Modeliranje i Vizualizacija Reduktora PDF

MODELIRANJE REDUKTORA 3.2 NAČIN MODELIRANJA SASTAVNIH DIJELOVA REDUKTORA U cilju određenja načina modeliranja provedena je analiza sastavnih dijelova reduktora. Kako se u ovom slučaju radi o konstruktivno oformljenom reduktoru za koga postoji 2D računarski model, može se odmah pristupiti analizi geometrije dijelova. Raspoloživi 2D računarski model u izvjesnoj mjeri olakšava zadatak jer služi kao podloga na osnovu koje će se izvršiti kreiranje 3D modela. S obzirom da je u sastavu programa Mechanical Desktop 6 (MDT6), dostupna baza elemenata 3D modela različitih normiranih mašinskih elemenata, određeni dijelovi su preuzeti i konvertirani u modele tijela (volumenske). Prema načinu geometrijskog modeliranja nenormirani se dijelovi mogu svrstati u 3 grupe: 1. Složeni modeli tijela koje je moguće formirati kombiniranjem CSG operacija, B-REP operacija i naredbi za dorađivanje (zaobljenja, skošenja) i uređivanje (paleta Solid Editing) (gornje i donje kućište) 2. Većinom rotacijski dijelovi koji se mogu modelirati upotrebom naredbe REVOLVE i naknadnom doradom Boolovim operacijama, te izradom skošenja i zaobljenja (poklopci, vratila i odstojni prsten) 3. Dijelovi koji se zbog specifičnosti geometrije ne mogu u cijelosti izvesti metodama modeliranja tijela nego isključivo u kombinaciji s drugim software-om, u ovom slučaju to je Autodeskov 3D Studio Max R7, a njegova upotreba odnosi se na modeliranje kosih zuba zupčanika, s obzirom da se u Mechanical Desktopu to ne može ispravno izvesti u 3D. [6]

5

MODELIRANJE REDUKTORA 3.2.1 Modeliranje kućišta reduktora Gornje i donje kućište se sastoje od entiteta (samostalne gradbene cjeline koje sa aspekta konstruktivne geometrije tijela predstavljaju operande) čija geometrija omogućuje primjenu tehnika modeliranja tijela u AutoCAD-u, te će oni korištenjem Boolovih operacija biti jedinstveni modeli tijela, što je bitno zbog mogućnosti naknadnog eventualnog izvođenja presjeka kućišta. Entiteti su nakon objedinjavanja dorađeni izvođenjem skošenja i zaobljenja. Uvrti i provrti s navojem dobiveni su primjenom Boolove operacije oduzimanja vijaka preuzetih iz knjižnice normiranih dijelova programa MDT6. Na sl.3.1a je solid prikaz modela tijela kućišta, a na sl. 3.1b žičani prikaz modela tijela kućišta.

a) Slika 3.1.

b)

a) Solid prikaz modela tijela kućišta,

6

b) Žičani prikaz modela tijela kućišta

MODELIRANJE REDUKTORA

a)

b)

Slika 3.2. a) Donji dio kućišta b) Gornji dio kućišta

3.2.2 Modeliranje vratila reduktora Vratila reduktora dobivena su spajanjem standardnih dijelova i elemenata koji čine jedno vratilo. S obzirom da da u Mechanical Desktopu postoji baza određenih mašinskih normiranih elemenata, to ćemo naša vratila modelirati koristeći se dobivenim proračunom a koji će nam poslužiti za odabir već postojećih nacrtanih elemenata u bazi podataka. Sve ovo prikazat će se na primjeru modeliranja vratila 1 reduktora koji je predmet modeliranja. Nakon pokretanja Mechanical Desktop programa, definisanja veličine radnog prostora (Drawing Limits), zatim kreiranja “slojeva” ( engl. Layer), pristupamo crtanju. Otvaramo dijalog SHAFT GENERATOR, kao na slici:

7

MODELIRANJE REDUKTORA

Slika 3.3. 3D Shaft Generator dijalog u Mechanical Desktop-u Vratilo počinjemo modelirati pritiskom na tipku Cylinder ( cilindar, valjak,), od nas se traži unošenje tačaka na pravcu koji će prolaziti kroz središte cilindra. Kada to odredimo, slijedeći korak je unošenje podataka o dužini i prečniku cilindra. Nakon toga program automatski iscrtava zadani cilindar, kao na slici:

Slika 3.4. Rukavac vratila

8

MODELIRANJE REDUKTORA Sada imamo nacrtan jedan dio vratila. Slijedeći korak je unošenje ostalih podataka o prečnicima i dužinama rukavaca, sve dok ne dobijemo cijelo vratilo. Kada smo modelirali vratilo, pristupamo obaranju ivica alatkom Chamfer iz dijaloga Shaft Generator. Slijedeći korak je modeliranje zupčanika 1, koji je izjedna napravljen sa vratilom, zatim modeliranje utora za klin i klina na ulaznom rukavcu i zadnji korak je izrada središnjih gnijezda sa obje strane vratila. 3.2.2.1 Modeliranje zupčanika na vratilu Postupak modeliranja zupčanika je slijedeći: iz dijaloga Shaft Generator odabiramo opciju Gear (zupčanik) i dobit ćemo dijaloški okvir kao na slici u kojem se traži da unesemo osnovne proračunate parametre zupčanika. U tehničkoj dokumentaciji našeg reduktora nalazimo potrebne podatke i unosimo ih u dijalog:

Slika 3.5. Dijaloški okvir za popunjavanje parametara neophodnih za scrtavanje zupčanika

9

MODELIRANJE REDUKTORA Na isti način modelirani su ostali zupčanici reduktora. 3.2.2.2 Modeliranje klina na rukavcu vratila Postupak modeliranja klina i utora za klin je sličan. Sa palete alata Shafts/Components 3D biramo ikonu Parallel/Woodruff Key i dobijamo dijaloški okvir kao na slici:

Slika 3.6. Dijaloški okvir za odabir odgovarajućeg klina

10

MODELIRANJE REDUKTORA Klin odabiremo prema onim koji je proračunat a postavljamo ga na vanjskom rukavcu a njegova uloga je ostvarivanje čvrste veze za prenos torzionog momenta sa pogonskog elektromotora. Rezultat prethodnog modeliranja prikazan je na slici:

Slika 3.7. Rezultat prethodnih aktivnosti modeliranja

3.2.2.3 Modeliranje središnjih gnijezda Pošto se ovdje radi o realističnom prikazivanju, to ćemo našem vratilu dodati još i središnja gnijezda koja se izrađuju u procesi izrade vratila struganjem, a nadalje, središnja gtnijezda imaju ulogu pri svlačenju ležišta sa vratila posebnim alatom tzv. radapcigerom. Proces modeliranja središnjih gnijezda je slijedeći: Sa palete alata Shaft/Components 3D biramo ikonu Center Hole, i pojavljuje se slijedeći dijaloški okvir:

11

MODELIRANJE REDUKTORA

Slika 3.8. Dijaloški okvir Center Hole ( središnja gnijezda) u MDT-u Odabirom odgovarajućeg oblika gnijezda, vrši se njegova automatska instalacija u model vratila kojeg modeliramo.

12

MODELIRANJE REDUKTORA 3.2.2.4 Modeliranje ležišta Sada nam još ostaje odabir koničnih ležišta na krajnjim rukavcima vratila. Sa palete alata Shaft/Components 3D biramo ikonu Roller Bearing, dobijamo dijaloški okvir gdje odabiramo opciju za radijalna ležišta i pojavljuje se slijedeći okvir:

Slika 3.9. dijaloški okvir za odabir ležišta

13

MODELIRANJE REDUKTORA Sa dijaloškog okvra Select a Roller Bearing odabiremo leziste ISO 355, a nakon toga odabiramo odgovarajuća dva ležišta koja odgovaraju na vratilo.

Slika 3.10. Ležište 50KB03

3.2.2.5 Modeliranje zaptivača (semeringa) Na isti nači dodan je i zaptivač (semering) iz standardne baze mašinskih elemenata.

14

MODELIRANJE REDUKTORA

Slika 3.11. Dijaloški okvir za odabir tipa zaptivača

15

MODELIRANJE REDUKTORA Poklopac ležišta

Semering ∅85

Slika 3.12. Semering postavljen u svoje ležište u poklopcu 3.2.2.6. Prikazivanje rezultata modeliranja Rezultat prethodnog modeliranja prikazan je na slici:

Slika 3.13. Vratilo (žičani prikaz) dobiveno kombinacijom standardnih mašinskih elemenata iz baze standardnih elemenata MDT-a.

16

MODELIRANJE REDUKTORA

a) Slika 3.14.

Površinski a)

b) i

solid prikaz b) vratila I

Slika 3.15. Vratilo nakon vizualizacije

17

MODELIRANJE REDUKTORA 3.2.3 Modeliranje poklopca i elastičnih podmetača Poklopac prikazan na sl je rotacijski dio dobiven naredbom REVOLVE i naknadnim dodavanjem provrta izvođenjem Boolove operacije oduzimanja naredbom SUBTRACT. Postupak modeliranja se sastoji od preuzimanja profila iz radioničkog crteža i formiranja regije te primjene naredbe REVOLVE kojom se rotacijom regije oko osi za odgovarajući ugao dobiva model tijela u kojemu se naknadno izvode provrti Boolovom operacijom oduzimanja. Pod regijom se podrazumijeva homogenizirani profil koji ima svojstva modela tijela s tom razlikom što nema visine.

a)

b)

Slika 3.16. Solid prikaz modela tijela elastičnog podmetača (a) i modela tijela poklopca ležišta na kućištu (b) 3.2.4 Odabir vijaka, podloški i matica Potrebni vijci, podloške i matice neophodni za pričvršćivanje poklopca za kućište, preuzeti su također iz baze elemenata.

18

MODELIRANJE REDUKTORA

Slika 3.17. Baza vijaka

19

MODELIRANJE REDUKTORA 3.2.5 Modeliranje ostalih dijelova sklopa reduktora Na isti način kako je modelirano vratilo I, urađena su i vratila II i III. Vratila su potom postavljena u odgovarajuće ravnine gdje je zatim definirano međuosno rastojanje, kako to tehnička dokumentacija nalaže. Rezultat konstruisanja prikazan je na slici:

Slika 3.18. Vratila reduktora postavljena na odgovarajuće međuosno rastojanje.

20

MODELIRANJE REDUKTORA Poslije toga, modelirani su zupčanici 2 i 4, slika:

a)

b)

Slika 3.19. Zupčanik 2 sa vratilom II a) i zupčanik 4 sa vratilom III b)

3.2.6 Formiranje modela sklopa Osnovni zadatak kod formiranja sklopa svodi se na precizno pozicioniranje dijelova. Taj se postupak može znatno pojednostaviti blokovskim grupiranjem. Blokovi omogućuju višestruko umetanje dijelova u crtež, a da se pritom datoteka neznatno povećava te se ubrzava rad. Ova prednost je iskorištena kod vijaka i matica zbog njihove relativno memorijski zahtjevnije geometrije (navoji) i veće učestalosti u sklopu.

21

MODELIRANJE REDUKTORA

Slika 3.20. Sklopovi vratila umetnuti u donji dio kućišta reduktora Zbog specifičnosti geometrije zuba zupčanika s kosim zupcima, u AutoCAD-u nije model zupčanika s kosim zupcima naknadno dorađen u 3D Studio Max aplikaciji.

22

moguće modelirati model kosog zuba, pa je

MODELIRANJE REDUKTORA

Slika 3.21. Oblikovanje kosih zubaca zupčanika 1 u 3DS max-u

Sklop vratila I Sklop vratila II

23

MODELIRANJE REDUKTORA

Vratila i zupčanici postavljeni u donji dio kućišta Sklop vratila III

Slika 3.22. Prikazi nekih sklopova reduktora

Prikaz reduktora nakon završetka modeliranja i montaže iz nekoliko pogleda:

24

MODELIRANJE REDUKTORA

Pogled odozgo

Pogled odzada

Pogled sa strane

Pogled sprijeda

25

MODELIRANJE REDUKTORA

Izgled nakon vizualizacije

Perspektiva

Slika 3.23. Prikazi završenog reduktora (AutoCAD)

26

27

prikazr eduktora

MODELIRANJE REDUKTORA

MODELIRANJE REDUKTORA 4. VIZUALIZACIJA REDUKTORA 4.1 UVOD U VIZUALIZACIJU Krajnja svrha svakog 3d modeliranja je često (iako ne uvijek) vizualizacija. Dva su glavna aspekta modela koji bitno utječu na kvalitetu vizualizacije, materijali i osvjetljenje. Vizualna tj. grafička komunikacija ima prednost pred ostalim oblicima komunikacije. Vizualiziran crtež pruža više informacija o modelu pa je isti lakše razumljiv. Foto-realističnost slike omogućuje kvalitetnije prenošenje informacija. Potencijalni kupci ili investitori su često osobe koje se ne snalaze u tehničkim crtežima pa bili oni i 3D prikazi. Stoga je potrebno voditi računa o kvaliteti vizualizacije modela tj. slikovnog prikaza podataka zbog jasne i sažete komunikacije informacijama. S obzirom na ograničene mogućnosti vizualnog prikazivanja 3D modela u AutoCAD-u, za realizaciju ove teze diplomskog rada koristio sam profesionalni programski paket, za realistično 3D prikazivanje i animaciju, pod nazivom Discreet 3D Studio MAX 7. Kako se radi o dva međusobno srodna programa, sa aspekta proizvođača (Autodesk) to je razmjena i konverzija izlaznih formata crteža i modela između AutoCAD-a i 3DS MAX-a nesmetana odnosno oba programa podržavaju datoteke tipa .3ds (3DS MAX) i .dwg (AutoCAD), a sa drugog aspekta oba programa pripadaju u grupu CAD programa (Computer Aided Design, Projektovanje pomoću računara). Također je moguća i konverzija formata datoteke jednog programa u drugom. Oba programa podržavaju DXF datoteke što je veoma bitno s obzirom na mogućnost razmjene podataka ovih programa sa nekim ostalim CAD programima kao i sa CNC mašinama. Pri 3D geometrijskom modeliranju zupčastog reduktora u prethodnom poglavlju ovog diplomskog rada uglavnom sam koristio AutoCAD i njegovu aplikaciju Mechanical Desktop, što mi je bilo u potpunosti dovoljno, osim modeliranja kosih zubaca, međutim, tema diplomskog rada nalaže mnogo više što prevazilazi mogućnosti AutoCAD-a, pogotovo kada je u pitanju ovako složena mašinska konstrukcija kao što je dvostepeni zupčasti reduktor koji će bit moj vizualizacije kroz naredna izlaganja. Pri vizualizaciji reduktora potrebna su profesionalna znanja i iskustva rada u 3DS MAX programu, inženjerska znanja o fizičkom izgledu modela, njegovim sastavnim dijelovima, redoslijedu sklapanja i rasklapanja, materijalima izrade, izgledu površina i svakako funkcija konstrukcije dabi se mogla kreirati animacija odnosno simulacija rada mašine.

28

MODELIRANJE REDUKTORA U narednom poglavlju (4.3) objasnit ću na primjeru vizualizaciju statičkih slika reduktora i njegovih sklopova i djelova, dok će u poglavlju (4.4) biti na primjeru istog reduktora kreirana simulacija demontaže i rada reduktora.

4.2. OSNOVNI POJMOVI U VIZUALIZACIJI Vizualizacija Vizualizacija je proces prilikom kojeg se virtualnom 3D modelu dodjeljuju materijali, postavljaju svjetla i kamere, te se na taj način modelu “udahnjuje” život. Vizualizirati se mogu nepokretne (statičke) i pokretne (dinamičke) slike. Renderi Procesi gdje računar koristeći zadane podatke dobivene prilikom izrade vizualizacije, daje završnu sliku na ekranu. Animacije Gotov model u prostoru ispituje se i uz pomoć animacija. Njih snimamo poput filma kroz niz kadrova koje moramo kreirati. Razlikujemo animaciju objekta ili dijelova objekta dok je promatrač nepomičan i animaciju u kamere koja se kreće kroz nepomičan objekt. Materijali Veoma moćan alat korišten prilikom vizualizacije je dodavanje definicija materijala pojedinim dijelovima modela. Svakom materijalu koji dodjeljujemo modelu moguće je pridodati zasebna svojstva koja kasnije u međuodnosu sa osvjetljenjem scene određuju izgled cijelog modela. Uzorkovne mape (pattern maps)

29

MODELIRANJE REDUKTORA U definiciju materijala može se za povećavanje realnosti vizualnog efekta ugraditi rasterska datoteka (uzorkovna mapa) koja prilikom vizualizacije (renderiranja) biva "nalijepljena" na izabrane plohe čime pojačava realnost modela Ambijentna refleksivnost (ambient) Ambijentna reflektivnost je stupanj u kojem materijal reflektira ambijentno osvjetljenje. Spoj intenziteta ambijentnog osvijetljena scene u kombinaciji s ambijentnom refleksivnošću materijala određuje izgled plohe na koju je on apliciran. Glatkoća i zrnatost (Specular and Finish) Određuje glatkoću (sjajnost) i zrnatost materijala. Tako vrlo gladak materijal, npr. krom, ima visoku vrijednost ovih opcija Prozirnost (transmit) Određuje stepen providnosti materijala u rasponu od 0-neprovidan do 1-potpuno providan. Osnovna boja (Base Color) Određuje difuznu boju materijala. Ako nije uključena difuznu boju određuje boja CAD elementa. Zrnata boja (Specular Color) Omogućava određivanje boje zrnaca koje čine strukturu hrapavog materijala. Bacanje sjena (Cast Shadows) Ako je uključena materijal može bacati sjene, a ako nije svjetlo prolazi kroz njega. Refleksivnost (Reflect)

30

MODELIRANJE REDUKTORA Određuje reflektivnost materijala u rasponu od 0.0-nema reflektivnosti do 1.0-savršeno zrcalo. Ovo je svojstvo također pod utjecajem zrnate boje materijala. Indeks loma (Refract) Određuje indeks loma materijala. Staklo ima tipični indeks loma 1.4 Svjetla Veoma važno za dobar konačni utiska pri vizualizaciji je dobro određivanje osvjetljenja. Dvije su glavne vrste izvora svijetla: Source lighting - svjetlo iz izvora i Global lighting - globalno svjetlo. Za svaki izvor svjetla moguće je odrediti: • boju • intenzitet (0 -1)

Svjetlo, materijal, tekstura, atmosfera CAD-programi nude mogućnost postavljanja nekoliko izvora svjetlosti, po želji korisnika. Njihov položaj i intenzitet definira korisnik. Izvor se može kretati zajedno s promatračem (kamerom) ili ostaje nepomična u odnosu na objekt. Razlikujemo 4 tipa izvora svjetlosti: • ambijentalno svjetlo je difuzno osvjetljenje cijelog prostora scene, tj pozadine objekta, • osvjetljenje papralelnim zrakama (ekvivalent sunčevim zrakama) dolazi iz zadanog smjera, • tačkast izvor svjetlosti, poput žarulje rasvjetnog tijela, ima zrake u svim smjerovima, • usmjereni izvor svjetlosti čije zrake čine stožac i smanjenje intenziteta s udaljenošću od objekta. Materijal izaberemo prije kreiranja objekta, mijenjamo materijal izabranog objekta ili kreiramo novi materijal. Ovo je alat za modeliranje koji daje objektu materijalna svojstva. CAD programi imaju zapis tih materijala pohranjen u datoteci-biblioteci materijala. Pri tome možemo definirati razne parametre kao sjaj površine i kontrast sjenčenja, što provjeravamo na kugli u prozorčiću Preview.

31

MODELIRANJE REDUKTORA Teksturu površine pridružujemo objektu radi što vjernijeg realističnog prikaza. U posebnoj datoteci spremljeni su uzorci tekstura mnogih materijala, kao "bit map" slike. Nakon što učitamo sliku teksture, treba definirati neke detalje: koliko će se puta taj uzorak ponoviti po visini i duljini objekta, da li će to biti osno simetrična kopija itd. Najvažnije je definirati način preslikavanja ravninske slike uzorka na plohe objekta, što zavisi od oblika objekta. Npr. sferno preslikavanje nategnut će uzorak na kuglu opisanu objektu, u polovima ga stegnuti u točku i preslikati na objekt iz centra kugle U kompjutorskim igrama modeli su geometrijski jednostavni no upravo teksture im daju složen, realističan izgled. U profesionalnom modeliranju, teksture objekta se posebno izrađuju: digitalna fotografija dijela površine objekta unese se u datoteku i učita kao tekstura te preslika na dio modela, odabranim projiciranjem. Kada nema prisustva svijetlosti 3DS MAX obezbjeđuje uobičajenu postavku rasvjete tako da se scena može efikasno vidjeti. Ovakva rasvjeta se može vidjet kao kučna rasvjeta koja obezbjeđuje dovoljno osvjetljenja za dalji rad s tim da ona nije namjenjena za rezultujuće osvjetljenje konačnog sjenčenja. Uobičajena rasvjeta predstavlja dva Omni svijetla koja postavljenja u dijagonalnim uglovima scene. Pod pretpostavkom da je scena centrirana u koordinatnom početku, jedno svjetlo se postavlja sprijeda na –X, - Y, +Z, a drugo pozadi na +X, + Y, -Z. Kada se u sceni prvi put postavlja svijetlo 3DS MAX uklanja uobičajenu rasvjetu tako da se može vidjeti osvjetljnost novog, uvedenog svijetla. Zbog ovoga, scene izgledaju tamnije, jer su dva svijetla zamjenjena jednim. Tada se po potrebi može uvesti još dodatnog osvijetljanjenja. Uobičajeno osvjetljenje se isključuje, sve dok u sceni postoje svijetlosni objekti, bez obzira da li su oni uključeni ili isključeni. Moguće je preinačiti osjvetljenost scene, postavkom uobičajene rasvjete, pomoću alternative tastature (po definiciji je to Ctrl + L). Ovo preinačenje je na bazi prikaza ičuva se zajedno sa scenom. U praksi, ovo je veoma korisno kada pod izvjesnim uglom nema nikakvog osvjetljenja, a potrebno je modelirati zamračenu stranu.

4.3 PRIMJER STATIČKE VIZUALIZACIJE REDUKTORA U ovom dijelu diplomskog rada, na primjeru proračunatog i 3D modeliranog dvostepenog zupčastog reduktora, izvest ću vizualizaciju sa nekoliko prikaza koristeći se 3D modelom reduktora i njegovih dijelova modeliranih u AutoCAD-u.

32

MODELIRANJE REDUKTORA Pošto smo pokrenuli 3D Studio MAX i otvorili datoteku sa reduktorom, na ekranu smo dobili model reduktora onako kako on izgleda u AutoCAD-u, kao na slici:

Slika 4.1. Model reduktora iz AutoCAD-a prebačen u 3DS MAX Vidimo da je 3D studio u potpunosti prepoznao i prikazao model onako kako je u stvarnosti u AutoCAD-u modeliran. Jedna od velikih prednosti je ta što je 3DS MAX prepoznao i slajdove (Layer-e), a dijelovima reduktora dodjelio je osobine kako su definirane slajdovima

33

MODELIRANJE REDUKTORA (Layer-ima). Mi sa slike možemo uočiti samo različite boje odnosno svaka boja predstavlja drugi slajd (Layer). Prilikom modeliranja reduktora, svakom od njegovih elemenata dodjeljen je drugi slajd. To je učinjeno iz razloga lakše manipulacije modelima dijelova, a kako ćemo kasnije vidjeti kod animacije, to jedna od najvažnijih osobina dijelova da budu samostalni kako bi mogli sami vršiti određene radnje vezane za animaciju. Nadalje, layer-i su bitni sa tog aspekta što se mogu neovisno prikazivati a drugi za to vrijeme biti isključeni. Tako naprimjer kada budem prikazivao sklopove vratila, njihovi će layer-i biti uključeni (engl. ON) dok će svi ostali biti isključeni (eng, OFF), što znatno olakšava rad, a i na ekranu vidimo željene modele dijelova koje možemo dalje vizualizirati. Nakon importovanja sklopa pristupa se njegovoj foto-realističnoj vizualizaciji koja se postiže postupkom renderiranja. Bitni koraci su pri renderiranju izbor materijala i svjetla. Prilikom izbora materijala moguće se odlučiti za postojeći materijal iz 3DS MAX-ove knjižnice, modificirani materijal izveden izmjenom atributa postojećeg ili korištenjem raspoloživog uzorka raster slike. Pri renderiranju dijelova reduktora korišteni su ponuđeni materijali kao što je na slici prikazano:

34

MODELIRANJE REDUKTORA

Krom

Čelik 1

Slika 4.2. Materijal editor u 3DS MAX-u

35

MODELIRANJE REDUKTORA Uglavnom korišteni materijali su čelik, krom i željezo. Podešavanjem parametara prikaza piksela i textura ovih metala moguće je dobiti beskonačno mnogo različitih prikaza ovih istih metal, što sam i učinio da bih dobio realistične prikaze. Budući da kod reduktora nema potrebe za posebnim svjetlosnim efektima, renderiranje je izvedeno bez definiranja osvjetljenja, a slikama su naknadno u Microsoft Wordu dodane oznake pojedinih elemeneta. 3DS MAX raspolaže s nekoliko nivoa renderiranja, a mogući su i dodatni programi (plugin-i) namjenjeni isključivo renderiranju. U ovom radu koristio sam isključivo osnovni programski render koji dolazi integriran u program i koji ima ogromne mogućnosti renderiranja što je za mene bilo sasvim dovoljno. Pošto je odabran materijal, pristupa se njegovom dodjeljivanju modelima elemenata reduktora. Treba naglasiti da su svi elementi reduktora neovisni jedni od drugih, odnosno svaki element ima svoj layer. Upravo ta osobina elemenata nam daje mogućnost da različitim elementima dodajemo iste materijale, odnosno, modeli elemenata koji su u stvarnosti od istog materijala bit će grupirani i njima će biti dodjeljen jedan materijal sa njegovim izgledom. Drugoj grupi će biti dodan isti materijal npr. čelik, ali će parametri piksela koji ga prikazuju biti izmjenjeni tako da će on izgledati kao onaj materijal od kakvog je dotični dio u stvarnosti i načinjen. Na taj način ćemo svim sastavnim djelovima reduktora dodati odgovarajuće materijale. Postupak dodavanja se sastoji u selektiranju odabrane grupe elemenata, zatim u dijalogu materijal editora, odabiramo materijal i pritiskamo ikonu Asign material to selection. Rezultat dodavanja materijala prikazan je na slici:

36

MODELIRANJE REDUKTORA

Slika 4.3. Izgled reduktora nakon što su izgledu dodjeljeni materijali Sada kada imamo materijale, a zavisno od toga šta hoćemo da prikažemo, vršimo isključivanje svih elemenata koji se u datom prikazu ne vide. Tako npr. ako

37

MODELIRANJE REDUKTORA hoćemo načiniti sliku sklopova vratila, onda isključujemo sve ostale elemente koji nam u tom prikazu ne trebaju (donji i gornji dio kućišta, vijci, poklopci itd). Slijedeća slika prikazuje rezultat isključivanja nepotrebnih layera:

Slika 4.4. Postupci vizualizacije elemenata reduktora

38

MODELIRANJE REDUKTORA Kao što se sa slike vidi, svi ostali dijelovi su isključeni, oni postoje ali ih ne vidimo. Sada nam još preostaje dotjerivanje slike smanjenjem ili povećanjem parametara prikazivanja materijala, svjetlosti, ambijentne svjetlosti itd. Postava pogleda modela je jedan od bitnih koraka za efikasnu vizualizaciju. Za dobivanje boljeg uvida u geometrijske odnose u modelu, može se primijeniti naredba ARC ROTATE OBJECT koja promjenom ugla gledanja u realnom vremenu omogućuje izbor pogodnog položaja modela odnosno pogleda na model. Za veću upravljivost uglom gledanja može se primijeniti naredba ROTATE koja omogućuje zadavanje i fino podešavanje udaljenosti objekta . Brzo generiranje pogleda u ortogonalnoj i aksonometrijskoj projekciji te perspektivi, u 3DS MAX-u je moguće pomoću tzv. brzih tipki, (prečica). Npr. tipka T daje automatski pogled TOP (odozgo). Nakon što smo podesili sve parametre prikazivanja materijala, parametre svjetla, te zauzeli pravi ugao posmatranja, vršimo render. Render je skup procesa u računaru kojima on pomoću ranije definiranih parametara daje konačni realistični prikaz modela na monitoru. Slijedećih nekoliko slika prikazuje rezultate renderovanja osnovnih dijelova reduktora kao i neke poglede.

4.4. ANIMACIJA 4.4.1. Koncepti animacije Tradicionalana definicija animacije kaže: animacija je proces izrade mnogo slika koje prikazuju kako se objekat mjenja tokom vremena, a potom reprodukcija tih slika takvom brzinom da se čini da je kretanje glatko. Čak i snimanje žive akcije podlježe ovoj definiciji animacije. Ono što razlikuje animaciju od žive akcije jeste proces po kome se slika prozivodi. Živa akcija koristi kamere za hvatanje slika za plejbek. Tradicionalna animacija zahtjeva da se svaka slika crta a zatim fotografiše kao jedan kadar za plejbek ili reprodukciju. Zbog ove razlike u procesu animacijsko vrijeme se čvrsto zasniva na kadru kao vremenskoj jedinici. U srcu 3DS MAX-a animacija se dešava u realnom vremenu. Osmišljava se virtuelni svijet gdje se radnje definišu i odigravaju u realnom vremenu. Tek kada je sve spremno za sjenčenje, mora se odlučiti kako podjeliti vrijeme na kadrove. 3DS MAX se zasniva na vremenskom mjernom sistemu od otkucaja. Svaki otkucaj predstavlja 1/4800 dio sekunde. Sve što se animira u 3DS MAX-u se smješta u

39

MODELIRANJE REDUKTORA realnom vremenu sa preciznošću od 1/4800 dijela sekunde. Kao animator, postoji izbor kako da nam se vrijeme prikazuje dok radite, kao i to kako da ono bude podjeljeno po kadrovima kada sjenčite. Pomoću dijaloga Time Configuration zadaje se metod prikazivanja vremena kao i brzina sjenčenja kadrova.

Slika 4.13. Dijalog Time Configuration (podešavanje vremena)

40

MODELIRANJE REDUKTORA Koristeći dijalog Time Configuration, mogu se birati metode prikaza vremena u skladu sa tradicionlanom animacijom i video standardima ili može se izabrati da se radi u realnim minutama i sekundama. Također, može se postaviti brzina promjene kadrova na bazi raznih standarda ili se može po želji zadati brzina koja odgovara potrebama. Tradicionalna animacija se čvrsto oslanja na tehniku koja se naziva postavljanje ključnih kadrova. Postavljanje ključnih kadrova je posao koji obavlja glavni animator kada crta najvažnije kadrove jedne animirane sekvence tj. ključeve, a zatim posao prosljeđuje svojim pomoćnicima da dovrše kadrove između ključnih. Zavisno od težine animacije, može se desiti da glavni animator mora da iscrta ili mnogo međusobno bliskih ključeva ili možda svega nekoliko ključeva. 3DS MAX radi na veoma sličan nacin. Glavni animator određuje tačno šta i kada želi da se desi tako što ključeve postavlja na određenim mjestima u animaciji. 3DS MAX je animator pomoćnik i birine se o animaciji koja se odigrava u intervalu između ključeva. Još jedan tip animacije koju podržava 3DS MAX je parametarska animacija. Nije potrebno da se postavljaju ključevi kod parametarske animacije, jer ona predstavlja unaprijed postavljen animacioni efekat. Samo je potrebno zadati početno i završno vrijeme za efekat i postaviti parametre. Svom animacijom u 3DS MAX-u bilo da je zasnovana na ključevima ili je parametarska, upravlja se pomoću kontrolora animacije. Pomoću animacijskih kontrolora kontroliše se kako se animacija smješta, da li koristi ključeve ili parametre kao i kako se vrijednosti animacije interpoliraju od jednog trenutak do drugog. 3DS MAX automatski dodjeljuje kontrolor za svaki parametar koji se animira pomoću dugmeta Animate i tehnike Time Slider. Mnogi programi podržavaju koncept uključaka radi proširivanja funkcionalnosti osnovne aplikacije. Lakoća upotrebe i vrijednost uključaka zavisi od dizajna same aplikacije i od toga koliko dobro je podržano razvijanje uključaka. 3DS MAX posjeduje čvrsto integrisanu, robustnu priključnu arhitekturu. Priključna arhitektura 3DS MAX-a je toliko dominantna u odnosu na cjelokupni dizajn aplikacije da se može smatrati da je 3DS MAX grafički priključni operativni sistem prije nego grafička aplikacija. U stvari, većina karakteristika koje se isporućuju sa 3DS MAX-om su implementirane kao uključci. Ako sve svoje uključke instalirate u standardni Plugins direktorijum, vrlo lako se može završiti u neredu razumljivih datoteka, nagomilanih na jednom mjestu. Većina vodećih programera uključaka piše instalacione programe koji postavljaju njihove uključke u posebne direktorijume i te direktorijume prijavljuju u 3DS MAX-u. 3DS MAX prilično olakšava identifikaciju alternativnih direktorija uključaka.

41

MODELIRANJE REDUKTORA Dijalog Configure Paths sadrži panel u kojem se može identifikovati onoliko direktorija uključaka koliko je to potrebno. Svi uključci koji su identifikovani u Configure Paths se učitavaju svaki put kada se pokrene 3DS MAX. Kada 3DS MAX otkrije da nedostaje potrebni uključak, on prikazuje dijalog Missing DLL-s. Ovaj dijalog daje listu nedostajućih DLL-ova, pruža informaciju o nazivima njihovih datoteka i upotrebi, i daje mogućnost da se prekine ili nastavi sa učitavanjem datoteke.

4.4.2.

Kontrola animacije

Kada se animira scena, tada se dodaje i četvrta dimenzija – vrijeme. U prethodnim verzijama 3D Studija jedinica za mjerenje je bila kadar. Ovaj koncept mjerenja vremena još uvijek je prisutan u 3DS MAX-u, međutim, koncept je dramatično proširen. 3DS MAX obezbjeđuje alate koji su neophodni za definisanje i prikazivanje vremena na način koji odgovara izlaznom foramatu i koji se lako konvertuje bez lošeg uticaja na izabrano vrijeme animacije. Standardni prikazi scene prikazuju rezultate animacije. Može se pogledati u kojim trenutcima su izrađeni ključevi za neki parametar i može se promjeniti vrijeme vezano za ključ ili se mogu preurediti podaci smješteni u ključu. Ključevi se mogu pomjerati tokom vremena, ili se mogu kopirati u druga vremena ili se vrijednosti vezane za ključ mogu promjeniti. Upotreba ključeva za zadavanje podataka animacije u određenim trenucima odražava praksu klasičnih cel animatora. Sa 3DS MAX-om, animator zadaje ključeve za objekte u specifičnim kadrovima, a 3DS MAX pravi među kadrove ili pojave objekata. Zbog raznolikosti izlaznog formata animacije (film, video, itd.), 3DS MAX pruža više opcija za biranje brzine reprodukovanja i nakoji način se vrijeme pokazuje. Konfigurisanje vremena je zadato u dijalogu Time Configuration. 3DS MAX omogućava zadavanje brzine smjene kadrova na bazi izlaznog formata. Uobičajena brzina je NTSC video pri 30 kadrova u sekundi (fps); međutim, postoji mogućnost izbora PAL pri 25 fps, film pri 24 fps, ili se može, čak, definisati proizvoljna brzina. Klizač vremena je trenutno polje kadra na dnu 3DS MAX displeja prikazuje animaciju u izabranom formatu prikaza vremena. DS MAX omogućava promjenu brzine smjene kadrova i prikaza vremena. U svakom trenutku bez remećenja animacije. Početno i završno vrijeme animacije se zadaje u dijalogu Time Configuration. Ova vremena određuju samo aktivni segment. Promjena početnog i završnog vremena nema nikakv efekat na vrijeme ili vrijednosti prethodno napravljenih ključeva.

42

MODELIRANJE REDUKTORA 4.4.3. Transformacije Termin transformacija se odnosi na osnovne operacije Move, Rotate i Scale. Funkcionalnost ovih komandi može se proširiti biranjem različitih transformacionih koordinatnih sistema, transformacionh centara i ograničenja transformacionih osa. Ova proširenja se nazivaju transformacioni menadžeri. Tranformacije treba primjeniti direktno na objekat kada mu se želi promjeniti veličina, kada ga animator želi rotirtati ili pomjeriti na neku poziciju bez promjene samog objekta. Transformacioni menadžeri se postavljaju radi ograničavanja ponašanja komandi za transformisanje. Ovi menadžeri određuju tri odlike transformacije: 1. Koordinanti sistem transformacije. Određuje koji je pravac naviše. 2. Centar transformacije. Postavlja centar za transformacije rotacije i razmjeravanja. 3. Ograničavanje tranformacionih osa. Zaključava transformaciju na jednu osu ili na ma koji par osa. 3DS MAX pamti postavke za menadžere transformacija. Za svaku transformaciju Move, Rotate i Scale. Postoje samo tri transformacije Move, Rotate i Scale. 3DS MAX kombinuje ove transformacije i koristi posebne dijaloge koji obezbjeđuje specijalne tehnike tranformisanja za Mirror i Array. Preslikavanje objekta je transformacija razmjere sa vrijednošću sa 100 %. Pomoću opcije u dijalogu Mirror lako se mogu preslikavati objekti. Opcije za osu preslikavanja, pomjeranja, preslikavanja i metod kloniranja postavljaju se interaktivni. Nizovi se prave kloniranjem objekata sa višestruko ponovljenim transformacijmama. Nizovi se mogu praviti na jedan od sljedeća dva načina: prvi metod je da se pritisne Shift dok se povlači transformacija da bi se napravio ma kakav niz zasnovan na operacijama Move, Rotate ili Scale. Da bi se koristio drugi metod treba kliknuti na dugme Array u Tool baru i upotrijebiti dijalog Array. Pritiskajući Shift tokom povlačenja poziva se dijalog Clone Options. Za Clone Method treba izabrati Copy, Instance ili Reference i postaviti broj klonova od kojih se želi naraviti niz. Ova tehnika je pogodna za jednostavne, kratke, linearne, radialne i razmjerene nizove. Dijalog Array pokazuje trenutni transformacioni koordinatni sistem i centar transformacije.

43

MODELIRANJE REDUKTORA 4.4.4. Opis rada Prije bilo kakvog modeliranja bilo je potrebno osmisliti storiju tj. koji, kakav i kako će izgledati predmet koji će se modelirati, kako će izgledati njegova okolina i kojim redom će teći animacija. Ovdje je predmet za animaciju reduktor koji je već modeliran, dodjeljeni su materijali i odgovarajuće teksture te mi preostaje još ono glavno a to je da osmislim scene koje će se u animaciji odigravati. Nakon izgleda objekta bilo je potrebno odrediti važnije događaje u animaciji zajedno sa vremenom njihovog trajanja. Odredio sam koje ću boje, osvjetljenje i efekte kamera koristiti. Prvo što sam imao na umu je trajanje animacije s obzirom na ograničenost vremena prilikom prezentacije rada. Usvojio sam da trajanje animacije ne pređe više od 3 minute. Slijedeći korak je bio planiranje scena. To je ujedno i najteži dio jer se pored niza ograničenja traži dobra mašta i kreativnost kako bi se prikazale najbitnije scene, iz najboljeg ugla gledanja a u odgovarajućem vremenskom trajanju. Animacija koju ću kreirati prikazivat će rastavljanje reduktora i njegovih sklopova do svih pojedinačnih djelova, počet ću sa sklopljenim modelom a završiti sa rasčlanjenim prikazom reduktora oko kojeg kamera vrši rotaciju prikazujući nam rasčlanjen reduktor sa sve četiri strane. Rastavljanje modela reduktora bit će prikazano onako kako se to u stvarnosti radi, misleći prije svega na redoslijed rastavljanja. Nakon sto se isplanira animacija prelazi se na njenu realizaciju. Realizacija podrazumjeva importovanje modela iz nekog drugog programa ( u mom slučaju AutoCAD), ili modeliranje u samom 3DS MAX-u pa onda vizualizacija. Slijedeći korak je umanjenje ili povećanje importovanog modela (Scaling) s obzirom da veliki modeli zauzimaju puno memorije i otežavaju rad, a nemamo potrebe za velikim modelima jer će to 3DS MAX jednako dobro obaviti i sa umanjenim modelom. U ovom mom radu, model reduktora uvezao (import) sam iz AutoCAD-a i za mjerilo odabrao 1:1. Radi predodžbe reći ću da reduktor može stati u neku kutiju dimenzija 700 x 300 x 200 milimetara. Ovako uvezen model može se vidjeti na slici 4.1. u prethodnom odlomku. U poglavlju 5.3 detaljno je opisan postupak dodjele materijala tako da nema potrebe da to ponavljam. U poglavlju 5.3. opisana je vizualizacija reduktora, odnosno dobivene su statičke (nepomične) slike. Iste postavke nam vrijede i ovdje, razlika je samo što sad radimo dinamičku vizualizaciju. U jednom od kadrova prikazat ću i rad zupčanika reduktora onako kako se to u stvarnosti i dešava. Jedini nedostatak je što neće biti prikazano ulje za podmazivanje reduktora koje se nalazi u koritu reduktora. To se također može uraditi u 3DS MAX-u primjenom tzv. čestičnih sistema i vrtloga, međutim to prelazi okvire ovog rada s obzirom na zahtjevnost realizacije animacije brčkanja ulja.

44

MODELIRANJE REDUKTORA Prije nego što prikažem slike koje opisuju neku scenu, na jednom kratkom primjeru prikazat ću kako se to ustvari radi animacija nekog modela u 3DS MAX-u. To činim iz razloga da bi studenti poslije mene mogli koristiti ovaj moj rad, a ovaj primjer će im pomoći da lakše savladaju ove tehnike. Za primjer ću uzeti jednu scenu iz moje animacije reduktora, npr. scena odvrtanja vijka za nošenje reduktora s obzirom da vijak vrši složeno kretanje (rotacija+translacija). 4.4.5. Primjer neposredne animacije Ova slika prikazuje početak. Za tehniku animiranja koristim tehniku TIME SLIDER. Vidimo prstenasti vijak i iznad njega pravougaonik u kojem piše ime lejera kojem vijak pipada. Ovdje se sada vidi značenje lejera. Vijak ima sam svoj lejer, a da nema njegovim selektiranjem selektirali bi se svi ostali elementi koji pripadaju tom lejeru pa bi se sve naredbe zadane za vijak odnosile i na te elemente a to svakako ne želimo. U 3DS MAX-u se može i u tom slučaju izvršiti razdvajanje ali to zahtjeva dodatne napore koje na ovaj način ( svaki dio svoj lejer ) jednostavno eliminiramo.

45

MODELIRANJE REDUKTORA Select and rotate Select Object

Select and move

Time slider

Set key

Slika 4.13. Važnije naredbe u 3DS MAX-u Najvažnije naredbe za ovu scenu: Select and move- Selektiraj i pomjeraj Select and rotate- Selektiraj i rotiraj

46

MODELIRANJE REDUKTORA Select object- Selektiraj objekt nad kojim ćeš vršiti manipulaciju Set key- Aktiviraj ručnu dodjelu ključeva Auto key- Aktiviraj automatsku dodjelu ključeva ( računar registrira sve promjene nad objektom i automatski im dodaje ključeve). Oznaka KLJUČ- pritiskom na ovu tipku trenutnoj sceni dodjeljujete ključeve. Ova opcija je nedostupna ako nije uključeno Set Key, a kada je pritisnemo u slučaju dodjele ključeva, ona na kratko pocrveni. Ključevi su pomagala koja sadrže informacije o trenutnom statusu objekta. Za trajanje ove scene uzet ćemo 100 frejmova (jedna sekunda = 30 frejmova). Prvi korak je selektiranje vijka. Donesemo kursor na vijak tako da se pojavi mali križ (naravno prije toga smo uključili opciju select object) i zatim kliknemo tako da se oko vijka pojave tanke linije koje formiraju kutiju. Sada je vijak selektiran (odabran). Drugi korak je klik na ikonu SET KEY. Klikom na nju ona pocrveni i tada je sve spremno za dodjelu klučeva. Vidimo da je cjeli okvir prozora kao i klizač animacije pocrvenio. Sada pravimo klik na ikonu sa sličicom KLJUČA, odmah do SET KEY. Kada smo kliknuli na nju ona je natrenutak pocrvenila. Sada znači, ovoj poziciji našeg vijka dodjeljen je ključ. Isto tako uspravni klizač koji je na dojnjoj slici na poziciji nula, u dijelu oko nule dobije plavu boju, što znači da je ključ uspješno spremljen.

47

MODELIRANJE REDUKTORA

Slika 4.14. Selektiranje vijka Dodjeljeni ključ sadrži, znači, informacije o vijku (npr. njegove renutne koordinate u odnosu na svjetski koordinatni sistem). Slijedeći korak je pomjeranje klizača frejmova na 100, jer će naša animacija trajati od nule do 100 frejmova.

48

MODELIRANJE REDUKTORA Kada smo pomjerili klizač na 100, namještamo vijak na onu poziciju gdje će se on nalaziti na kraju animacije. To činimo klikom na vijak a zatim desnim klikom na ikonu Select and Move tako da se pojavi dijalog Move Transform Type In, kao na slici:

Slika 4.15. Transformacija

49

MODELIRANJE REDUKTORA Pošto će se vijak pri odvrtanju kretati gore, u dijalogu na desnoj strani (Offset World) . U polje sa osom Z upisujemo veličinu pomjeranja, npr. 5 mm, pritšćemo ENTER i istovremeno primjećujemo da se vijak pomakao za taj iznos po Z osi. Odmah nakon toga pritišćemo ikonu sa ključem (Set Key aktivan, svakako), vidimo da se na mjestu 100 pojavio plavi pravougaonik kao na nuli. Sada kada bismo Kliknuli na ikonu PLAY, vijak bi se od početne pozicije polagano kretao prema gore, nebi rotirao jer mu to još nije zadano ( ne posjeduje ključeve za rotaciju). Ukoliko ne radimo neko precizno pomjeranje dovoljno je primaknuti kursor nekoj od osa koordinatnog sistema i pomjerati vijak onoliko koliko hoćemo. Isto možemo učiniti i sa rotacijom. Ovaj način pomjeranja je puno brži i lakši za rad ali nije precizan, međutim za nas bi mogao biti upotrebljen. Na isti način kako smo dodali pomjeranje duž ose Z, dodjeliti ćemo i rotaciju. Selektiramo vijak i desni klik na ikonu select and rotate. Pojavjuje se dijalog kao na slici u kojeg upisujemo na poziciju ose Z u dijelu Rotate Transform Type In, 1080. To znači da će se vijak od 0-100-og frejma okrenuti za 1080° oko ose Z, a to su tri puna okretaja. Upisivanjem 1080 na mjesto ose Z pritiskamo ENTER a odmah zatim ikonu sa oznakom ključa, a zatim ikonu Set Key isključujemo. Sada je animacija završena. Klikom na ikonu PLAY posmatramo kako se vijak odvija a istovremeno kreće prema gore kako to i u stvarnosti izgleda. To bi bila jedna scena. Na isti način može se animirati bilo šta, ali ću naglasiti da je ova tehnika samo jedna od nekolko njih kojim 3DS MAX raspolaže. Znači ova scena se mogla realizirati i na drugi način npr. upotrebom kontrolera ili primjenom tehnike inverzne kinematike, koje su dosta složenije od ove metode.

50

MODELIRANJE REDUKTORA

Slika 4.16. Rotacija

51

MODELIRANJE REDUKTORA 4.5. VIZUALIZACIJA REDUKTORA PLAN IZVOĐENJA SCENA: 1. SCENA 1: - Rotacija modela reduktora 2. SCENA 2: - Odvrtanje vijaka za nošenje reduktora, odvrtanje vijka oduška, odvrtanje vijaka poklopc za gledanje, podizanje polopca, podizanje dihtunga poklopca. 3. SCENA 3: - Odvrtanje vijaka na izlaznom vratilu reduktora, njihovo pomjeranje u stranu, odvajanje poklopca i semeringa, odvajanje semeringa iz poklopca, odvajanje dihtunga poklopca. 4. SCENA 4: - Odvijanje ostalih vijaka na poklopcima, njihovo smicanje u stranu, odvajanje poklopaca i dihtunga i smicanje u stranu do vijaka. 5. SCENA 5: - Pomjeranje kamere na drugu stranu reduktora i posmatranje odvajanja vijaka, poklopaca, dihtunga i semeringa na toj strani. 6. SCENA 6: - Približavanje kamere reduktoru (Zoom) i posmatranje odvijanja matica glavnih vijaka, njihovo pomjeranje prema dole zajedno sa podloškama, pomjeranje vijaka prema gore. 7. SCENA 7: - Podizanje gornjeg dijela kućišta reduktora prema gore. 8. SCENA 8: - Prikaz rada zupčanika iz nekoliko pozicija. 9. SCENA 9: - Odvajanje donjeg dijela kućišta, kretanje prema dole. 10. SCENA 10: - Približavanje kamere zupčanicima i njihova rotacija za 360°.

52

MODELIRANJE REDUKTORA 11. SCENA 11. Kretanje sklopa vratila III prema gore a sklopa vratila I prema dole tako da zauzmu pozicije iz kojih će se vidjeti njihovo rastavljanje. 12. SCENA 12: - Prikaz rastavljanja sklopa vratila I 13. SCENA 13: - Prikaz rastavljanja sklopa vratila II 14. SCENA 14: - Prikaz rastavljanja sklopa vratila III 15. SCENA 15: - Rotacija kamerom oko rasčlanjenog modela.

Pošto sam isplanirao scene, slijedeći korak je bio dodjeljivanje vremena trajanja svakoj od njih tako da ukupno trajanje ne pređe 180 sekundi. Za opciju prikazivanja vremena odabrao sam skalu u frejmovima. Jedna sekunda animacije jednaka je 30 frejmova. animacije TIME SLIDER.

Tehnika

SCENA 1: Rotacija modela reduktora Za vrijeme trajanja ove scene uzimam 450 frejmova ili 15 sekundi. U toku scene model reduktora će napraviti dvije rotacije u prostoru. Dodjeljujem ključ za početni kadar, zatim rotiram model za 720°, pomjeram klizač vremena za 450 frejmova i trenutnom kadru dodjeljujem ključ. Za boju okoline (environment) odabiram svjetlo plavu a jačinu svjetla postavljam na 1.2. Boja koju isijava svjetlo je svijetlo žuta. Izlazni format uzmam .AVI dimenzije slike 1024 x 768, spremam je pod imenom scena 1. Ove osnovne postavke bit će primjenjene kroz cijelu animaciju. Odabirem RENDER i čekam dok proces renderovanja ne završi. Proces renderovanja je trajao oko 50 minuta. Slika 4.17. prikazuje scenu 1:

53

MODELIRANJE REDUKTORA

Slika 4.17. Scena 1

54

MODELIRANJE REDUKTORA SCENA 2: Odvrtanje vijaka za nošenje reduktora, odvrtanje vijka oduška, odvrtanje vijaka poklopca za gledanje, podizanje polopca, podizanje dihtunga poklopca.

Slika 4.18. Scena 2

55

MODELIRANJE REDUKTORA SCENA 3: - Odvrtanje vijaka na izlaznom vratilu reduktora, njihovo pomjeranje u stranu, odvajanje poklopca i semeringa, odvajanje semeringa iz poklopca, odvajanje dihtunga poklopca.

Slika 4.19. Scena 3

56

MODELIRANJE REDUKTORA SCENA 4: Odvijanje ostalih vijaka na poklopcima, njihovo smicanje u stranu, odvajanje poklopaca i dihtunga i smicanje u stranu do vijaka.

Slika 4.20. Scena 4

57

MODELIRANJE REDUKTORA SCENA 5: Pomjeranje kamere na drugu stranu reduktora i posmatranje odvajanja vijaka, poklopaca, dihtunga i semeringa na toj strani.

Slika 4.21. Scena 5

58

MODELIRANJE REDUKTORA SCENA 6: Približavanje kamere reduktoru (Zoom) i posmatranje odvijanja matica glavnih vijaka, njihovo pomjeranje prema dole zajedno sa podloškama, pomjeranje vijaka prema gore.

Slika 4.22. Scena 6

59

MODELIRANJE REDUKTORA SCENA 7: Podizanje gornjeg dijela kućišta reduktora prema gore.

Slika 4.22. Scena 7

60

MODELIRANJE REDUKTORA SCENA 8: Prikaz rada zupčanika iz nekoliko pozicija.

Slika 4.23. Scena 8

61

MODELIRANJE REDUKTORA SCENA 9: Odvajanje donjeg dijela kućišta, kretanje prema dole.

Slika 4.24. Scena 9

62

MODELIRANJE REDUKTORA SCENA 10: - Približavanje kamere zupčanicima i njihova rotacija za 360°.

Slika 4.25. Scena 10

63

MODELIRANJE REDUKTORA SCENA 11: Kretanje sklopa vratila III prema gore a sklopa vratila I prema dole tako da zauzmu pozicije iz kojih će se vidjeti njihovo rastavljanje.

Slika 4.25. Scena 11

64

MODELIRANJE REDUKTORA SCENA 12: Prikaz rastavljanja sklopa vratila I

Slika 4.26. Scena 12

65

MODELIRANJE REDUKTORA SCENA 13: Prikaz rastavljanja sklopa vratila II

Slika 4.27. Scena 13

66

MODELIRANJE REDUKTORA SCENA 14: Prikaz rastavljanja sklopa vratila III

Slika 4.28. Scena 14

67

MODELIRANJE REDUKTORA SCENA 15: Rotacija kamerom oko rasčlanjenog modela.

Slika 4.29. Scena 15

68

MODELIRANJE REDUKTORA Pošto sam završio sa kreiranjem scena, prelazim na render. Prilikom rada ovih scena, svaku od njih, pošto bih je završio, pohranio sam je pod imenom Scena npr.3. To je neophodno da bismo mogli poslije izvršiti doradu ili eventualno ubacivanje zvuka ili pozadine. Slijedeći korak je bio render. Svaku scenu sam zasebno renderirao a za izlazni format sam izabrao .AVI a kodek u kojem se zapisuje animacija je Radijus Elecard (rezolucija je 1024 x 768 piksela) zbog njegove kompatibilnosti sa Windows Media Playerom i skoro svim ostalim playerima. Najbolji efekti prikazivanja postižu se na Divx Playeru ver. 6. Dobivenih 15 scena sam pomoću programa AVI JOINER spojio u jednu animaciju. Dobio sam datoteku veličine 274 megabajta u trajanju od 2 minuta i 38 sekundi prikazivanja što zadovoljava početni kriterij o trajanju. Za prikazivanje ove animacije datoteku je neophodno kopirati na tvrdi disk računara ili na DVD disk s obzirom da CD uređaj ne može prenijeti toliko informacija za tako malo vreme ( 278 mb za 2:38 minuta) pa se prilikom reprodukcije javlja usporeno prikazivanje. Proces renderinga je trajao negdje oko 9 sati a rađen je na računaru slijedeće konfiguracije: Procesor: AMD Athlon 3500 64-bit sct. 939 Ploča: K8U Gigabyte TRITON VGA: ATI RADEON 9550 256 mb ram MEM: 512 mb RAM

Animacija reduktora nalazi se na pratećem CD-u. Potrebe za egzaktnim predstavljanjem procesa i sistema sve su veće razvojem modernih i inteligentnih obradnih sistema (CNC), kompjuterske tehnike i informatičkih tehnologija (CAD, CAPP, CAM). Pored standardnih znanja sve se više zahtjevaju i visoka znanja iz područja modeliranja, simulacije, kompjuterske tehnike i drugih bliskih područja, a sve sa ciljem povećanja proizvodnosti, ekonomičnosti, ukupne kvalitete proizvoda te smanjenju utroška materijala, energije, vremena obrade i troškova obrade po jedinici proizvoda. Ti uvjeti modernog poslovanja potaknuli su razvoj CAD/CAM i srodnih tehnologija a dizajniranje konstruktivnog rješenja uz pomoć CAD baze podataka postalo je sinonim za kvalitet u poboljšanju projektnih zahtjeva. Koristeći 3D sisteme za modeliranje kreiraju se modeli

69

MODELIRANJE REDUKTORA proizvoda koji se konstruira, što ostavlja više mogućnosti za integraciju istog u proces konstruisanja u odnosu na 2D geometrijske modele. Programi upravljanja kvalitetom također mogu dati značajan doprinos uspješnosti proizvodnje. Ovi programi kvaliteta obezbjeđuju plasman proizvoda na svjetskom tržištu, porast produktivnosti, smanjenje troškova te povećanje dohotka.

6. LITERATURA [1]

3DS MAX BIBLE R4, Kelly R. Murdock Hungry minds, New York 2001

[2]

3DS MAX R3 Fundamentals, Michael Tood Peterson New Rider, Indianapolis 1999.

[3]

AUTO CAD 2000 BIBLIJA, George Omura Mikroknjiga, Beograd 2000

[4]

AUTO CAD MECHANICAL DESKTOP R6 User guide

[5]

OSNOVI RAČUNARSKE GRAFIKE I TEHNIKE, Dr Budimir Mijović Mostar 1999.

[6]

3D GEOMETRIJSKO MODELIRANJE ZUPČASTOG REDUKTORA Sanjin Troha, Gordana Marunić, Rijeka

[7]

RAČUNALNO GEOMETRIJSKO MODELIRANJE, Mr Lidija Pletenac Građevinski fakultet u Rijeci

[8]

REDUKTORI, Dr Milan D. Trbojević Naučna knjiga, Beograd

[9]

VRATILA, Dr Bogoljub Nedimović KUM, Beograd 1996

[10] ROBOTIKA, Dr Veljko Potkonjak Naučna knjiga, Beograd 1989. [11] MAŠINSKI ELEMENTI I, Dušan J. Vitas, Milan D. Trbojević Naučna knjiga, Beograd 1986 [12] MAŠINSKI ELEMENTI II, Dušan J. Vitas, Milan D. Trbojević Naučna knjiga, Beograd 1988

70

MODELIRANJE REDUKTORA [13] MAŠINSKI ELEMENTI III, Dušan J. Vitas, Milan D. Trbojević Naučna knjiga, Beograd 1985 [14] ELEMENTI MAŠINA, Ing. Vasilije Volkov. Zavod za izdavanje udžbenika Sarajevo 1974.

Korišteni linkovi: Decembar, 2005. http://www.3dcafe.com http://www.mr-cad.com http://www.3dspline.com http://www.yahoo.com

71