基于MOCKUP的电子样机装配仿真应用

朱悠悠

本文以某电子样机虚拟装配仿真制作为例，对虚拟装配技术进行了探讨与研究，并对仿真制作过程中遇到的问题，例如仿真与jt文件的关联问题、仿真的可编辑性以及视频显示与仿真文件中所显示不一致等关键点提出了行之有效的解决方法。

【关键词】虚拟装配 动画制作 帧 关联

随着科技的高速发展，随着信息化技术在航空工业中大量的推广应用，电子样机、虚拟装配等信息化手段在型号设计过程中扮演着越来越重要的作用。虚拟装配可以在模型装配之前通过模拟检测出模型本身隐含的问题，减少装配过程中出现的问题，从而极大的提高了设计的效率，缩短了型号研究的时间。Mockup是一款与NX兼容的装配仿真软件，它可以获取程序模型的视觉效果，用与教学、展示、设计评估、推广等。目前我所的电子样机文件比较大，如果不经任何处理，不能流畅的在计算机上运行，而Mockup可以将电子样机文件进行轻量化处理，使得其可以在计算机上流畅的运行，且不破坏电子样机本身的装配信息。本文以某型号电子样机为例，详细介绍通过使用Mockup软件制作装配仿真并制作动画视频的方法。

1 虚拟装配仿真关键技术

1.1 仿真文件与JT文件关联

仿真文件如果与多个JT格式文件关联时，存在下次启动时显示仿真文件仅与第一个JT文件关联。造成问题产生的原因是由于Mockup软件保存动画时默认只保存首次关联的结构树，而不会保存结构树上的更新部分。具体解决方法有两种，分是保存时先将“结构树中所有的更新部分和仿真动画源文件一起保存”这一项勾选上再保存；另一种方法是在载入多个JT文件后，将JT文件重构成一个文件。

1.2 仿真可编辑性

仿真制作完成后，对曾经定义好的帧进行修改时，發现该帧的修改影响了后续帧，从而造成整个仿真动画的错误。针对该问题问题的解决方法是：通过频繁使用“快照”与“事件”来实现，“快照”功能是将当前帧下的内容进行保存，“事件”功能可将不同结构的部件进行分类，不同“事件”内的部件相互独立。

1.3 仿真视频显示一致性

仿真视频生成后播放时，会造成仿真文件中的显示与在播放器中播放的不一致。解决该问题的方法是：Mockup在生成视频时，视频的像素大小应设置为任意4：3像素比，然后将Mockup工作台中的某电子样机居中摆放，并成正二侧显示。

2 基于Mockup的虚拟装配仿真制作方法

2.1 虚拟装配动仿真环境

在虚拟装配仿真之前，需要在工作站上安装好NX7.5、Mockup8.3等软件。

2.2 虚拟装配仿真制作方法

2.2.1 虚拟装配仿真制作准备工作

对于任意的大型装配件我们要将其文件格式转换成Mockup软件可识别的文件格式，目前JT格式文件能很好的与Mockup软件兼容，并且该格式文件能保留电子样机装配关系。因此在准备工作阶段，应在NX7.5工作环境下将整机导出为JT格式文件，另外需要注意的是，当模型太大时整机会出现无法转换成功的现象，这时，可以将整个电子样机拆分成多块分别转换成JT格式（本文将以这类情况详细介绍虚拟装配仿真制作的方法），本例中将一个大型电子样机分割成了14个块。

2.2.2 虚拟装配仿真制作具体步骤

首先，打开Mockup软件后新建一个仿真文件，具体操作为：在“文件”下拉菜单中选择“新建”按钮，并在弹出的对话框中选择“动画”命令确定即可。

执行上述操作后得到一个选择与新建的仿真相关联的文件的对话框，在该对话框中选择好需要关联的电子样机或装配模型的电子文件（JT格式），然后点击“打开”即可进入Mockup仿真动画制作环境。

其次，在结构树导航器中将电子样机的其余组件添加到结构树中，具体操作为：在“文件”下拉菜单中选择“插入”，在弹出的对话框中添加其余组件。将所有装配组件加载好后，就可以对虚拟装配开始拆装顺序制作了，对于任意的装配件，需要对整个装配的视角进行定位，具体过程可以手动调整，调整好后保存该视角，即对该视角生成一个快照，具体方法为：在仿真动画制作源文件工作界面中，右键 “SetupEvent”然后选择“添加快照操作”命令。

在“快照”新建好之后，就可以对零件拆装路线进行定义了，新建一个“添加线性路径操作”，在弹出的对话框中，对选中的零件进行动作编辑。在这里需要引入帧的概念，帧是动画、视频的基本组成部分，通过设置零件的初始帧和结束帧位置可以初步定义一个从初始帧到结束帧的运动。“编辑当前”操作是编辑零件本身在结构树上的位置，即为其装配好的位置（即结束帧），这样只需要通过使用“添加新的”操作来定义一个或者多个帧（初始帧）就可以实现该零件从初始帧到结束帧的运动。其中“平移”、“旋转”这两种操作是零件运动的基本操作，所有的复杂的运动都可以通过平移与旋转组合实现。

当每一个零件都定义好其运动方式之后，一个电子样机的虚拟装配仿真源文件就做好了。通过“动画”下拉菜单中的“开始并录制电影”命令可以将整个虚拟装配的仿真过程制成一个视频文件（图1），通过该方法得到的视频文件格式为avi格式，适用于当前大部分视频播放软件。

3 结束语

本文详细的介绍了通过工具Mockup来生成电子样机虚拟装配仿真并制作动画视频，该仿真动画制作方法具有易编辑，兼容性好等优点。笔者通过对装配仿真制作过程中遇到一些难点的学习与研究，提出了行之有效的解决方法，并将其进行归纳与总结，为今后类似工作的展开起到了重要的借鉴作用。

作者单位

中国航发湖南动力机械研究所 湖南省株洲市 412002