DigitalTwinFactory第四章建模應(yīng)用第三節(jié)復(fù)雜建模DesignedByJ&C制作三色燈—導(dǎo)入模型并調(diào)整設(shè)備模型導(dǎo)入有兩種操作方法，一種是直接導(dǎo)入，模型不做任何預(yù)處理，拖拽模型文件至DTF軟件操作區(qū)，完成導(dǎo)入。另一種方式，通過DTF軟件菜單欄“導(dǎo)入”中“幾何元”，預(yù)處理模型，此方法常用于大型設(shè)備。先使用快捷導(dǎo)入方法，拖拽名為“三色燈模型.STEP”至DTF軟件操作區(qū)，完成模型導(dǎo)入。一般情況下，根據(jù)虛擬世界坐標(biāo)系，豎直放置模型。調(diào)節(jié)模型坐標(biāo)框，繞X軸旋轉(zhuǎn)90度，或者直接修改屬性中“Rx”的值為90。制作三色燈—修改模型原點(diǎn)“開始”頁面下，選中三色燈模型，單擊“原點(diǎn)”選項(xiàng)欄中“移動(dòng)”，第二章第一節(jié)已介紹“捕捉”與“移動(dòng)”用法，只需調(diào)節(jié)模型原點(diǎn)的方向，不調(diào)整位置，所以選擇“移動(dòng)”按鈕。在右側(cè)窗口，顯示了當(dāng)前模型原點(diǎn)在虛擬世界坐標(biāo)系下的姿態(tài)，可以觀察到“Rx”值為“90”，表示模型原點(diǎn)相對(duì)于虛擬世界坐標(biāo)系，在X軸方向偏移了90度。單擊“Rx”，可將其值歸零，或手動(dòng)將“90”改為“0”。最后，單擊“應(yīng)用”，完成原點(diǎn)方向調(diào)整。制作三色燈—第一次拆分模型制作三色燈的思路是在三色燈發(fā)光位置變換同種顏色圓柱體，模擬三色燈點(diǎn)亮和熄滅。所以，處理三色燈模型的第一步，確定發(fā)光位置，并在該位置上創(chuàng)建尺寸合適的圓柱體，模擬發(fā)光效果。進(jìn)入“建模頁面”，拆分三色燈發(fā)光位置的模型?？梢赃x擇“工具”選項(xiàng)欄中“分開”功能。單擊“工具”選項(xiàng)欄中的“分開”后，按住“Ctrl”鍵，依次單擊需要拆分的特征，如圖4.48所示。選中三色燈發(fā)光位置，再單擊右下角“分開”。選中部位拆分為單獨(dú)特征。為了方便觀察，拖拽出來。制作三色燈—第二次拆分模型可以觀察到，在三色燈模型發(fā)光位置，仍有多余特征，影響后續(xù)操作。所以，還需執(zhí)行依次“分開”操作。此次“分開”操作，需要修改“分開等級(jí)”為“面”，才能選中目標(biāo)特征。制作三色燈—模型缺失部分測量可以觀察到，三色燈模型多余部分已經(jīng)拆分，可以刪除多余部分，剩余部分僅為外殼，中間部分沒有實(shí)體，影響視覺效果，先將三色燈外殼部分填充完整。根據(jù)模型構(gòu)造，可以選擇圓柱體填充，使用測量功能，確定填充部分圓柱體尺寸。制作三色燈—模型缺失部分填充單擊“特征”下拉欄“圓柱體”，創(chuàng)建一個(gè)圓柱體特征，修改半徑為“30”，高度為“20”，再通過“捕捉”或“對(duì)齊”等方法，移動(dòng)圓柱體至空殼位置，完成填充。使用多邊形繪制擬合圓形，“圓柱體”特征屬性的“截面”，表示多邊形的邊數(shù)，默認(rèn)為12，可以明顯觀察到邊角。因此，修改為了36，圓形變得更平滑。在半徑尺寸不合適的前提下，繼續(xù)增加數(shù)量，可以獲得更好外觀效果，但模型數(shù)字量將增加，可能導(dǎo)致運(yùn)行卡頓。按照同樣方式，創(chuàng)建同等尺寸圓柱體，移動(dòng)至合適位置，填充外殼模型。制作三色燈—模型特征合并當(dāng)前所有特征均代表三色燈外殼部分，可以合并這些特征。首先，選中所有特征，單擊鼠標(biāo)右鍵，出現(xiàn)彈窗，選擇彈窗中“塌陷特征”。此操在于消除特征屬性，修改為不可變的幾何元，再單擊“合并特征”，如圖4.56所示。合并后，當(dāng)前所有特征合并為一個(gè)特征。按照同樣方式，創(chuàng)建同等尺寸圓柱體，移動(dòng)至合適位置，填充外殼模型。制作三色燈—修改模型顏色進(jìn)入“工具”下拉欄中“指定”，修改外殼顏色。此操作修改模型外觀的協(xié)調(diào)性，不是必須操作。制作三色燈—“燈管”部分空間測量為了區(qū)分各模型特征，修改當(dāng)前特征名稱為“三色燈殼體”。接下來，開始制作三色燈發(fā)光位置和效果。同樣使用測量功能，確認(rèn)“發(fā)光”范圍，即三色燈發(fā)光時(shí)，發(fā)光位置出現(xiàn)對(duì)應(yīng)顏色的圓柱體。該圓柱體半徑在前面已經(jīng)測量過，現(xiàn)在測量高度。制作三色燈—“燈管”部分模型設(shè)定創(chuàng)建三個(gè)圓柱體，分別修改名稱為“綠”、“黃”、“紅”，并修改材料屬性與顏色對(duì)應(yīng)，最后移動(dòng)至對(duì)應(yīng)位置。制作三色燈—添加“開關(guān)”特征現(xiàn)在添加三個(gè)帶有顏色的圓柱體，模擬三色燈點(diǎn)亮效果。接下來，通過信號(hào)控制圓柱體出現(xiàn)和消失，模擬三色燈點(diǎn)亮和熄滅。添加了三個(gè)“開關(guān)”特征，并修改其名稱。另外，拖拽對(duì)應(yīng)顏色圓柱體至其中，作為其子特征?？梢杂^察到，這些圓柱體都消失不見。那么，現(xiàn)在只要關(guān)聯(lián)信號(hào)與這些“開關(guān)”特征，則實(shí)現(xiàn)了信號(hào)控制模擬三色燈模型“亮滅”。制作三色燈—添加屬性向三色燈模型中添加“布爾”屬性，并修改對(duì)應(yīng)的名稱與顏色。制作三色燈—屬性與特征關(guān)聯(lián)完成“布爾”屬性添加后，即設(shè)定控制“亮滅”信號(hào)。所以，現(xiàn)在需要關(guān)聯(lián)三個(gè)信號(hào)與“開關(guān)”特征起來。單擊“開關(guān)”特征，在其右側(cè)屬性“選擇”欄，輸入對(duì)應(yīng)顏色的控制信號(hào)名稱，注意名稱一定要與“布爾”屬性的名稱一致，否則會(huì)報(bào)錯(cuò)。制作三色燈—添加“燈罩”模型在燈沒有點(diǎn)亮?xí)r，模型外觀不太自然。所以，最后收尾工作，美化完善三色燈模型，力氣顯示效果更加逼真。按照前面相同方法，再次創(chuàng)建三個(gè)圓柱體，并移動(dòng)至發(fā)光位置，按照對(duì)應(yīng)的位置顏色，分別修改圓柱體材料屬性為“transp_green”、“transp_yellow”、“transp_red”。使用彩色透明圓柱體，模擬“燈罩”。制作發(fā)動(dòng)機(jī)模型—導(dǎo)入模型導(dǎo)入設(shè)備模型有兩種操作方法，一種是直接導(dǎo)入，模型不作任何預(yù)處理，模型文件拖拽至DTF軟件操作區(qū)，完成導(dǎo)入。另一種方式，通過軟件菜單欄“導(dǎo)入”中“幾何元”，預(yù)處理模型，此方法常用于大型設(shè)備。這里使用快捷導(dǎo)入方法，拖拽名為“第四章第三節(jié)模型.SLDPRT”至DTF軟件操作區(qū)，完成模型導(dǎo)入。通過測量功能，可以觀察模型當(dāng)前尺寸，發(fā)現(xiàn)尺寸比較小。制作發(fā)動(dòng)機(jī)模型—模型處理模型尺寸太小，操作時(shí)調(diào)節(jié)視角不方便。所以，需要調(diào)節(jié)模型尺寸，放大模型尺寸。切換至建模頁面，在左側(cè)下方特征框，選中父級(jí)特征，在右側(cè)特征屬性表達(dá)式中輸入“Sz(3).Sy(3).Sx(3)”，分別在x、y、z軸上等比例放大模型。制作發(fā)動(dòng)機(jī)模型—原點(diǎn)位置設(shè)定當(dāng)前模型姿態(tài)不方便調(diào)整視角，模型原點(diǎn)不在模型上，姿態(tài)調(diào)整不方便。所以，首先修改模型原點(diǎn)。這里選擇的原點(diǎn)位置僅做參考點(diǎn)，操作者可自行選擇原點(diǎn)位置，最終調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)模型至豎直方向。選擇一個(gè)平整表面，方便后續(xù)姿態(tài)調(diào)整。在側(cè)面轉(zhuǎn)軸處選擇一個(gè)點(diǎn)，單擊應(yīng)用，完成原點(diǎn)設(shè)定。設(shè)定模型原點(diǎn)后，可以方便快捷地調(diào)整模型姿態(tài)。調(diào)整模型至豎直方向。在調(diào)整模型位置時(shí)，還可創(chuàng)建一個(gè)新的箱體組件，借助“對(duì)齊”功能，發(fā)動(dòng)機(jī)模型的原點(diǎn)面與箱體某個(gè)面對(duì)齊。即快速調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)模型的姿態(tài)。制作發(fā)動(dòng)機(jī)模型—重置原點(diǎn)方向與前面制作三色燈類似，調(diào)整姿態(tài)后，重置模型原點(diǎn)方向，與虛擬世界坐標(biāo)系方向一致。制作發(fā)動(dòng)機(jī)模型—模型整理接下來，完成“塌陷特征”操作，消除所有特征屬性，并統(tǒng)一原點(diǎn)，方便后續(xù)操作。接下來，拆分發(fā)動(dòng)機(jī)模型中各運(yùn)動(dòng)件，保持互相獨(dú)立特征。通過“分開”功能，模型拆分為包含多個(gè)幾何元特征，此處不再贅述，與前面三色燈模型拆分類似。為了方便讀者理解，拆分各動(dòng)作部件為獨(dú)立特征后，從模型本體中拖出。在實(shí)際定義操作中，拆分特征即可。根據(jù)曲柄連桿機(jī)構(gòu)的組成，命名各運(yùn)動(dòng)件。制作發(fā)動(dòng)機(jī)模型—鏈接分配需要注意，提取鏈接順序?yàn)榍糠帧⑦B桿1、活塞1、連桿2、活塞2、從動(dòng)件。接著，根據(jù)從動(dòng)關(guān)系，設(shè)定以上鏈接的層級(jí)。顯然，連桿在繞轉(zhuǎn)軸運(yùn)動(dòng)時(shí)，還會(huì)隨曲柄轉(zhuǎn)動(dòng)?；钊死@轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，還隨連桿移動(dòng)。根據(jù)這些從動(dòng)關(guān)系，“Link_3”拖拽至“Link_2”中，再拖拽“Link_2”至“Link_1”中。連桿2、活塞2鏈接處理方法與上述相同。制作發(fā)動(dòng)機(jī)模型—Link1運(yùn)動(dòng)屬性設(shè)定主動(dòng)件曲柄提取為“Link_1”，添加“行為”：“伺服控制器(ServoController)”，再設(shè)定“Link_1”對(duì)應(yīng)的屬性，與“伺服控制器(ServoController)”連接。制作發(fā)動(dòng)機(jī)模型—設(shè)定輔助坐標(biāo)框接下來，設(shè)定連桿和活塞的運(yùn)動(dòng)規(guī)則，即推導(dǎo)曲柄連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。所以，需要測量當(dāng)前曲柄連桿機(jī)構(gòu)的初始夾角。先在“殼體”模型特征樹下，創(chuàng)建三個(gè)輔助坐標(biāo)框，并移動(dòng)至曲柄連桿機(jī)構(gòu)的各轉(zhuǎn)軸位置。利用三個(gè)輔助坐標(biāo)框，計(jì)算曲柄連桿機(jī)構(gòu)各桿件間的初始角度。制作發(fā)動(dòng)機(jī)模型—輔助建模計(jì)算參數(shù)單擊選中“Link_2”，可以觀察到轉(zhuǎn)軸坐標(biāo)框位置不合適，需要調(diào)整。操作方法為修改“移動(dòng)模式”為“選中的”。注意這里修改只針對(duì)“Link_2”，所以一定要在“選中的”狀態(tài)下修改轉(zhuǎn)軸位置，否則其子鏈接也會(huì)被修改。再使用“工具”菜單欄中“捕捉”功能，把“Link_2”轉(zhuǎn)軸位置修改至曲柄銷中心。按照同樣操作方法，修改“Link_3”轉(zhuǎn)軸位置。制作發(fā)動(dòng)機(jī)模型—Link2運(yùn)動(dòng)規(guī)則設(shè)定選中“Link_2”，利用前面SASA輔助建模工具，測量角度和長度值，以及曲柄連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)規(guī)律，得出連桿角度與曲柄角度間的變化關(guān)系。這里“VALUE”表示曲柄運(yùn)動(dòng)角度，通過曲柄連桿機(jī)構(gòu)相關(guān)公式，可以得出“Link_2”--連桿的運(yùn)動(dòng)公式，填