用FreeCAD Assembly 4做機構動畫 下篇

現在開始教大家如何做動畫……等等,一個零件都沒組就可以做動畫?沒錯!因為Assembly 4做動畫的方式是先建立自訂變數(Variables),然後藉由以變數控制諸如草圖尺寸、座標角度、相對位置等參數來讓模型動起來。所以我們先自訂一個變數X,方法如下圖:

Drawing software:FreeCAD 0.20 Assembly 4

再將草圖中X軸方向距離 40 mm交給變數X控制。如下圖:

Drawing software:FreeCAD 0.20 Assembly 4

現在我們可以讓草圖動動看。方法如下圖:

Drawing software:FreeCAD 0.20 Assembly 4

動畫如下圖:

Drawing software:FreeCAD 0.19.2 Assembly 4

到這裡,大家就知道Assembly 4先做出可以控制動作的物件,如草圖座標系,然後把零件附著到可動的物件上,這樣零件就會跟著動了。原理跟傀儡戲差不多。

請先用開啟舊檔指令載入一開始建立的連桿檔案link.FCStd,然後在Assembly 4工作平台上點選建立座標系指令。方法如下圖:

Drawing software:FreeCAD 0.19.2 Assembly 4

輸入座標系名稱LCS_3並按OK後,進入附著介面。先選銷接孔上緣輪廓,然後在Attachment mode:選單中點選Concentric。如下圖:

Drawing software:FreeCAD 0.19.2 Assembly 4

如此即可在連桿link下建立局部座標系LCS_3。在此LCS_3的Y軸與連桿銷接孔中心連線重合,只要讓LCS_3的原點、Y軸與草圖Sketch_1LCS_1及LCS_2座標系的原點、Z軸重合,再稍作調整即可將連桿附著於草圖上。方法如下圖:

Drawing software:FreeCAD 0.19.2 Assembly 4

先在Attach to:Parent Assembly,然後先選LCS_3,再選LCS_1。接下來按Rotate X +90一下,再按Rotate Y +90三下,按OK即可完成第一個連桿與草圖附著。如下圖:

Drawing software:FreeCAD 0.20 Assembly 4

完成結果如下圖:

Drawing software:FreeCAD 0.20 Assembly 4

同上法連結第二支連桿,將LCS_3LCS_2連結,其他步驟相同。結果如下圖:

Drawing software:FreeCAD 0.20 Assembly 4

你會發現組合組合模型Model下出現BodyBody001二個零件,將草圖和座標系隱藏播放動畫,本範例就完成囉。

Assembly 4不採用時下常見軸對軸、面貼面這類幾何拘束的方式組合零件,而是用建立二零件之間座標系的附著條件來組合及驅動模型。每個零件或草圖可定義多個座標系,但二者之間只能各選一個座標系建立附著關係。驅動模型必須透過自訂變數,這也意味著任何可受變數控制的參數都可以「動」

缺點顯而易見,就是難懂、難學、組合耗時費工又傷腦筋,新手常不知該如何下手。好處是自由度高,你可以控制草圖參數模擬機構運動,也可以改變附著座標系的距離、夾角來拆裝模型,更可以改變零件參數讓零件變形。你甚至可以輸入數學公式來控制參數,做出更複雜的機構動畫。

本範例再稍微加油一下,就可以完成曲柄滑塊機構(slider-crank mechanism)囉。請見以下推文連結:


Assembly 4大概就這麼回事,現在是你自己發揮創意的時候囉。

(FreeCAD 0.21.1版適用)

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