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

* e. \- ~8 y; i  g" }在当今产品开发过程中，通过协同作业来提高工
3 y: V" z6 _* l. f/ S1 J# e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。
在三维设计软件面世之前，工程图样包含了整个产品
$ H% L. K: X* \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。
. M8 N1 e0 n8 _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，
仅靠工程图样已无法表达设计者的全部意图。
当以参数化为核心的Pro/ENGINEER提供了三维实体设计功能后，
) P) P) B/ M" `' {- z: B$ h, {9 i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
! x. t: k+ q1 z4 N6 S以动态的形式演示出来，即使交流的对方没有CAD工作站，
3 [9 M/ H6 T$ i1 `) o仍然可以通过从 Animation输出的MPG或JPG将其传递出去，
  J8 }" X( B# X+ p. p1 Z7 h这大大丰富了信息交流传递的内容和方式。
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& d; f" z1 S( `5 D+ C1 z! e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
  }  y% O* s3 _/ P. @5 l: u用Pro/ENGINEER软件做为唯一的三维设计工具已有4年时间。
9 a# g- x+ f4 n1 Y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
7 a5 c* ]4 I( N" C$ P2 o重要内容来进行。
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2 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
; K% q+ t& ^& {5 l7 A6 f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
% `0 \0 d, \; ]1 n, T% M，往往都已处于产品设计的具体化阶段。而Animation在这之
* X+ }4 @3 C1 ~3 i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
+ Y. U( W* U7 A0 [' H  j- e% f。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

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3 Z& a" X; |( j1 E3 z) U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。
; L4 A# M( a. M5 O$ ]9 }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。
: I4 r5 d0 a! j% g" q- I下面以雅达公司一型号为例，大致介绍Pro/ENGINEER 2001动
* q" N7 z$ k3 L" r) m9 x) W) |# d2 F5 y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，
6 J% P& x4 o6 g, q9 M# [+ q8 w2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。
6 K' D0 X7 Y0 x1 A: q' _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
0 J$ ~* c* @2 y+ g$ u6 ]3 I5 Z# W座装在底壳中，底壳最终固定在面壳上。各组件都是通过螺
. v% @4 V) Y8 B% V  y钉连接固定。

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$ x3 r' S2 h7 }

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
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
: g9 O) a) K9 N7 V6 O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，
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。
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1 E- g' y9 ^" R# L完成总装配后，可以开始将各组件或零件拖动到想要的位
置并拍取快照保存，以供动画制作使用。在拖动零件时，
1 f; v8 w- R5 F0 B6 P0 k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。
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，
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。
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
一零件相对特殊的位置。


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
, u( F* q4 I2 u是否有冲突，并根据情
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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。
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; E  U/ s: B* [. Z图2 拖动部分零件后状态
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  i# O& U+ Y' D- o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，
9 N4 A( R) F( u% L* B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，
+ t- m3 D, T2 m7 s4 S" J2 C4 Z先从最底的一层开始，逐步到达顶层，
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）
→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

快照之间可以相互借用位置，
* a0 r1 M8 D( G- o$ m0 ~' F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，
/ \& Q5 j9 w2 d; q! }3 ?! F$ q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，
9 F% |1 z) A, i) ?9 g4 z3 H每上一个台阶就捕捉为一个快照。