NX12 User Guide
Contents
1. Animation Designer Introduce.
①
Animation Designer
이해
---------------
1
-1
②
Animation
Designer 이용
---------------
1
-3
③
Animation Designer
전체 워크플로----
1
-4
2. Define Motion Components.
Part Ⅰ. Animation Designer
①
New Solution----------------------------
2
-1
②
Rigid Group-----------------------------
2
-2
③
Contact----------------------------------
2
-4
3. Create Joints and Couplers.
①
Joint-------------------------------------
3
-1
②
Gear-------------------------------------
3
-5
③
Chain
Belt
-------------------------------
3
-6
④
Rack and Pinion-------------------------
3
-7
⑤
Mechanical Cam------------------------
3
-8
4. Assigning Motors.
①
Position
Motor
--------------------------
4
-1
②
Speed
Motor----
------------------------
4
-3
③
Timeline---------------------------------
4
-4
5. Simulating the Motion Solution.
①
Move
Rigid Group
----------------------
5
-1
②
Animate
Command
---------------------
5
-2
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PART Ⅰ. Animation Designer
1-1. Animation Designer Introduce.
1. Animation Designer 이해.
기계 조립 품에 대한 기구학적 움직임(kinematic behavior)을 시뮬레이션하고 해석을 할 수 있도록 제공되는 어플리케이션.
중력, 외부 힘, 반발력…등 힘이 포함된 동역학(Dynamics)은 모션 시뮬레이션(Motion Simulation) 이용.
NX12에 새롭게 추가된 기능.
어셈블리(Assembly)처럼 모델링(Modeling)에서 추가로 운영하는 어플리케이션으로 라이센스도 Add-on 형태로 운영.
Global Solution Partner Portal (siemens.highspot.com)에서 확인한 NX CAD CAM CAE Bundle Quick Reference
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PART Ⅰ. Animation Designer
1-2. Animation Designer Introduce.
Global Solution Partner Portal (siemens.highspot.com)에서 제공되는 Price Book에서 확인한 NX Animation Designer [NX30178]
Description:
Animation Designer is an easy-to-use motion simulation application helps designers model the kinematic behavior of any product with moving parts in a time-based
manner. This application helps designers gain a better understanding how the product will operate and determine clearances between parts during movement. This
application is integrated with NX and uses familiar menus, toolbars, and navigators.
Key capabilities
- Time-based kinematic behavior regardless of assembly structure
- Tools such as joints and couplers to establish movement between 2D sketches or 3D components
- Motors to apply linear or rotational movement
- Timeline control to control the sequence of when parts move
- Measure and graphing capabilities to plot max or min distances
- Clearance detection during animation
- Integrated with modeling so clearance violations can be addressed
- Scalable to NX motion for studies involving forces or Mechatronic Concept Designer for virtual commissioning
- Ability to save images or movies of a motion study
Not included
- Ability to simulate the effects of forces, frictions, or dampening effects
- Exploded configuration support
- Virtual commissioning tools or integrations to PLC controllers
- Motion or sequencing that is event-based
- Flexible body simulation support
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PART Ⅰ. Animation Designer
1-3. Animation Designer Introduce.
2. Animation Designer 이용
Off
On
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PART Ⅰ. Animation Designer
1-4. Animation Designer Introduce.
3. Animation Designer 전체 워크플로
시작
조립품 또는 스케치에 대한 모션 솔루션 생성.
동작을 확인할 요소(강체) 정의
강체 간에 움직임(Joint) 정의
강체에 정의된 움직임 간의 관계 정의
강체의 움직임을 수동으로 확인
움직임이 올바르게 설정되었나요?
아니오
예
모터 구동 조건을 Timeline browser에 배열.
동작 솔루션을 재생하여 동작 확인
모터 이벤트의 순서와 타이밍이 정확합니까?
아니오
예
동작 솔루션에 대한 데이터 획득
의도하지 않은 충돌이 발생하나요?
움직임(Joint)에 모터(Motor) 설정.
필요에 따라 모델 수정
예
아니오
움직임이 설계 사양을 충족하나요?
필요한 경우 동작 녹화
종료
예
아니오
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PART Ⅰ. Animation Designer
2-1. Define motion components.
1. New Solution
(1) 기능 : 기구학적 동작을 확인할 대상 개체(Rigid object)와 움직임 조건으로 조인트(Joint)와 커플러(Coupler) 그리고 동작 시간과 관련하여 모터(Motor)…등 동적 해석에
필요한 정보가 놓이는 모음 생성.
Animation Navigator
( Top Boarder Bar > Menu > Animation Designer > Define > New Solution )
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PART Ⅰ. Animation Designer
2-2. Define motion components.
2. Rigid Group
(1) 기능 : 기구학적 동작을 확인할 대상 개체(Rigid Object)로 곡선(Curve) 또는 바디(Body) 선택.
어셈블리(Assembly)를 이용하는 경우 어셈블리 계층(Assembly Hierarchy)은 무시되고, 대상 개체(Rigid Object)로 선택되지 않은 개체는 움직임 없이 고정 상태가
되며 선택된 개체는 Animation Navigator에 생성된 Solution 폴더 하위 Rigid Groups에 개별 Group으로 등록됨.
(2) 강체 그룹 대화상자(Rigid Group Dialog Box)
1) Select Object : 움직임을 확인할 개체 선택.
① Create Single Group : 선택한 다수의 개체를 움직임 확인을 위한 하나의 묶음(Group)으로 설정.
② Create Group per Object : 다수의 개체를 선택하더라도 움직임을 확인할 개별 묶음(Group)로 설정.
1
( Top Boarder Bar > Menu > Animation Designer > Define > Rigid Group )
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PART Ⅰ. Animation Designer
2-3. Define motion components.
(2) 강체 그룹 대화상자(Rigid Group Dialog Box)
2) Color : 강체로 등록되는 개체의 색깔 설정. 강체에 적용한 색깔은 ‘Display Color’가 켜져 있을 때만 표시됨.
2
3) Initial Translation & Rotation Velocity : 강체의 초기 이동 및 회전 속도 설정.
4) Name : ‘Create Single Group’일 때 활성화되며, 등록되는 강체 그룹의 이름 설정.
3
4
참조
‘Display Color’를 켜서 강체에 설정한 색깔을 반영할 때, 강체로 설정되지 않은 개체의 색깔을 Animation Designer
Preferences를 시용하여 변경할 수 있음. ( File 탭 > Preferences > Animation Designer … )
( Top Boarder Bar > Menu > Animation Designer > Define > Rigid Group )
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PART Ⅰ. Animation Designer
2-4. Define motion components.
3. Contact
(1) 기능 : 등록된 각각의 강체 그룹(Rigid Group)에서 접촉 영역(Contact areas)을 정의하여 움직임 중에 접촉이 있는 경우 접촉을 움직임이 전달되도록 설정.
(2) 접촉 대화상자(Contact Dialog Box)
1) Select Object : 접촉 영역(Contact areas)을 정의할 면(Face) 또는 바디(Body)…등을 선택.
2) Name : 정의한 접촉 영역(Contact areas) 이름 설정.
사용 예)
1
2
접촉 영역 설정함
접촉 영역 설정하지 않음
( Top Boarder Bar > Menu > Animation Designer > Define > Contact )
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PART Ⅰ. Animation Designer
3-1. Creating joints and couplers.
1. Joint
(1) 기능 : 두 개의 강체 그룹(Rigid Group)에 대해서 움직임을 제약하는 구속(Constrain) 조건 생성.
(2) 조인트 대화상자(Joint Dialog Box)
1) Fixed Joint : 모든 방향으로 움직일 수 없도록 자유도(Degree of Freedom)를 ‘0’으로 설정.
1
1-1
1-2
1-1) Select Object : 움직임을 고정할 강체 그룹(Rigid Group) 선택.
1-2) Name : 생성될 조인트(Joint) 이름 설정.
2) Revolute Joint : 중심 축을 기준으로 회전(Revolute)만 가능하도록 회전에 대한 하나의 자유도(Degree of Freedom)만 허용.
2
2-1) Motion Object : 회전(Revolute) 조건을 설정할 두개의 강체 그룹(Rigid Group) 선택.
일반적으로 부착되어 구동되는 강체 그룹(Rigid Group)를 첫 번째, 구동의
기준(Base)되는 강체 그룹(Rigid Group)을 두 번째 선택.
2-1
( Top Boarder Bar > Menu > Animation Designer > Relations > Joint )
Frist Object
Second Object
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PART Ⅰ. Animation Designer
3-2. Creating joints and couplers.
(2) 조인트 대화상자(Joint Dialog Box)
2
2-2) Axis : 회전(Revolute)을 위한 중심 축을 방향(Vector)과 위치(Point)를 이용하여 설정.
2-2
2-3
2-3) Limits : 강체 그룹(Rigid Group)의 현재 위치를 각도 0º로 기준하여 상위(Upper)와 하위(Lower)로 움직일 수 있는
각도 범위 설정.
3
3) Slider Joint : 지정한 방향으로만 이동할 수 있도록 이동(Translate)에 대한 하나의 자유도(Degree of Freedom)만 허용.
3-1
3-1) Motion Object : 이동(Translate) 조건을 설정할 두개의 강체 그룹(Rigid Group) 선택.
일반적으로 부착되어 구동되는 강체 그룹(Rigid Group)를 첫 번째, 구동의
기준(Base)되는 강체 그룹(Rigid Group)을 두 번째 선택.
3-2
3-2) Axis : 강체 그룹(Rigid Group)의 이동 방향(Vector) 설정.
( Top Boarder Bar > Menu > Animation Designer > Relations > Joint )
Frist Object
Second Object
Vector
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PART Ⅰ. Animation Designer
3-3. Creating joints and couplers.
(2) 조인트 대화상자(Joint Dialog Box)
( Top Boarder Bar > Menu > Animation Designer > Relations > Joint )
4) Cylindrical Joint : 중심 축을 기준으로 회전(Revolute)과 중심 축 방향으로 이동(Translate)이 가능하도록 하나의 회전과
하나의 이동에 대한 자유도(Degree of Freedom)만 허용.
4
4-1
4-2
4-1) Motion Object : 회전(Revolute) 및 이동(Translate) 조건을 설정할 두개의 강체 그룹 선택.
4-2) Axis : 방향(Vector)과 위치(Point)를 이용하여 회전(Revolute)과 이동(Translate)을 위한 축을 설정.
Frist Object
Second Object
Vector
Point
5
5) Spherical Joint : 점(Point)를 기준으로 모든 방향으로 회전이 가능하도록 세 개의 회전 자유도(Degree of Freedom)만 허용.
5-1
5-2
5-1) Motion Object : 세 방향 회전(Revolute) 조건을 설정할 두개의 강체 그룹(Rigid Group) 선택.
5-2) Point : 세 방향 회전(Revolute)에 기준이 되는 점(Point) 설정.
Frist Object
Second Object
Point
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PART Ⅰ. Animation Designer
3-4. Creating joints and couplers.
(2) 조인트 대화상자(Joint Dialog Box)
( Top Boarder Bar > Menu > Animation Designer > Relations > Joint )
6) Point On Curve Joint : 지정한 점이 선택한 곡선(Curve)을 따라 움직이는 만큼 강체 그룹(Rigid Group)이 움직일 수 있도록
6) 앞, 뒤 이동(Translate)과 점을 기준으로 세 방향에 대한 회전 자유도(Degree of Freedom)를 허용.
6
6-1
6-2
7) Curve On Curve Joint : 지정한 두 곡선 모음이 접촉 상태를 유지하도록 강체 그룹(Rigid Group)이 움직일 수 있게 앞, 뒤
8) 이동(Translate)과 접촉 점을 기준으로 모든 방향에 회전 자유도(Degree of Freedom)를 허용.
6-2
6-1) Motion Object : 이동시킬 강체 그룹(Rigid Group) 선택.
6-2) Select Curve : 강체 그룹(Rigid Group) 이동을 안내할 곡선(Curve) 선택.
6-3) Specify Zero position point : 이동에 대한 원점을 곡선(Curve) 위에 지정.
Motion Object
Curve
Zero Position Point
7
7-1) Motion Object : 이동시킬 강체 그룹(Rigid Group) 선택.
7-2) Curve1 : 접촉 상태를 설정할 곡선(Curve)를 강체 그룹(Rigid Group)에서 선택 .
7-3) Curve2 : 선택한 곡선1(Curve1)을 안내할 곡선(Curve) 선택.
7-1
7-2
7-3
7-4
Motion Object
Curve1
Curve2
7-4) Slip : 접촉 상태에 대한 미끌림 유무 설정.
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PART Ⅰ. Animation Designer
3-5. Creating joints and couplers.
2. Gear
(1) 기능 : 축을 기준으로 회전 움직임을 나타내는 두 개의 조인트(Joint)에 대해서 회전 비율을 설정하여 기어(Gear)처럼 일정 비율로 회전하도록 커플러(Coupler) 생성.
(2) 기어 대화상자(Gear Dialog Box)
( Top Boarder Bar > Menu > Animation Designer > Relations > Gear )
1) Joints : 회전 비율을 설정하기 위한 회전 움직임을 포함하고 있는 두개의 조인트(Joint) 선택.
1
2) Ratio (Joint 1 : Joint 2) : 회전 비율 설정.
3) Inner Gear : 내부 기어 유무 설정.
4) Name : 생성될 기어 커플러(Gear Couple) 이름 설정.
2
3
4
Joint1
Joint2
Joint1 1회전할 때 Joint2는 2회전 1:2 Ratio = 0.5
내부 기어(Inner Gear)는 두 조인트(Joint) 축이 평행해야 함.
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PART Ⅰ. Animation Designer
3-6. Creating joints and couplers.
3. Chain Belt
(1) 기능 : 풀리(Pulley) 또는 스프로킷(Sprocket)처럼 떨어진 두 축 간의 회전 움직임을 전달하는 커플러(Coupler) 생성.
회전 움직임을 전달할 두 개의 조인트(Joint)를 선택하고 회전 비율 및 회전 방항을 설정.
(2) 체인 벨트 대화상자(Gear Dialog Box)
( Top Boarder Bar > Menu > Animation Designer > Relations > Chain Belt )
1) Joints : 회전 비율을 설정하기 위한 회전 움직임을 포함하고 있는 두개의 조인트(Joint) 선택.
1
2
3
4
2) Ratio (Joint 1 : Joint 2) : 회전 속도 비율 설정.
3) Reverse Direction : 풀리(Pulley)가 벨트 안쪽에 접촉할 때와 바깥쪽에 접촉할 때에 맞춰 회전 방향 반전 설정.
4) Name : 생성될 체인 벨트 커플러(Chain Belt Couple) 이름 설정.
Joint 1
Joint 2
회전 속도 비율
회전 방향 설정
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PART Ⅰ. Animation Designer
3-7. Creating joints and couplers.
4. Rack and Pinion
기능 : 이동(Translate) 움직임과 회전(Revolve) 움직임을 나타내는 두 개의 조인트(Joint)를 연결할 수 있는 커플러(Coupler) 생성.
( Top Boarder Bar > Menu > Animation Designer > Relations > Rack and Pinion )
(2) 랙 앤 피니언 대화상자(Rack and Pinion Dialog Box)
1) Select Rack Joint : 생성된 조인트(Joint) 중에 이동(Translate) 움직임이 포함된 ‘Slide Joint’ 또는 ‘Cylindrical Joint’를
랙(Rack)으로 선택.
2) Select Pinion Joint : 생성된 조인트(Joint) 중에 회전(Revolve) 움직임이 포함된 ‘Revolute Joint’ 또는 ‘Cylindrical Joint’를
피니언(Pinion)으로 선택.
Rack (Slide Joint)
Pinion (Revolute Joint)
3) Relation : 랙(Rack)과 피니언(Pinion)의 접촉 점이 자동으로 추정되나 필요한 경우 ‘Contact Point’를 이용하여 랙(Rack)과 피니언(Pinion) 사이에 접촉 점을 지정하거나
‘Radius’를 이용하여 접촉 점까지의 반경을 수치적으로 설정할 수 있음.
Contact Point
Contact Point
1
2
3
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PART Ⅰ. Animation Designer
3-8. Creating joints and couplers.
5. Mechanical Cam
기능 : 회전(Revolve) 움직임인 ‘Revolute Joint’가 설정된 강체의 면(Face)을 따라서 이동(Translate) 움직임인 ‘Slide Joint’가 설정된 강체의 면(Face)이 움직이도록 커플러
(Coupler) 생성.
( Top Boarder Bar > Menu > Animation Designer > Relations > Mechanical … )
(2) 기계적 캠(Mechanical Cam Dialog Box)
1) Cam : 움직임을 전달할 ‘Revolute Joint’를 선택하고, ‘Revolute Joint’가 설정된 강체에서 움직임을 전달할 면(Face) 선택.
2) Follower : 움직임을 전달할 ‘Slide Joint’를 선택하고, ‘Slide Joint’가 설정된 강체에서 움직임을 전달받을 면(Face) 선택.
Cam Follower
Select Joint
(Revolute)
Select Face
Select Joint
(Slide Joint)
Select Face
1
2
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PART Ⅰ. Animation Designer
4-1. Assigning motors.
1. Position Motor
(1) 기능 : 강체 그룹(Rigid Group)을 특정 속도 또는 시간에 의하여 미리 정의된 위치로 이동될 수 있도록 선택한 조인트(Joint)에 모터(Motor) 생성.
(2) 위치 모터 대화상자(Position Motor Dialog Box)
( Top Boarder Bar > Menu > Animation Designer > Motion > Position Motor )
1
1) Select Joint : 모터(Motor)를 생성할 조인트(Joint) 선택.
2) Timeline : 선택한 조인트(Joint)에 생성될 모터(Motor) 구동 조건(시간, 속도, 거리나 각도)은 목록에 표시됨.
목록에 표시된 구동 조건은 편집 또는 삭제할 수 있으며 필요한 경우 새로운 구동 조건을 추가할 수도 있음.
2
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PART Ⅰ. Animation Designer
4-2. Assigning motors.
(2) 위치 모터 대화상자(Position Motor Dialog Box)
( Top Boarder Bar > Menu > Animation Designer > Motion > Position Motor )
① Name : 모터 구동 조건 이름 설정.
② Method : 모터 구동 조건 계산하여 결과로 산출할 항목 선택.
End Time : 속도(Speed)와 변위(Angle 또는 Distance)를 입력하여 종료 시간(End Time)을 설정.
Speed : 종료 시간(End Time)과 변위(Angle 또는 Distance)를 입력하여 속도(Speed)를 설정.
Angle 또는 Distance : 종료 시간(End Time)과 속도(Speed)를 입력하여 변위(Angle 또는
Distance)를 설정.
③ Start Time : 모터 구동 시작 시간 설정.
④ End Time : 모터 구동 종료 시간 설정 또는 표시.
⑤ Speed : 모터 구동 속도 설정 또는 표시.
⑥ Angle 또는 Distance : 모터 구동 조건 내에서 이동 각도 또는 이동 거리 설정 또는 표시.
⑦ Destination : 합산된 모터 이동 각도 또는 이동 거리 표시.
⑧ Limit : 모터 증속 또는 감속 이용 유무 선택.
⑨ Acceleration : 설정 속도까지 도달하기 위한 초당 증속 속도 설정.
⑩ Deceleration : 초기 속도까지 도달하기 위한 초당 감속 속도 설정.
3
3) Graph View : 모터 구동 조건이 한 개 이상 추가되면 거리(Distance) 또는 각도(Angle), 속도(Velocity), 가속도(Acceleration) 그래프가 표시됨.
모터 구동 조건(Event(1))은 0초(Start Time)에서 2초간(End Time) 구동하여 90도(Angle)를
회전시킬 때 가속도를 60 deg/sec^2 설정.
1초가 60 deg/sec^2 가속하여 최대 속도 60 deg/s 도달 후 1초간 60 deg/s 정속으로
회전하여 2초간 90도 회전.
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PART Ⅰ. Animation Designer
4-3. Assigning motors.
2. Speed Motor
(1) 기능 : 일정한 속도(Velocity) 또는 가속도(Acceleration)로 강체 그룹(Rigid Group)이 계속 움직일 수 있도록 선택한 조인트(Joint)에 모터(Motor) 생성.
(2) 속도 모터 대화상자(Position Motor Dialog Box)
( Top Boarder Bar > Menu > Animation Designer > Motion > Speed Motor)
1) Select Joint : 모터(Motor)를 생성할 조인트(Joint) 선택.
2) Speed : 모터(Motor) 구동 속도 설정.
3) Limit Acceleration : 가속 유무 설정.
4) Max Acceleration : ‘Limit Acceleration’를 켰을 때 가속도를 설정할 수 있음.
5) Start Time : 모터(Motor) 구동 시작 시간 설정.
6) Graph View : ‘Limit Acceleration’를 켰을 때 그래프가 표시되고, 시간과 속도, 시간과 가속도 관계가 표시됨.
1
2
3
4
5
2초가 지난 후 모터가 구동되고 10 deg/sec^2로 가속을 시작하여 11초 후 설정된 90 deg/sec 도달 후 정속으로
구동.
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PART Ⅰ. Animation Designer
4-4. Assigning motors.
3. Timeline
(1) 기능 : 생성된 모터(Motor) 구동과 관련하여 시작 시간과 지속 시간 및 순서를 표시하는 막대 그래프와 유사한 브라우저(Browser)를 표시.
( Top Boarder Bar > Menu > Animation Designer > Motion > Timeline )
생성된 모터(Motor)를 편집할 수 있음.
‘Enable’의 확인 상자(Check Box)를 이용하여 사용하지 않는 모터(Motor) 억제.
모터 이벤트 막대를 끌기(Drag)하여 시작 시간을 조정하여 모터 구동 순서를 재정렬.
모터 이벤트 막대를 끌기(Drag)하여 구동 시간을 조정.
막대 그래프에 마우스 커서를 두고 MB3-단축 메뉴(Shortcut Menu)에서 ‘Mirror’를 적용하여 모터 동작을 되돌리는 이벤트를 추가.
타임라인 커서(Timeline Cursor)를 끌기(Drag)하여 모터 구동을 확인.
재생(Play) 또는 타임라인 커서(Timeline Cursor) 끌기(Drag)에 의하여 진행 중인 모터(Motor) 이벤트에 대해서 마우스 커서를 두고 MB3-단축 메뉴(Shortcut Menu)
에서 ‘Split’를 적용하여 이벤트를 분리할 수 있음.
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PART Ⅰ. Animation Designer
5-1. Simulating the motion solution.
1. Move Rigid Group
(1) 기능 : 모션 솔루션(Motion Solution)의 CSYS을 따라 선택한 강체 그룹(Rigid Group)을 수동으로 이동(Translate) 또는 회전(Revolve)하여 애니메이션을 재생하지 않고도
강체 그룹(Rigid Group)의 움직임을 확인할 수 있음.
( Top Boarder Bar > Menu > Animation Designer > Visualize > Move … )
Rigid Group to Move
CSYS 정의 방법 중 ‘dynamics’에 의한 핸들(Handle).
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PART Ⅰ. Animation Designer
5-2. Simulating the motion solution.
2. Animate commands
(1) 기능 : 강체 그룹(Rigid Group)의 움직임 재생 제어.
( Top Boarder Bar > Menu > Animation Designer > Animate > … )
Play : 런타임 모드로 전환하고 움직임이 재생되는 동안 작업 부분에 적용할 수 없는 명령을 일시적으로 비활성화.
Stop : 움직임 재생을 중지하고 런타임 모드를 종료.
Restart : 움직임 재시작.
Pause : 움직임을 일시 중지하고, 런타임 모드 유지.
Step : 설정된 시간 간격만큼 움직임을 진행.
‘Top Boarder Bar > Menu > Preferences > Animation Designer > Step Increment’를
이용하여 시간 간격 설정.
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NX12 User Guide
(Animation Designer) V1
발행일
2021년 8월 3일
펴낸이
김수영 , 기민성
펴낸곳
나테크시스템
주 소
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