目錄

/CONTENTS01創建路徑02序列編輯器和路徑編輯器03使用ObjectFlowOperation創建零件的裝配過程04干涉查看器05自動路徑規劃器基礎在ProcessSimulate中,最基本的一個創建路徑的方法就是通過創建NewObjectFlowOperation來實現的,本章后續章節介紹的裝配仿真的相關內容就是基于NewObjectFlowOperation來進行的。通過單擊Operation選項卡→NewOperation→NewObjectFlowOperation命令,如圖6-1所示,可以創建路徑和相關的操作。此路徑/操作與Study中的對象關聯。創建路徑使用NewObjectFlowOperation命令,出現圖6-2所示對話框。創建路徑實例:NewObjectFlowOperation操作1)在標準模式下打開教學資源包MBHZ15\STUDY文件夾中的StartNo-Layout.psz文件,使用DisplayOnly命令,在圖形查看器中只顯示零件Long-Bar。2)在圖形查看器中,右擊LongBar,選擇NewObjectFlowOperation命令,在EndPoint欄中單擊,在圖形查看器中選擇任意位置,如圖6-3所示,單擊OK按鈕。創建路徑3)在SequenceEditor中,單擊PlaySimulation按鈕,運行當前創建的LongBar_Op,在圖形查看器中看到零件沿著一個路徑移動,路徑在圖形查看器中顯示為白色的虛線,起終點位置以綠色的坐標系表示,GripFrame的位置以一個白色的坐標系顯示,如圖6-4所示。創建路徑4)繼續創建一個新的基于零件LongBar的ObjectFlowOperation,和上一個不同的是,將改變默認的GripFrame的位置:單擊GripFrame按鈕旁邊的下拉箭頭按鈕,在圖形查看器中另外指定一個任意的GripFrame位置,或者按照圖6-5所示輸入指定位置的值。創建路徑5)在操作樹中,隱藏第一次創建的LongBar_Op,在SequenceEditor中,單擊playsimulation,運行當前創建的LongBar_Op1,在圖形查看器中看到零件沿著一個新的路徑移動,和第一次創建的路徑略有不同,這次看到操作的GripFrame并不在零件LongBar的幾何中心點,而是在其上方,以按照圖6-5來指定GripFrame位置為例,如圖6-6所示。創建路徑02序列編輯器和路徑編輯器在ProcessSimulate中,可以使用SequenceEditor序列編輯器來運行指定的仿真操作和進行仿真操作的排序,SequenceEditor一般在軟件頁面的右下角,需要先把選定的操作設為當前操作(通過選擇Operation選項卡→SetCurrentOperation),然后選定的操作就會出現在SequenceEditor中,如圖6-7所示。SequenceEditor包含兩個可調整大小的區域,左側為樹狀區域,右側為甘特圖區域。序列編輯器和路徑編輯器如果暫停仿真并對操作進行更改,仿真將在后臺快速重置并運行,直到將其暫停為止。當恢復仿真時,它會從暫停的那個時間開始。可以使用工具欄中的任何播放控件來操縱仿真的播放/暫停/重置。表6-1介紹了“序列編輯器”工具欄中的可用選項的功能。序列編輯器和路徑編輯器表6-1介紹了“序列編輯器”工具欄中的可用選項的功能。序列編輯器和路徑編輯器表6-1介紹了“序列編輯器”工具欄中的可用選項的功能。序列編輯器和路徑編輯器應用序列編輯器的過濾器步驟如下:1)右擊序列編輯器樹區域中的空白區域,然后選擇TreeFilterseditor“樹過濾器編輯器”,以顯示“序列編輯器過濾器”對話框,如圖6-8所示。2)在ByType選項卡中,選擇要在樹中顯示的操作類型和細節級別,并取消選擇不希望顯示的操作類型和細節級別,這可以防止加載“序列編輯器”樹中可能降低系統性能的不必要實體。序列編輯器和路徑編輯器3)要對ByType選項卡中選定的操作類型應用第二級過濾,只能選擇與特定資源關聯的操作:在圖形查看器或對象樹中選擇所需的對象,選擇ByResource選項卡,顯示選定的資源,如圖6-9所示。序列編輯器和路徑編輯器4)單擊OK按鈕,根據選定的操作和資源顯示樹狀層次結構,系統會保存設置,用于以后的ProcessSimulateStudy。在ProcessSimulate中,路徑編輯器PathEditor也顯示有關路徑和位置的詳細信息,提供了一種可視化操作路徑數據的簡單方法。一般情況下,路徑編輯器位于軟件頁面的左下角,和序列編輯器交替顯示,路徑編輯器支持不同類型操作的路徑,包括裝配、人因工程、焊接等。路徑編輯器在左側包含一個樹狀結構,右側包含一個各種數值的表,如圖6-10所示。序列編輯器和路徑編輯器表6-2介紹了路徑編輯器工具欄中的可用選項功能。序列編輯器和路徑編輯器表6-2介紹了路徑編輯器工具欄中的可用選項功能。序列編輯器和路徑編輯器表6-2介紹了路徑編輯器工具欄中的可用選項功能。序列編輯器和路徑編輯器角度檢測技術實現角度和角位移測量的傳感器主要有：圓光柵傳感器、光電編碼器、圓磁柵傳感器、回轉感應同步器、激光測角儀和多齒分度盤等一、圓光柵傳感器圓光柵---徑向光柵、切向光柵、環形光柵莫爾條紋---圓弧形、環形、輻射形

角度的自然基準和圓周封閉原則1.自然基準：360o圓周角2.圓周封閉原則：整圓周上所有角間隔的誤差之和為零 （圓周內誤差封 閉的原理）⑴徑向光柵的圓弧形莫爾條紋兩塊徑向光柵

---柵距角相同，以不大的偏心疊合光柵不同區域，柵線交角不同條紋寬度---隨條紋位置變化偏心垂直位置上---條紋近似垂直于柵線偏心方向上---條紋近似平行于柵線---縱向莫爾條紋其他位置---斜向莫爾條紋（實際應用）特例---光閘莫爾條紋（同心、柵距角相同）主光柵轉過一個柵距角→透光量變化一個周期→不同曲率半徑圓的弧形莫爾條紋---橫向莫爾條紋轉動時，徑向移動⑵切向光柵的環形莫爾條紋兩塊切向光柵

---柵距角相同/切線圓半徑不同/同心疊合環形莫爾條紋---以光柵中心為圓心的同心圓簇條紋寬度---隨條紋位置變化應用：高精度角度測量和分度---全光柵平均效應優點：⑶環形光柵的輻射形莫爾條紋兩塊環形光柵（相同）---柵線相對/不大的偏心量輻射形莫爾條紋---條紋近似直線/呈輻射狀特點：條紋數目/位置---偏心量大小/

圓心連線方向光柵旋轉---條紋數目/位置（不變）偏心量（一個柵距）---莫爾條紋數目增加一條（一個象限內）應用：主軸偏移、晃動1光電式絕對編碼器

---數字式傳感器（直接）1---光源；2---柱面鏡；3---碼盤；4---狹縫；5---光電元件①原理：平行光源→碼盤→光電元件→電信號輸出光學碼盤式傳感器---用光電方法將被測角位移轉化成數字電信號二、光電式編碼器

特點：高精度、高分辨力、可靠性好碼盤：光學玻璃，透光和不透光的圖形（同心碼道）→照相腐蝕

要求：分度準確（工藝）、明暗交替邊緣陡峭（工藝、材質）光源：LED→光學系統→平行光→投影精確→徑向排列光電元件光電元件：硅光電池，光電晶體管碼道數對應數碼位數→每個碼道對應一個光電元件（數碼的一位）→分辨力角度分辨力：α=360o/2n

n-碼道數（位數）光電元件輸出：亮區--“1”;暗區--“0”信號組合---編碼數字量

---轉角大小絕對測量---固定的數字碼（不需要基準）1”分辨力：20-21個碼道(1M)碼道數目決定了分辨力對碼盤的精度要求高②編碼碼制： 直觀，易與后續電路和計算機處理。多位碼同時動作→同步誤差→錯碼格雷碼（循環碼）有權碼

對稱性，無權碼

二進制碼相鄰兩數只有一位不同→每次只有一位變化（不會產生錯碼）→轉換為二進制碼十進制碼8個碼道、2位內4圈---高位；外4圈---低位編碼數：102個分辨力：360/102

=3.6

編碼：二—十進制十進制0~9二進制0000~1010容量小，有權碼較少使用讀數直觀，不易電路處理測量電路：放大→足夠電平，驅動整形→接近理想方波細分→提高分辨率（光學+電路）例：1--光源；2—非球面聚光鏡；3–碼盤；4—狹縫；5-光電元件③特點與應用特點：結構簡單、精度高、分辨率高，可靠性好，直接數字量輸出，絕對碼輸出，測量范圍小（360o），光電元件及測量電路的滯后，影響響應速度，速度不高（最高幾千轉/分）應用：小范圍絕對位置測量---角度、直線位置小范圍位移、速度檢測2、光電式增量碼編碼器結構：與絕對編碼器類似；一般只需3條碼道：

最外---增量碼道S1：透光與不透光扇形區→計數脈沖→分辨率中間---辨向碼道S2：同S1，但錯開半個扇形區最內---零位碼道Z：只一條透光狹縫→基準脈沖（零位）S1超前S2π/2S1滯后S2π/2表6-2介紹了路徑編輯器工具欄中的可用選項功能。序列編輯器和路徑編輯器表6-2介紹了路徑編輯器工具欄中的可用選項功能。序列編輯器和路徑編輯器可以選擇在路徑編輯器表格的列中顯示信息的類型,需要自定義路徑表。1)單擊圖標,顯示CustomizeColumns對話框,如圖6-11所示。2)要選擇在右側的Showcolumnsinfollowingorder欄顯示的列,可以按照如下步驟操作:從Availablecolumns列表中選擇一個列并單擊按鈕,單擊按鈕以選擇所有可用的列。按照以下順序在顯示列中選擇一列,然后單擊按鈕將其刪除。單擊按鈕刪除所有列。可以使用最右側的和按鈕按各列的顯示順序排列。序列編輯器和路徑編輯器3)如果用戶希望編輯Availablecolumns列表中列的標題,選擇該列并按<F2>鍵,列標題成為可編輯字段,編輯標題并按<Enter>鍵。4)單擊圖標,將Showcolumnsinfollowingorder欄中當前顯示列保存為列集,以便以后可以重新加載。5)單擊圖標,出現“載入列設置”對話框,可以將已經保存的列設置載入。序列編輯器和路徑編輯器03使用ObjectFlowOperation創建零件的裝配過程實例:EngineAssemblyFlowOperation1)在ProcessSimulate標準模式下,打開EngineAssembly.psz文件。2)在對象樹中,可以看到EngineAssembly作為一個裝配體總成,它的各個部件組成情況如圖6-12所示,一共有6個分總成部件。3)右擊操作樹中的空白區域,選擇,新建一個復合操作,并將其命名為EngineAssembly。使用ObjectFlowOperation創建零件的裝配過程4)一般情況下進行裝配仿真的過程是一個相對裝配總成的拆卸過程,所以將從EngineAssembly最外側的部件入手,由外而內地對其部件結構進行分解,最后再用SequenceEditor進行排序和鏈接。5)設置PickLevel為Component,選擇EngineAssembly復合操作,按住<Ctrl>鍵,在圖形查看器中選擇發動機總成上部的air_filter部件,右擊在彈出的快捷菜單中選擇,在彈出的對話框中的終止點EndPoint位置選擇air_filter部件上方(Z向)的某個點,將持續時間Duration設置為3.5s,如圖6-13所示,完成后單擊OK按鈕。使用ObjectFlowOperation創建零件的裝配過程6)在操作樹中,可以看到已經創建的復合操作和它包含的子操作air_filter_Op。在air_filter_Op操作下,包含了兩個路徑點,這兩個路徑點就是剛才在創建air_filter的ObjectFlowOperation時輸入的StartPoint(loc)和EndPoint(loc1),如圖6-14所示。使用ObjectFlowOperation創建零件的裝配過程7)在操作樹中,選中air_filter的ObjectFlowOperation,然后在路徑編輯器中,單擊工具欄上的按鈕,可以看到air_filter_op被添加到路徑編輯器中,如圖6-15所示。使用ObjectFlowOperation創建零件的裝配過程8)因為要做的裝配仿真是發動機各部件從分散狀態到組裝為總成的過程,所以需要將air_filter_Op中起始、終點的位置互換一下,可以在路徑編輯器中直接用鼠標拖動對應的路徑進行操作,或者使用工具進行路徑位置的調整,完成后如圖6-16所示,可以看到對象樹中對應操作下的路徑順序也發生了相應的變化。使用ObjectFlowOperation創建零件的裝配過程9)以主體零件powerengine為中心,將其余5個部件都安裝在其上。同理,參照上述的步驟,分別創建剩下4個分總成零件的ObjectFlowOperation,需要注意的是,裝配體零件的裝配順序是從內到外的,所以每次為一個新的部件創建的NewObjectFlowOperation都應該排列在復合操作下的最前面,全部完成后,可以看到操作樹下所有操作,如圖6-17所示。使用ObjectFlowOperation創建零件的裝配過程10)在序列編輯器中,看到右側的甘特圖區域中所有的子操作都是對齊的,那是因為所有操作設置的時間(Duration)都是一樣的3.5s,單擊序列編輯器上的“播放仿真”按鈕,可以看到仿真運行的過程是5個組件同時往powerengine移動的過程。如果希望看到部件一個接一個的安裝,可以在序列編輯器里將5個組件的FlowOperation使用Link功能連起來。選中序列編輯器樹狀區域中復合操作下的所有子操作(不要選中復合操作本身)單擊按鈕,可以看到操作序列的變化,如圖6-18所示。使用ObjectFlowOperation創建零件的裝配過程11)再次單擊序列編輯器上的“播放仿真”按鈕,這次可以看到5個組件依次安裝在powerengine上。其中,在安裝air_filter部件時,安裝的最佳路徑應該是沿著powerengine的正上方垂直向下安裝,由于之前在定義ObjectFlowOperation的起始點時,并沒有精確定位,所以需要修正一下安裝air_filter部件的路徑。12)在操作樹中,單擊air_filter_Op操作,然后在路徑編輯器中,單擊最后一個路徑loc,最后單擊Operation選項卡→AddLocation→AddLocationBefore,如圖6-19所示。使用ObjectFlowOperation創建零件的裝配過程13)可以看到彈出PlacementManipulator對話框,并在圖形查看器出現位置的操縱器坐標系,由于希望路徑是沿著終止點的Z向移動的,所以拖動操縱器坐標系的Z向(藍色的軸),或者直接使用對話框中的TranslateZ功能,如圖6-20所示。使用ObjectFlowOperation創建零件的裝配過程14)完成后單擊PlacementManipulator對話框中的Close按鈕,可以看到路徑編輯器中,air_filter_Op操作的路徑位置增加為了3個,包括剛剛插入的新位置,如圖6-21所示。15)單擊序列編輯器,展開其中的air_filter_Op,可以看到它下面包含的路徑位置也相應地更新了,再次單擊序列編輯器上的“播放仿真”按鈕,可以看到air_filter_Op操作的變化。對于其他的子操作也可以采用相同的方法在路徑中添加新的位置。16)完成后,可以保存或者另存相關的Study文件。使用ObjectFlowOperation創建零件的裝配過程04干涉查看器在使用干涉查看器或者使用干涉檢查功能之前,可以先在ProcessSimulate的File→Options→Collision選項中對干涉檢查的屬性進行一些設置,這樣可以更好地應用CollisionViewer。進行干涉檢查選項設置的頁面如圖6-22所示,CollisionCheckOptions欄里的相關內容,允許用戶對碰撞的三個顆粒度進行設定。干涉查看器1)未遂碰撞Near-Miss:如果物體侵入到相互間預定間隙的包絡線區域中,則以高亮的黃色顯示,如圖6-22所示,用戶可以勾選CheckforCollisionNear-Miss復選框,啟用檢查Near-Miss功能。2)碰撞接觸CollisionContact:在對象之間彼此接觸(即發生碰撞或干涉)的第一時間,則可以在Contactobjectscolor下拉菜單選擇顯示的顏色。干涉查看器3)設置允許侵入的值AllowedPenetrationValue:激活該選項,則可以允許對象之間彼此接觸,并且一個對象有一部分已經侵入到另一個對象,允許侵入值的范圍是0~5。使用CollisionViewer可以定義、檢測和查看當前顯示在對象樹中數據的沖突,以及查看碰撞報告,如圖6-23所示。干涉查看器CollisionViewer左側窗口包含的選項見表6-3。干涉查看器CollisionViewer左側窗口包含的選項見表6-3。干涉查看器CollisionViewer左側窗口包含的選項見表6-3。干涉查看器1)在對象樹中,確認有兩個或兩個以上的零件顯示在圖形查看器中,單擊CollisionViewer左側工具欄上的第一個newcollisionset按鈕。2)在彈出的新建碰撞設定對話框中,在左側(Check)欄中選擇要檢查碰撞的零件,在右側(With)欄中選擇要和哪些零件進行干涉檢查。如圖6-24所示,兩側欄中都至少選擇一個零件,且零件必須顯示在圖形查看器中。干涉查看器3)選取好零件后,單擊OK按鈕,然后在圖形查看器中,選擇左側(Check)欄中的零件,然后執行PlacementManipulator命令,使用操縱器坐標系上的某一個軸,向右側(With)欄中零件的方向拖動,可以看到當兩個零件發生接觸后,零件變成以高亮的紅色顯示。4)如果在Options中,設置了打開檢查Near-Miss功能,可以看到,當零件靠近被檢查零件在一定范圍內時,零件變成高亮的黃色顯示,當零件碰撞后,就變為紅色高亮顯示,如圖6-25所示。干涉查看器5)在對象樹中,單擊使圖形查看器顯示全部零件6)保持圖形查看器中顯示全部零件,然后單擊按鈕以刪除FastCollisionSet。在CollisionViewer左側窗口欄中,僅保留步驟2)中的干涉檢查設定,然后單擊按鈕啟用EmphasizeCollisionSet著重顯示碰撞零件功能,可以在圖形查看器中看到它和未啟用這個功能的區別,如圖6-26所示。干涉查看器CollisionViewer的中間窗口欄下方中顯示碰撞報告CollisionReport的內容,用戶可以在碰撞報告欄中查看具體的零件干涉信息,包括零件名稱、干涉狀態(如果發生干涉,會顯示干涉位置和干涉量信息,如果激活Near-Miss選項,在Near-Miss狀態下會顯示黃色,并顯示Near-Miss量。CollisionViewer的中間窗口上方工具欄選項見表6-4。干涉查看器CollisionViewer的中間窗口上方工具欄選項見表6-4。干涉查看器CollisionViewer的中間窗口上方工具欄選項見表6-4。干涉查看器繼續使用之前的partsforcheckcollision.psz文件,學習使用CollisionViewer工具欄上的相關功能。1)單擊NewcollisionSet,新建一個cooling_system和battery的碰撞設定。2)在圖形查看器中,確保零件cooling_system和battery之間不存在干涉情況,然后單擊FreezeViewer“凍結查看器”,最后使用PlacementManipulator命令,拖動零件cool。可以看到盡管圖形查看器中的干涉零件已經以高亮的紅色顯示,但是干涉內容報告欄中卻沒有任何內容顯示,這是因為啟用了“凍結查看器”功能,如圖6-27所示。干涉查看器3)單擊FreezeViewer“凍結查看器”,保持cooling_system和battery的干涉狀態,單擊CollisionViewer中間工具欄上的按鈕,激活顯示碰撞輪廓線功能,可以看到圖形查看器中兩個對象干涉部位的黃色輪廓線,以及最右側窗口中每段輪廓線的列表。單擊按鈕,可以看到圖形查看器中顯示干涉滲透量長度的數值,以及CollisionDepth對話框,如圖6-28所示。干涉查看器05自動路徑規劃器基礎一些情況下需要在很狹小的空間或者存在眾多外部干涉的情況下找到一條可行的工藝路徑,來完成諸如裝配或者其他類型的一些操作。如將汽車座椅安裝到駕駛室中,如圖6-29所示。可以看到,汽車的左前門框對于座椅總成來說,安裝座椅的空間是非常狹小的,安裝座椅的機械手臂需要在有限的空間內,不斷地翻轉和變化接近方向,才能完成最終的安裝。如果要對于這樣一個比較復雜的裝配工藝過程進行仿真,采用ObjectFlowOperation功能,通過手動調整路徑位置的方法來完成,其工作量顯然是會比較大的。自動路徑規劃器基礎實例:AutoPathPlanner的基本應用1)在ProcessSimulate標準模式下,打開教學資源包中computer_Assembly.psz文件。2)在對象樹中,將計算機機箱主體完全顯示,將機箱的蓋板取消顯示。3)接下來創建一個仿真硬盤安裝的ObjectFlowOperation。首先在圖形查看器中,在計算機機箱光驅位置的正前方創建一個坐標系,作為安裝硬盤操作的起始位置,可以在對象樹的Frame文件夾中找到這個坐標系,將這個坐標系命名為startpoint,如圖6-30所示。自動路徑規劃器基礎4)在操作樹根節點下創建一個名為harddiskinstall的復合操作,然后選中這個復合操作,按住<Ctrl>鍵,選擇對象樹中的,利用右鍵快捷菜單,創建一個NewObjectFlowOperation,在EndPoint欄中選擇上一步創建的startpoint坐標系,完成后單擊OK按鈕,如圖6-31所示。自動路徑規劃器基礎5)在路徑編輯器中,將創建的harddisk_Op中的起始位置和終點位置互換,如圖6-32所示。6)在干涉查看器中,創建一個硬盤和其他零件的干涉檢查設定,并在仿真過程中應用這個干涉檢查設定,如圖6-33所示。自動路徑規劃器基礎7)在操作樹中選擇harddisk_Op的ObjectFlowOperation,然后通過打開Operation選項卡→Editpath→Autopathplanner功能,打開“自動路徑規劃”對話框,如圖6-34所示。自動路徑規劃器基礎8)單擊AutoPathPlanner中的Plan按鈕,等待系統運行一段時間后,可以看到在harddisk_Op的ObjectFlowOperation中自動創建了一個包含十多個過渡位置的路徑,如圖6-35所示。自動路徑規劃器基礎9)關閉AutoPathPlanner對話框,使用序列編輯器播放運行harddisk_Op操作,可以同時單擊CollisionViewer中的按鈕,在圖形查看器中看到了硬盤安裝仿真的完整路徑,雖然整個仿真過程存在Near-miss的情況,但是總體來說是沒有干涉碰撞的情況。10)在操作樹中重復步驟4)和步驟5)的操作,再次新建一個仿真硬盤安裝的ObjectFlowOperation,命名為harddisk_Op1。繼續使用步驟6)創建的干涉檢查設定,