SOLIDWORKSissa voi määrittää eri osien liikkeen toisiinsa nähden luomalla geometrisia suhteita, joita kutsutaan Mate-liitoksiksi. Mate-ehdon valinnalla voi hallita vapausasteita ja näin ollen rajoittaa osien liikettä. On esimerkiksi mahdollista määrittää, että ovi avautuu vain sen verran kuin saranat sallivat.
SOLIDWORKS Composerissa ei Mate-toimintoa ole. Siellä osat liikkuvat yleensä vapaasti, kun valitaan Move-työkalu (esimerkiksi Translate, Rotate tai Free Drag).
Composerista löytyy kuitenkin työkalu nimeltä Kinematic Link, jolla voi luoda samanlaisia suhteita. Kinematic Linkin avulla määritellään osien välisiä Parent–Child-suhteita ja valitaan, miten osat liikkuvat toisiinsa nähden. Liikevaihtoehtoja on kolme:
- Translaatio (lineaarinen liike)
- Rotaatio akselin ympäri
- Pallomainen rotaatio (kaikkien akselien ympäri)
Käytän esimerkkinä nukkea, koska eri ruumiinosien keskinäinen liike on helppo hahmottaa. Parent–Child-ketju näyttää silloin tältä:
Vartalo > Olkavarsi > Kyynärvarsi > Käsi. (Käsi on siis ketjun viimeinen Child-osa.)
Ketjun luomiseen tarvitaan Kinematic-työkaluja, jotka löytyvät Transform-välilehdeltä.
Kinematic-työkalujen käytössä on yleensä kolme päävaihetta:
- Määrittele Parent–Child-ketju.
- Aseta Pivot/Triad haluttuun kohtaan (tästä kohdasta tulee rotaatiopiste).
- Määrittele, miten kukin osa liikkuu.
Ensimmäinen vaihe: määrittele Parent–Child-ketju
Valitse Link-valikosta ”Link Child to Parent”.
Tämän työkalun käytössä on kaksi vaihetta: napsauta hiirellä ensin osaa, josta tulee Child, ja seuraavaksi osaa, josta tulee sen Parent. Esimerkissämme napsautetaan siis ensin kättä ja sitten kyynärvartta. Kokoonpanohierarkiassa Child-osa näkyy tällöin Parent-osansa alapuolella. Seuraavana tehtävänä on liittää kyynärvarsi (Child) olkavarteen (Parent).
Valmiin ketjun kokoonpanohierarkia näyttää siis tältä:
Vartalo, Olkavarsi, Kyynärvarsi, Käsi
Kuten huomaat, Parent-osan kuvakkeessa näkyy pieni sininen palikka. Se ilmaisee, että osa on Kinematic Linkissä nimenomaan Parent.
Toinen vaihe: aseta Pivot/Triad haluttuun kohtaan
On tärkeää asettaa Pivot/Triad oikeaan kohtaan, jotta liikkeestä tulee toivotun kaltainen. Jos liikkeenä on rotaatio, kohta toimii rotaatiopisteenä.
Triadi sijaitsee oletusarvoisesti keskellä osan Bounding Boxia (ks. vasemmanpuoleinen kuva alla), mutta niiden kuuluisi sijaita rotaatiopisteissä eli ranteessa, kyynärpäässä, olkapäässä ja niin edelleen (ks. oikeanpuoleinen kuva alla).
Vinkki – Ota käyttöön ”Multiple Gizmos”, jotta näet eri osien triadit samanaikaisesti. Työkalu löytyy Pivot Transform -painikkeen alapuolelta.
Olkapään rotaatiopiste, Kyynärpään rotaatiopiste, Ranteen rotaatiopiste, Lonkan rotaatiopiste, Polven rotaatiopiste
Triadin saa siirrettyä oikeaan kohtaan Pivot Transform -työkalulla
tai Set Pivot -työkalulla.
Pivot Transform toimii niin kuin tavallinen Translation/Rotation-työkalu, mutta osan sijaan siirretäänkin triadia.
Set Pivot -työkalulla koko triadi siirtyy yhdellä hiiren napsautuksella. Vaihtoehto ”On Line/Axis” on sopiva, jos rotaatioliike on saranamainen.
Kolmas vaihe: määrittele, miten kukin osa liikkuu
Kuten sanottu, kolme liikevaihtoehtoa ovat lineaarinen translaatio, rotaatio ja pallomainen rotaatio.
Valinta tehdään kunkin osan Properties-valikosta. Vaihtoehto ”Free” tarkoittaa sitä, ettei ominaisuutta ole määritelty. Jos osa ei liiku, tulee valita vaihtoehto ”Rigid”.
Vinkki – Ota tässä vaiheessa käyttöön DOF (Degrees of Freedom), jotta näet aktiiviset vapausasteet. DOF löytyy Kinematic-valikosta.
Esimerkissämme valitaan seuraavat ehdot:
Käsi (ranne) – pallomainen rotaatio (Spherical)
Kyynärvarsi (kyynärpää) – rotaatio akselin ympäri (Pivot)
Olkavarsi (olkapää) – rotaatio akselin ympäri (Pivot)
Olkapään rotaatiopiste, Kyynärpään rotaatiopiste, Ranteen rotaatiopiste, Lonkan rotaatiopiste, Polven rotaatiopiste
Osien liikettä on myös mahdollista rajoittaa, kuten tässä tapauksessa on tarpeen tehdä kaikille osille. Emme voi taivuttaa kyynärpäätä, olkapäätä tai rannetta 360:tä astetta, joten taivutuskulmaa pitää rajoittaa.
Lopputulos
Kun kaikki vaiheet on käyty läpi, osia voi liikuttaa vain vapausasteiden rajoissa. Myös niihin liitetyt osat liikkuvat tällöin automaattisesti.
HUOM! Kinematic-valikosta täytyy ensin valita ”Kinematic Mode”.
Jos liikuttaa Parent-osaa, kuten olkavartta, kyynärvarsi ja käsi seuraavat perässä. Jos taas liikuttaa Child-osaa, kuten kättä, kyynärvarsi ja olkavarsi alkavat liikkua, kun käden vapausasteet saavutetaan. Jos mahdollista, teen mielelläni lyhyen videon, joka havainnollistaa tätä.
Lopuksi
Kinematic-suhteita voi käyttää sekä yksinkertaisiin että vaativiin tarpeisiin, sillä ehdot pystyy määrittelemään hyvin tarkkaan. Monimutkaisen mallin luominen vaatii työtä, mutta valmista mallia voi hyödyntää jatkossa. Kun Kinematic Linkillä laadittu tiedosto otetaan käyttöön, rakenne seuraa mukana.
Jonas Sörell
Technical Consultant, CAD
