Pro/E动画设计模块在产品开发过程中的应用

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1 动画设计的应用

& W0 c7 H' d$ l8 b6 c8 ?4 K在当今产品开发过程中，通过协同作业来提高工
6 B- l; M! G+ T' b$ h程设计效率的做法非常普遍。当中的信息交流传递也越来越重要。
: ]9 X- _/ p/ T3 x1 H  g在三维设计软件面世之前，工程图样包含了整个产品
的所有数据信息，由于它起到的重要作用，其也被称为工程语言。
5 P1 A# M( @6 X( I9 D5 X随着产品升级更新的步伐不断加快，产品本身构造日益复杂，
3 ~& z" O& C% o( e+ v仅靠工程图样已无法表达设计者的全部意图。
( J6 h; a7 D4 ?% v" M& H- n当以参数化为核心的Pro/ENGINEER提供了三维实体设计功能后，
很快被广大用户接受。其中的Design Animation就
可以在Pro/ENGINEER的装配中把产品的现实情景
: ~1 F) v( q$ i6 b' C$ F' r  g, i以动态的形式演示出来，即使交流的对方没有CAD工作站，
仍然可以通过从 Animation输出的MPG或JPG将其传递出去，
这大大丰富了信息交流传递的内容和方式。
9 B* m5 t% ]& R, P/ x
* N2 k! o5 I* ?+ T, R' F# T雅达电子是世界知名企业爱默生集团旗下的骨干公司，
其主要产品电源系列一直处于业界领先水平。公司采
用Pro/ENGINEER软件做为唯一的三维设计工具已有4年时间。
公司与客户供应商（包括PTC公司在内）一直保持良好的协作关系，
并将之间定期的工程信息交流活动当作产品开发的一项
. y  P2 r' B" j重要内容来进行。
+ }; R8 m7 h  Q. Q5 w0 r
% `4 @, M- @. q+ F; t$ N$ T2 制作动画的一般过程
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虽然Animation要在装配中操作，但并不需要所有零件的3D实
4 K* g+ |/ [6 X! o体特征全部完成后才可以进行，因为建立3D实体详细特征时
" X5 g" h1 n+ j* y+ W，往往都已处于产品设计的具体化阶段。而Animation在这之
前完成则是更好的选择。

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当主要零件建成初始简单的3D模型后，即可进行动画制作
。当3D实体修改变化时，因Pro/ENGINEER本身的相关性
自动会映射到装配中，此时再将 Animation重新生成，
即可以使Animation反应到产品的最新状况。
建议不要使用含有原始骨架模型的源装配来制作动画。
可以根据动画所要表达的重点做一个单独的装配档案。
因为源装配中的装配关系都是在零件

4 B. `5 t# u) G: I4 b, C7 u4 P8 M
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/ v$ z: Y% U/ X! O建立的同时就被完全定义，一些动画效果需要在装配中定义与
源装配不同的约束条件才能实现。
当然，新建装配文件中零件的最终位置必须与源装配保持一致。
; c# Q1 n( m2 p8 H6 e4 S下面以雅达公司一型号为例，大致介绍Pro/ENGINEER 2001动
画设计的制作过程。

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该型号是一高功率电源，主要部件由面壳散热器，底壳，
2个风扇组件，一个PCB组件以及一个电源插座构成。如图1所示。
. |) `" \- y) A" K" }6 |3 \风扇组件及PCB组件含有不同的零件组成。
装配关系是风扇组件装在面壳散热器上，PCB组件及电源插
座装在底壳中，底壳最终固定在面壳上。各组件都是通过螺
钉连接固定。

- ]- A$ X; g1 @# L! s2 J


图1 所有零件在原始位置

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我们期望得到的动画效果包含的信息有：整机的装配过程以
) I6 ~1 m( e9 S$ b4 ?及模拟风扇的工作状态，同时也展示主要零件的大致外形特征。
这些正是供应商、生产部门与客户都关注的。显然工程图样无法
6 ]  Q7 T2 q" b9 q0 r表达这些信息，实体装配文件也不具备动画的动态演示动能。
在该装配中首先装入的零件是面壳散热器，
需要把它与装配文件的三个基准面的关系全部定义，
- b, L8 O$ M2 P5 T然后依次装入其他子组件及零件。因为要输出风扇的运动状态，
所以扇叶的装配连接需特别处理，以便定义伺服电动机。
& _: H- ]( `, _
完成总装配后，可以开始将各组件或零件拖动到想要的位
3 V" k& y4 g+ R# p1 r置并拍取快照保存，以供动画制作使用。在拖动零件时，
( j; q& U1 G4 L系统会根据装配关系把零件定义成不同的缺省主体，
系统会以拖动主体的方式来实现拖动零件。
可以拖动除了Ground 以外的所有主体。
- E9 s# r" [: X9 _/ B6 p+ [. e如果定义的缺省主体与所期望值不同，则需要重新定义。

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本例中的Ground是第一个装入的零件面壳散热器，
* ], [7 h) [3 l3 N5 @* Y' Q如图2所示。拖动主体的操作类似于修改装配中的分解状态。
$ t* B  A+ k- V但此处多出不少功能选项，除了常用的平移，也可任意移动或旋转。
加上限制条件以后，还可以把一个零件拖动到另
# ^- i* P4 F. v) H" e& h一零件相对特殊的位置。

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在拖动过程中，系统会检查这一步骤跟原始定义的装配关系
是否有冲突，并根据情
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. _" Q; z* Z* t# X9 o8 y
, l, o; N, I3 b* a况发出警告信息。拖动到预期的位置后即可拍取快照加以保存，
系统缺省快照名为snapshot“n”。

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重复以上的操作：定义主体（无需每次都定义）
→拖动零件→拍取快照，就像把产品拆开分解的过程。

% Q# s% X7 ?& k# m) i* i  N

( g/ n9 R. T9 i, j' q
图2 拖动部分零件后状态

快照之间可以相互借用位置，
但并不存在父子关系。为了最终的动画效果反映的真实装配次序，
0 _8 I3 D; r2 h+ u1 _需要快照之间保持连贯性。理想的状态应该像一个人上台阶，
先从最底的一层开始，逐步到达顶层，
2 }! B& c2 Z" @( ^5 F; ]每上一个台阶就捕捉为一个快照。

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重复以上的操作：定义主体（无需每次都定义）
) I! g: @6 y$ x; p. m→拖动零件→拍取快照，就像把产品拆开分解的过程。

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图2 拖动部分零件后状态
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快照之间可以相互借用位置，
但并不存在父子关系。为了最终的动画效果反映的真实装配次序，
需要快照之间保持连贯性。理想的状态应该像一个人上台阶，
先从最底的一层开始，逐步到达顶层，
* a2 j8 H8 T( D! r; `8 F每上一个台阶就捕捉为一个快照。