基于pro-engineer与3dsmax缝纫机原理仿真动画制作探究

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1、基于Pro/ENGINEER与3dsMax缝纫机原理仿真动画制作探究缝纫机原理仿真动画对缝纫机主要功能零件模型的几何尺寸准确度要求较高，利用Pro/ENGINEER对缝纫机零部件进行精确建模和装配，将三维模型导入3dsMax中进行材质渲染和动画制作，完成缝纫机原理仿真动画。充分发挥了Pro/ENGINEER和3dsMax软件各自的优势，解决了单独使用3dsMax软件在机构动画制作中零件的尺寸和装配不准确的问题，为机构仿真动画制作提供了新思路。一、引言缝纫机的核心是线圈缝合系统，由针杆机构、挑线机构和勾线机构组成。各机构精密配合协

2、调，按照一定的顺序运动来完成工作。缝纫机缝制原理仿真动画对于缝纫机各零部件的模型形状和尺寸准确度要求较高，否则在制作动画过程中会出现各零部件无法配合或运动轨迹不符合实际情况的现象。Pro/ENGINEER广泛应用于现代机械工业领域，适用于零部件的精确建模、装配和分析，但其仿真动画步骤繁琐，不利于在非机械专业人士中推广和掌握；3dsMax软件具有强大的动画表迗能力和材质场景渲染效果，但在零部件的建模和组装定位上却有其致命的缺陷：建模不够准确和无法精准定位装配。本文以缝纫机的缝制原理仿真动画为例，使用Pro/ENGINEER完成缝纫

3、机线圈缝合系统的建模和装配，并用3dsMax对模型完成材质渲染和动画制作。将两种软件在机构仿真动画制作中联合应用，充分发挥两种软件的优势。二、Pro/ENGINEER和3dsMax的结合Pro/ENGINEER的功能非常广泛，包括产品三维设计、工程图制作、模具开发、CAM和动态仿真等。其参数化建模过程，便于机构仿真动画制作过程中的精准建模和装配定位。动态设计和特征管理模式便于修改。但Pro/ENGINEER没有3dsMax中丰富的建模工具，建模自由度不如3dsMax，对于不规则自由曲面的建模无法像3dsMax那样自由灵活。且它不

4、具备3dsMax所具有的渲染能力和动画制作能力，应用Pro/ENGINEER进行动态仿真过程繁琐，不利于非机械专业人士理解和掌握。3dsMax是一款基于Windows操作平台的优秀三维制作软件，它广泛地应用于建筑装潢、工业造型和影视动画等设计领域。3dsMax可以创建出各种各样的虚拟显示效果和生动逼真的动画场景。其具有高超的原始创建能力和大量的修改功能，在角色动画制作方面有着非常强大的能力。3dsMax虽然建模自由度高，但仅仅凭借网格捕捉，或直接描摹背景片形状是无法准确建立零部件的几何特征，并实现精确建模的，对于工业机械类建模3

5、dsMax存在一定的不足。鉴于两种软件在机构仿真动画中的优缺点，先在Pro/ENGINEER中对零部件进行精确建模和装配，然后另存为STL文件导入3dsMax中进行动画制作，可以充分发挥两种软件各自的优点。三、缝纫机的缝制原理缝纫机平缝线迹被称为锁式线迹，线迹是底线和面线在缝料内铰和而成的机结。要使底线和面线拧和，必须把面线穿过机针b和挑线杆a绕在线团d上，底线绕在缝料下面的旋梭c上。缝制时面线由机针b引入缝料下部，机针由最低点向上运动时，面线在机针和布料之间形成一个梨形线环。旋梭c带着线环旋转使其与底线交织，挑线杆带着面线向上

6、收紧，在两层缝料间和底线形成一个绞合点。重复循环上述动作，即可生成一条锁式线迹。在此过程中，挑线杆担任的主要工作是输送和收紧面线，从而完成对用线量的调整，如图1所示。四、应用Pro/ENGINEER进行实体建模实体建模主要包括缝纫机的针杆机构、挑线机构、勾线机构以及上轴竖轴部件中主要功能零件实体模型的建立，如2所示。建立零部件实体模型主要在Pro/ENGINEER中的“零件”模块中进行。其造型快速，几何尺寸能够精确控制。Pro/ENGINEER中三维实体的建构方式主要草绘性特征，包括拉伸、旋转、扫描和混合等。除此之外，Pro/E

7、NGINEER还可对模型进行倒角、倒圆角、拔模及抽壳等。下面以缝纫机针杆挑线部件中针杆曲柄为例，介绍利用Pro/ENGINEER建立三维模型的方法：（1）启动Pro/ENGINEER软件，设置工作目录，选择“零件”模块，设置名称，取消“使用缺省模板”，勾选“mmns_part_solid”选项。（2）选择“top”平面，草绘针杆曲柄截面主要外形几何形状。使用拉伸特征完成针杆曲柄主要外形几何特征的创建。（3）选取草绘工具，在“top”平面上绘制针杆曲柄上下孔截面形状。点击拉伸工具，选择“去除材料”，完成针杆曲柄大小孔的创建。（4）

8、以针杆曲柄上表面为草绘平面，绘制针杆柄大小搭子截面形状，使用拉伸工具完成针杆曲柄大小搭子实体的构建。（5）使用倒圆角工具，对零件进行倒圆角，完成铁杆曲柄实体模型的构建，如图3所示。缝纫机各零部件实体模型创建完毕之后，使用Pro/ENGINEER组建模块逐个导入零