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用基于事件的仿真激活您的设计(二)

编辑:谢连富 发表时间:2016-12-23 10:48:30 浏览次数:

本文上承《用基于事件的仿真激活您的设计(一)》,若需全文观看,请点击相关链接

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新流程 

     很明显,如果这些更改能够发生在图6所示流程的早期阶段,那么企业就能避免从头开始设计的狼狈境况。EBS能在整体层面和细节层面满足这一需要。图7显示了结合此方法后的新整体流程。

结合“基于事件的仿真”的新机械设计流程

图7.结合“基于事件的仿真”的新机械设计流程

   最开始的步骤还是编写代码,而其它步骤则完全重新设计。您可以同时更改设计和对应的操作,反之亦然。与线性流程相比,新流程能更快地进行更改和迭代。设计和控制步骤完成后,就进入流程中的最后一个主要步骤 — 制造。当然,设计员在此步骤后还是可以进行修改或者更换控件,但与传统的串联流程相比,他们要从头开始设计的几率会大大降低。

在细节层面,EBS使您可以创建由事件而非特定时间触发动作的仿真。当然,您仍然可以通过软件创建基于时间的仿真。在图8中,所示界面控制了图5中四个促动器的行为。

 Solidworks基于事件的仿真界面示例(控制了四个促动器)

图8. Solidworks基于事件的仿真界面示例(控制了四个促动器)

仿真起始于一个时间触发器,此触发器可等于或大于零秒。之后的四个任务(动作)都是由前一个任务的完成来触发的。例如:“Task 1”表示第二个促动器在第一个促动器停止推送的那一秒开始推送。后续促动器的推送和回撤均遵循相同的模式。图9所示的接近度感应器,是将方块送出迷宫的最后一个触发器。

当接近度感应器(红色)与紫色墙面的距离在49.00毫米以内时,即会触发最后一个促动器

图9.当接近度感应器(红色)与紫色墙面的距离在49.00毫米以内时,即会触发最后一个促动

       接近度感应器(红色)位于方块上远离紫色墙面的那一端。感应器与紫色墙面的距离等于或小于49.00毫米时即发出“警报”。如图8的Task 6所示,这个警报将触发最后一个促动器推送方块。需要注意的是,此任务仅在方块已通过迷宫的其它部分且最终与紫色墙面相接时才会发生。

       SolidWorks EBS界面还包括一个甘特图,每个事件的持续时间和发生时间在其中一目了然,具体如图10所示。

Solidworks EBS工具内的甘特图

图10. Solidworks EBS工具内的甘特图

        图中的橙色区域对应事件的持续时间:橙色条越长,在仿真过程中持续的时间就越长。蓝线表示某个事件完成后另外一个事件才能开始(即,两个动作是基于事件发生的)。直接联系左侧数字区域与右侧甘特图即可呈现系统的行为。


基于事件的仿真的优点

       总体而言,EBS通过极大地改善设计员、工程师以及控件专家间的沟通,清晰地传递了产品的设计意图。没有EBS,这两方说的可能是完全不同的语言。工程师和设计员会试图阐述他们的目标,但是他们对控件代码的要求和需要全无概念。他们也许会说:“我希望这个运动臂旋转五秒”,但是他们并不知道这要如何实现。如果提议的这一系列事件没有以一致的特定代码形式呈现,控件工程人员很可能会感到一头雾水。他们可能会问回工程师,“您想让运动臂转向哪里?它的运动要怎样与系统的其它部件关联?”现在有了EBS工具,对控件设计通常不甚了解的设计员就能清晰地阐述他们的机器设计目标;而控件工程人员也能方便地将这些直观的说明编写到特定代码中。

       在整体层面,EBS可帮助企业节省了大量的时间和金钱。EBS的集成特性能即刻提供机械设计反馈和预期功用反馈。企业不再需要先制造出产品,然后再调试其初期的控制算法。由于设计员可预先通过CAD对机器进行虚拟测试,重新设计的可能可大大降低。而且,简单直观的EBS界面使得企业内的更多人能为产品设计过程作出贡献。工程师不再需要具备控件知识背景也能描述出主要控件要求。

        EBS在细节层面上也有其它值得一提的优点。首先,基于事件的方法更为现实且应用性更强。感应器确实存在,而且它们是许多机械设计中的关键部件。与完全基于时间的方法相比,SolidWorks EBS所提供的基于事件和基于时间的仿真组合更为接近现实生活的各种应用。

        让我们以电动洗车为例。在汽车进入洗车房后,接下来的步骤就不是基于时间的:驾驶员将车往前开,感应器一旦感应到车已就位,就会开始洗车。随后的清洗步骤可能持续一段固定的时间。这整个过程其实就是一个基于事件的控制机制尾随一个基于时间的控制机制。在我们身边,还有很多过程都结合运用了这两种机制在细节层面,EBS比传统方法更容易做出更改。增加第1个步骤的时间并不会导致后续的94步都要手动更改:事件以及事件间的联系依然不变。考虑到用户要在设计过程中执行仿真步骤:而这个步骤对控件和计时的编辑以及CAD机械设计中的编辑都一样频繁,这一点就显得尤为重要。再者,设计员和工程师通常很了解各个部件的能力。例如,A型促动器可以在0.5秒内推送1米。如果换为B型,这个距离则需要1.5秒。有赖于EBS提供的解决办法,开发阶段中的繁重代码更改工作才得以避免。

        最后,EBS还可以应用在各种场合。在机械操作领域,它的作用是显而易见的,因为设计员在EBS中要考虑的控件因素同样也是编码员必须考虑的。但其实EBS的仿真应用范围还能更广。以水上滑梯的设计为例。设计员需让滑水者在滑到滑梯的不同位置时承受不同的摩擦。滑梯顶端的摩擦要小,滑水者才能快速滑下。但为了减少滑水者在入水时遭受的冲击,滑梯末端的设计应适当增加表面摩擦,从而降低入水前的速度。EBS建模的力学数据和图形,能够告诉设计员是否选择了正确的时机— 所有这些都无需涉及很多编码工作!很明显,EBS并非只能用于机械设计中。


结论

       EBS革新了控件与CAD建模的结合方式。凭借EBS,您可以直接整合模型与预期行为,将机械设计和电气设计提到前端,同时仍保持机械控件的灵活性。EBS以一种创新的方式将此实现:您不必为事件确定特定的时间,只需开始或停止互相关联的各个事件即可。这能省下大量的资源。因为企业能以仿真方式制造和修改产品,不必在产品制造出来之后再行修改,重复设计的过程就得以避免,从而节省大量成本。

       由于不必繁琐地逐个更改离散的时间,基于事件的方法还能节省仿真时间。在第1步中的更改可以清晰传递到所有随后发生的事件。最重要的是,EBS使您在各种场合都可以与控件专家进行有效的沟通。语言障碍得以消除,每个人都可以更为有效地协同工作,从而设计出更优秀的产品。

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(完)

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