UG动画讲解实例(金属丝自动折弯机)

4运动仿真通过以上使用UG软件的建模、装配可以直观的看到一台成型的可调式扣丝成型机。经过运动模拟后，我们可以直观的看到各机构是否设计的合理，一些时间上、空间上的干涉也会一目了然。因此在这次设计中，这部分是闪亮点，也是使设计趋向于三维数字化中的难点。4.1如何创建运动仿真可以认为机构是一组连接在一起运动的连杆（links）的集合，UGNX可用下面三步产生一个运动仿真：第1步创建连杆（links）。NX可在运动机构中创建代表运动件的连杆。第2步创建运动副（joins）NX可创建约束连杆运动的运动副。在某些情况下，可同时创建其他的运动约束特征，如弹簧、阻尼、弹性衬套和接触。第3步定义运动驱动（motiondrive）。运动驱动使机构产生运动。每个运动付可以包含下列5种可能的运动驱动中的一种：无运动驱动：机构只受重力作用。运动函数：用数学函数定义运动方式。恒定驱动：给定初速度和加速度。简谐运动驱动：振幅、频率、和相位角。关节运动驱动：步长和步数。NX斗-MotionSimulati-on-［（仿真）zongyundong.sim（储改的〉（!）］沪立件®編辑⑥视團①插入⑤格式通工具⑴装配(茁信息①分析(U首选项(E)窗口仪旦起如■■口屮1■•Xc嗚乐，TUIICUAIGUJIA在图4-1运动仿真界面4.1.1创建连杆连杆是我们选择的模型几何体。在连杆中，必须选择所有的想让它运动的模型几何体。在某些情况下，必须将不运动的几何体也定义为一个连杆。可以认为机构就是“连接在一起运动的连杆”的集合。这就很容易明白为何创建运动仿真的第一步是创建连杆。进入UGNX运动仿真模块如图4-1所示：点击【连杆】弹出连杆对话框，如果定义对象为实体可以直接定义，如对象为曲线则要定义质量和初始惯量。如图

图4-2创建连杆对话框4.1.2定义运动付运动副是将机构中的连杆连接在一起，从而使连杆一起运动。另外，为让机构作规定的运动，必须用运动副限制连杆之间的运动。点击【运动副】弹出运动副对话框，选择要定义的运动副种类，选择创建的连杆，然后确定定义运动副在第一连杆上的方位和原点点击确定，最后选择依附的连杆，也就是当所依附的连杆运动时，此连杆跟着运动。如图4-34.1.3给运动副施加驱动在五种驱动中选择运动副要定义的驱动，输入参数，并定于运动的方向。可根据机构运动的特征定义，此次毕业设计广泛的采用了一般函数中的step函数。如图4-44.2分析多线可调式扣丝成型机运动机构首先，机器由一个电机通过齿轮传动向牵引轮提供动力输送金属丝，动静板压头两个气缸控制（动静板各一个），动静板导丝块弯丝270°由两气缸（动静板上各一个）驱图4-3运动副对话框

限制上部的1下限0.OOC0.OOC运动驼动无恒走的谐诚球跤显不比例|~1.PC图4-4定义驱动窗口动齿条带动齿轮旋转，动静水平、竖直成型机构分别由四个气缸驱动，切断刀由一个气缸驱动，推丝板由一个气缸驱动，同时牵引轮在电磁离合器的控制下要实现突然停转和突然起转的动作，故得施加两个驱动，初步分析需要施加12个驱动。根据驱动我们可以找出要把哪些模型创建连杆，哪些装配关系创建运动副。在此次设计中我们用到了以下运动副:旋转副滑动副齿轮齿条副齿轮副线缆副固定副这几个运动副除线缆副和固定副外可以直接施加驱动。4.3牵引机构的运动仿真为了方便操作，我们隐藏一些实体模型，尽量只显示我们需要操作的实体。如下图所示:图4-5牵引轮图4-5是我们设计的多线可调式扣丝成型机的金属丝牵引机构的运动件，其中6个齿轮在运动过程中中是恒定的，由电机带动转动，其它从动。3对摩擦轮在电磁离合器的作用下要实现间歇运动，3个电磁离合器的离合运动为直线间歇运动。首先创建连杆，可以将一起运动相对静止的多个零件创建为一个连杆，使工作量大大减少，且便于操作。在创建连杆结束后，对6个齿轮定义旋转副。共有3步操作：•选定连杆•选择围绕旋转的轴•定义依附的连杆，齿轮的运动是围绕着轴向中心旋转，中心静止，故定义的依附连杆为默认的机架。在定义完旋转副后可在各旋转副之间创建齿轮副。图4-6齿轮副对话框点击【齿轮副】弹出齿轮副创建对话框如图选择现有旋转副两两配对，即可实现齿轮的传动运动仿真，齿轮副中不可施加驱动，可在旋转副中定义需要的驱动。4.4270°弯丝机构的运动仿真270°弯丝机构的运动特点为：气缸驱动齿条作直线运动，带动齿轮旋转，使导丝块旋转，实现弯丝运动（如图4-7）。在这个运动机构中可将齿条和气缸轴设为一个连杆，并定义滑动副施加驱动,导丝块可以和齿轮轴定义为一个连杆，定义为旋转副。最后定义齿条齿轮副，一次选择要定义的运动副即可生成齿条齿轮副。如图4-84.5直线运动机构的运动仿真多线可调式扣丝成型机有多个直线运动机构：动静压头的压下、抬起；切断刀的落下、收回；水平初成型板的推出、退回；竖直终成型板的压下、抬起；导丝板将丝推出、返回。

图4-7扣丝270°折弯机构图4-7扣丝270°折弯机构这些机构只需创建连杆后，定义滑动副施加所需驱动，即可完成运动仿真。4.6运动驱动的设置本次设计中主要运用了STEP函数控制机构的运动。STEP(x,X0,h0,X],h])是阶梯函数，定义如下：F(x)=h0+(/1-ho)*[X-XO)/(xi-X2)]2其中：x为自变量，通常为时间（time）；x0是阶梯函数开始时的x值；h0是阶梯函数的初始值；X］是阶梯函数终止时的x值；h1是阶梯函数的终止值。例如，STEP（TIME,1，0，2，10）即在1秒的时候开始运动，2秒的时候停止运动，位移为10。在这次设计中，有的机构在一个工作循环中要执行多次运动，利用STEP函数的叠加原理来实现三维运动仿真。例如：STEP（TIME,1，0，2，10）+STEP（TIME,5,0，6，-10），机构在1秒开始运动，2秒时停止运动，5秒到6秒机构返回。函数选择对话框图4-10运动副对话框单击函数编辑器按钮，弹出函数编辑器，如图4-11所示，单击新建图标，打开XY函数编辑器（XYFunctionEditor），并创建新的数学函数和表格函数。

图4-11XY函数编辑器4.7扣丝产品在成型过程中的变形动作仿真扣丝的运动为一根矫直的金属丝沿直线进入成型模块区，撞击行程开关后停止，右端向内侧旋转270°切断刀切断金属丝，右端向内侧旋转270°，向外弯曲90°，再向下弯曲90°。在设计这部分的运动仿真时，我们尝试了很多方法，最终选择了效果最好的滑动副方法。在进入运动仿真模块前，用样条曲线绘制扣丝各个成型工艺中的轮廓，并生成三维立体模型，如图4-12所示（为了很好的模拟连贯的金属丝变形图，整个过程中金属丝除变形区段外，其它区段曲率应该重合），在装配环境下，利用【重定位】命令将各状态金属丝定位，将其合理的定位到工作位置后，再次利用【重定位】命令将其增量到一个固定位置，记下这个增量值，其它依次类推，分别记下增量值。

图4-12扣丝模型对上述的定位的各个金属丝创建为连杆并定义为滑动副，并施加驱动，采用SETP函数，可使各状态下的金属丝瞬间出现和消失。协调成型机构由下到上依次定义：STEP(x,3.71,0,3.711,280)+STEP(x,3.81,0,3.811,-280)STEP(x,3.81,0,3.82,300)+STEP(x,4.72,0,4.73,-300)STEP(x,4.71,0,4.72,320)+STEP(x,5.10,0,5.11,-320)STEP(x,5.2,0,5.21,340)+STEP(x,6.5&0,6.59,-340)STEP(x,6.59,0,6.6,360)+STEP(x,7.9,0,8.1,15)STEP(x,8.1,0,9.6,120)竖直方向落下图4-13施加驱动后的扣丝模型4.8线缆副在三线成型运动仿真中的运用线缆副定义的是滑动副之间的关系。当一个滑动副移动时，相应的另一个滑动副也跟着移动，其运动关系可以按比例定义，可实现快慢不同和反向的关系。在此可认为多线可调式扣丝成型机三线送丝速度相同，于是方式三线滑动移动中的运动可直接创建线缆副实现，减少设计内容。4.9调试整机运动在各机构都建立运动仿真后，即可创建运动动画，点击【动画】弹出动画分析框如图4-14所示，输入运动循环时间和步数，【确定】可生成动画。如图4-15图4-14动画分析对话框II信息空件（F）踹辑（日时间（秒）|V|列出信息创建者:日期当前工作邹件卞点名IchiiniB匸工曰上•□匸JO10hs.sredundant(TFANSLATIONALONGDOF:Y:2□匚7-1C-1