History u dijalogu Sensors.
Selec.tion r Instantaneous Values
~
Commands Value j 0,0 .. , 0
0,0". 4.5 0,0,,,
1 1°,0 ...
1
13,5
~:~::: ~,5
i 0,0 .. , 27 10.0 ... 31.5
10-.1...
36
I
'Spe." 'Spe .. ,
7.. " 6....
I, ..
'Spe" 'Soe" ,
5.... 3.".
1." 1...
::::: 0.... 1.... .:.". 4.... 5....
1. .. I. .. 1... I. .. 1...
~~~:::
~Spe",
·Spe.. 'Spe",
10.1. .. 4<3.5 10.1 ... 45
r::~.;~~i]1
I Sensors J Value I Unit I Comment i
'Spe 'Spe..
I",
i:::
Display Options
'"" All , 'DetEct Clashes
fib Automatlc 0 Interferences
Kada se vertikalna osa prilagodi prikazu brzine, mozemo uoCiti neke Cinjenice koje bi trebalo vee da znamo - bTzina klipa je nula u gomjoj i donjoj mrtvoj tacci (dva ekstrema na dijagramu dliZine), dok je u srednjoj tacci ona maksimalna: Pomoeu tastera Clear obrisite prethodno generisane podatke.
SeleCtion
I Instantaneous- Values
History
I
I Time I Commands Value I Sensors I Value 1Unit I Commend
Pomerite klizac u dijalogu Kinematics Simulation. Sa njegovim prevlacenjem poanje i rotacija radilice, zajedno sa pomeranjem klipa dU± cilindra. Kada klizac dode u krajnji desni polozaj radilica ce nao.niti jedan puni obrt, sto odgovara vremenu od O.ls. Kada radilica dode u krajnji polozaj, kliknite na dugme Graphics u dijalogu Sensor. Program ce prikazati dijagrame pozicije, brzine i ubrzanja na istoj osi za jedan obrt radilice. Dijagrami su prikazani na slikama na sledece dye stranice. 372
373
Kada je vertikalna osa prilagodena prikazu ubrzanja, mozemo uoCiti vrhove u donjoj i gomjoj mrtvoj tacki (za ovu konfiguraciju motora):
Citaocu prepustamo jednu veoma korisnu veZbu u kojoj c'e pomoc'u Customized (prilagodenog) dijagrama generisati iste kinematiCke rezultate, ali u funkciji ugla radilice. Rezultati c'e biti slicni onima na narednim slikama.
Time smo zavrsili ovu veZbu.
374
375
NAPOMENE:
Poglavlje
ehanizamsa
univerzalnim ill
spoJem
376
Uvod
2
U sledecoj veibi cemo modelovati univerzalni spoj, sliean onome koji se upotrebljava u automatskoj vuCi. Mehanizam je sastavljen od primame i sekundame osovine, krsta i pomocnog dela koji sluzi za definisanje orijentacije osovina. Simulacija ce pokazati da konstantna ugaona byzina primame osovinc (ulaz) generise fluktuirajueu ugaonu brzinu sekundarnc osovine (izlaz).
cosy
:s:
I ~:s: rosy Inp Waul
1.
Modelovanje tri CATIA dela.
2.
Kreiranje sklopa (Product u CATIA terminologiji) sastavljenog od tih delova.
3.
Definisanje sklopovskih ogranieenja koja ce biti uskladena sa cilindrimim spojem na svakoj osovini, kao i ogranieenja na krstu koja ce postaviti dye osovine u zeljeni medusobni polozaj.
4.
Prelazak u okmzenje Digital Mockup i konverzija sklopovskih ogranieenja u tri cilindriena i jedan revolucioni spoj; brisanje ovih spojeva i meno kreiranje univerzalnog spoja.
S.
Simulacija kretanja mehanizma univerzalnog spoja, bez razmatranja parametra vreme (dmgim reCima, bez implementacije vremenski zavisne ugaone brzine koja je data u definiciji problema).
6.
Dodavanje formule koja implementira vremenski zavisnu kinematiku kroz konstantu ugaonu brzimLpri.e;ame osovine.
7.
Simulacija kretanja sa zadatom konstantnom ugaonom brzinom i generisanje kinematiekih dijagrama za sekundamu osovinu.
L
Parametar)' u izrazu predstavlja ugao izmedu dye ose. Cilj ove vezbe je simulacija univerzalnog spoja kod koga je win= 60 rpm i )I = 30 Zelimo da generisemo dijagram izlazne ugaone brzine i ugaonog ubrzanja j da dokaZemo da se dobijeni rezultati za ugaonll brzinu kreeu u opsegu 52 rpm :s: W Olll :s: 69 rpm, u skladu sa prikazanom jednaeinom.
Kratak pregled veibe
Veiba se sastoji od sledeCih koraka:
1 - Definidja U teoriji je dobra poznata Cinjenica da pri konstantnoj ugaonoj brzini ulazne osovine (Wi11) izlazna oSl)vina ima promenljivu ugaonu brzinu (wow). Opseg brzine je odreden izrazom
=
0
•
3118
319
3 - Kreiranie skloDa u modulu Mechanical r
I"",g,."."...
•
Solutions
U ovoj veibi cemo kreirati tri dela: shaft, pin i shaft_orientation, kao sto je prikazano na slici dole. Dea pod nazivom shaft_orientation je pamomi i sastoji se sarno od dye linije koje se seku pod uglom od 30 Njegova uloga je vezana iskljuCivo za orijentaciju dda shaft i pravilno postavljanje njegovih instanci. 0
U dijalogu Properties otvorite stranicu Product i u polje Part Number unesite Universal-1oinCMechanism.
Current selection:
I
Product
Graphic
! Mechanical I Drafting I
•
Dimenzije delova u ovoj veibi BU proizvoljne i ne uticu na proracune, tako da mozete upotrebiti bilo koje vrednosti. Duzine poluga krsta, medutim, moraju biti takve da njihovi krajevi dodu do spoljasnjih povrsina osovine kada se postave na svoju poziciju. Pretpostavijamo da ste vec dovoljno ovladali modelovanjem ddova u programu CATIA, tako da mozete generisati prikazane ddove bez problema.
To ce biti novi naziv sklopa koji cemo koristiti do kraja veibe. Stablo u gomjem levom uglu ekrana ce izgledati kao na slici dole.
Product ." Part Number
Revision
~ mWNWM"¢i[JDf.1!i'il
,Definition
LAPplications
Source Description
pin
shaft
primerak osovine (shaft)
U narednom koraku cemo novokreiranom sklopu dodati tri ranije kreirana deta. Iz standardne Windows palete selektujte Insert>Existing Component. U dijalogu File Selection selektujte delove shaft, pin i shaft_orientation. Podsecamo vas da CATIA omogueava visestruku selekciju pomocu tastera Ctr!.
Defineotherorooerlies ...
Ii
~~--------------------------~ More_ ..
~
i
Stablo specifikacije ee biti izmenjeno zbog ubacivanja delova u sklop. shaft_orientation
~~N!j1!1!!*t!!!ji1!1jliffi'ij
'I'~~~ shaft_orientation (shaft_orientation.!) t"~~Pin (pin.!) t~ shaft (shaft.!)
Kada zavrsite sa modeiovanjem del ova, predite u okruienje Assembly Design 1!tiP - to mozete uraditi na vise naCina, u zavisnosti od CATIA konfirguracije na vasem racunaru. Iz standardne Windows palete, na primer, mozete izabrati File>New U dijalogu prikazanom na desnoj strani selektujte opciju Product. Na taj nacin cete preCi u okruzenje Assembly Design i kreirati sklop sa podrazumevanim nazivom Product.l. Ponudeni naziv mozete izmeniti tako sto cete kliknuti desnim tasterom misa na granu Product. 1 u stabIu i iz mel1ija selektovati opciju Properties.
Applications
,I I
..~~.
J.;) MtRecerrt Documents
_orientat;oll
Desktop
:..-1
M,!' Documelilr;
Nas sklop zahteva jos jedan primerak dela pod nazivom shaft. Iz standardne Windows palete selektujte Insert>Existing Component.
I
,I ~
Rlename
.J> M)' Ne!wolk
Files of type
Places
!All Files
r·}
r
Open as read-only
r
ShowPrevle't.'
V
~ Cancel
I
---'
!ti1f#§J.1MMMlkiWA!H;;"imld U dijalogu File Selection izaberite deo shaft i zatvorite 'f~~ shaft_orientation (shaft_orientation.!) dijalog. U stablu ee se pojaviti nova grana pod '£:"'~Jpin(pin.!) oznakom shaft (shaft.2). (Mogli ste i da kopirate t-~~shaft (shaft.1) instancu osovine koja se vee nalazi u sklopu). t~~shaft (shaft.2) Applications
380
..:.1
381
Moze se desiti da se eetiri dela sklopa preldapaju na ekranu. U tom slueaju upotrebite komandu Manipulation ~dl i razdvojite delove.
Kreiranje ogramcenja cemo zapoeeti fiksiranjem dela shaft_orientation, koji mora ostati nepokretan tokom definisanja ostalih ogranieenja. Kliknite na ikonu Anchor .;t, u paleti alata Constraints i selektujte den shaft_orientation.
shaft (shaft. 1)
U nastavku cemo pozicionirati primarnu osovinu (to ce biti instanca pod nazivom shaft 1), tako sto cemo kreirati ogranicenje tipa podudarnosti izmedu ose osovine i horizontalne linije dela shaft_orientation.
shaft_orientation
Kliknite na ikonu Coincidence prikazane na narednoj slici.
shaft (shaft.2)
0;'
u paleti alata Constraints
e
Constraints.
~r; Fix.1 (shaft_orientation. 1)
lJ
selektujte linije
"
Rezultate svog fada cete najjednostavnije smestiti na disk snimanjem Citavog sklopa. Kliknite dva puta misem na gornju granu u stablu. Na taj naCin cete sigurno prea u okruzenje Assembly Design. Kliknite na ikonu Save ~, eime se otvara dijalog Save As, u kome mozete promeniti naziv datoteke sa sklopom, ukoliko to zelite. Podrazumevani naziv je
Selektujte ovu liniju
Selektujte ovu osu osovine (shaft.])
Pomoe'll ikone Update ~ aktivirajte upravo kreirano ogranicenje, nakon cega ce dva dela doa u relativni polozaj sliean onome na slici dole. Ukoliko osovina' na vasem ekranu nije postavljena na odgovarajucu poziciju, upotrebite komandu Manipulate, a zatim ponovo komandu Update kako biste je postavili na lokaciju pribliznu konaenoj (osovina ce zauzeti tacan polozaj nakon definisanja ostalih ogranieenja).
Universal~oinCMechanism.
M)' Recent Documents
Desktop
~! M,' [focuf11>?rns
Filename Saveast'r'Pe:
!c::., I Product
Cancel ------------------------~-.--~.~~.
382
383
U nastavku cerno postaviti krst (pin) u odgovarajuCi polozaj u odnosu na shaft (shaft. 1) pornocu dva ogranicenja tipa podudamosti.
Pornocu kornande Manipulation ~1iJ postavite shaft (shaft.2) u polozaj pribliZan onome na slici dole. To cete verovatno postiCi kombinacijom translacije i rotacije.
Kliknite na ikonu Coincidence IflJ i selektujte ose otvora i krsta, kao sto je prikazano na narednoj slici.
,L .......-.'
'I!'-~;'C1Constraints Fix. 1 (shaft_orientation.l)
l
~
it;;
Coincidence.2 (shaft.l,shaft_orientation.l)
6#' Coincidence.3 (pin.l,shaft.l)
Applications
Krst i dalje moze slobodno da klizi duz podudame ose. Tu tr~nsf:Kionu slobodu cemo ukloniti, tako sto cemo kliknuti na ikonu Coincidence i sdektovati gomju povrsinu osovine u blizini atvora i gomju povrsinu krsta, kao sto je prikazano na slid. Kliknite na gornju povrsinu krista i gornju povrsinu osovine
A.,_ ....-,
~-~i Constraints ~ Fix.l (shaft_orientation. 1)
e
p
Drugu instancu osovine cemo postaviti na zdjenu lokaciju pomocu dva ograniCenja tipa podudamosti - jedno ce vezati osovinu za den shaft_orientation, a drugo za cleo pin. Kliknite na ikonu Coincidence IflJ u paleti alata Constraints i selektuite prikazane Iinije kako biste postavili shaft.2 dill dda shaft_orientation.
Coincidence.2 (shaft.l,shaft_orientation.l) Coincidence.3 (pin.l,shafl:.l)
tf} Coincidence.4 (shaft.l,pin.l) ~-t'iLd Constraints
~ Fix.l (shaft_orientation. 1)
Pomocu ikone Update aktivirajte nova ogranicenja. Osovina se nakon toga ne mora obavezno nad na konarnoj poziciji dill dela shaft_orientation, sto je predmet narednih ogranicenja.
384
Seiektujte ovu osu
~"" " .. " '/-:,
--'--
'.-,
\ ...
,
I tf} Coincidence.2 (shaft. 1,shaft_orientation. 1) rtf} Coincidence.3 (pin.l,shaft.l) t~ Coincidence.4 (shaft.l,pin.l)
.1P Coincidence.S (shaft.Z,shaft_orientation.l)
'. e>
385
Kliknite na ikonu Coincidence itlL u paleti alata Constraints i selektujte prikazane linije da biste povezali delove shaft.2 i pin. ~~
D.eo pod .nazivom s~aft_orientation je zavrsio svoj posao, tako da mozemo iskljuciti nJegov pnkaz do kraJa veZbe.
Constraints
~ Fix.l (shaft_orientation.l)
I/J Coincidence.2 (shaft.l,shaft_orientation.l) ~ Coincidence.3 (pin.1,shaft.l)
e
Coincidence.4 (shaft.l,pin.l)
tP Coincidence.S (shaft.2,shaft_orientation .1) tP Coincidence.6 (pin.l,shaft.2)
Selektujte osu krsta
Sklop je time zavrsen i vreme je da predemo u okruienje Digital Mockup.
./
Selektujte osu otvora
Poravnanje krsta sa otvorom u ovom slucaju nije potrebno, posto ce delovi zauzeti ispravnu poziciju na osnovu ranije definisanih ogranicenja. Aktivirajte nova ogranicenja pomocu komande Update J~, nakon cega ce delovi dOG u zeljeni poloiaj.
386
387
4, -
Kreiranje spojeva
U
okruienju Digital Mockup
Kliknite na ikonu Assembly Constraints Conversion ~ u paleti alata DMU Kinematics.
Digital Mockup je veoma slozeno okruZenje, mada cemo se mi pozabaviti sarno jednim modulom u okviru njega - DMU Kinematics. U njega mozete preCi iz standardne Windows palete, kao sto je prikazano na slid dole. Start>Digital Mockup>DMU Kinematics. £dit
yiew
Insert
Io~ls_~.·._an_a_ly_·z._e__L_'V_in_do_~_'oJ__ !i_el_p_ _
.niTas'~uctur~
Ova komanda omoguc'uje automatsko kreiranje najcesce koriscenih spojeva na osnovu postojeCih sklopovskih ogranicenja. Na ekranu ce se pojaviti dijalog prikazan na narednoj slid.
Mechanical Desjgn
analysis & Simulation AEf::Plant
Unresolved paIrs:
1[~::::pK:: Navigator
."
Eguipment & Systems
;. ,
Digital Process for F>-lanufacturing
;. .
E[,Qonomics Design & Analysis
DMU Space Analysis
;. i!J' m>1U
.-
i.
Eitting
Kliknite na dugme New Mechanism New r<1echanism " Cime se otvara novi dijalog u kome mozete dodeliti naziv svom mehanizmu. Podrazumevani naziv je Mechanism.1. Prihvatite ovaj naziv tako sto cete kliknuti na OK.
;. !~ DMU £D Viewer
'Iv"
1 accelerati .. Product
1 acceJerati .. Product l
assembly _1. CATProduct
.. ;~ m>1U Fastening Review :.~
-
:~!io~lU Qptimizer
U dijalogu mozete primetiti natpis Unresloved pairs: 4/4.
DMU Iolerandng Review
:1 testingJaws .. Product .2 Transient_, ,Analysis Unresoi"led pairs;
~ ~ca~celJ
~xit
Kliknite na dugme Auto Create Ui~itQ::t[!iiiiif!ii::l, nakon cega ce parametar Unresolved pairs dobiti vrednost 0/4, sto je indikator da se stvari povoljno odvijaju.
I
388
389
U stablu modela ce se pojaviti nova grana pod nazivom Mechanism, kao sto je prikazano na slici dole (razvijte stablo kako biste uoeili tu granu).
Na ekranu ce se pojaviti dijalog poput onoga na narednoj slici.
,.I.
~Applications
Jc
~Mechanisms
>.i-1 I
Mechanism.1, DOF=l Current selection:
iii'-Joi nts
, _ _ c_,_, _ _ _
I
~~ 1_ Revolute.l (pin.l,shalt.1)
.:c..._~_
Spin 2: r!- - - - - - -
Cross-pin axis direction
3
'0 Normal to spin
.-~ Cylindrical.2 (pin.i,shalt.2) I
1
'Ie Normal to spin 2
;(; Any:
c
t~ CylindricaL3 (shalt.1,shaft_orientation.1) .~~ CylindricaL4 (shalt.2,shalt_orientation.l) Commands ~Fix
Part ( shalt_orientation.i )
Elemente za polja Spin 1 i Spin 2 izaberite kao sto je prikazano na narednoj slici. Na kraju, ukljuCite radio dugme Normal to spin 1, posto su ose krsta normalne na ovu rotaciju. Sledeca slika prikazuje kompletiran dijalog.
t~:s-Accelerations
U ovo; vcibi se necemo baviti kretanjem dela pod nazivom pin (krst). Ovaj deo je bio koristan prilikom postavljanja ostalih delova u sklopu, ali njegovu funkciju u simuIaciji mehanizma ce preuzeti univerzalni spoj. Zbog toga cemo izbrisati revolucioni i cilindrieni spoj koji se odnose na krst - oznaCite ih u stablu i pritisnite taster delete na tastaturi. Nakon brisanja tih spojeva stablo dobija sleded izgled. Broj stepeni slobode (dof) pre dodavanja univerzalnog spoja iznosi 4. ~Applications .I
~Mechanisms
;j!ii-1 I
Mechanism.i, DOF=4
~-Joints
~
Univerzalni spoj ce se pojaviti u stablu specifikacije, dok ce broj stepena slobode biti smanjen na 1.
t~ CylindricaL3 (shaft.l,shalt_orientation.1)
~~ CylindricaL4 (shaft.2,shalt_orientation.l)
.
Commands
~iedlan!sms
~Fix Part ( shalt_orientation.1 )
1 '<'-l¥' r f
t~:~ds-AcCeleratiOns
Univerzalni spoj moramo kreirati rueno. Kliknite na ikonu Universal Joint alata Kinematics Joints
r'iechanism.l., DOF=!
~Joints
i <.K!i:. ,'-~ Cylindrical.3 (shaft. 1., shaft_orientation, 1)
.~
t~ Cylindrical.4 (shaft,2,shaft_orientation.l)
u paleti
!IJ U Joint. 3 (shaft. 2, shaft, 1)
rcommands 't-Fix Part ( shaft_orientation, 1 )
I
L~ Fix,! (shaft_orientation,!)
!Laws .....Speeds-Accelerations
390
Za polje Spin 2 selektujte ovu osu
391
Preostali stepen slobode cemo ukloniti tako sto cemo upravljanje cilindricnim spojem ulazne osovine vezati za ugao. Kliknite dva puta misem na spoj Cylindrica1.3 u stablu i proglasite ga tipom .A.ngle driven, tako sto cete overiti istoimeno kontrolno polje.
Krst vise nema nikakvu funkciju u simulaciji, tako da njegov prikaz mozemo iskljuCiti.
line
o Length driven Joint Limits
o 1st !o'.ver limit:
o 1st upper lim!t: I360deg
I~
OK
Simulaciju mehanizma bez uticaja parametra vreme mozemo pokrenuti klikom na ikonu SimulationiZ'¥_ u paleti alata DMU Generic Animation. Nakon toga mozemo izabrati mehanizam koji zelimo da simuliramo, ukoliko ih ima vise. U nasem slueaju jednostavno izaberite Med1anism.l i zatvorite dijalog. Odmah nakon zatvaranja dijaloga u stablu ce se pojaviti grana pod nazivom Simuta.!i0n. Ulazna osovina, Cylindrical.3
~AfPlications
" f, ~
echanisms
i.
'
~~ f.Jechanism.l,
DOF=O
~imulation
Nakon zatvaranja gomjeg dijaloga na ekranu ce se pojaviti poruka da se mehanizam moze simulirati.
,
I. ~.. w-~ Simulation.!
Pored toga, na ekranu ce se pojaviti i dva dijaloga, slika dole.
~lechanisms
I """" .,.. "/' fYlechanism.l, DOF=O i-]oints I
~I"
t! CY:ir~orical.3 (5ha~t. ~
l,shaFt_orientation. 1)
.
LOlncloence. " (shaft. 1., shaft_orientation. 1)
The mechanIsm can be simulated
~L:~f C"1: indrical." (shaft. 2, shaft_orientation. 1)
-· · l
~. COlncicience.5 (shaft.2,shaft_orientation. 1)
~
o Keep position on exit OK
U Joint.3 (shaft.2,shaft. 1)
"f"commands Fix Part ( shaft_orientation. 1 )
L~ Fix. 1 (shaft_orientation. 1)
Laws Speeds-Accelerations
392
393
Kliknite na dugme
kako biste izmenili opseg rotacije ulazne osovine.
Kada klizac u dijalogu Kinematics Simulation do de u krajnji desni poioiaj, kliknite na dugme Insert n::lmi~if:JI u dijalogu Edit Simulation, prikazanim ranije. Na taj nacin cete aktivirati komandnu dugmad video piejera, £:!4 1 <>IC 1 HIli 1 ~ 1 . . i ~ I· Vratite ulaznu osovinu na pocetni poloiaj, tako sto cete kliknuti na dugme Jump to Start [if(! .. Istovremeno, i dugme Change Loop Mode G ce ponovo postati aktivno. moei cete da uoCite sarno veoma brzi skok Nakon klika na dugme Play Forward osovine u krajnji polozaj, kao da u chavoj animaciji nema nikakvog pokreta.
prvobitni opseg
izmenjeni opseg
Klizac u dijaJogu Kinematics Simulation nakon toga pokriva opseg (0,360), kao sto je i prikazano.
Kretanje osovine moiete usporiti izborom druge vrednosti za korak interpolacije (interpolation step), poput 0.04.
~------------------------J
·~I"IMlnliMl~IHI
o Check joint limlts
,G
D Kee.p p-Dsition on exit
!0
11 1 .00
~jl
iJ
1 Animate viewpoint
Sa prevlacenjem klizaca sa leve u desnu stranu poCinje i rotacija ulazne osovine, a time i rotacija izlazne. ;---~
Prevucite kiizac sa ieve u desnu stranu
Nakon postavljanja koraka interpolacije na 0.04 vratite osovinu u pocetni polozaj i uiivajte klikom na dugme Jump to Start. Zatim, kliknite na dugme Play Forward u polaganoj i glatkoj rotaciji osovine. Sada smo spremni cia poveZemo simulaciju sa parametrom vreme, kao sto je navedeno u definiciji problema.
ulazna osovina
izlazna osovina
394
395
5 - Kreiranje zakona kretanja i simuladja zadate kinematike Dosadasnja animacija pokreta nije uzimala U obzir parametar vreme, kao ni ugaonu brzinu koja je data u definidji problema. U nastavku eemo u problem ubaciti i malo vremenski zavisne fizike. Cilj nam je da definisemo konstantnu ugaonu brzinu ulazne osovine od 360 deg/s.
o IncrementEl "Filter On
Mech;.:.::;n:::ism=.l'--_________
filier Name:j Filter Type : i-IA-Jl'-~---------:::J-,~.
Kliknite na ikonu Simulation with Laws E@ u paleti alata Simulation. Na ekranu ee se otvoriti dijalog prikazan na slici dole, sa upozorenjem da je potrebno definisati barem jednu relaciju koja povezuje komandu i parametar vreme.
Edit name or value of the current parameter
j Mechanism. 1\KINTlITIe To sImulate it ''>\'im ia't"ts, add
at least a relation bevNeen a command and the time parameter
::::I With ISingle Value
NeV\i Parameter of!yRE JJ Real
Kliknite na ikonu Formula f(>i) u dijalogu Knowledge, arne se otvara dijalog prikazan na slid dole.
Selektujte stavku Mechanism.l\Commands\Command.l\Angle i 'kliknite na dugme Add Formula . AodFormula;. Na taj naan eete pIed u dijalog Formula Editor.
D InCTemen~1
E!J
IMemanlsm.l\Commands\Command, 1\Angle Dictionary
Members of Parameters
Members of All
~~~~I1I1I1~A~':i~·miiiilllliii~~~~_."ts~h~aft~_~o~rie~n~~~tio~n1.~~a~rffi~·o~d~y~~cf~~~W~".~l~§2rn~A~" Desian Table ~i Renamed parameters -:~: sharr_orientation\partBody\Sketch. l\Abs =_, Operators
'§J'
Point Construd.ors Law Une ConstrudDrs arde Constructors Strino
CstAttr f>1ode Angle String _ Time ,~J Lenath
~n shaft onentation\partBody\Sketch,l\par, -:"' shafCofientation\fartBody\SY.etch.lipar, ~ shaf(onentation'PartBody\Sketch.llpar, shaft_onentation'partBody\Sketch.l Vm~ y.
Boolean
.-h .. ~ ........I.....'bnn... IO:::.r+Q .....I"\c;:L-"'+rn 11. ....... ,- ~:-'
(~~~~"
.?'
.. - ,
Edit name or value of the currem paramerer
l~~n:r~~~:l With
Iz srednje kolone .
Kliknite misem na granu Mechamsm.l, DOF=O u stablu specifikacije. Na taj nai'in ee u dijalogu Formulas biti prikazani sarno ani parametri koji imaju veze sa mehanizmom. Time je duga !ista svedena sarno na dva parametra, kao sto mozete videti na slid.
396
6-AfPlications
"
rechanisms
1 Jr«;;f r lechanism.l, DOF=O rimulation 1 _~~ Simulation. 1 y
(Members of Parameters) izaberite stavku Time.
~~~~ • • •~'A~" Ii:! ::::::.:
Members of Parameters
'?8! Boolean "-" CstAttr Mode
La'N Line Constructors Cirde Constructors
r~embers
ofTime
~.! Mechanism.llJGNTime
All
Renamed paramerers
Angle -
StrinQ
~eplay LIl-_ReplaY,l
391
Desna strana jednakosti mora biti takva da Citava formula dobije sleded oblik Mechanism. 1\Commands\Command.l \Angle = (360degjls) "Mechanism. 1\KINTime
Units are not homogeneous (ms into m).
Il.rtJe advise you to predse units for constants.t otherwise the International System Units will be the default. (Ex: 10->lDmm or f"yReaIParameter->MyReaIParameter~1mm)
Ispravno popunjen dijalog Formula Editor izgleda ovako
OK
1
0
Incre01entaJ
~
Mi smo postedeni takve poruke, posto je formula uneta korektno. Novi zakon ce biti ubacen i u stablo, u grani pod nazivom Law.
!f<.1echanism, 1\,Commands\Command-.l \Angle : (36odeg)i",echanism.lllcii:rn;:;Rl;) Dictionary
-----~
f"'lembers of Time
Members of Parameters
J@,$'iiI!.'Ulllllli.". ~---.-... ~~ ~1:iiil$j'jlffl~ ..*~!ffl'Mia(~i~
fOe9gn Table [Operators iPoint Constructors
IL
Constructors CIrcle Constructors
IStnno
-".; IRenamed parame-rers ; Boolean ICstAttr_Mode IAngle IStrino
I
,.,1
="
~flHiii·H'~·' . . . . . :!". "!: ilenQth
I
fYleChanisms
f
L "<'&-1'
1
,I'
. - - - - . - - - - - . - - - - r:::--'-'-""'-'""-r"" i r~1echanism. 1\K1Jffime
' DOF =0 Mech anlsm.!.,
--Joints
~ ~ Cylindrical.3 (shaft.J,shaft_orientatlon, 1)
.~ Cylindrlcai.4 (shaft,2,shaft_orientation.l)
Lf.tJ U Jolnt.3 (shaft.2,shaft.!)
rrs
CommandS
L ~.
Kada ldiknete ria' OK formula ce biti upisana u dijalog Formulas, kao sto je prikazano na siedecoj slid.
Command.! (Cylindricai.3,Angle)
r i X Part (shaft_orientation.! )
t
fioSl Formula.l: lYjechanism.! \Command5\Command.l \Angle=(360deg)*Mechanlsm.! \KINTime!(ls)
:.peeds-Acceler ations
Podsecamo vas da je nasa namera da generisemo dijagram ugaone brzine i ugaonog ubrzanja izlazne osovine, Cije kretanje nastaje kao posledica konstantne ugaone brzine ulazne osovine. To zahteva kreiranje senzora brzine i ubrzanja. Klilmite na ikonu Speed and Acceleration
:tj
u DMU Kinematics paleti alata.
Edit name or value of the anent parameter
New Parameter oftrpe Delete Parameter
~"
g
I:'
IMechamsm.lI,Commands\Command.l \.4ngie
::J With !Single Value
·1
~
Na taj naCin se otvara dijalog prikazan na slici dole. , Add Formula'
'I
Delete ForfrlUla
1 !'-lame:
Reference product: Point selection: c-C"'C-:-------,-~---·
Gomja formula mnozi zadatu ugaonu brzinu od 360deg/s sa vremenom (u sekundama), Cime se dobija ugao u stepenima.
<~ Main axis
Ukoliko formula ima razliCite jedinice na levoj i desnoj strani, program ce izbaciti poruku upozorenja, poput one na narednoj slid. 398
399
Za polje Reference product u stablu selektujte den shafCorientation, a za Point selection selektujte teme na izlaznoj osovini, kao sto je prikazano na narednoj slid. (Odgovara bilo koja tacka na povrsini osovine).
i
}lnstantaneous Values
'Selection
History
I Unit
Sensor r-1echanrsm, 1I,Joints\Cyiindricai, 3'\J..engtil
~"-~,,~~"".
Name:
Reference product:
r.--.-:---,.....,-::--.,..-----.-
Point selection:
~ ftl\ain axis
Inch
No
Memanism.l\,Joints\Cyiindrical.3\lenqmAnqle
Degree
Ne.
Mechanism.l\Joints\Cylindrical,41iJ.,ength
lnch
No No No
-
Mechanism. 1 \Joints \Cylindrica!, 4\LenothAnale
DEgree
'Speed-Acceleration,l\"CVertex'
Inch
-
-
I ~Speed-AcceleratJOn,l\Y_Vertex~ J •
Speed-Acceleration, l\Z_Vertex·
l:i~~I;~;i;~m~' ~~.;~:;;~m:~:
-,)
rndl
No
lnch
No No
Za polje Point selection selektujte ovu tacku ;~
Automatic 0 Interferences: Graphics '"
Kliknite na ikonu Simulation with Laws J~. u paleti alata Simulation kako biste otvorili dijalog Kinematics Simulation, slika dole.
---
Kliknite misem na sledece stavke
OCigledno je da je pred1!ideno vreme trajanja simuladje 10 sekundi. Tu vrednost mozete izmeniti ako kliknete na dugme a zatim u novootvorenom dijalogu izmenite vreme trajanja na Is.
j dp'tlons":§
"
il
r~echanism : !r>1echanism.l
~rtORr~~ir~1'T~~~
r'J~~~~~~~~~li!!l_ .~L____ .'\naIYSis:.]
Speed-Acceleration. 1\Angular Speed Speed-Acceleration. 1\Angular Acceleration Njihovim izborom odgovarajuce polje u zadnjoj koloni dijaloga Sensors dobija vrednost Yes, kao sto je prikazano na slid dole. Sensors
o Activate sensors
Selection
I Instantaneous Values
I History
I Sensor
1Unit
I 'Speed-Acceleration, 1\Unear Acceleration' ;, 'Speed-Acceleratioo,l\X_Angular Speed' 'Speed-Acceleration, 1\ Y_Angular Speed' 'I 'Speed-Acceleration. 1\Z_Angular Speed'
'Speed-AcceJer ation, 1iAngul.:=r Speed'·
' I
I 'Speed-Acceleration, 1\X _Angular Acceleration' Speed-Acceietatiorl. 1\Y _Angular Acceler.at~on' 'Speed-Acceleration. l\Z_Angular Acceleration' 'Speed-Acceier atlon, 1\Angular Acce!er atlon' 'Speed-Acceleration, 1\~CIRC'
Granicna vrednost liZ klizac time postaje Is. Overite polje Activate Sensors u donjem r~echanism : Ir~echanism .1 levom uglu dijaloga. :startoJ..
1
I
' , -___ J
lo.oo0tIW";";:iJ
r"~
~1=~I~TITr~'-T~C~1 ".,.,
U nastavku moramo obaviti odredene selekdje u dijalogu Sensors, kako bismo odredili ii~~_~e~~f_s~~~:I~ ____ .. kinematiCke parametre aje ce vrednosti biti o Activate sensors izracunate i uskladistene.
... ___ 1_.0_'-: __
-_-0----
... "
-----"~-
No No No No Yes
..oo!;---+"""'--
No No No Yes .....;-~-++--No
n ... ..-'
------...""_ ..- --- ---- ----Select All
Deselect Ai:
_iL---..An;;jysi~~l
I:)
C)
I
On
() Stop
Close
Ie·
400
l Observed
Inch per square 5, . . Turn per minute Turn per minute Turn per minute Turn per minute Radian per square", Radian per square, " Radian per square". Radian per square,.. Inch
401
1.
Sada mozete da prevucete klizac u dijalogu Kinematics Simulation. Sa njegovim pomeranjem poCinje i rotacija osovina. . Outputs
Vertikalna osa je prilagodena prikazu ugaonog ubrzanja:
Kada klizac do de u krajnji desni polozaj, kliknite na dugme Graphic Grsph;cs;;;·i options j u dijalogu SensoIS. Tako eete dobiti dijagram ugaone brzine i ugaonog ubrzanja na istoj osi (pri cemu ee jedinice na vertikalnoj osi odgovarati izlazu koji je oznacen u desnom delu prozora). Kliknite na svaku pojedinamu izlaznu vrednost kako biste na vertikalnoj osi uoCiIi jedinice koje odgovaraju izabranom izlazu. Naredne slike prikazuju dijagrame za svaki pojedinami izlaz. Vertikalna Q"sa je prilagodena prikazu ugaone brzine:
Primetieete da je ugaono ubrzanje uvek pozitivno (ubrzanje se racuna kao kvadratni koren zbira kvadrata tri medusobno normalne komponente). " '"
Vidi se da brzina izlazne osovine varira u opsegu od 52 do 69 rpm, pri brzini ulazne osovine od 60 rpm, sto u potpunosti odgovara teoretskim razmatranjima.
Da bismo prikazali veliCinu i znak ugaonog ubrzanja, moramo kreirati novi osni sistem na delu shaft_orientation, pri cemu ee jedna od glavnih osa biti usmerena dui ose izlazne osovine. Taj osni sistem moramo upotrebiti pri kreiranju senzora, Izborom odgovaraju6h komponenti ugaone brzine i ugaonog ubrzanja mozemo dobiti dijagram ubrzanja u kome ee biti prikazane i pozitivne i negativne vrednosti. Neeemo detaljnije objasnjavati sve korake za dobijanje takvog dijagrama, vee eemo sarno prikazati dijagram (vertikalna osa je prilagodena prikazu ubrzanja) sa dobijenim rezultatima.
Time je ova vezba zavrsena. 402
403
Poglavlje
ehaniza-m
ege
Uvod
2 - Kratak pregled veibe
U ovoj vcibi cemo kreirati model stege koja se sastoji iz fiksnog okvira i pokretnog del a sa navojem.
Vciba je sastavljena iz sledeCih koraka: 1.
Modelovanje.dva CATIA dela.
2. Sastavljanje sklopa (Product u CATlA terminologiji) koji sadIii te delove.
1 - Definidja problema Cilj vcibe je da Citaoca upoznamo sa spojem tipa zavrtnja (eng!. screw joint). Taj spoj cemo modelovati kao dec mehanizma stege (eng!. C-clamp mechanism), kao sto je prikazano na slici dole. Delovi su veoma jednostavni, tako da ih mozete lako modelovati, zbog eega nismo dali ni njihove dimenzije. Cilj vcibe je takav da nema potrebe za modelovanjem navoja.
3.
Definisanje sklopovskih ogranieenja koja daju punu otvorenu poziciju spone.
4.
Otvaranje oklliZenja Digital Mockup i meno kreiranje spoja zavrtnja.
5. Simulacija relativnog kretanja zavrtnja bez razmatranja parametra vreme.
Da bi se mogao definisati spoj tipa zavrtnja, mora postojati po jedna linija na oba dela dill kojih ima translatornog kretanja. Pored toga, potrebno je definisati i korak u . ineima. Korak (eng!. pitch) je rastojanje koje vrh zavrtnja prede za jedan okret. Spojem zavrtnja mozemo upravljati duzinom (length driven) ili uglom (angle driven). Krajnji cilj vcibe je simulacija kretanja spone za nekoliko okreta mCice.
Deo sa navojem
406
401
:5 ~ Kreiranje sklopa u modulu Mechanical Design Solutions Kreirajte u programu CATlA modele del ova pod nazivom frame i screw prema slici dole. Dimenzije del ova nisu kritiene. Gornji disk na zavrtnju na pravoj stezi je obieno zaseban dec povezan preko kugle i uti mice. Mi smo u ovoj vezbi zainteresovani sarno za spoj zavrtnja, tako da cemo taj disk modelovati kao dec zavrtnja. RuCicu smo dodali kako bismo bolje prikazali rotaciju i vertikalno kretanje zavrtnja. frame
U dijalogu Properties otvorite ~ Plopertles stranicu Product i u polje Parti! Cunent,eled,on,:.. . Number unesite C-damp. Produtt I Graphlt I Methanltal I Drafting I
J]~~ II
,I
.Ii
-1
1 '1
~o ce biti n?~ ~aziv sklop~ koji II
1
cemo konst!t! tokom cHave Ii vcibe. Specifikaciono stablo u Ii gornjem levom uglu vasegliprOdutt--- ...--- .....----------- ...----.--ekrana ce dobiti slede60b!ik: I! ,"arlr·Jumber ie-damp
~--
~_..-.w.1iI Applications
Ii
Definition
IiIi
Nomenclature
I
II
II
.~
!II
I!I 1'1
I!
I
Ii Ii
'I
Delove cemo dodati sklopu, II tako sto cemo selektovati!t Dehne othe, prope,tle, ..
II I' I
j
Insert>Existing Component)! III ili kliknuti na odgovaraJ'ucu ikonu Iii ____________________---1 iii.l iii,',
l
U dijalogu Hie Selection Ii odaberite delove frame i I~ screw. Podsecamo vas da' .. Po zavrsetku modelovanja delova mozete preCi na kreiranje sklopa (CATlA Product). - to mozete uraditi na vise naCina, u Predite u okruZenje Assembly Design zavisnosti od CATIA konfiguracije na vasem racunaru. lz standardne Windows palete, na primer, mozete izabrati File>NewD. U dijalogu prikazanom na desnoj strani selektujte opciju Product. Na taj naCin cete preCi u okruZenje Assembly Design i kreirati sklop pod nazivom Product.I.
rue .. ]
.. l,:,
Ii
~~l ,;j h;,.ly • ~ . - - -.-.--....-.-.-.-.- - - - - -
CATIA dozvoljava visestruki izbor liZ pomoc tastera Ctrl. Ubaceni delovi ce se pojaviti i u stablu.
~~ r~ screw (screw, 1) t~frame{frame,1) Applications
File name:
FlIes of type:
r
Ponudeni naziv mozete promeniti, tako sto cete kliknuti desnim tasterom misa na granu Product.l u stablu i iz menija izabrati opciju Properties.
408
Show Preview
U zavisnosti od naCina kreiranja delova, moze se desiti da se oni nakon ubacivanja u sklop preklapaju na ekranu, sto moze otezati selekciju tokom definisanja ogranieenja.
..~
Sdekdju rnozete olaksati ukoliko pornocu kornande Manipulation ..!%>tii iz palete alata Move napravite pogodniji raspored delova.
Pokretni dec stege zelirno da postavirno u poziciju koja odgovara potpuno otvorenoj stezi. To cerna postiCi sa dva ogranii'enja: pornocu podudarnosti (coincident constraint) izrnedu ose pokretnog dda (screw) i ose dOl1jeg otvora na okviru i kontaktnog ogranii'enja kojirn cerna odtediti poziciju duz podudarne ose. Podudarnost cemo definisati klikorn na ikonu Coincidence tIJ u paleti alata Constraint i selekcijorn osa na delovima frame i screw, kao sto je prikazano na slid. Selektujte ovu osu
ern Constraints
;-:;;
~, M
,
.
[~FiX.l (frame. I)
tffiP Coincidence. 2 (5crew. 1, frame. 1)
.--------
~<
l "'---
'j~
Definisanje sklopovskih ogranii'enja je nai; sledeCi zadatak. Pocecerno sa fiksiranjern okvira stege. Taj deo ce posluZiti kao inercijalna referenca. Kliknite na ikonu Fix Component deo frame (sa ekrana ili u stablu).
r
~. u paleti alata Constraints, a zatirn sdektujte
-r,' J.
EfIT Constraints ~-
@J.~ Fix .1 (frame. 1)
[.~ Coincidence.2 (screw. l,frame. 1)
'FIT ' L Constraints
~(;
~"l~i
Kliknite na dugme Update @ kako biste proverili novodefinisano ogranii'enje.
Fix.1 (frame.i)
Sada kliknite na ikonu Contact IJJt u paleti alata Constraints i selektujte povrsine na delovima frame i screw, kao sto je prikazano na slid desno.
" r
\.,~/
o
i/--r-=::::::::::::-...,.;/ ,('-"~
'~
~,""'~ povrsinu na 'I~
E2.:: Constraints
&i;, H<.1 (frame.!)
~
,{!! Coincidence.2 (screw.I,frame.l)
[email protected](frame.I.,screw.!)
c=0,
~;,)
Selektujte ovu povrsinu na deiu frame
411
Selektujte ovu delu screw
Kliknite na dugme Update J~ kako biste proverili novo ogranicenje. Prethodna ogranicenja su definisana sarno da bismo postavili delove u odgovarajuCi polozaj za meno kreiranje spoja Screw Joint u okruZenju Digital Mockup. Spoj zavrtnja se ne moze dobiti automatskom konverzijom sklopovskih ogranicenja, vee' zahteva da delovi koji u njemu ucestvuju vee' budu postavljeni u pogodnu pocetnu pozidju.
4 - Kreiranje spojeva
11
okruienju Digital Mockup
Digital Mockup je veoma slozeno oktuZenje, ali mi e'emo se pozabaviti sarno jednim modulom u okvim njega - DMU Kinematics. Ovaj modul se moze aktivirati preko standardne Windows palete, kao sto je pokazano na slid dole. Start>Digital Mockup>DMU Kinematics.
.
Iools
Analyze
~indow
t!.e!~
'
!~~0
[1echanical Design ~nape
~na!ysis & Simulation
AEb;Plant
Eguipment & Systems Digital Process for ~1anufactur;ng
ELGOil0:11ics Design .& ;"naiysj,S
1 accelerati .. Product
;1 assembIL1.CA1Product
.:l. sliding_bl .. Product
:1 tesongJaws .. Product ~ Transient_, ,Analysis
Kao sto smo vee' napomenuli, spoj zavrtnja e'emo kreirati rueno. Potrebno je da kliknemo na ikonu Screw Joint . ~ u paleti alata Kinematics Joint. Na taj nacin se otvara dijalog prikazan na slid dole, u kome mozemo definisati karakteristike spoja.
Line " ,.._ _ _ _ _c~urrentselectiQ~~e
o Angle driven
2.~rl- - - - - -
o Length driven
Pitch:
..:; Cancel j
._---_._-----_._--
Kliknite na dugme New Mechanism i~~0':!~c:h~rti~I11J u ovom dijalogu, i'ime se otvara mogucnost za dodelu naziva mehanizmu. Zadrzite ponudeni naziv Mechanism.l i zatvorite dijalog.
Joint name: iScre-;~ ~. . ~"--
Podsecamo vas da korak navoja predstavlja broj inci za jedan okret. Koliko je pism ovog prirucnika, medutim, poznato, CATIA ce pretpostaviti da je jedinica za korak navoja min/obrt, bez obzira na vas izbor jedinica za dliZinu iIi jedinica za parametar Angular feed rate. Mi cemo odabrati korak od lOOmm/obrtu (sto odgovara vrednosti 0.3937 injobrtu).
-~...-~---~~;.~-:-'=J::::.::=====:::::!
CUfre:,t -se!ection~ Lin~
1:1
DAngle d,iver. Pitch: 1
Line
D Length dr!\'en Current seiectiorJ: Line l:fscrew.lisolidT-· Line ~.r;:----·:-:=~-"~
D Angle driven
D Length driven
Pitch:
Za polja Line 1 i Line 2 selektujte linije prikazane na slici dole, a zatim odredite i razumnu vrednost koraka navoja (Pitch) na osnovu dimenzija postoje6h delova. ~ Za polje line 2
selektujte ovu osu
Bez obzira 5tO sma okvir stege uevrstili jos na nivou prisuma u novokreiranom spoju.
i
L
UVek
rf!! Coincidence A (screw.l,frame.!)
~AFplications ~1echanisms I
Iii-"r
Mechanism.!., DOF=!
=--Joints .1 .. v""'l
!
tiI!-,;:;t. Screw.! (screw. Urame.!)
Commands
E
Laws
Za polje Line 1 selektujte ovu osu
Speeds-Accelerations
Kliknite na ikonu Fixed Part nazivom frame . •
~. u paleti alata DMU Kinematics i selektujte dec pod
"i·~echanisms 1% Iii- f r'lechanism.!, DOF=! =--Joints
I .~':;f5i
Screw.! (screw.l,frame. i)
~commands
~Fix Part ( Frame.!)
I Lffi1(0
Fix.! (Frame.!)
tla'". s Speeds-Accelerations
414
415
U ovom trenutku mehanizam ima jedan stepen slobode, tako da ga mozemo simulirati nakon definisanja odgovarajuce komande. To cemo uraditi tako sto cemo spoj zavrtnja proglasiti tip om Angle driven (upravljan uglom). Klikite dva puta misem na granu Screw. 1 Joint u stablu i overite polje Angle Driven. Pored toga, izmenite granime vrednosti kako biste dobili razuman broj obIta, u skladu sa dimenzijama vasih del ova i velicinom koraka navoja. Mi cemo definisati 6 obIta (2160 stepeni) pokretnog dela stege.
Line
o Check joint limits
Prevlacenjem klizaca sa leve u desnu stranu poCinje i IOtacija pokretnog dela stege, mada se moze desiti da se on okrece u pogresnom smem, kao sto je prikazano na slici dole.
Joint geometry; Line
d ..--------~~
D Length driven Prevucite klizac sa leve u desnu stranu ]olntUmlb.;
, I
)
o 1st IO'Ne.r limit:
o Keep p0sltior; on exit
Po zatvaranju gomjeg dijaloga dobicete pomku da se mehanizam sada moZe simulirati. Simulaciju stege cemo pokrenuti klikom na ikonu Simulation
Moze se desiti cia se pokretni cleo krece u pogresnom smeru
The mem6rrism can be simuLsted
u paleti alata DMU Kinematics. OK
Time se otvara mogucnost izbora mehanizma koji zelimo da simuliramo, ukoliko ih ima vise. U nasem primeru je dovoljno da izaberete Mechanism.l i da zatvorite prozor.
U tom slucaju kliknite dva puta misem na granu Screw. 1 Joint u stablu i kliknite na strelieu na pokretnom delu, kako biste izmenili pozitivnu orijentaciju spoja. Pored toga, unesite vrednost 0 za donju granicnu vrednost, ukoliko je prikazana neka dmga.
Odmah nakon zatvaranja prozora u stablu ce se pojaviti nova grana pod nazivom Simulation. Jointjjame:~-----'-
vii-Applications rlechanisms
IJ,-y Mechanism. i., DOF=O
JO'fltLimits
o lsriowerhmit:
·r':;imuiation
~ .... rl~~"'" --S~ :>Imulallon.l 1-.
Klikam na avu strelicu menja se pozitivan smer spaja. Pozitivna vrednos! karaka navoja je
-
]Odeg
\
Nakan izmene smera spoja moze dati i do promene donje granicne vrednosti (moze
primiti vrednas! Unset - nepadesena). U tam
konzistentna sa desnim zavrtnjem
slucaju podesite ovu vrednost na 0 stepeni.
(levi zavrtanj zahteva negativnu vrednast)
~-----------~~-------------------------417
416 ---c-'-'~----------~------------
. -.. - - - . - .
Ako nakon toga ponovo pokrenemo simulaciju i pomerimo klizac u desnu stranu, pokretni dec ce poceti rotaciju, ali ce napredovati u ispravnom smeru. Prevucite kiizac sa leve u desnu stranu
~
I G~
~ Kada klizac u
1 Pokretni dec ce poceti napredovanje u ispravnom smeru
Ul}dl~Jg:l ..Ki~·nj~!:ematics
Simulation do de u krajnji desni polozaj, kliknite E.d~t Sim.tJ:18t~o;~: s.1.11;:::, gCiC EaC:n C2Le 1.i aktivirati komandnu dugmad video plejera, fj i·
Vratite pokretni dec na pocetnu poziciju, tako sto cete kliknuti na dugme Jump to Start. Time se ponovo aktivira i dugme Change Loop Mode Q.. Ako kliknete na dugme Play Forward granice okvira.
pakretni dec ce napraviti jedan brzi skok do
Taj pokret mozete usporiti postavljanjem druge vrednosti za korak interpolacije (interpolation step), poput 0.04.
418
Nakon promenekoraka interpolacije na 0.04 vratite pokretni dec na pocetnu poziciju, tako st~ c~te kli1..'TIuti na te Start ~ . Klikilii.e panovo na dugme pokretnog dela stege. Time smo zavrsili ovu vdbu.
Fonvard ;--~ i uiivajre U !-'V'''f,'''''V"H i glatlzom
NAPOMENE:
Poglavlje
ehanizam sa Karial evim ubrzanjem
420 -~--------~.~---------.
Uvod
2 - Kratak pregied veibe
U ovoj vezbi cemo kreirati mehanizam sa dva stepena slobode u kome deluje Koriolijevo ubrzanje. Problem je analogan osobi koja se krece radijalno po rotirajucoj vrtesci. Dva stepena siobode (jedan se moze posmatrati kao rotacija vrteske, a drugi kao radijalno kretanje) su vezani za parametar vreme, sto omoguc'ava simulaciju mehanizma. Radi jednostavnosti, umesto osobe na vrtesci mi cemo modelovati klizeo prsten koji se nalazi na ruCici koja rotira.
VeZba se sastoji iz sledeoh koraka: 1.
Modelovanje tri CATIA dela.
2. Kreiranje sklopa (Product u CATIA terminologiji) koji je sastavljen od tih del ova i aefinisanje ogranicenja koja su konzistentna sa buduom revolucionim i prizmaticnim spojem. 3. Prelazak u okruzenje Digital Mockup i konverzija sklopovskih ogranicenja u revolucioni i prizmaticni spoj.
1 - Definidja problema Prsten klizi dm ruCice koja rotira oko jednog kraja. Lineama brzina prstena duz sipke iznosi 6 in/s, dok ugaona brzina rucice iznosi 360 deg/s (iIi 60 rpm). Prsten se nalazi pod dejstvom Koriolijevog ubrzanja tokom svog kretanja. Dimenzije delova nisu kritirne zato sto je krajnji cili mehanizma obirna simulacija. Namera nam je da kreiramo dijagrame X i Y komponente ubrzanja tacke na prstenu u toku pIVe sekunde kretanja. Dva stepena slobode u mehanizmu poticu od radijalne pozicije prstena dm ruCice i ugaone pozicije same ruCice. Mehanizam poseduje dva spoja: revolucioni koji je odgovoran za rotaciju rucice i prizmatirni koji je odgovoran za translatomo kretanje prstena am rucice. Ako definisemo upravljanje revolucionim spojem pomoc'u ugla, a prizmaticnim pomoc'u dliZine, broj stepena slobode cemo svesti na nulu. Nakon toga se mehanizam moze simulirati, ali ce se u dijalogu Kinematics Simulation pojaviti dva klizaca. Svaka komanda (upravljanje uglom i upravljanje dliZinom) moze uticati na kretanje pojedinacno, ali ne i istovremeno. Uvodenjem parametra vreme cemo ipak povezati dva kretanja. RuCica rotira Prsten klizi
422
4. Simulacija relativnog kretanja sklopa.bez razmatranja parametra vreme (drugim reCima, bez implementacije vremenski zavisne lineame brzine date u definiciji problema) i sa odvojenim kontrolama (klizaCi) za dva spoja. 5. Definisanje formule radi implementacije vremenski zavisne kinematike. 6. Istovremena simulacija zadate konstantne ugaone brzine revolucionog i konstantne lineame brzine prizmaticnog spoja. ' 7.
Generisanje dijagrama Xi Y komponente ubrzania i brzine odabrane tai'ke u
3 - Kreiranje sklopa u moduiu Mechanical Design Solutions Kreirajte modele tri dela pod nazivom base, arm i collar, kao sto je prikazano na slici. Jedina dimenzija koju dajemo jeste dillina ruCice, koja iznosi 8 inca. Podrazumeva se da ste oviadali paketom CATIA u takvoj meri da mozete brzo modelovati ave delove.
U nastavku cemo u sklop dodati tri ranije kreirana dela. Iz standardne Windows palete izaberite Insert>Existing Component, a zatim u dijalogu File Selection izaberite delove arm, base i collar. Podsecamo vas da CATIA dozvoljava visestruku selekciju pomocu tastera Ctrl. Ubacivanje del ova u sklop izaziva promene i na stablu specifikacije.
collar
~~ !I§if#i§lJf'
IltiAiI:ililii
File Selection
~ ~!fIt,wITf§wew l--:-~-============:;---=-=--=---=""'l '~COllar (coliar.l)
t~base (base.1) ~Applications
base
Desktop
Kada zavrsite sa izradom del ova mozete pristupiti njihavom povezivanju u akviru sklopa. Predite u okruzenje Assembly Design - to mozete postia na vise naCina, u zavisnosti ad CATIA konfiguracije na vasem racunaru. 1z standardne Windo1,vs palete, na primer, mozete izabrati File>New . U dijalogu prikazanom na desnoj strani izaberite opciju Product. Na taj naCin cete prea u okruzenje Assembly Design i kreirati novi sklop, pod nazivom Product. 1. ~i.-_-':==~=::::~ Ako zelite da promenite nazivlr-::-c--:--=============::::::::=~j sklopa, kliknite desnim tasterom Cu",nt "Ie,"on ,j product I Graphic ! Me(hanica: I Or.:Jfting I miSa na granu Pronuct.l u stablu i iz menija izaberite opciju Properties. ."
'I
U dijalogu Properties otvorite stranicu Product i u polje Part Number unesite Corioiis_Acceleratian. To ce bid novi naziv sklopa koji cemo koristiti do kraja ve.zbe. Nakon izmena, stablo u gornjem levom uglu vaseg ekrana ce dobiti oblik kao na slici dole.
File name: 1Ali Flie:s:
Na ekranu ce se pojaviti tri izabrana dela. Njihov relativni polozaj zavisi od naCina njihovog kreiranja. Oni ce se verovatno preklapati, kao sto je to slucaj na slici desno. Pomocu komande Manipulation ~ mozete razdvojiti delove, Cime cete olaksati definisanje ogranicenja u nastavku.
~~======§
D,',neath,,",,p""'" .)
~
I~
OK
t
~ Apply
C~J
Open d:S- read-only
i ~ Clo~~~ 425
Poziciju i orijentaciju osnove (base) rnozemo fiksirati tako Sio cemo kliknuti na ikonu Anchor ~ u paleti alata Constraints i selektovati dec base (na ekranu ili u stablu).
I L~
1#
ci.:d
~Elr Constraints Fix.l (base. i)
Prsten cemo postaviti na ruCicu tako sto cerno ukloniti sve relativne stepene slob ode izmedu ta dva dela, osim translatomog kretanja dill ruCice. To mozemo postic'i sa dva ogranicenja koja su opisana u nastavku. Na pocetku kliknite na ikonu Coincidence u paleti alata Constraints i selektujte ose delova prerna slici dole.
~;-ETI Constraints
~)
i4',"" "'I" 1 (base ."; ~\ LW,}Q·,.·. L~ Coincidence.2 (base.l,arm.l)
L@ Surface contact.3 (base.l,arm.l)
U nastavku cerno na osnovu postaVlU ruorn (arm). To cemo postic'i pomoc'u dva ogranicenja: podudamosti i povrsinskog kontakta, Cime ce biti uklonjeni svi stepeni slobode (dof) osim rotacije, koja nam je potrebna.
.1#
Kliknite na ikonu Conicidence delovima, u skladu sa slikom dole.
tfPJ ComcldenceA (collar.l,arm.l)
Selektujte ovu osu ruCice
u paleti alata Constraints i selektujte ose na
Selektujte ovu osu prstena
Potrebno je jos da spreCimo rotaciju prstena tokorn translatomog kretanja duz rucke. Kliknite na ikonu Angle Constraint ~ u paleti alata Constraints i selektujte dye ravni prikazane na slid dole. Moguce su i druge kombinacije ravni koje bi dale isti rezultat.
Selektujte ovu osu ruCice
Selektujte ovu ravan dela arm
/
Fix,1 (b2s2.1)
!
Coincidence.L (base.l,'2iTfl,i)
! ¥~?::; r · · . . - -" .. l' ~. &::..i- >....Omcloence.L \.lJaSE' . .l.,3rm. )
~
@ Surface contact.3 (base.l,arm.l)
p
Coincidence.4 (coliar.l,arm.l)
~ Angle.S (coilar.l,arm.l)
Selektujte ovu osu osnove
Selektujte ovu ravan dela collar
Zatim, kliknite na ikonu Contact@ i selektujte povrsine prikazane na slici dole. J.
Selektujte gornju povrsinu osnove
~
otrDJ Constraints
r-~ Fix.l (base. i)
t$
o Perpef"ldic'JIarity () Paralielism ' . AngJe
Coincidence.2 (base.l,arm.l)
Name: r:----;--=-.~-~~-~~~-.~~~-.~~------Supporting Eiements
.@ Surface contact.3 (base.l,arm.l)
Selektujte donju povrsinu ruCice
I';)
Kliknite na ikonu Update@ kako biste aktivirali ogranicenja.
426
427
OK
Kliknite na ikonu Update •. ~. kako biste aktivirali upravo definisana ogranicenja.
Aktivirajte nova ogranicenja klikom na ikonu Update sklop slican Gnome na slici dole.
~~.. Na tai nacin cete dobiti '
U zavisnosti od naona kreiranja delova moze dod do njihovog preklapanja nakon azuriranja. To cemo ispraviti premeStanjem prstena pomocu ikone Manipulation. Prikazacemo vam jos jedan nacin za tacno pozicioniranje prstena na rucici, Cime dobijamo preciznu startnu poziciju.
j selektujte prikazane ravni del ova arm i Kliknite na ikonu Offset Constraint collar. Definisite vrednost rastojanja izmedu njih - mi smo postavili vrednost od 0.5 in u odgovarajucem dijalogu. U zavisnosti od veliCine vasih delova mozete izabrati i drugu vrednost za ofset.
,
~
Selektujte ovu ravan dela arm
T~t:Sn Constraints 1
t-~ Fix.! (base.1) it:;; CoinC!cl2nCE.2. (base.l.'arm.1) . @Surfacecontact.3(base.l,arm.l)
~
9
Ogranicenje Offset Constraint morate izbrisati, poSto ce u suprotnom dovesti do kreiranja Rigid (evrstog) spoja U okruzenju Digital Mockup.
-"""""'Ii c:::> t',_,,~.~
"
' f
+---;,
T-OI Constraints ~ Fix.l (base.i)
(jJ; Coincidence.2 (base.i,arm.l)
Coincidence A (collar.l,arm.l)
;;;:) Angle.S (arm.l,collar.l)
@Surface contact.3 (base.l,arm.l)
~ Offuet.6 (arm.l,collar.l)
Selektujie ovu ravan dela collar
[(jJ; Coincidence.4 (collar.l,arm.l)
.0 Angle.S (arm.l,collar.l)
o Measure
i,
~
Name:rio~ffS~e~t.~5--------~-----------------------,-Supporting Elements
li Type ! Component !I Plane Piane
Status Connected
collar (collar .1) arm (arm.l)
II
Connected
iJ
.__..._--_..,=-::;._:;--=-=-=.==== ... --_.__..... orientation) ~ Same
T
~
OffSe~:~O-.5~1--------~~~:.
I") OK
- - - - - _..- - _ _ ..
..
I
Zavrsili smo sa kreiranjem sklopa i vreme je da predemo u okruZenje Digital Mockup.
4 - Kreiranje spojeva
U
okruienju Digital Mockup
OkruZenje Digital Mockup je veoma slozeno, ali mi cemo se ograniCiti sarno na jedan njegov modul· DMU Kinematics. Njega mozete otvoriti iz standardne Windows palete, kao sto je prikazano na slici dole. Start>Digital Mockup>DMU Kinematics.
".
Kliknite na ikonu Assembly Constraints Conversion .fJii! u paleti alata DMU .. Kinematics. Ova komanda omogucuJe automatsko kreiranje najcesce koriscenih spojeva konverzijom postojeCih sklopovskih ogranicenja. Time se otvara dijalog prikazan na slici dole.
!inalysi5
~~
Simulation
AE&;:Piant
Kliknite na dugme New Mechanism _."______.~._ _.; Na taj naCin cete preCi u novi dijalog, u kome mozete dodeliti naziv svom mehanizmu. Podrazumevani naziv je Mechanism. 1. Prihvatite ga tako sto cete kliknuti na OK.
r:;;;; 1 acceierati" Product ._ _
U dijalogu mozete videti natpis Unresolved pairs: 2/2.
_
... ..... ......
1. acce!erati., Product ~
assembly _1,(,iI,TProduct
J slidin9_bl .. Product
:1 restingjaws .. Product 1: Transient_, .Ana!ysis
Kliknite na dugme Auto Create :AiJfriti.e~tejJ. Ukoliko parametar Unresolved pairs nakon toga dobije vrednost 0/2, znaci da se stvari odvijaju u dobrom pravcu.
430
43'1
Stablo specifikacije ce biti izmenjeno u skladu sa upravo kreiranim spojevima. U njemu mozete naCi grane koje odgovaraju revolucionom i prizmatienom spoju, dok je broj preostalih stepena slobode jednak 2.
~ iFEMm4'$mlfliGM
Kliknite dva puta na granu Prismatic.2 u stablu kako biste otvorili dijalog koji odgovara ovom spoju. Overite polje Length Driven, izmenite parametar Lower Limit na 0 i parametar Upper Limit na 6, a zatim zatvorite dijalog. Vrednost 6 smo odabrali zato sto je duzina rucice 8 in.
f-,\~collar (coiiar.!)
'f~~ arm
(arm. 1) 1'-~~ base (base. 1) 't" ElI Constraints
Definisite spoj Prismatic.2 kao ---+----'10- Ler;~::b Ci"j'/en Angle driven Joint limIts
~-Afplicattons
' l I
<=''"Mechanisms 1."<)(. ="" 1'" r~echanism.l, DOF =2 Joints I
lOin
--
t"'~ Revolute.! (arm.I"base.!) Prismatic. 2 (arm. I, coliar. !)
oiI-ii!:iiI
I Commands
Postavite na 0
--FiX Part ( base.! )
L&]GO Fix,! (base. I)
Nova grana pod nazivom Command.2 u stablu odgovara spoju Prismatic.2 kojim se upravlja putem dliZine. ,
Laws 50eeds-Acceleratjon::::
Kliknite dva puta misem na granu Revolute.l u stablu kako biste ot'vorili dijalog koji odgovara tom spoju. Overite polje Angle Driven i zatvorite dijalog.
Po zatvaranju gomjeg dijaloga stepen sloboda ce biti sveden na 0, a na ekranu ce biti prikazana poruka da se mehanizam moze simulirati.
The mechanisrn can be slmuiate:d
Definisite spoj Revolute.l kao ---If-.....:;~
OK,
Angle driven
o'j:j'~
- 't Mechanism, 1, DOF=! j
.r.
, .,-'(I
lii"1'1echanisffls ,"
'iIl:-
r~echanism.l, DOF=O
'i'-Joints !
I
~
"'l--~ Revolute.l (arm,I,base.l) [ %1 Coincidence.5 (arm.l,base.1) @ Surface contact.6 (base.l,arm.l)
Ii:-"t0.
I ., t
Prismatic ,2 (arm, 1., collar .1) Angled (arm.l j collar.l)
%1 Coincidence. Z (arm, 1, wllar.l)
;-Commands
:{~
Command, 1 (Revolute, l,Angle)
.~~ Command.Z (Prismatic.2,Length)
Sada smo spremni za simulaciju mehanizma, pri cemu cemo za kretanje svakog spoja na raspolaganju imati po jedan klizac. Kliknite na ikonu Simulation ~ u paleti alata DMU Generic Animation.·'~
~'1'11echanism5 U stablu ce se pojaviti grana Command. I, koja odgovara Angle driven Revolute.l spoju.
Postavite na 6
"",-Jfinrts_ . . ~ Revolute, 1 (arm.l,base, 1)
m~oct,6
%p Coincidence. 5 (arm, 1,base.1)
·m
(bM', l,'m, 1)
Prismatic.Z (arm.l,collar.l) =""Commands I
I L eM,
Command. 1 (Revolute,l,Angle)
Time se otvara mogumost izbora mehanizma koji zelimo da simuliramo, ukoliko ih ima vise. U nasem primeru jednostavno izaberite Mechanism. 1 i zatvorite prozor.
Odmah nakon zatvaranja prozora u stablu ce se pojaviti grana pod nazivom Simulation.
.; . f.
Sa prevlacenjem donjeg klizaca otpoCinje i translatorno kretanje prstena dill rucice, dok ce gornji klizac pokrenuti rotaciju ruCice oko osnove.
4iirADplications
t
echanisms I, <1'j • F ~ 1\1echanism.l, DOF=O
~imulation
I
..
il:- ~ Simulation. 1
o Kee8 DositiQn 0:-1 edt Prevucite klizac sa leve u desnu stranu
U dijalogu Kinematics Simulation mozete uociti dva klizaca.
o K.e:ep p":>::ition on exit
Prsten klizi niz rucicu
RuCica rotira oko osnove
Q
Keep position on exit
~
"-----'
434
4::15
5 - Definisanje zakona
1rIl'!I:~.!:I,~i!Ol
i simulacija zeljene kinematike
Dosadasnjasimuladja nije dozvoljavala istovremeno kretanje oba spoja. Pored toga, animacija pokreta nije bila vezana za vreme, niti za rotacionu i translatomu brzinu, koje su date u definidji problema. U nastavku cemo u problem ubaciti malo vremenski zavisne fizike. Podsecamo vas da smo u definiciji problema istakli da nam je cilj da definisemo kretanje konstantnom linearnom brzinom od 6 in/s i konstantnom ugaonom brzinom od 360 deg/s. t,.1
Kliknite na ikonu Simulation with Laws=~ u paleti alata Simulation. Na taj nai'in cete otvoriti dijalog prikazan na slici dole, u kome stoji upozorenje da moramo definisati barem jednu relaciju koja povezuje komandu i parametar vreine. Edit name or '/aiue of the CJff::nt parameter
f\1echanism : jr.,,1echanism: 1
.."..
i
To simulate It ""nth lawsr add at least a,relation bebNeen a command and the time parameter
ICQ9§~11 Kliknite na ikonu Formula
n>9
u paleti alata Knowledge, nakon ('ega se otvara dijalog
Selektujte stavku Mechanism.l\Commands\Command.l\A..ngle i ldiknite na dugme Add Formula u dijalog Formu!a Editor.
0,039j:"1 rrue
true: O.063m
With jS!ngle Value
U srednjoj koloni (Members of Parameters) kliknite na stavku Time. Kliknite mlSem na granu Mecharlism.l, DOF=O u stablu. Time ce u dijalogu Formulas biti prikazani sarno oni parametri koji su povezani sa mehanizmom.
Mechanism. 1, DOF=O
Duga lista je time svedena sarno na tri parametra, kao 5to se.moze videti na slid dijaloga na narednoj stranici.
437
, Desna strana jednakosti mora biti takva da atava formula dobije sledeCi oblik
Mechanism. 1\ Commands\ Command.l \Angle = (360deg) *Mechanism.l \KINTimej (15) Ispravno popunjen dijalog Formula Editor izgleda ovako
Kliknite na stavku Time u srednjoj koloni (Members of Parameters).
Kada kliknete na OK, formula ce biti upisana u dijalog Formulas, leao sto je prikazano na slici.
Desna strana jednakQsti mora biti takva da citava formula dobije sledeCi oblik
Mechanism. 1\Commands\Command.2\Length = (Gin) *Mechanism. 1\KINTimej(ls) Ispravno popunjen dijalog Formula Editor izgleda ovako
Uneta formula mnozi zadatu ugaonu brzinu od 3GOdeg/s sa vremenom (sekunde), ame se dobijaugao u stepenima. Selektujte stavku Mechanism.l\Commands\Command.2\Length i kliknite na dugme , cime ponovo prelazite u dijalogFormula Editor. Add Formuia
Kada kliknete na OK, formula ce bili upisana u dijalog Formulas, kao sto je prikazano na slici.
Za to moze posluziti i koordinatni pocetak dela, ali mozete otvoriti i prtsen u modulu Part Design i kreirati referentnu taCku, kao sto je prikazano na slici dole.
o Incrementa! Fiiter On
Kada smo definisali taCku, mozemo postaviti senzore za brzinu i ubrzanje. To cerna uraditi klikom na ikonu Speed and Acceleration .~. u paleti alata DMU Kinematics. Edit name or value of the current parameter
IMedlanism .1\CofTImands ·\Commar..:l.2\t-er.gm Wrth
Na ekranu ce se pojaviti sleded dijalog, u kame cete obaviti prikazane selekcije.
Za polje Point selektujte referentnu tacku na prstenu
Uneta formula mnozi zadatu linearnu brzinu od Ginls sa vremenom (sekunde), Cime se dobija dliZina u incima. Kada bi formula imala razlicite jedinice na levoj i desnoj strani, program bi prikazao sledecu poruku upozorenja.
Units are not homogeneous ems into m), 1Ne advise you to precise units for :::onstar.ts f omer'i-"}ise the International System Units \>\'iIl be the default.
(E.x: 10-> 10mm or MyReali='arameter->jv1iRea!Parometer~lmm)
Za poije Reference product selektujte osnovu
OK
Nakon toga, u stablu ce se pojaviti nova grana pod nazivom Speed and Acceleration. I. Mi smo postedeni takve poruke, posto je nasa formula uneta korektno. Novodefinisani zakon ce se pojaviti i u stablu, u grani pod nazivom Law. "'-Laws
l
l-- fii4 Formula. 1: ~~echanism. 1\Commands\Command. 1\Angle=(360deg)*r 1echanism. 1\KINTime!Os) L lex?) Formula. 2: tvlechanism. 1\Commands\Command. 2\,Length =(6in)*r'lechanism. 1\KINTime!( 15) I
"""'1'
.
t ~~".l
Laws
Formula. 1: r·'lechanism. 1\Commands\Command. 1\Angle=(360deg)*r.1echanism. 1\KINTirne!(ls)
{(x?) Formula.2: r'~echani5m. 1\Cornmands\Command. 2\Length=( 6in)*~1echanisrn. 1\KINTirne!( 15)
{j Speed-Acceleration. 1
Speeds-Accelerations
Posto nameravamo da kreiramo dijagram brzine i ubrzanja prstena, moramo kreirati taCkU na njemu koja c'e to omoguCiti.
440
441
Vreme je da simuliramo zadato kretanje. Kliknite na ikonu Simulation with Laws paleti alata Simulation, orne se otvara dijalog Kinematics Simulation, slika dole. Podrazumevano vreme trajanja simulacije iznosi 10 seh'Undi. Njega cemo izmeniti tako sto cemo kliknuti na dugme novootvorenom dijalogu uneti vrednost od Is.
t@,
u
Kliknite na sledece stavke Speed-Acceleration.l \X_LinearSpeed Speed-Acceleration. 1\y_LinearSpeed Speed-Acceleration.l \X_LinearAcceleration Speed-Acceleration. 1\y_LinearAcce1eration
IIIAPOMENA
Ukoliko osa rotacije revolucionog spoja u vasem skiopu nije orijentisana u pravcu glavne moracete da izaberete druge komponente brzine i ubrzanja koje ce odgovarati smeru te ose.
Z
ose,
Nakon izvTsenih seiekcija, odgovarajuc'a polja u zadnjoj koloni u dija!ogu Sensors dobijaju vrednost Yes.
Graniena vrednost liZ klizac sada iznosi Is. Overite polje Activate sensors u donjem levom uglu.
Sada mozete pomeriti klizac u dijalogu Kinematics Simulation, sto c'e izazvati istovremeno kretanje prstena dliZ mcice i rotaciju mace za jedan krug. Outputs .
r:a.cia prslcn prevali citCt\,~ p-u-;.. ::i:i::niie IEl. dugE~::' ;=:Cb~'::l~?"_:..>. Sensors. Time c'ete dobiti dijagram X i Y komponeme iineame ubrzanja, kao 8to je prikazano na sledece dye stranice. izmeniti izborom zeljene krive u desnom delu ekrana.
je u dijalogu Sensors, kako bismo odabrali kinematiCke parametre aje vrednosti zelimo da izraeunamo i zapamtimo.
Inch Inm
Check Umits
() On
"'" Off
442
No ~·Jo
Inch
No
I>-tc; pe'" seco:-;d
No
Inch p,~'<'" second Inc,'l per second
No
No
mozete
X komponenta ubrzanja:
X komponenta brzine:
I konacno, Y komponenta ubrzanja:
Y komponenta brzine:
Vidi se da u trenucima t=Os i t=O.5s Y komponenta ubrzanja nije jednaka nuli. Posto se rucica obrce konstantnom ugaonom brzinom, ta ne-nulta kamponenta ubrzanja u Y smeru potice ad Koriolijevog ubrzanja. Formula za Koriolijevo ubrzanje u konkretnom primeru, sa datom geometrijom i dimenzijama, glasi ac = 2 mx vrel = 2[2 n:k]
x
[6i] = 75.4j
~ 52
Taj rezultat se slaZe sa rezultatima simulacije. Time smo zavrsili oyu ve.zbu.
444
445
NAPOMENE:
Poglavlje.
Uvod H
446
modul ilde
Uvod u
Human Builder Currentseledion;
U ovom poglavlju cerno dati kratak livod u okruzenje pod nazivom Ergonomic Design & Analysis U okviru programa CATIA VS. Prikazacemo kako se kreiraju anatomski modeli Ijudskog tela, liZ nekoliko osnovnih tehnika za manipulaciju takvirn modelirna.
I
Product
r--------------------, 1 -Mechanical ! Drafting I
Graphic
OkruZenje Ergonomic Design & Analysis je prilicno obimno i slozeno, ali mi cemo se pozabaviti samo modulom pod nazivom Human Builder Njega mozete aktivirati preko standardne Windows palete, prikazane na slici dole. Start> Ergonomic Design&Analysis> Human Builder.
:-~~;,================= part Number i-Product Jhuman
A
:Revision
fi
;Definition 'Source
U
I
I'
'Description
I
~hape
tinalysis ,& SjmuLation
Define other gropertles " ~
I
Jl !
------------------------~I
EQ.uipment &Systems
I
[iurnan f~1easurements Editor
U na.st~v~ ~emo u sklop ubaciti model Jjudskog tela. Kliknite na ikonu Inserts a new mamkin u paleti alata Manikin Tools. ~-~:S:~!lIIII.IlIlIlIlIi
oct
r;; Ihuma~,CATProdud
Pojavice se dijalog prikazan na narednoj slici.
~"i'
Ii
m"~'"V "d ~ Ii)
Za polje Father product selektujte sklop human iz stabla.
1 shaft_orie, ,Part
,!!'fi\~Ji!
:f Unjversai_., Product
~xit
U stablu ce se nakon toga pojaviti sklop sa podrazumevanim nazivom Productl. Kliknite desnim tasterom misa na Productl i selektujte opciju Properties. U dijalogu koji ce se tom prilikom otvoriti (slika na sledecoj stranici) izaberite stranicu Properties i za naziv sklopa unesite human, a zatim kliknite na OK.
r~anikin
I
~Father product: :: lljrnaC'::mmAn,
,t, r~anibn name: Gender:
448
Optional
••Q
Prihvatite ponudene vrednosti u poljima Gender i Percentile. Otvorite stranicu Option i u polju Population odaberite Canadian, iii bilo koju drugu vrednost. Nakon zatvaranja dijaloga New Manikin na ekranu cete dobiti modelljudskog tela.
Optional
Manikin
Gropulauon:
~~~~~~~
~4odel:
Referential:
II ...__-=:::...::::::::::=-J ~0
Set Referentiai to COlTl;Jass Location
--------------~'I
~J F ~l")" f ~1ani~jn (fvlanirJnl) t:!t.. ;' Bod'!
I
'.'
,
"'t" fi" Profiles
e-~ Settings
Applications
Jedan od naCina za podesavanje pozicije lutke jeste putem ikone Posture Editor paleti alata Manikin Posture.
'Ii' '.t .f,
U
Izmenite opciju Predefined Posture iz vrednosti Initial u Sit.
Dovoljno je da kursorom kliknete na zeljeno dugme, Cime se otvara dijalog prikazan na sledecoj stranici, u kome mozete uneti odgovarajuce podatke.
Prevlacenjem oznacenog klizaca mozete podesiti polozaj natkolenice.
450
451
Pomerite klizac kako biste podesili zeljeni polozaj natkolenice.
Kreirajte zensku lULlru sa karakteristikama po vasem izboru. Kliknite dva puta misem na IUth-u na ekranu kako biste okruZenje pod nazivom Human Posture l'u"lalysis
U
To mozete uradin i klikom na ikonu Izadite iz okruZenja
Podes3va~ljc
clJ .
5;tava luu{c zavrsavate '7·o·,,,.~~n
~ii!lilllIil
r
11 i'iJanikln (1'/lanikinl)
~~:~y
-I'
Kliknite na ikonu Human Measurements Editor 1~U U palen alata M,mikin i kliknite na vasu lutku (tLlzoliko je potrebno), kako biste presli u novo okruZenje. Na ekranu ce se pojavin sledeCi prikaz.
rune of sight rSpine ,-Right Arm
Ii
r-LeftArm rRightLeg ~eftleg
r ~t ;;r~e.':Play r.
Coloring
I
L~Vlsion ~ ~~
Anthropqmetry
e-¢n Settings
r-
~ ft Posture
I" jk. Position
r {Jt""
~ Referential
t-
IK Behaviors
J,~ I\tl
Locf"
$- t~
Preferred Angles
+- t.~ r~
ri
--t,,, L§r
Angular Limitations
Loads Offsets
Attaches Constraints
Applications
Eksperimentisanje sa ovom lutkom je zavrseno. U nastavku cemo kreirati novu lutku kako bismo prikazali dodatne mogucnosti programa.
452
Kliknite dva puta misem na onu dimenziju za koju ste zainteresovani, nakon ('ega ce u dijalogu biti prikazane odgovarajuce mere.
Izmenite parametar Construction u Sitting, nakon ('ega ce odgovarajuce dimenzije za sedeo polozaj postati dostupne.
Ubacite neki jednostavan deo u datoteku u kojoj je smestena i lutka. To moze biti obi('an bIok, kao na slici dole.
Kliknite na ikonu Reach (position only) ,;/~ u paleti alata Reac..l}. U prostoru za poruke cete dobiti natpis Place th~ comp2SS "'; :n~;',.get !ocaboCi and select a segment. .. Pomerite kompas i postavite ga na blok. Nakon toga, selektujte desnu ruku lutke. Ona ce se pomeriti u pravcu kompasa.
Sort by
..e; Name 0 Inde;
I
Izadite iz okruzenja lutke i nekog objekta.
cli.
U nastavku cerna ispitati jednostavne interakcije izmedu
454
I
lU
455
Dostupnu oblast mozemo izracunati klikom na ikonu Computes a reach envelope ,~ u paleti alata Manikin Tools.
Isprobajte i parametar Lean.
Program ce zatraZiti da odaberete ruku Ciju oblast dostupnosti trazimo. Nakon ctoga ce proracunati obvojnicu oblasti i prikazati je na ekranu (slika dole).
I
~
Kliknite na ikonu Changes the display of manikin IT1 u paleti alata lVianikin, a zatim overite polje Center of gravity. Program ce prikazati teziste lutke (CG), kao na slici dole.
Kliknite na ikonu Standard Pose ~!lr u paleti alata Manikin Posture. Pojavice se dijalog (slika dole) u kome mozete izmeniti pozu lutke, poput okretanja gomjeg dela tela (twist). Podesite Twists ugao.
Rendenng
D:=egr.,ems 05l!ose;;
51t
1 Squat
1 Swap I T';dst I Lea
S,t
ISqwa:
~::;;~
"'
~v.
o Keen eye d:fecuon ____________ o Kt::ew 80S,;::,,)" ;Sotl;;J i·,al-,':~5;
T'/>',sr
---@
ILea
01
~J
I
I
D:spiay
~D~c_:_,:_:_~_·;e_·,p_, _!,
I Stoop
:x'",,~~~b.:,:;
Zatvorite dijalog Display.
".!I',
456
451
Kliknite na ikonu Adds the description to a manikin Cime se otvara dijalog u kome mo±ete uneti opis lutke.
C.l
u paleti alata Manikin Tools,
Poglavlje
I~
OK
Unesite zeljeni opis i zatvorite dijalog klikom na OK. Time smo zavrsili ovo hatko uputstvo za okruzenje Ergonomic Design&Analysis u prograi11U Cji.'I1i~ ·V5.
Dodatn
veibe
Narednih 15 ve±bi predstavlja dopunu vezbama koje su prikazane u poglavljima 2-16.
Problem 1: Sklapajuca garaina vrata Kreirajte model sklapajuCih garaznih vrata, prikazan na narednoj sliei, kombinacijom revolueionog spaia i spaja tai'ka-kriva. Nemojte se zamarati detaljima oko vodeCih sina i toCkova, uobii'ajenim delovima stvarnih vrata. Ukoliko svoje delove modelujete tako da budu slii'ni prikazanim, dovoljno je da kreirate jednu panel plocu i jednu sinu, nakon cega cete u sklop postaviti cetiri primerka panel ploce i jedan primerak sine. Pored toga, ukoliko modelujete delove na prikazani naCin, moCi cete da izvedete simulaciju bez ijednog spaja koji ukljucuje drugu sinu.
Problem 3: Sioieni sistem zupcanika Kreirajte.. slozeni sistem zupi'anika prikazan na slici dole,kon'stee'l' . l'Jne d' ,. ... . prOlZVO ImenzlJe, a zallm slmuhraFe mehanizam tako 8to cete J'edan od boen"'h "'k k . " k . ~,. '.. I zupcam ,a O~lstl~l ao pogonskl. P,oblemJe znatno lZazovlllJi nego sto to na prvi pogled' 1 ' ".. kt·", lZg eaa, Posto Jed an .sPO). zupcamka pra !Cno uasi sve raspalazive revalucione spojeve tako da nema dovolJno revolueionih spojeva za drugi zupcasti spoj. '
sistema zupcanika rnrikazanoab'"n"a.lnal-eC'nOj' Kreirajle . I" model . jednostavnog " U.1
S'I'C' 1 I,
kOIlS . t eel"
prOl~~ Jne dlmer:z.lje, a zatim simulirajte mehanizam tako sto cete jedan od bocnih
zupcamka proglaslt! za pogonski.
2: Nulta tacka na klizajucim merdevinama Ovaj problem predstavlja prosirenje ve±be sa klizeCim merdevinama iz petog poglavlja. Merdevine su sada modelovane kao Cvrsto telo u obliku pravouglog trougla. 1z os nova mehanike je poznato da je teme pravog ugla, u trenutku prikazanom na slici levo, tzv. instant centar (taCka sa nultom brzinom). U tom trenutku izgleda kao da Citavo telo u obliku trougla rotiraoko temena. Kreirajte model ovog mehanizma u programu CATIA i generisite dijagram brzine temena trougla u funkciji vremena. Proucavanjem dijagrama pokazite da je brzina temena stvarno nula u zadatoj orijentaciji. Napravite dijagram brzine u zavisnosti od ugla merdevina (hipotenuze trougla).
r=:i
90stepeni
/
Ie instant
zid
centar
'I"\\.\.~{ ' II
evrsto telo u abliku
1\ \ X"'·
trougla
/
I
Ugaa ad 90 stepeni
(\\
90stepeni
zid
460
461
Problem 5: b:menjeni sistem planetarnih zupcanika
Problem 7: Mehanizam bregaste osovine
Sistem planetamih zupcanika prikazan na slici d~le pos~duie. fiksni prste~ ~ pog~n~ki zupcanik koji rotira brzinom od 1000 rpm. Bro) zuba je pn.kazan na sh~l. Krelra)~e odgovarajuCi model i prepustite programu CATIA da procem ugaonu brzmu nosece
Kreirajte model bregaste osovine koji je prikazan na slici dole i generisite dijagram lineamog ubrzanja poluge. Pretpostavlja se da breg rotira konstantnom ugaonom brzinom.
poluge. prsten
Delimican odgovor: poluaa rotira brzinom od 200 rpm u
supr~tnom smeru od pogonskog zupcanika.
144
problem 6: lednostavan bidld Pomocu spoja Roll-Curve (spoj kotrljajuCih krivih) kreirajte model jednostavnog bicikla koji se krece dliZ podloge, kao sto je prikazano na slici dole. Kao olaksicu, dajemo i prikaz rastavljenog sklopa.
Problem
koji se
translatorno
putanje
Modelujte dva problema prikazana na slici dole. Cvrsto telo se krece translatomo dliZ prikazane putanje konstantnom linearnom brzinom. putanja
---_/
putanja
I
.462
Problem 9: Dvodlindricni motor
Problem 11: I
Koristec'i delove ranije kreiranog jednocilindricnog motora kreirajte sklop prikazan na slici dole. Animirajte Citav mehanizam.
Univerzalni spoj koji smo kreirali u jednoj od ranijih veZbi nije ukljuCivao kretanie krsta (deo pod nazivom pin u toj vezbi). Zbog toga je prikaz krsta bio iskljucen toko:U simulacije. Vas zadatak u ovo; veZbi jeste da preuredite spojeve tako da u kretanju ucestvuju i osovine i krst. Savet: Nemojte koristiti univerzalni spoj; umesto toga, kreirajte tri cilindricna i jedan revolucioni spoj koji obuhvata osovinu.
~ i"'-:. ' .
.
I-
r·····"
.
.
~
.
c
12: Dodatak
Problem 10: Cetvorodlindricni motor Prosirite prethodni problem na cetvorocilindricni motor, poput onoga na slici dole.
Uporedite brzinu i ubrzanje prstena koju daje CATIA za nekoliko razliCiIih tacaka na njemu sa teoretskim rezultatima koji se dobijaju iz sledeceg analitiCkog izraza: --7
--7
~
--7
Veallar = 0. x Teollar/ann + ~
aeallar =
~
--';
0. x (0.
~
) + 20.
-7
X vcollar/arm
Rucica rotira oko osnove
Prsten klizi
464
465
Problem 11: Mehanizam zupcanika
Problem 15: Diferendjal
Kreirajte mode! zupeastog mehanizma prikazanog na slid dole. Tri dela sa leve strane obrazuju cetvorostruki zglobni mehanizam.
Model diferendjala prikazan na slid dole je slican pravom diferencijalu u automobilima. Simulirajte ovaj mehanizam. u slede6m scenarijima: (1) oba tocka (poluosovine) se okrern istom brzinom (voznja pravo); (2) jedan toeak se okrece neSto brze od drugog (zaakret vazilom) i (3) jedan toeak je u stanju mirovanja, dak se drugi abrce (gubitak vuene snage kod diferencijala bez blakiranja). Pasao cete olaksati aka kreirate jedan deo koji ce poslliZiti kao inerdjalna referenca - to maze biti osni sistem sliean onome na slici.
conrod
crank
/I
-Jib poluosovina
Problem 14: KotrijaJijuci kontaktni mehanizam Cleo AB se u mehanizlnu sa slii~e CDrce konS~al1UlCnl ugaon0l11 Drzin(Jrrl Get 2G~; :-prn CCW (u smeru suprotnom od kazaljke na satu). Pomocu programa CAlIA odredite ugaonu brzinu i ubrzanje dela DC u prikazanoj poziciji.
poluosovina
Odgovor: (()DC
ulazna osovina (povezana sa transmisijom)
= 6.133 rad/s (CCW), aDC = -625.98 rad/s2
E~"-='----
i
~
16
466
467
