服務(wù)熱線(xiàn)
0755-26825352
0755-26825352
18948189678
【摘 要】簡(jiǎn)介了Pro/ENGINEER動(dòng)畫(huà)設計模塊Design Animation在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)設計過(guò)程中的應用，以及制作動(dòng)畫(huà)的一般過(guò)程。
1 動(dòng)畫(huà)設計的應用
在當今產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程中，通過(guò)協(xié)同作業(yè)來(lái)提高工程設計效率的做法非常普遍。當中的信息交流傳遞也越來(lái)越重要。在三維設計軟件面世之前，工程圖樣包含了整個(gè)產(chǎn)品的所有數據信息，由于它起到的重要作用，其也被稱(chēng)為工程語(yǔ)言。隨著(zhù)產(chǎn)品升級更新的步伐不斷加快，產(chǎn)品本身構造日益復雜，僅靠工程圖樣已無(wú)法表達設計者的全部意圖。當以參數化為核心的Pro/ENGINEER提供了三維實(shí)體設計功能后，很快被廣大用戶(hù)接受。其中的Design Animation就可以在Pro/ENGINEER的裝配中把產(chǎn)品的現實(shí)情景以動(dòng)態(tài)的形式演示出來(lái)，即使交流的對方?jīng)]有CAD工作站，仍然可以通過(guò)從Animation輸出的MPG或JPG將其傳遞出去，這大大豐富了信息交流傳遞的內容和方式。
雅達電子是世界知名企業(yè)愛(ài)默生集團旗下的骨干公司，其主要產(chǎn)品電源系列一直處于業(yè)界領(lǐng)先水平。公司采用Pro/ENGINEER軟件做為違禁詞的三維設計工具已有4年時(shí)間。公司與客戶(hù)供應商（包括PTC公司在內）一直保持良好的協(xié)作關(guān)系，并將之間定期的工程信息交流活動(dòng)當作產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的一項重要內容來(lái)進(jìn)行。
2 制作動(dòng)畫(huà)的一般過(guò)程
雖然Animation要在裝配中操作，但并不需要所有零件的3D實(shí)體特征全部完成后才可以進(jìn)行，因為建立3D實(shí)體詳細特征時(shí)，往往都已處于產(chǎn)品設計的具體化階段。而Animation在這之前完成則是更好的選擇。
當主要零件建成初始簡(jiǎn)單的3D模型后，即可進(jìn)行動(dòng)畫(huà)制作。當3D實(shí)體修改變化時(shí)，因Pro/ENGINEER本身的相關(guān)性自動(dòng)會(huì )映射到裝配中，此時(shí)再將Animation重新生成，即可以使Animation反應到產(chǎn)品的最新?tīng)顩r。建議不要使用含有原始骨架模型的源裝配來(lái)制作動(dòng)畫(huà)。可以根據動(dòng)畫(huà)所要表達的重點(diǎn)做一個(gè)單獨的裝配檔案。因為源裝配中的裝配關(guān)系都是在零件建立的同時(shí)就被完全定義，一些動(dòng)畫(huà)效果需要在裝配中定義與源裝配不同的約束條件才能實(shí)現。當然，新建裝配文件中零件的最終位置必須與源裝配保持一致。下面以雅達公司一型號為例，大致介紹Pro/ENGINEER 2001動(dòng)畫(huà)設計的制作過(guò)程。
該型號是一高功率電源，主要部件由面殼散熱器，底殼，2個(gè)風(fēng)扇組件，一個(gè)PCB組件以及一個(gè)電源插座構成。如圖1所示。風(fēng)扇組件及PCB組件含有不同的零件組成。裝配關(guān)系是風(fēng)扇組件裝在面殼散熱器上，PCB組件及電源插座裝在底殼中，底殼最終固定在面殼上。各組件都是通過(guò)螺釘連接固定。
圖1 所有零件在原始位置
我們期望得到的動(dòng)畫(huà)效果包含的信息有 ：整機的裝配過(guò)程以及模擬風(fēng)扇的工作狀態(tài)，同時(shí)也展示主要零件的大致外形特征。這些正是供應商、生產(chǎn)部門(mén)與客戶(hù)都關(guān)注的。顯然工程圖樣無(wú)法表達這些信息，實(shí)體裝配文件也不具備動(dòng)畫(huà)的動(dòng)態(tài)演示動(dòng)能。在該裝配中首先裝入的零件是面殼散熱器，需要把它與裝配文件的三個(gè)基準面的關(guān)系全部定義，然后依次裝入其他子組件及零件。因為要輸出風(fēng)扇的運動(dòng)狀態(tài)，所以扇葉的裝配連接需特別處理，以便定義伺服電動(dòng)機。
完成總裝配后，可以開(kāi)始將各組件或零件拖動(dòng)到想要的位置并拍取快照保存，以供動(dòng)畫(huà)制作使用。在拖動(dòng)零件時(shí)，系統會(huì )根據裝配關(guān)系把零件定義成不同的缺省主體，系統會(huì )以拖動(dòng)主體的方式來(lái)實(shí)現拖動(dòng)零件。可以拖動(dòng)除了Ground 以外的所有主體。如果定義的缺省主體與所期望值不同，則需要重新定義。
本例中的Ground是第一個(gè)裝入的零件面殼散熱器，如圖2所示。拖動(dòng)主體的操作類(lèi)似于修改裝配中的分解狀態(tài)。但此處多出不少功能選項，除了常用的平移，也可任意移動(dòng)或旋轉。加上限制條件以后，還可以把一個(gè)零件拖動(dòng)到另一零件相對特殊的位置。
在拖動(dòng)過(guò)程中，系統會(huì )檢查這一步驟跟原始定義的裝配關(guān)系是否有沖突，并根據情況發(fā)出警告信息。拖動(dòng)到預期的位置后即可拍取快照加以保存，系統缺省快照名為snapshot“n”。
重復以上的操作：定義主體（無(wú)需每次都定義）→拖動(dòng)零件→拍取快照，就像把產(chǎn)品拆開(kāi)分解的過(guò)程。
圖2 拖動(dòng)部分零件后狀態(tài)
快照之間可以相互借用位置，但并不存在父子關(guān)系。為了最終的動(dòng)畫(huà)效果反映的真實(shí)裝配次序，需要快照之間保持連貫性。理想的狀態(tài)應該像一個(gè)人上臺階，先從最底的一層開(kāi)始，逐步到達頂層，每上一個(gè)臺階就捕捉為一個(gè)快照。
圖3 所有零件拖動(dòng)到最終位置的狀態(tài)
存取所需的快照后，就可以將其編輯成影片段。影片段是由N個(gè)快照在一段時(shí)間內依次出現的演示效果，它是動(dòng)畫(huà)中的核心組成部分。完成的影片段會(huì )自動(dòng)出現在Pro/ENGINEER主窗口下面的時(shí)間線(xiàn)內。然后定義好風(fēng)扇的伺服電動(dòng)機，系統也會(huì )把它放入時(shí)間線(xiàn)內，接下來(lái)就可以運行這一動(dòng)畫(huà)效果。為了讓動(dòng)畫(huà)生動(dòng)，通常會(huì )把視角及零件的不同顯示模示加入到時(shí)間線(xiàn)內，然后進(jìn)行整體編輯，編輯完成后可以進(jìn)行播放演示效果，如有不協(xié)調的狀況則再修改，直至達到最佳方案。
3 展望
Animation作為一個(gè)傳遞設計意圖的可視化工具，能夠把直觀(guān)細致的3D實(shí)體及之間的裝配關(guān)系更清楚地表達出來(lái)，這大大方便了用戶(hù)。其主要側重于產(chǎn)品真實(shí)狀況在虛擬環(huán)境中的再現，如果虛擬環(huán)境有較強的行業(yè)針對性，那么這一模塊的內容會(huì )更豐富。
