Mechanism
昨天的Note讲到把三个零件装配起来,其中用到了两个 Slot Connection 和一个 Pin Connection。装配好零件之后我们需要用Mechanism来模拟真实的机构运动。创建Mechanism只需要两步:(1) 添加一个 Servo Motor,(2) 定义一个Analysis。创建好Mechanism之后运行Analysis我们就能看到机构的运动情况。
在Pro/Engineer里面打开昨天做好的装配图,在主菜单里选择 “Applications –> Mechanism” 切换到Mechanism界面,Mechanism的Menu Panel出现在窗口坐下方。点选 “Motors –> Servo –> New”,弹出 “Servo Motor Definition” 对话框。在“Type”页的 “Driven Entity” 里选择 “Motion Axis”,然后用鼠标点取 Driving Bar 的圆孔中心线,见图一。在“Profile”页的“Specification”里选择“Velocity”,然后在“A”框里输入速度的大小值,见图二。然后点“OK”确认退出。
图一

图二
接下来定义一个Analysis。在 Menu Panel 里点选 “Analysis –> New ”弹出 “Analysis Definition” 对话框。在对话框里定义好开始和结束的时间,其它的用默认值。点“Run”就可以测试了,见图三。
图三
Animation
创建好Mechanism之后我们需要将它录制为独立的vedio,以便用于presentation之中或者 show off。在 Menu Panel 里点选 “Playbacks –> Play…” 弹出 “Playbacks” 对话框(图四),然后点 “Play” 按钮(就是左上角有两个箭头的按钮)打开 “Animate” 对话框(图五)。点 “Capture…” 按钮弹出 “Capture” 对话框(图六)。设置好参数后点“OK”,Pro/Engineer就会把运动的Mechanism录制成Vedio了(见图七)。
用Pro/E进行3D建模时,如果需要一个物体沿着一条复杂曲线(即物体的运动轨迹)运动,就要用到Pro/E里面的Slot Connection。Slot Connection的实现比较简单。首先需要创建一条datum curve(注意不是datum axis)。这条datum curve就是物体的运动轨迹。接下来在运动物体上创建一个datum point。物体沿轨迹运动时,这个datum point是一个参考点,物体运动的时候这个点会一直在作为运动轨迹的datum curve上。
下面是一个简单的例子。图一所示有三个零件。其中的 Base Plate 上有一个不规则形状的条形槽。这个不规则条形槽的生成很简单:首先在 Base Plate 的表面用公式生成一条不规则 datum curve,然后用Pro/Engineer里面的Sweep命令沿着这条curve挖出一条槽。在安装第二个零件 Driving Bar 时需要用到一个 Pin Connection,将 Driving Bar 上的孔套在 Base Plate 中间的轴上,使得 Driving Bar 能够沿着轴转动。在安装第三个零件Rod时需要用到两个 Slot Connection。第一个 Slot Connection 用于限制Rod沿着 Base Plate 上的不规则条形槽运动,第二个 Slot Connection 用于限制Rod在 Driving Bar 的条形槽里运动。图二所示的是安装好的装配图。
图一:三个零件

图二:装配图
OK,又琢磨了一阵子,知道怎么弄动画了。在火车车轮上添加一个servo motor,设定motor的转动速度。然后在mechanism里新建一个kinematic analysis,设置好转动的时间。运行这个analysis,车轮和连杆就能动了(参见下面的动画)。
豆豆有一个精致的小火车头。它以墨绿色和金色为主修饰色,加上比较古朴的设计,给人一种经典的感觉。豆豆非常喜欢这个小火车头(见下图)。
碰巧这两天我在巩固学习Pro/Engineer,于是干脆照着它的样子在Pro/Engineer里面建模,画出零件,然后装配起来成为一个完整的小火车。别看它只是个简单的小火车头,各种零件加起来也超过四十个了(见下图)。
尽管我在Pro/Engineer里画的小火车和实物很像,但是还有一些小的地方需要改进。比如火车前面的“大扫把”(注:豆豆语)是比较复杂的曲面,我还没有学会如何模拟。再比如模型的材质可以选得更好一点,然后render得更漂亮一点。这些都等我学会以后再改进吧。另外,火车轮子和连杆是能够运动的,等我有时间了做个动画演示一下。
哈哈,豆豆缠着我让我在Pro/Engineer里给他画了个小火车: