4 - 2006

Движимое имущество

Библиотека анимации для КОМПАС-3D

Лев Теверовский, Григорий Теверовский

Имитация движения различных машин и устройств, смоделированных в системе КОМПАС-3D

Проверка коллизий

Создание видеоролика

Создание кинограммы

Прошло уже почти три с половиной года с тех пор, как в журнале появилась статья «КОМПАС в подводном мире», в которой мы рассказали о первых опытах по «оживлению» (анимации) трехмерных моделей, созданных в КОМПАС-3D. И вот настало время показать широкому кругу пользователей, что эти усилия не пропали даром.

Любой конструктор, создающий изделие с подвижными звеньями, всегда хочет увидеть, как оно будет работать, еще до его изготовления. Ему важно отследить траектории движения деталей, проверить, не сталкиваются ли отдельные части механизма друг с другом или с окружающими элементами. Если специалист занимается подготовкой ремонтно-эксплуатационной документации, ему необходимо отследить разборку-сборку изделия, получить изображения изделия на разных стадиях сборочного процесса.

К тому же сегодня важно не только качественно спроектировать и изготовить изделие — его необходимо выгодно подать будущим заказчикам и покупателям. Поэтому специалистам маркетинговых служб очень пригодились бы видеофильмы, демонстрирующие будущее изделие в работе.

Для решения всех этих задач Группа компаний АСКОН  предлагает совершенно новый продукт — Библиотеку анимации (рис. 1). Она работает с версиями КОМПАС-3D V8 и выше: дополнительных модулей (кроме КОМПАС-3D) для работы приложения не требуется. Какие же возможности предоставляет Библиотека анимации?

Рис. 1. Интерфейс Библиотеки анимации

Рис. 1. Интерфейс Библиотеки анимации

Имитация движения различных машин и устройств, смоделированных в системе КОМПАС-3D

Для этих целей библиотека, во-первых, позволяет задавать перемещение компонентов — движение через несколько последовательных пространственных положений при помощи создания «траекторий» — 3D-ломаных.

В качестве параметров перемещения выступают направление (прямое или обратное), скорость (м/с, мм/с, км/ч, узел) или время перемещения вдоль траектории (с, мин, ч).

Вторая возможность — задание вращательного движения компонента вокруг осей.

В этом случае параметрами являются направление вращения (по или против часовой стрелки), частота вращения (Гц, об./мин) или время вращения (с, мин, ч).

Указанные выше возможности можно применять в разных целях — для имитации движения механизма или для имитации процесса разборки-сборки.

Если библиотека используется для имитации реального движения, то конструктор может задавать движение только тех компонентов, которые являются «приводными», — например вала электродвигателя, кривошипа и т.п. (рис. 2). Движение остальных звеньев может быть получено за счет сопряжений, наложенных при проектировании трехмерной сборки. Наглядно это можно продемонстрировать на примере модели «электролобзик», выставленной на текущий Конкурс АСов КОМПьютерного 3D-моделирования заводом «Фиолент» (г.Симферополь). В этой модели достаточно задать вращение зубчатого колеса, а возвратно-поступательное движение пильного полотна происходит «на сопряжениях» (рис. 3).

Рис. 2. Если в модели правильно наложены все сопряжения, то для анимации достаточно указать перемещение одного «приводного» элемента

Рис. 2. Если в модели правильно наложены все сопряжения, то для анимации достаточно указать перемещение одного «приводного» элемента

Рис. 3. Анимация в действии

Рис. 3. Анимация в действии

Если же проектировщик хочет анимировать процесс разборки-сборки, то сначала необходимо исключить из расчета все те сопряжения, которые мешают переместить компоненты в положение «разобрано». Затем с помощью команд библиотеки и стандартных команд КОМПАС-3D можно задать перемещение компонентов при разборке изделия, определив крайние положения и время либо скорость перемещения. Причем для таких деталей, как крепежные изделия, можно задавать и вращение компонентов вокруг их осей — ввинчивание/вывинчивание по резьбе. Таким образом можно показать процесс сборки-разборки очень наглядно (рис. 4).

Рис. 4. Анимация позволяет наглядно показать процесс сборки-разборки изделия

Рис. 4. Анимация позволяет наглядно показать процесс сборки-разборки изделия

В начало В начало

Проверка коллизий

В процессе перемещения компонентов возможны столкновения, которые являются ошибочными, то есть конструктор при проектировании допустил ошибку. Для выявления  подобных ошибок Библиотека анимации предоставляет специальный механизм. При создании сценария анимации конструктор может задавать те компоненты, для которых необходимо проверить возможность столкновения. При настройке воспроизведения на экране можно установить опцию «Останавливать при столкновении». Механизм остановится, как только любые два из выбранных компонентов столкнутся. Эти компоненты будут подсвечены красным цветом (рис. 5)

Рис. 5. Подсветка компонентов при столкновении

Рис. 5. Подсветка компонентов при столкновении

В начало В начало

Создание видеоролика

Как мы уже говорили, продемонстрировать потенциальным заказчикам работающее изделие еще на этапе проектирования — верный шанс получить выгодный заказ. Кроме того, сейчас все более востребованными становятся интерактивные электронные технические руководства (ИЭТР) для ремонтно-эксплуатационных подразделений. В этих руководствах содержатся видеоинструкции по обслуживанию и сборке-разборке изделий.

С помощью Библиотеки анимации создать подобные инструкции очень просто. При воспроизведении анимации нужно включить опцию записи видеоролика в одном из распространенных форматов (AVI, MP4, WMV и т.п.). Можно настроить качество воспроизведения анимации (кадр/с), формат видеозаписи и ее качество (чтобы ограничить объем выходного файла видеофильма). Затем созданный ролик можно будет просмотреть на любом компьютере с помощью стандартных средств Windows (рис. 6).

Рис. 6. Воспроизведение ролика в Media Player

Рис. 6. Воспроизведение ролика в Media Player

В начало В начало

Создание кинограммы

Зачастую при исследовании процесса движения необходимо создать временную  диаграмму последовательных положений механизма, то есть кинограмму. Библиотека анимации позволяет записать последовательность кадров в виде фрагментов работы в системе КОМПАС-График. При этом пользователь может настроить частоту изображений (кадр/с) и задать пространственный вид (спереди, сзади, слева, справа и т.п.). Результаты создания кинограммы легко свести в одно изображение стандартными средствами КОМПАС-График. Пример такой кинограммы показан на рис. 7.

Рис. 7. Временная диаграмма положений механизма — кинограмма

Рис. 7. Временная диаграмма положений механизма — кинограмма

Весь сценарий анимации, то есть последовательность шагов, выбор перемещаемых компонентов, траекторий и осей вращения, а также параметры перемещений, может быть записан в отдельный файл в формате XML. В системе можно менять последовательность различных движений компонентов. Если на каком-то этапе (шаге) анимации необходимо перемещать несколько не связанных друг с другом деталей по одной траектории, то можно задать параметры перемещения для одной детали, а потом распространить это движение на другие компоненты выбранной группы. Настройка всех параметров библиотеки производится в соответствующем окне (рис. 8).

Рис. 8. Окно настроек системы

Рис. 8. Окно настроек системы

Создатели приложения прекрасно понимают, что по мере развития КОМПАС-3D будет развиваться и Библиотека анимации. Мы пока не станем раскрывать все секреты, скажем только, что поле деятельности разработчиков огромно. Они открыты для общения и с благодарностью примут все пожелания будущих пользователей.

Завершая статью, мы хотим еще раз подчеркнуть, что в состав программного комплекса КОМПАС-3D выходит совершенно новое приложение, которое значительно повышает не только качество проектирования изделий в целом, его наглядность и удобство, но и конкурентоспособность предприятия при выполнении проектов в рамках тендеров. 

В начало В начало

САПР и графика 4`2006