Meccanica delle Macchine Automatiche Esercitazione 3 MSC.Adams Meccanica delle Macchine Automatiche, LM Ingegneria Informatica e dell’Automazione – LM Ingegneria Meccanica, Università Politecnica delle Marche Utilizzo di file CAD MSC.Adams / Esercitazione 3 L’interfaccia Adams non consente grande libertà di azione durante la creazione di modelli geometrici. È per questo utile utilizzare geometrie create esternamente attraverso software dedicati alla modellazione geometrica. Le geometrie così create possono essere poi importate all’interno del multibody ed utilizzate per analisi dinamiche successive. Meccanica delle Macchine Automatiche, LM Ingegneria Informatica e dell’Automazione – LM Ingegneria Meccanica, Università Politecnica delle Marche 2 Utilizzo di file CAD Per l’esercitazione, consideriamo il robot Universal Robot UR5, per cui il costruttore mette a disposizione la geometria CAD al sito http://www.universalrobots.com/download/. MSC.Adams / Esercitazione 3 I file messi a disposizione rappresentano soltanto la geometria esterna della macchina ma possono essere tuttavia utilmente presi in considerazione per realizzare un modello che ricalchi cinematica ed ingombri del robot. Consideriamo la versione UR5, un robot articolato a 6 assi con carico nominale di 5 kg progettato per applicazioni collaborative. Meccanica delle Macchine Automatiche, LM Ingegneria Informatica e dell’Automazione – LM Ingegneria Meccanica, Università Politecnica delle Marche 3 Utilizzo di file CAD MSC.Adams / Esercitazione 3 I formati preferenzialmente utilizzati per l’importazione di file CAD nell’ambiente Adams sono: • Parasolid (estensioni .xmt_txt, .x-t, .xmt_bin, .x_b) • Step (estensioni .stp, .step) Il modello CAD messo a disposizione dal costruttore è un assieme cioè un insieme di singole parti modellate ed assemblate per generare il modello del meccanismo completo. L’assieme è disponibile in formato STEP. Meccanica delle Macchine Automatiche, LM Ingegneria Informatica e dell’Automazione – LM Ingegneria Meccanica, Università Politecnica delle Marche 4 Utilizzo di file CAD MSC.Adams / Esercitazione 3 Ai fini dell’esercitazione, l’assieme è stato elaborato e sono messi a disposizione i modelli dei singoli componenti del robot. Ogni componente è a disposizione sia come assieme delle singole parti che lo compongono (Files / Links_assembly), sia come parti semplificate generate dall’unione booleana delle rispettive componenti (Files / Links). • • • • • • • 01_link0.stp – base del robot 02_link1.stp – primo link del braccio 03_link2.stp – secondo link del braccio 04_link3.stp – terzo link del braccio 05_link4.stp – primo link del polso 06_link5.stp – secondo link del polso 07_link6.stp – flangia del robot Ai fini dell’esercitazione, è consigliabile copiare i file STEP contenuti in Files / Links all’interno della cartella di lavoro di Adams (cioè dove viene salvato il file .BIN contenente il modello multibody). Meccanica delle Macchine Automatiche, LM Ingegneria Informatica e dell’Automazione – LM Ingegneria Meccanica, Università Politecnica delle Marche 5 Importazione in Adams MSC.Adams / Esercitazione 3 Per importare una parte CAD in un modello Adams, si utilizza il comando File / Import. Una volta selezionato il formato del file da importare, la finestra di dialogo chiede di specificare quale file importare (click destro su File To Read / Browse) e a quale Body nel modello farà riferimento il file CAD, selezionandone uno già esistente (click destro poi Browse) oppure creandone uno nuovo (click destro poi Create). Meccanica delle Macchine Automatiche, LM Ingegneria Informatica e dell’Automazione – LM Ingegneria Meccanica, Università Politecnica delle Marche 6 Importazione in Adams MSC.Adams / Esercitazione 3 Se si sceglie di creare un nuovo corpo, verrà aperta la finestra di dialogo apposita in cui sarà possibile specificare i parametri di creazione del nuovo corpo. Nel caso in cui il corpo sia fisso, è possibile definirlo come nuova Ground Part del modello (in questo caso è opportuno eliminare il corpo ground automaticamente creato all’apertura del modello). Meccanica delle Macchine Automatiche, LM Ingegneria Informatica e dell’Automazione – LM Ingegneria Meccanica, Università Politecnica delle Marche 7 Importazione in Adams MSC.Adams / Esercitazione 3 Al momento dell’importazione, Adams crea due elemnti visibili nel Model Browser: • L’elemento SHL2 in cui sono contenute le coordinate dei punti della geometria importata. • Il marker MAR1 (nativamente nascosto). Le coordinate dei punti della geometria CAD vengono importati in relazione al sistema di riferimento MAR1. Ciò significa che modificando la definizione di posizione ed orientamento di questo marker, la geometria si muoverà di conseguenza. Meccanica delle Macchine Automatiche, LM Ingegneria Informatica e dell’Automazione – LM Ingegneria Meccanica, Università Politecnica delle Marche 8 Importazione in Adams MSC.Adams / Esercitazione 3 D’altra parte, è possibile definire un diverso marker di riferimento modificando le proprietà dell’elemento SHL. Scegliendo un diverso frame per i punti del corpo, la geometria si sposterà di conseguenza. Meccanica delle Macchine Automatiche, LM Ingegneria Informatica e dell’Automazione – LM Ingegneria Meccanica, Università Politecnica delle Marche 9 Importazione in Adams Da notare, la posizione dell’elemento SHL rispetto a MAR1 è esattamentela stessa occupata nel file CAD dalla geometria rispetto alla terna mondo. Questa considerazione è particolarmente utile quando dovranno essere importate in Adams le proprietà di massa dei diversi corpi. MSC.ADAMS MSC.Adams / Esercitazione 3 SOLID EDGE Meccanica delle Macchine Automatiche, LM Ingegneria Informatica e dell’Automazione – LM Ingegneria Meccanica, Università Politecnica delle Marche 10 Importazione in Adams MSC.Adams / Esercitazione 3 Di default, Adams assegna a MAR1 la stessa posizione ed orientamento della terna mondo del modello. Se ritenuto utile, la configurazione di MAR1 può essere cambiata. Va da sé, che la geometria CAD si muoverà di conseguenza. Meccanica delle Macchine Automatiche, LM Ingegneria Informatica e dell’Automazione – LM Ingegneria Meccanica, Università Politecnica delle Marche 11 Importazione in Adams MSC.Adams / Esercitazione 3 Nel caso specifico, orientiamo l’asse Z di MAR1 in direzione verticale attrverso una rotazione di -90° attorno all’asse X. N.B. i tre parametri di rotazione nella casella Orientation indicano rotazioni rispetto ad assi Z-X-Z mobili. Meccanica delle Macchine Automatiche, LM Ingegneria Informatica e dell’Automazione – LM Ingegneria Meccanica, Università Politecnica delle Marche 12 Posizionamento di altri corpi MSC.Adams / Esercitazione 3 Seguendo la stessa procedura, vengono importati gli altri corpi del robot UR5 che devono essere poi posizionati nel modello Adams compatibilmente con la cinematica del robot. Anche in questo caso, il corpo viene sovrapposto in modo che il suo marker di riferimento (in questo caso MAR3) sia sovrapposto al sistema di riferimento globale. Meccanica delle Macchine Automatiche, LM Ingegneria Informatica e dell’Automazione – LM Ingegneria Meccanica, Università Politecnica delle Marche 13 Posizionamento di altri corpi MSC.Adams / Esercitazione 3 Affinchè la geometria del corpo sia compatibile con la cinematica, l’asse Z di MAR3 deve essere allineato con l’asse Z di MAR1, entrambi coassiali e disposti lungo la direzione della coppia rotoidale che sussiste fra i due corpi. Inoltre i due sistemi di riferimento dovranno avere origine coincidente. Meccanica delle Macchine Automatiche, LM Ingegneria Informatica e dell’Automazione – LM Ingegneria Meccanica, Università Politecnica delle Marche 14 Posizionamento di altri corpi MSC.Adams / Esercitazione 3 A tal fine, si può scegliere di descrivere la posizione e l’orientamento del marker MAR3 come funzione dell’orientamento di MAR1, come mostrato in figura. Meccanica delle Macchine Automatiche, LM Ingegneria Informatica e dell’Automazione – LM Ingegneria Meccanica, Università Politecnica delle Marche 15 Sistemi di riferimento di interesse MSC.Adams / Esercitazione 3 Oltre al sistema di riferimento creato da Adams al momento dell’importazione, è opportuno creare anche altri sistemi di riferimento necessari per la definizione dei vincoli cinematici. Per fare ciò è necessario analizzare i file CAD e cercare le necessarie dimensioni. Il LINK1 ad esempio sarà collegato al corpo successivo attraverso un giunto rotoidale che può essere definito dal sistema di riferimento mostrato in figura. Meccanica delle Macchine Automatiche, LM Ingegneria Informatica e dell’Automazione – LM Ingegneria Meccanica, Università Politecnica delle Marche 16 Sistemi di riferimento di interesse MSC.Adams / Esercitazione 3 Dalla misura effettuata sul CAD, il secondo frame deve essere centrato nel . La posizione del nuovo marker punto = 0 70.5 65.2 (MARKER_4) può essere definita in funzione del sistema di riferimento del corpo, cioè MAR3. Meccanica delle Macchine Automatiche, LM Ingegneria Informatica e dell’Automazione – LM Ingegneria Meccanica, Università Politecnica delle Marche 17 Proprietà di massa MSC.Adams / Esercitazione 3 Nella maggior parte dei casi, la densità dei corpi non è omogenea e per questo motivo è necessario calcolare esternamente ad Adams la loro massa, la posizione del baricentro e la matrice d’inerzia. Meccanica delle Macchine Automatiche, LM Ingegneria Informatica e dell’Automazione – LM Ingegneria Meccanica, Università Politecnica delle Marche 18 Proprietà di massa MSC.Adams / Esercitazione 3 Le proprietà di massa andranno poi immesse nella finestra di dialogo Modify Body indicando la massa del corpo, gli elementi della matrice di inerzia e due diversi marker: uno necessario ad idindicare la posizione del centro di massae il secondo a definire il sistema di riferimento rispetto cui la matrice di inerzia è stata calcolata. Per quest ultimo marker è opportuno scegliere la terna di riferimento della geometria dato che è condivisa anche con l’ambiente CAD. Meccanica delle Macchine Automatiche, LM Ingegneria Informatica e dell’Automazione – LM Ingegneria Meccanica, Università Politecnica delle Marche 19 Corpi successivi MSC.Adams / Esercitazione 3 Analoghe operazioni dovranno essere ripetute per ognuno dei corpi da importare nel simulatore. 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