DigitalTwinFactory第四章建模應(yīng)用第一節(jié)建模頁面功能簡介DesignedByJ&C建模頁面菜單欄DigitalTwinFactory軟件建模功能，可以勝任簡單模型建模。在設(shè)計(jì)前期不考慮模型具體結(jié)構(gòu)時(shí)，可以創(chuàng)建外形簡單的立方體代替具體設(shè)備，可提高設(shè)計(jì)開發(fā)效率。此外，可以導(dǎo)入其他三維建模軟件繪制的幾何模型，再完成二次復(fù)雜建模定義，DTF軟件支持多數(shù)主流幾何建模軟件的文件格式。在導(dǎo)入時(shí)，可選擇模型輕量化處理，減小模型的數(shù)字量和占用的內(nèi)存空間。建模頁面菜單欄如上圖所示，其中，剪切板、操作、網(wǎng)格捕捉、工具、連接、導(dǎo)入、原點(diǎn)、窗口、Render等功能欄與開始頁面相同，不再贅述。兩種移動(dòng)模式結(jié)構(gòu)“結(jié)構(gòu)”功能欄中“創(chuàng)建鏈接”，可以在當(dāng)前選中的模型中創(chuàng)建一個(gè)新“鏈接”，常用于確定自定義建模坐標(biāo)框的位置；“顯示”描述設(shè)備模型的鏈接關(guān)系，上圖顯示機(jī)器人關(guān)節(jié)處的鏈接關(guān)系。特征左上圖顯示“特征”選項(xiàng)的下拉欄，包含了“原始幾何元”、“其他”、“移動(dòng)”、“克隆”、“生成”五種元素。在DTF軟件中，模型都由上述元素構(gòu)成。“其他”和“移動(dòng)”用于模型特征輔助設(shè)定，以及位置標(biāo)注等，后面內(nèi)容介紹常見用法；“克隆”和“生成”針對當(dāng)前選中特征的操作。綜上，“特征”功能欄中包含針對模型特征的主要操作，本軟件建模的核心功能之一，在建模時(shí)經(jīng)常用到，必須掌握。工具上圖為“工具”選項(xiàng)下拉欄，包含了“特征工具”、“提取”、“簡化”、“物料”四種操作元素，同樣屬于針對模型特征的操作。在自定義建模中，導(dǎo)入DTF軟件模型，都需要進(jìn)一步處理。例如，拆分、合并等，還可通過“物料”操作改變模型外觀，期望模型逼真、美觀，具體操作后續(xù)介紹。行為左圖為“行為”選項(xiàng)下拉欄，包含“接口”、“信號”、“MaterialFlow”、“機(jī)器人學(xué)”、“運(yùn)動(dòng)學(xué)”、“傳感器”、“物理學(xué)”、“ProcessModel”、“雜項(xiàng)”等九類行為元素。在自定義建模時(shí)，添加模型“行為”，定義與實(shí)際設(shè)備運(yùn)行狀況一致的虛擬設(shè)備，后續(xù)結(jié)合實(shí)例介紹。屬性左圖為“屬性”選項(xiàng)下拉欄，包含“基坐標(biāo)”、“物體”兩類屬性元素。添加模型“屬性”，結(jié)合“行為”定義操作，可實(shí)現(xiàn)設(shè)備復(fù)雜建模，后續(xù)結(jié)合實(shí)例介紹。向?qū)ё髨D為“向?qū)А边x項(xiàng)下拉欄，包含8種向?qū)ь惒僮髟兀@些操作均與DTF軟件API開放接口有關(guān)，可運(yùn)用Python語言編寫程序，開發(fā)定制功能模塊。在自定義建模過程中，借助向?qū)Чδ埽梢钥焖俣x機(jī)器人、抓取工具、信號控制動(dòng)作、機(jī)床、輸送線等設(shè)備，后續(xù)結(jié)合設(shè)備建模，介紹常用向?qū)Р僮鳌odelingToolbox建模頁面菜單欄最右側(cè)為ModelingToolbox--建模工具箱，包含兩個(gè)輔助建模工具，“SasaHelper”為三角形輔助建模工具。操作方法為在虛擬世界隨便選擇3個(gè)點(diǎn)，三個(gè)點(diǎn)構(gòu)建三角形，輸出三角形邊長和角度。“SasssaHelper”為四邊形輔助建模工具，操作方法與“SasaHelper”類似，在虛擬世界選擇4個(gè)點(diǎn)，四個(gè)點(diǎn)構(gòu)建四邊形，輸出四邊形邊長和角度。借助這兩個(gè)輔助建模工具，可以快速獲取模型的相關(guān)參數(shù)，方便自定義建模操作。DigitalTwinFactory第四章建模應(yīng)用第二節(jié)簡單建模DesignedByJ&C制作組件發(fā)生器--創(chuàng)建特征首先需要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)立方體，作為組件發(fā)生器本體。進(jìn)入建模頁面，單擊“組件”功能欄的“新的”，再選擇“特征”選項(xiàng)下拉欄“箱體”，則在虛擬世界原點(diǎn)位置創(chuàng)建了一個(gè)立方體，如左上圖所示。現(xiàn)在修改立方體尺寸，與輸送線等外部設(shè)備連接，方便測試使用。在右側(cè)屬性框中，分別修改“長度”、“寬度”、“高度”屬性，分別設(shè)定“500”、“600”、“700”，如左下圖所示。制作組件發(fā)生器--添加“創(chuàng)造”行為組件發(fā)生器具有創(chuàng)建產(chǎn)品特性的功能，添加“行為”定義產(chǎn)品特性。在左側(cè)上方組件圖形中，單擊選中“新組件”，再單擊“行為”選項(xiàng)下拉欄“組件創(chuàng)建者”，完成行為添加，如上圖所示。制作組件發(fā)生器--添加單向路徑使用DTF軟件自帶的組件發(fā)生器，創(chuàng)建產(chǎn)品后，可以觀察產(chǎn)品從中心移動(dòng)至邊緣，最終轉(zhuǎn)運(yùn)至下一設(shè)備。因此，這里需要自行添加路徑，單擊“行為”選項(xiàng)下拉欄“單向路徑”，添加產(chǎn)品的運(yùn)動(dòng)行為，如上圖所示。制作組件發(fā)生器--添加坐標(biāo)框添加兩個(gè)坐標(biāo)框，按照添加立方體(箱體特征)操作方法，添加兩個(gè)坐標(biāo)框，并分別修改名稱為“生成點(diǎn)”、“方向點(diǎn)”。制作組件發(fā)生器—調(diào)整坐標(biāo)框位置完成坐標(biāo)框添加后，需要設(shè)定位置。選中“生成點(diǎn)”坐標(biāo)框，單擊“工具”菜單欄“捕捉”，鼠標(biāo)指針移至立方體上表面中心，系統(tǒng)自動(dòng)捕捉中心點(diǎn)，如上左圖所示。單擊中心點(diǎn)，完成坐標(biāo)框移位操作。按同樣方法，修改“方向點(diǎn)”坐標(biāo)框位置，修改至立方體邊緣，如上右圖所示。制作組件發(fā)生器—屬性修改設(shè)置組件圖形的“行為”。在左側(cè)組件圖形區(qū)，選中“組件創(chuàng)建者(ComponentCreator)”的“Output”選項(xiàng)，修改右側(cè)屬性欄“連接”，改為“OneWayPath”，“端口”改為“Input”，如左上圖所示。上述操作用于生成物添加至路徑，期望物體移動(dòng)。選中“單向路徑(OneWayPath)”，單擊右側(cè)“路徑”一欄雙向箭頭，在彈出窗口依次單擊“生成點(diǎn)”、“方向點(diǎn)”，選擇后關(guān)閉窗口；再修改“路徑軸”為“Y-正”，如左下圖所示。制作組件發(fā)生器—設(shè)置接口使用DTF軟件自帶的組件發(fā)生器，運(yùn)用PNP方式連接輸送線。所以，需要添加自定義組件發(fā)生器接口，具備PNP連接功能。重置項(xiàng)目運(yùn)行，切換至建模頁面，單擊“行為”選項(xiàng)下拉欄中“一對一(OneToOneInterface)”，在“節(jié)段和字段”中，在“節(jié)段框坐標(biāo)”欄選定“方向點(diǎn)”，并添加新節(jié)段“Flow”。設(shè)置“Container”為“OneWayPath”，設(shè)置“PortName”為“Output”。自定義組件發(fā)生器的“方向點(diǎn)”設(shè)置為PNP接口，路徑中的物體傳輸至PNP連接設(shè)備。自定義輸送線設(shè)定—?jiǎng)?chuàng)建特征與制作組件發(fā)生器類似，首先創(chuàng)建一個(gè)立方體，作為輸送線本體。進(jìn)入建模頁面，單擊“組件”功能欄“新的”，再選擇“特征”選項(xiàng)下拉欄“箱體”，則在虛擬世界原點(diǎn)位置創(chuàng)建一個(gè)立方體。在右側(cè)屬性框中，分別修改“長度”、“寬度”、“高度”屬性，數(shù)值分別設(shè)定為“1800”、“500”、“700”。再添加兩個(gè)坐標(biāo)框，分別修改名稱為“in”、“out”，兩個(gè)坐標(biāo)框確定輸送線的入口和出口。分別移動(dòng)兩個(gè)坐標(biāo)框箱體至邊緣兩側(cè)中點(diǎn)位置，注意兩個(gè)坐標(biāo)框方向一致。自定義輸送線設(shè)定—設(shè)置路徑輸送線具備兩種“行為”，一是可以運(yùn)輸物體，二是可以通過PNP模式與其他設(shè)備連接。所以，需要添加“單向路徑(OneWayPath)”和兩個(gè)“一對一(OneToOneInterface)”，設(shè)定“單向路徑”中的“路徑軸”從“in”至“out”。自定義輸送線設(shè)定—設(shè)置接口添加兩個(gè)“一對一”接口，作為對應(yīng)輸送線入口、出口。為了更好地區(qū)分兩個(gè)接口，第一個(gè)接口名稱設(shè)定為“IN”，修改“節(jié)段框坐標(biāo)”為“in”，添加新字段“Flow”，設(shè)置“Container”為“OneWayPath”，設(shè)置“PortName”為“Input”，輸送線接收到的物體添加至路徑。同理，設(shè)置另一個(gè)接口名稱為“OUT”，修改“節(jié)段框坐標(biāo)”為“out”，添加新字段“Flow”，設(shè)置“Container”為“OneWayPath”，設(shè)置“PortName”為“Output”，輸送線路徑上的物體傳送至當(dāng)前連接的設(shè)備。制作機(jī)器人地軌—?jiǎng)?chuàng)建并調(diào)整特征添加一個(gè)箱體特征到新組件。在右側(cè)屬性框中，定義“長度”、“寬度”、“高度”屬性，分別修改為“6000”、“500”、“100”，修改名稱為“軌道”。再創(chuàng)建機(jī)器人地軌滑臺部分，同樣方法添加一個(gè)立方體，定義“長度”、“寬度”、“高度”屬性，分別修改為“500”、“500”、“100”，修改名稱為“滑臺”。此時(shí)，代表軌道和滑臺的立方體，發(fā)生了模型重疊。所以，需要調(diào)整滑臺位置。選中左側(cè)下方特征窗口“滑臺”，鼠標(biāo)單擊坐標(biāo)框豎直向上箭頭(Z軸)，往上拖拽滑臺。同時(shí)，鼠標(biāo)靠近刻度線，按整數(shù)倍移動(dòng)，滑臺立方體向上移動(dòng)100即可。制作機(jī)器人地軌—設(shè)定運(yùn)動(dòng)部分滑臺作為機(jī)器人地軌的移動(dòng)部件，在DTF軟件中需要設(shè)定滑臺“鏈接”屬性，滑臺才能移動(dòng)。選中“滑臺”特征，右鍵彈出窗口，選擇“提取鏈接”。執(zhí)行上述操作后，可以觀察到軟件左側(cè)上方“組件圖形”區(qū)域，出現(xiàn)了一個(gè)新鏈接“Link_1”，再單擊“新組件”，添加“行為”的“伺服控制器”至“組件圖形”區(qū)域。制作機(jī)器人地軌—設(shè)定鏈接屬性“伺服驅(qū)動(dòng)器”行為組件用于驅(qū)動(dòng)鏈接中的移動(dòng)物體。選中“Link_1”，在右側(cè)屬性欄中設(shè)置相應(yīng)屬性，先選擇“Controller”為上一步創(chuàng)建的伺服驅(qū)動(dòng)器；再修改“軸”為“+X”，指示滑臺運(yùn)動(dòng)方向。運(yùn)動(dòng)方向參照虛擬世界坐標(biāo)系，虛擬世界坐標(biāo)系方向在軟件操作區(qū)左上角。修改“最大限制”為5500，代表滑臺的移動(dòng)范圍，再修改“最大速度”為1000。制作機(jī)器人地軌—添加并修改新鏈接修改菜單欄“移動(dòng)模式”一欄為“選中的”，再單擊選中“Link_1”。選擇“結(jié)構(gòu)”中“創(chuàng)建鏈接”，可以觀察到“Link_1”層級下出現(xiàn)了一個(gè)“Link_2”。最后，通過“工具”欄中“捕捉”，修改“Link_2”位置至滑臺上表面中心。制作機(jī)器人地軌—使用向?qū)Чδ苁髽?biāo)移至“向?qū)А边x項(xiàng)下拉欄中“定位器”，自動(dòng)彈出解釋文字。根據(jù)解釋文字，了解此功能使用方法。需要定義組件動(dòng)力結(jié)構(gòu)和伺服控制器，兩個(gè)條件具備后，可以執(zhí)行下一步操作。選中“Link_2”，單擊“定位器”向?qū)Чδ堋Ｔ谟覀?cè)屬性窗口中，修改“定位器類型”為“RobotPositioner”，確定“凸緣鏈接”為“Link_2”，單擊“應(yīng)用”。當(dāng)下方輸出窗口出現(xiàn)提示信息，RobotPositionerbehaviorscreated.Youmayclosethewizardnow，則代表機(jī)器人地軌與機(jī)器人連接創(chuàng)建成功。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。可以選擇“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”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應(yīng)，最后移動(dòng)至對應(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，拖拽對應(yīng)顏色圓柱體至其中，作為其子特征。可以觀察到，這些圓柱體都消失不見。那么，現(xiàn)在只要關(guān)聯(lián)信號與這些“開關(guān)”特征，則實(shí)現(xiàn)了信號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。所以，現(xiàn)在需要關(guān)聯(lián)三個(gè)信號與“開關(guān)”特征起來。單擊“開關(guān)”特征，在其右側(cè)屬性“選擇”欄，輸入對應(yīng)顏色的控制信號名稱，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“對齊”功能，發(fā)動(dòng)機(jī)模型的原點(diǎn)面與箱體某個(gè)面對齊。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。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)。活塞除了繞轉(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“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，填入對應(yīng)位置，如圖4.85所示。這里僅介紹方法，不推導(dǎo)運(yùn)動(dòng)公式，讀者可自行嘗試。公式中，“asind”表示“arcsin”，“sind”表示“sin”，屬于軟件規(guī)定的寫法。制作發(fā)動(dòng)機(jī)模型—Link3運(yùn)動(dòng)規(guī)則設(shè)定同理，按照類似方法推導(dǎo)“Link_3”--活塞運(yùn)動(dòng)規(guī)則。需要注意，連桿和活塞都作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)合成效果導(dǎo)致活塞平移。制作發(fā)動(dòng)機(jī)模型—連桿2運(yùn)動(dòng)規(guī)則設(shè)定DigitalTwinFactory第四章建模應(yīng)用第三節(jié)腳本程序建模DesignedByJ&C制作推料氣缸—導(dǎo)入模型制作推料氣缸—檢查模型結(jié)構(gòu)在軟件左側(cè)下方特征樹中，出現(xiàn)氣缸模型，具備多個(gè)特征。單擊模型各部分，可以發(fā)現(xiàn)氣缸的殼體、推桿、螺母都保持相互獨(dú)立的模型特征。表明不需要完成塌陷特征、合并特征、切分模型等操作。接下來，選定模型中主動(dòng)件特征，檢查是否完全選中，準(zhǔn)備后續(xù)提取鏈接。按住“Ctrl”鍵，選擇氣缸推桿和推桿前部的螺母。全部選中后，按住坐標(biāo)框Z軸，拖拽選中部分，檢查有沒有漏選或者錯(cuò)選。檢查無誤后，按下“Ctrl”鍵和“Z”鍵，撤銷剛才移動(dòng)操作。制作推料氣缸—模型運(yùn)動(dòng)部分處理保持選中運(yùn)動(dòng)件模型特征，完成“提取連接”操作，運(yùn)動(dòng)件提取為“Link_1”，再添加“伺服控制器”。上一節(jié)已詳細(xì)介紹了此部分操作方法，故不再贅述。設(shè)置“Link_1”運(yùn)動(dòng)屬性，包括類型、方向、控制器、行程，設(shè)置完成后，使用“交互”測試運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，檢查正確性。制作推料氣缸—推料擋板處模型設(shè)定制作推料氣缸—推料擋板處添加坐標(biāo)框接下來，完成推料動(dòng)作設(shè)定。首先分析推料動(dòng)作實(shí)現(xiàn)的思路，在推塊的表面添加傳感器和容器組件，當(dāng)傳感器檢測到物料，添加物料至容器，物料隨推塊移動(dòng)，即實(shí)現(xiàn)推料作業(yè)。當(dāng)推桿運(yùn)動(dòng)到最大位置，即物料被推到極限位置，由于容器組件不具備釋放功能，表示推桿縮回時(shí)，物料仍會(huì)隨推塊移動(dòng)。所以物料需要由推塊容器轉(zhuǎn)移至新的容器，令其停留。根據(jù)上述思路，添加兩個(gè)坐標(biāo)框，移動(dòng)至推塊對角位置，用于確定傳感器位置。制作推料氣缸—添加并設(shè)置體積傳感器再添加“體積傳感器(VolumeSensor)”、“布爾信號(BooleanSignal)”、“組件信號(ComponentSignal)”三種行為至“Link_1”。再設(shè)置體積傳感器屬性，關(guān)聯(lián)兩個(gè)信號。設(shè)定前一步創(chuàng)建的兩個(gè)坐標(biāo)框，設(shè)定體積傳感器檢測范圍。制作推料氣缸—?dú)飧讋?dòng)作設(shè)定在氣缸“行為”根目錄下，添加四個(gè)布爾信號，修改名稱為Open、Close、OpenState、CloseState，分別對應(yīng)氣缸動(dòng)作狀態(tài)，激活伸出動(dòng)作、激活縮回動(dòng)作、打開狀態(tài)、縮回狀態(tài)；添加一個(gè)Python腳本，修改名稱為“motion”，后續(xù)用此腳本控制氣缸動(dòng)作。再關(guān)聯(lián)四個(gè)布爾信號與Python腳本。制作推料氣缸—編寫動(dòng)作腳本制作推料氣缸—編寫推料效果腳本制作三軸取放料機(jī)構(gòu)—模型導(dǎo)入在非標(biāo)設(shè)備開發(fā)中，小范圍物料轉(zhuǎn)移，常會(huì)運(yùn)用三軸運(yùn)載工具。三軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)動(dòng)作原理簡單，控制方便。本節(jié)以三軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)為例，介紹模型創(chuàng)建，實(shí)現(xiàn)物料抓取功能，運(yùn)用腳本控制物料轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)作。使用快捷法導(dǎo)入幾何模型，拖拽名為“三軸抓料工具.STEP”至DTF軟件操作區(qū)，完成模型導(dǎo)入。制作三軸取放料機(jī)構(gòu)—姿態(tài)調(diào)整觀察三軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)模型，具備多個(gè)特征。為了方便后續(xù)操作，調(diào)整模型姿態(tài)，修改模型名稱、特征執(zhí)行原點(diǎn)、塌陷特征，合并特征等。前面內(nèi)容已有詳細(xì)介紹，故不再贅述。制作三軸取放料機(jī)構(gòu)—特征拆分下面，選用“分開”操作，拆分模型，拆分“X軸氣缸”、“Y軸氣缸”、“Z軸電機(jī)”、“基座導(dǎo)軌”四個(gè)特征。單獨(dú)拖拽各特征，便于