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2016/12/23

次組合 、彈性組合 、自適應組合

組合設計中,
經常會把一些共同完成某一特殊功能或有組裝順序關連性的元件降級(階)成為次組合,
以利於在工程圖面上進行說明功能或組裝要求等。
另外更常見的一種狀況是組合型式的市購品,
例如馬達 、氣缸 、變速箱等等。

在動力學模擬環境中,
有類似次組合的概念但又有點不太一樣,
一起移動的元件因為具備同一組自由度組合,
因此會被處理成一個熔接組合,
例如直線滑軌組的軌道跟基座被當作一組熔接組合,通常是相當於不動的參考件,
而1~多個滑塊會跟上方的滑台(板)成為另一個熔接組合,並相對軌道所屬的熔接組合具有一個平移的自由度。

好,問題就來了,
在工程設計的角度來說,直線滑軌的滑塊跟軌道通常會一起請購,
因此在模型跟工程圖中會被組為一個組合,
具有獨立的名稱跟料號 、規格,
所以在元件屬性上會將其定為組合型式的市購品,很少會單獨買軌道或滑塊。

為了讓滑塊跟其上的滑台可以進行運動,使用者就有三種常見的作法:

1. 將其升級為上層組合的個別零件
簡單又清楚,但是在工程實務上在 BOM上是不對的。

2. 自適應組合元件
將次組合(如氣缸或線軌)中的某些約束解除,
使其變成具有特定自由的狀態,
然後設定為自適應元件,
指定其中的某幾何特徵跟上階組合中其他的元件幾何特徵有約束,
如此一來就可以在上階組合進行運動;
但是這個方法有個嚴重缺點,
當同一個次組合拿來再使用時,次組合的模型約束狀態(位置)會被鎖在前一個與上階組合的位置而動彈不得;
有些使用者就乾脆將這些次組合另存成多個複本來避開這個問題,
到時候在BOM中再彙整成同一個料,這其實也是個辦法,但是並不好,也不見如此作。

3. 彈性組合
後來Autodesk就再加了個“彈性”組合功能,
讓次組合中沒有被約束住的元件可以在上階組合中隨意移動或加約束條件固定位置,
而且允許置入N個組合就有N個不同位置可以設定,
這個“彈性”組合搭配位置表現法對組合設計非常有幫助,
只要有一個組合模型就可以用來解決多個相同規格組合市購品在上階組合中不同位置,
與 BOM 料唯一性的問題。
彈性組合與位置表現法示意
圖片取自Autodesk Inventor線上說明:組合中的位置表現法

到了動力學模擬中,
這一個允許在上階組合中以不同位置出現的元件就是該元件所擁有的自由度,
就可以進行自由度相關的設定。

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