ANIMACE PRUŽINY Vypracoval Ing. Josef Honsa 2009 1
Obsah 1 Úvod... 4 2 Výkresová dokumentace... 5 2.1 Výkres sestavení... 5 2.2 Výkres misky... 5 2.3 Výkres část hlavy... 6 2.4 Výkres ventilu... 6 2.5 Výkres klínku... 7 2.6 Výkres dřevěného podkladu... 7 2.7 Výkres dřevěná podpěry... 7 2.8 Výkres pružiny... 8 3 Konstrukce pružiny... 9 3.1 Nastavení parametrů... 9 3.2 Náčrt... 9 3.3 Spirála... 10 3.4 Vytvoření nových parametrů... 13 4 Sestava... 14 4.1 Umístění ventilu... 14 4.1.1 Vazba ventil hlava... 14 4.2 Umístění pružiny... 14 4.2.1 Vazba pružiny proti sobě... 14 4.3 Umístění misky... 15 4.3.1 Vazba misky... 15 4.4 Umístění klínků... 16 4.4.1 Vazby klínků, souosost... 16 4.4.2 Vazby klínků výškové umístění... 17 4.5 Umístění dřevěných podložek... 19 4.5.1 Vazby podložek... 19 4.5.2 Závěr vazeb... 21 5 Sestavení animace.... 22 5.1.1 Scénář... 22 5.1.2 Nastavení časové osy a oblíbených parametrů... 22 5.1.3 Animace pružiny a misky... 22 5.1.4 Animace klínků... 23 5.1.5 Animace podpěry... 24 5.1.6 Animace ventilu... 24 5.1.7 Test animace... 25 2
6 Závěr... 29 7 Shrnutí... 31 3
1 Úvod V následujícím textu se naučíte (snad) animace pružiny pomocí Inventor Studia. Předpokladem je, že součásti, které doplňují kompletní celek, jsou již vytvořeny, nebo si je dle výkresové dokumentace vytvoříte. Poslední možností je stáhnout ze stránek http://microstation.hyperlink.cz/download1.htm. Soubor "Sestava.rar" obsahuje výkresy: Část hlavy.ipt Ventil.ipt Miska.ipt Klínek.ipt Podklad.ipt Podpěra.ipt Konstrukci pružiny si uděláte sami dle návodu. Cílem animace je naznačit jak se vymontuje ventil se sestavy hlavy. Jde jen o modelovou situaci. Budeme sledovat tento postup demontáže ventilu: Pomocí přípravku (v našem postupu není znázorněn) dojde ke stlačení pružiny a misky. Stlačení umožňuje podpěra (poz. 7) ventilu ve výkresu sestavení v odstavci 2.1. Tím se uvolní klínky, které se vysunou z drážky ventilu. Podpěra se vysune a tím se uvolní ventil, který vyjmeme směrem dolů. 4
2 Výkresová dokumentace Nejde o výrobní výkresy, ale výkresy pro tvorbu součásti v Inventoru. 2.1 Výkres sestavení 2.2 Výkres misky 5
2.3 Výkres část hlavy 2.4 Výkres ventilu 6
2.5 Výkres klínku 2.6 Výkres dřevěného podkladu 2.7 Výkres dřevěná podpěry 7
2.8 Výkres pružiny 8
3 Konstrukce pružiny 3.1 Nastavení parametrů V nabídce Nástroje vyberte Nastavení dokumentu. Na kartě Jednotky zvolte v zobrazení kóty modelu "Zobrazit jako výraz" 3.2 Náčrt Pokud máte šablonu pro kreslení v rovině XZ použijte jí pro tvorbu náčrtu, nebo pokud použijete šablonu Norma.ipt první náčrt zavřete a vytvořte nový náčrt v souřadné rovině XZ. Zde nakreslete náčrt pro nástroj Spirála. Poznámka: Dbejte na to, aby osa pružiny byla totožná s osou Z a kružnice o ø5mm měla střed na ose X. Pokud nejsou souřadné osy promítnuté do náčrtu, promítněte je. 9
3.3 Spirála Zavřete náčrt a zvolte nástroj Spirála. Na kartě Tvar spirály, nastavte vše podle obrázku vpravo. Nestiskněte ale tlačítko OK. Na další kartě nastavte Rozměry spirály. Nakonec se na kartě Konec spirály upravte zakončení pružiny. 10
Vraťte se na úvodní kartu. Vyberte profil a osu. Klepněte na tlačítko OK. Vymodelovaná pružina je ale delší než potřebujeme (59,5): Použijte nástroj Rozdělit. Ve spodní části pružiny zvolte jako dělící nástroj rovinu XY. Druhou rovinu, pracovní, umístěte ve vzdálenosti 59,5 mm od souřadné roviny XY. 11
Zvolte nástroj rozdělit a upravte postupně spirálu pomocí obou rovin. Výsledkem je potom pružina, která má jakoby zbroušené konce. Pomocí průsečíku osy pružiny (Z) a pracovní roviny vytvořte pracovní bod. Zajistěte viditelnost středového bodu a pracovního bodu. Vypněte viditelnost rovin. 12
3.4 Vytvoření nových parametrů V nabídce Nástroje zvolte Parametry. Výsledná tabulka Přidejte dva uživatelské parametry: délka a rozteč. Zvolte jednotky mm a u délky vložte výraz 59,5 a u rozteče vložte výraz délka/počtem závitů (4). Těmito parametry nahraďte výrazy u parametrů modelu d3, d4 a d16. Takže i v nástroji Spirála se automaticky změní hodnoty v mm na parametry. Pružina je hotová. Uložte model jako součást "pružina.ipt" 13
4 Sestava Budete se řídit zásadou, že po umístění komponenty zajistíte její vazbu. Vazby se budou dělat takové, aby pokud možno nebyly závislé na komponentech, které se mají pohybovat. 4.1 Umístění ventilu Otevřete nový výkres sestavení. Jako první komponent umístěte součást "část hlavy.ipt". Tento komponent je tím pádem pevně umístěn v prostoru. Pak přidejte komponentu "ventil.ipt". 4.1.1 Vazba ventil hlava Vazbu zvolte vložit. Cílem je dosáhnout usazení kuželové části ventilu do sedla ventilu. Toho dosáhnete tak, že nastavíte hodnotu odsazení ventilu na 0,5 mm. Podmínkou je ale, že vybíráte příslušné kružnice (viz obrázek) pro vytvoření vazby. 4.2 Umístění pružiny 4.2.1 Vazba pružiny proti sobě Přidejte komponentu "pružina.ipt". Pokud není v otvoru vedení ventilu pracovní osa dokonce by to měla být souřadná osa Z tak jí vytvořte. Vytvořte i pracovní bod jako průsečík sedla pružiny a uvedené osy. Vazbu pak proveďte s typem Proti sobě. Je vhodné vypnout viditelnost ventilu. 14
Zkontrolujte, zda pružina "sedí" v sedle pružiny. 4.3 Umístění misky 4.3.1 Vazba misky Umístěte komponentu "miska.ipt". Volte vazbu proti sobě a označte pracovní body na misce a pružině. Poznámka: Umístění pracovního bodu na misce. 15
Každopádně zkontrolujte umístění misky na pružině. 4.4 Umístění klínků 4.4.1 Vazby klínků, souosost Vypněte viditelnost pružiny a misky. Ventil má vypnutou viditelnost již dříve. Umístěte komponentu "klínek.ipt". Nejdříve zajistěte souosost klínku a vedení ventilu. Úhel os dle potřeby volte 0, nebo 180. 16
4.4.2 Vazby klínků výškové umístění Klínek v žádném případě navažte na ventil. Výšku rozhodné plochy určíte dle obrázku vpravo. Tato výška je 59,5 mm Bez ohledu kde se klínek nachází, proveďte vazbu stejný směr s odsazením 59,5 mm. 17
Další vazbou stejný směr volte vzhledem k souřadné rovině YZ s odsazením -1,25 mm. Poznámka: Nehleďte na to, že klínek se nachází někde dál od vedení ventilu. To upravuje další vazba. Zvolte vazbu proti sobě s odsazením -120 mm. Vyberte čelo hlavy a osu klínku. Pak už by měl klínek správnou polohu. 18
Druhý protilehlý klínek vytvoříte nástrojem Zrcadlit komponenty. Vyberte klínek a rovinu zrcadlení souřadnou rovinu YZ. Následující obsah tabulky potvrďte klepnutím na OK. Zrcadlený klínek je pak umístěn správně včetně vazby. 4.5 Umístění dřevěných podložek 4.5.1 Vazby podložek Předpokládejme, že hlava je umístěna na speciálním stole s dostatečně velkým otvorem pro vyjmutí ventilu. Aby bylo možné stlačení pružiny bez posunutí ventilu, musí být ventil podložen. Na kraje hlavy umístěte dřevěné podložky. Vazbu zde použijte v kombinaci Proti sobě s vazbou Stejný směr. Podpěrná podložka, která se bude v naší animaci pohybovat, musí být nejdříve zajištěna vazbou Proti sobě. Po ukázání na horní plochu podložky otočte pohled tak aby byla přístupná dolní plocha hlavy. 19
Následuje vytvoření vazby tak, aby podpěra bula umístěna uprostřed mezi podložkami. 20
Poslední vazba Stejným směr je vůči straně, kde je vyveden výfukový kanál. 4.5.2 Závěr vazeb Zviditelněte všechny komponenty a zkontrolujte jejich polohu a popřípadě upravte. 21
5 Sestavení animace. 5.1.1 Scénář Nejdříve si vytvořte scénář, jak bude animace vypadat 1. Stlačení pružiny na 40 mm 2. Stlačení misky na vzdálenost 40 mm od sedla pružiny 3. Odsun klínků od ventilu na vzdálenost 40 mm 4. Vysunutí podpěry o 200 mm 5. Vysunutí ventilu též o 200 mm Úlohy bodů 1 a 2 budou společné. Z toho vyplívá, že na časové ose animace budou 4 úseky. 5.1.2 Nastavení časové osy a oblíbených parametrů V nabídce Aplikace zvolte Inventor Studio. V nástrojích Inventor Studia zvolte Časovou osu. 5.1.3 Animace pružiny a misky Informaci, která se před otevřením časové osy objeví, potvrďte OK. Na časové ose nastavte 10 s. Klepněte v nástrojích Inventor Studia (dále jen IS) na oblíbené parametry. V otevřeném panelu zaškrtněte délku. Klepněte na nástroj Animovat parametry. V otevřeném dialogovém okně je zapnut Výběr. 22
Po rozbalení položky Oblíbené animace v okně prohlížeče klepněte na parametr "délka" a upravte hodnotu Konec na 40 mm. Popřípadě zkontrolujte časové hodnoty. Přístup je po stisknutí tlačítka zadat. Protože jste v čase 10 s od počátku tak se sestava upraví dle této okolnosti. Miska má vazbu na pružinu tak se také přemístí do této polohy. 5.1.4 Animace klínků Na časové ose nastavte 20 s Klepněte na nástroj Animovat vazby: Pro akci výběr nalezněte vazbu klínku Stejný směr (-1,250 mm). Na obrázku je sice název klíneknew, protože název klínek je použit v jiné úloze a vypadá jinak. Pro vás platí, že klínek-new = klínek 23
Hodnoty upravte dle obrázku Podobně se nastaví hodnota u klínku, který tvoří zrcadlenou komponentu. Zde jsou hodnoty kladné. 5.1.5 Animace podpěry V daném okamžiku je stlačená pružina s miskou a jsou vysunuty oba klínky. V tento okamžik je na časové ose 20 s. Musíte vysunout podpěru, aby bylo možné vyjmout ventil. Na časové ose nastavte 25 s. Zapněte animaci vazby. Vyberte vazbu Proti sobě. Hodnoty vyplňte dle obrázku 5.1.6 Animace ventilu Na časové ose nastavte 30 s a vyberte Animaci vazby. Pro Výběr klepněte na vazbu Vložit. 24
Vyplňte jak čas, tak Počátek a Konec pohybu ventilu. 5.1.7 Test animace Uspořádejte zobrazení tak, abyste viděli jak sestavu, tak časovou osu. Na časové ose klepněte na přesun do počátku. Potom stiskněte Přehrát animaci. Pokud naleznete nějakou chybu, klepněte na časové ose na tlačítko Rozbalit editor akcí. Časová osa se rozvine tak, že jsou vidět jednotlivé časové úseky 25
Pokud na průběh ukážete, získáte informaci o nastavení animace. Po stisknutí pravého tlačítka myši na průběhu animace, máte možnost zvolit mimo jiné i editaci animace. Pak se vám otevře opět dialogové okno, kde můžete upravit vložené hodnoty. Pokud je animace v pořádku můžete vytvořenou animaci nahrát buď ve formátu AVI, nebo WMV. Buď stiskněte červené tlačítko na časové ose, nebo zvolte nástroj Rendering animace je to stejné. Nastavení na první kartě obecné vychází s kreativity každého z vás. Zvolte vhodné rozlišení. 26
Na kartě Výstup zvolte název a typ výstupního souboru. Po stisknutí tlačítka Render jste ve finále nastavení renderingu. Po stisku OK začne vlastní nahrávání animace. 27
Jde o časově a hlavně paměťově náročný proces. Vpravo dole je ukazatel využití paměti Inventoru. Doporučuji všechny soubory Inventoru uložit a Inventor restartovat. 28
6 Závěr Přes všechnu snahu jde jen o ideální přístup k dané problematice. Zkuste vymodelovat přípravek pro stlačení pružiny a zahrňte ho do animace. Zajímavá je i animace montáž ventilu. V žádném případě nejde jen o otočení sledu události. Musíte soubor Uložit jako například "Montáž.ventilu.iam" a zde zrušit všechny animace a vytvořit nové. Výchozí stav je takovíto. To již nechám jako cvičení pro vás. V praxi se používají například následující přípravky pro demontáž a montáž ventilů. 29
Obrázky jsou použity z katalogu nabídek nářadí na stránkách http://www.uni-max.cz 30
7 Shrnutí Naučili jste se modelovat spirálu pružinu Naučili jste se sestavit animaci pomocí Inventor Studia Využili jste výstupní formát *.avi, nebo *.wmv. 31