UG動(dòng)畫講解實(shí)例(金屬絲自動(dòng)折彎?rùn)C(jī))

4運(yùn)動(dòng)仿真通過(guò)以上使用UG軟件的建模、裝配可以直觀的看到一臺(tái)成型的可調(diào)式扣絲成型機(jī)。經(jīng)過(guò)運(yùn)動(dòng)模擬后，我們可以直觀的看到各機(jī)構(gòu)是否設(shè)計(jì)的合理，一些時(shí)間上、空間上的干涉也會(huì)一目了然。因此在這次設(shè)計(jì)中，這部分是閃亮點(diǎn)，也是使設(shè)計(jì)趨向于三維數(shù)字化中的難點(diǎn)。4.1如何創(chuàng)建運(yùn)動(dòng)仿真可以認(rèn)為機(jī)構(gòu)是一組連接在一起運(yùn)動(dòng)的連桿（links）的集合，UGNX可用下面三步產(chǎn)生一個(gè)運(yùn)動(dòng)仿真：第1步創(chuàng)建連桿（links）。NX可在運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)中創(chuàng)建代表運(yùn)動(dòng)件的連桿。第2步創(chuàng)建運(yùn)動(dòng)副（joins）NX可創(chuàng)建約束連桿運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)副。在某些情況下，可同時(shí)創(chuàng)建其他的運(yùn)動(dòng)約束特征，如彈簧、阻尼、彈性襯套和接觸。第3步定義運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)（motiondrive）。運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)使機(jī)構(gòu)產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)。每個(gè)運(yùn)動(dòng)付可以包含下列5種可能的運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)中的一種：無(wú)運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)：機(jī)構(gòu)只受重力作用。運(yùn)動(dòng)函數(shù)：用數(shù)學(xué)函數(shù)定義運(yùn)動(dòng)方式。恒定驅(qū)動(dòng)：給定初速度和加速度。簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)：振幅、頻率、和相位角。關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)：步長(zhǎng)和步數(shù)。NX斗-MotionSimulati-on-［（仿真）zongyundong.sim（儲(chǔ)改的〉（!）］滬立件?編輯⑥視團(tuán)①插入⑤格式通工具⑴裝配(茁信息①分析(U首選項(xiàng)(E)窗口儀旦起如■■口屮1■?Xc嗚樂(lè)，TUIICUAIGUJIA在圖4-1運(yùn)動(dòng)仿真界面4.1.1創(chuàng)建連桿連桿是我們選擇的模型幾何體。在連桿中，必須選擇所有的想讓它運(yùn)動(dòng)的模型幾何體。在某些情況下，必須將不運(yùn)動(dòng)的幾何體也定義為一個(gè)連桿?？梢哉J(rèn)為機(jī)構(gòu)就是“連接在一起運(yùn)動(dòng)的連桿”的集合。這就很容易明白為何創(chuàng)建運(yùn)動(dòng)仿真的第一步是創(chuàng)建連桿。進(jìn)入U(xiǎn)GNX運(yùn)動(dòng)仿真模塊如圖4-1所示：點(diǎn)擊【連桿】彈出連桿對(duì)話框，如果定義對(duì)象為實(shí)體可以直接定義，如對(duì)象為曲線則要定義質(zhì)量和初始慣量。如圖

圖4-2創(chuàng)建連桿對(duì)話框4.1.2定義運(yùn)動(dòng)付運(yùn)動(dòng)副是將機(jī)構(gòu)中的連桿連接在一起，從而使連桿一起運(yùn)動(dòng)。另外，為讓機(jī)構(gòu)作規(guī)定的運(yùn)動(dòng)，必須用運(yùn)動(dòng)副限制連桿之間的運(yùn)動(dòng)。點(diǎn)擊【運(yùn)動(dòng)副】彈出運(yùn)動(dòng)副對(duì)話框，選擇要定義的運(yùn)動(dòng)副種類，選擇創(chuàng)建的連桿，然后確定定義運(yùn)動(dòng)副在第一連桿上的方位和原點(diǎn)點(diǎn)擊確定，最后選擇依附的連桿，也就是當(dāng)所依附的連桿運(yùn)動(dòng)時(shí)，此連桿跟著運(yùn)動(dòng)。如圖4-34.1.3給運(yùn)動(dòng)副施加驅(qū)動(dòng)在五種驅(qū)動(dòng)中選擇運(yùn)動(dòng)副要定義的驅(qū)動(dòng)，輸入?yún)?shù)，并定于運(yùn)動(dòng)的方向。可根據(jù)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的特征定義，此次畢業(yè)設(shè)計(jì)廣泛的采用了一般函數(shù)中的step函數(shù)。如圖4-44.2分析多線可調(diào)式扣絲成型機(jī)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)首先，機(jī)器由一個(gè)電機(jī)通過(guò)齒輪傳動(dòng)向牽引輪提供動(dòng)力輸送金屬絲，動(dòng)靜板壓頭兩個(gè)氣缸控制（動(dòng)靜板各一個(gè)），動(dòng)靜板導(dǎo)絲塊彎絲270°由兩氣缸（動(dòng)靜板上各一個(gè)）驅(qū)圖4-3運(yùn)動(dòng)副對(duì)話框

限制上部的1下限0.OOC0.OOC運(yùn)動(dòng)駝動(dòng)無(wú)恒走的諧誠(chéng)球跤顯不比例|~1.PC圖4-4定義驅(qū)動(dòng)窗口動(dòng)齒條帶動(dòng)齒輪旋轉(zhuǎn)，動(dòng)靜水平、豎直成型機(jī)構(gòu)分別由四個(gè)氣缸驅(qū)動(dòng)，切斷刀由一個(gè)氣缸驅(qū)動(dòng)，推絲板由一個(gè)氣缸驅(qū)動(dòng)，同時(shí)牽引輪在電磁離合器的控制下要實(shí)現(xiàn)突然停轉(zhuǎn)和突然起轉(zhuǎn)的動(dòng)作，故得施加兩個(gè)驅(qū)動(dòng)，初步分析需要施加12個(gè)驅(qū)動(dòng)。根據(jù)驅(qū)動(dòng)我們可以找出要把哪些模型創(chuàng)建連桿，哪些裝配關(guān)系創(chuàng)建運(yùn)動(dòng)副。在此次設(shè)計(jì)中我們用到了以下運(yùn)動(dòng)副:旋轉(zhuǎn)副滑動(dòng)副齒輪齒條副齒輪副線纜副固定副這幾個(gè)運(yùn)動(dòng)副除線纜副和固定副外可以直接施加驅(qū)動(dòng)。4.3牽引機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)仿真為了方便操作，我們隱藏一些實(shí)體模型，盡量只顯示我們需要操作的實(shí)體。如下圖所示:圖4-5牽引輪圖4-5是我們?cè)O(shè)計(jì)的多線可調(diào)式扣絲成型機(jī)的金屬絲牽引機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)件，其中6個(gè)齒輪在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中中是恒定的，由電機(jī)帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)，其它從動(dòng)。3對(duì)摩擦輪在電磁離合器的作用下要實(shí)現(xiàn)間歇運(yùn)動(dòng)，3個(gè)電磁離合器的離合運(yùn)動(dòng)為直線間歇運(yùn)動(dòng)。首先創(chuàng)建連桿，可以將一起運(yùn)動(dòng)相對(duì)靜止的多個(gè)零件創(chuàng)建為一個(gè)連桿，使工作量大大減少，且便于操作。在創(chuàng)建連桿結(jié)束后，對(duì)6個(gè)齒輪定義旋轉(zhuǎn)副。共有3步操作：?選定連桿?選擇圍繞旋轉(zhuǎn)的軸?定義依附的連桿，齒輪的運(yùn)動(dòng)是圍繞著軸向中心旋轉(zhuǎn)，中心靜止，故定義的依附連桿為默認(rèn)的機(jī)架。在定義完旋轉(zhuǎn)副后可在各旋轉(zhuǎn)副之間創(chuàng)建齒輪副。圖4-6齒輪副對(duì)話框點(diǎn)擊【齒輪副】彈出齒輪副創(chuàng)建對(duì)話框如圖選擇現(xiàn)有旋轉(zhuǎn)副兩兩配對(duì)，即可實(shí)現(xiàn)齒輪的傳動(dòng)運(yùn)動(dòng)仿真，齒輪副中不可施加驅(qū)動(dòng)，可在旋轉(zhuǎn)副中定義需要的驅(qū)動(dòng)。4.4270°彎絲機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)仿真270°彎絲機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)為：氣缸驅(qū)動(dòng)齒條作直線運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)齒輪旋轉(zhuǎn)，使導(dǎo)絲塊旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)彎絲運(yùn)動(dòng)（如圖4-7）。在這個(gè)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)中可將齒條和氣缸軸設(shè)為一個(gè)連桿，并定義滑動(dòng)副施加驅(qū)動(dòng),導(dǎo)絲塊可以和齒輪軸定義為一個(gè)連桿，定義為旋轉(zhuǎn)副。最后定義齒條齒輪副，一次選擇要定義的運(yùn)動(dòng)副即可生成齒條齒輪副。如圖4-84.5直線運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)仿真多線可調(diào)式扣絲成型機(jī)有多個(gè)直線運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)：動(dòng)靜壓頭的壓下、抬起；切斷刀的落下、收回；水平初成型板的推出、退回；豎直終成型板的壓下、抬起；導(dǎo)絲板將絲推出、返回。

圖4-7扣絲270°折彎?rùn)C(jī)構(gòu)圖4-7扣絲270°折彎?rùn)C(jī)構(gòu)這些機(jī)構(gòu)只需創(chuàng)建連桿后，定義滑動(dòng)副施加所需驅(qū)動(dòng)，即可完成運(yùn)動(dòng)仿真。4.6運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)的設(shè)置本次設(shè)計(jì)中主要運(yùn)用了STEP函數(shù)控制機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)。STEP(x,X0,h0,X],h])是階梯函數(shù)，定義如下：F(x)=h0+(/1-ho)*[X-XO)/(xi-X2)]2其中：x為自變量，通常為時(shí)間（time）；x0是階梯函數(shù)開始時(shí)的x值；h0是階梯函數(shù)的初始值；X］是階梯函數(shù)終止時(shí)的x值；h1是階梯函數(shù)的終止值。例如，STEP（TIME,1，0，2，10）即在1秒的時(shí)候開始運(yùn)動(dòng)，2秒的時(shí)候停止運(yùn)動(dòng)，位移為10。在這次設(shè)計(jì)中，有的機(jī)構(gòu)在一個(gè)工作循環(huán)中要執(zhí)行多次運(yùn)動(dòng)，利用STEP函數(shù)的疊加原理來(lái)實(shí)現(xiàn)三維運(yùn)動(dòng)仿真。例如：STEP（TIME,1，0，2，10）+STEP（TIME,5,0，6，-10），機(jī)構(gòu)在1秒開始運(yùn)動(dòng)，2秒時(shí)停止運(yùn)動(dòng)，5秒到6秒機(jī)構(gòu)返回。函數(shù)選擇對(duì)話框圖4-10運(yùn)動(dòng)副對(duì)話框單擊函數(shù)編輯器按鈕，彈出函數(shù)編輯器，如圖4-11所示，單擊新建圖標(biāo)，打開XY函數(shù)編輯器（XYFunctionEditor），并創(chuàng)建新的數(shù)學(xué)函數(shù)和表格函數(shù)。

圖4-11XY函數(shù)編輯器4.7扣絲產(chǎn)品在成型過(guò)程中的變形動(dòng)作仿真扣絲的運(yùn)動(dòng)為一根矯直的金屬絲沿直線進(jìn)入成型模塊區(qū)，撞擊行程開關(guān)后停止，右端向內(nèi)側(cè)旋轉(zhuǎn)270°切斷刀切斷金屬絲，右端向內(nèi)側(cè)旋轉(zhuǎn)270°，向外彎曲90°，再向下彎曲90°。在設(shè)計(jì)這部分的運(yùn)動(dòng)仿真時(shí)，我們嘗試了很多方法，最終選擇了效果最好的滑動(dòng)副方法。在進(jìn)入運(yùn)動(dòng)仿真模塊前，用樣條曲線繪制扣絲各個(gè)成型工藝中的輪廓，并生成三維立體模型，如圖4-12所示（為了很好的模擬連貫的金屬絲變形圖，整個(gè)過(guò)程中金屬絲除變形區(qū)段外，其它區(qū)段曲率應(yīng)該重合），在裝配環(huán)境下，利用【重定位】命令將各狀態(tài)金屬絲定位，將其合理的定位到工作位置后，再次利用【重定位】命令將其增量到一個(gè)固定位置，記下這個(gè)增量值，其它依次類推，分別記下增量值。

圖4-12扣絲模型對(duì)上述的定位的各個(gè)金屬絲創(chuàng)建為連桿并定義為滑動(dòng)副，并施加驅(qū)動(dòng)，采用SETP函數(shù)，可使各狀態(tài)下的金屬絲瞬間出現(xiàn)和消失。協(xié)調(diào)成型機(jī)構(gòu)由下到上依次定義：STEP(x,3.71,0,3.711,280)+STEP(x,3.81,0,3.811,-280)STEP(x,3.81,0,3.82,300)+STEP(x,4.72,0,4.73,-300)STEP(x,4.71,0,4.72,320)+STEP(x,5.10,0,5.11,-320)STEP(x,5.2,0,5.21,340)+STEP(x,6.5&0,6.59,-340)STEP(x,6.59,0,6.6,360)+STEP(x,7.9,0,8.1,15)STEP(x,8.1,0,9.6,120)豎直方向落下圖4-13施加驅(qū)動(dòng)后的扣絲模型4.8線纜副在三線成型運(yùn)動(dòng)仿真中的運(yùn)用線纜副定義的是滑動(dòng)副之間的關(guān)系。當(dāng)一個(gè)滑動(dòng)副移動(dòng)時(shí)，相應(yīng)的另一個(gè)滑動(dòng)副也跟著移動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)關(guān)系可以按比例定義，可實(shí)現(xiàn)快慢不同和反向的關(guān)系。在此可認(rèn)為多線可調(diào)式扣絲成型機(jī)三線送絲速度相同，于是方式三線滑動(dòng)移動(dòng)中的運(yùn)動(dòng)可直接創(chuàng)建線纜副實(shí)現(xiàn)，減少設(shè)計(jì)內(nèi)容。4.9調(diào)試整機(jī)運(yùn)動(dòng)在各機(jī)構(gòu)都建立運(yùn)動(dòng)仿真后，即可創(chuàng)建運(yùn)動(dòng)動(dòng)畫，點(diǎn)擊【動(dòng)畫】彈出動(dòng)畫分析框如圖4-14所示，輸入運(yùn)動(dòng)循環(huán)時(shí)間和步數(shù)，【確定】可生成動(dòng)畫。如圖4-15圖4-14動(dòng)畫分析對(duì)話框II信息空件（F）踹輯（日時(shí)間（秒）|V|列出信息創(chuàng)建者:日期當(dāng)前工作鄒件卞點(diǎn)名IchiiniB匸工曰上?□匸JO10hs.sredundant(TFANSLATIONALONGDOF:Y:2□匚7-1C-1