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Thema:Dynamische Simulation: Schlitten mit Rollen in Kurvenbahn
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T H E M A     A N S E H E N
maece82

Beiträge: 5 / 0

Gerne würde ich die Bewegung des auf beiden Seiten mittels 2 Rollen in einer Kurvenbahn geführten Schlittens in Inventor simulieren.
Doch leider schaffe ich dies noch nicht wirklich...

Am Seitenblech habe ich auf der inneren Kante eine voll definierte Spline eingefügt und diese mittig um 50 mm als Fläche (gelb) extrudiert.
In der Baugruppe habe ich die beiden Rollen mit der Abhängigkeit "Tangential" an diese Fläche geheftet.
Beim Drehen der Kurbel mittels Mauszeiger laufen die beiden Rollen sauber in der Kurvenbahn...so weit so gut...

Wenn ich nun die dynamische Simulation starte und den Drehwinkel der Kurbel als Vorgabe eingebe, laufen die Rollen trotz tangentialer Abhängigkeit irgendwo, jedoch nicht in der Bahn 
Durch Hinzufügen von 2 Stück 3D Gelenken zwischen Rollen und Fläche komme ich der Sache schon näher, jedoch heben sich auch in diesem Fall die Rollen teilweise massiv von der Fläche ab.

Was mache ich bei der ganzen Sache falsch???

Vielen Dank und Gruss
Marcel

[Diese Nachricht wurde von maece82 am 14. Feb. 2018 editiert.]

jupa

Beiträge: 5656 / 2

Inventor Prof. 2012-2015

Ich habe da zwar Ideen, müßte die aber vorher testen.
Lade mal bitte die Baugruppe (inc. Bauteile) hoch, da müssen wir nicht so viel selbst modellieren.

Jürgen

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Bildung kommt nicht vom Lesen, sondern vom Nachdenken über das Gelesene. (Carl Hilty)

jupa

Beiträge: 5656 / 2

Inventor Prof. 2012-2015

Zitat:
Original erstellt von maece82:

Durch Hinzufügen von 2 Stück 3D Gelenken zwischen Rollen und Fläche ...

Was meinst Du mit "3D Gelenk"?
Als ein erster Vorschlag: Ich würde es zunächst mit je einem Rollgelenk Zylinder/Kurve an den beinen Rollen versuchen. Mehr kann man sicherlich erst bei genauer Kenntnis der Baugruppe sagen.


Jürgen

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Bildung kommt nicht vom Lesen, sondern vom Nachdenken über das Gelesene. (Carl Hilty)

maece82

Beiträge: 5 / 0

Hallo Jürgen

Vielen Dank für deine Inputs.
Aus Compliance Gründen kann ich leider keine CAD Daten hochladen.

Das Rollgelenk Zylinder/Kurve habe ich ausprobiert, bin damit jedoch nicht zum Ziel gekommen.

Vielleicht hat ja jemand noch einen Input, ansonsten probiere ich dann halt etwas weiter... die Sache ist nicht wirklich dringend.

jupa

Beiträge: 5656 / 2

Inventor Prof. 2012-2015

Zitat:
Original erstellt von maece82:

Aus Compliance Gründen kann ich leider keine CAD Daten hochladen.

Ist zwar schwer einzusehen, was an diesen drei Klötzchen eventuell "geheim" sein könnte, aber wenn das Eure Regeln sind ist es eben so.
Habe mal eine "Ersatzbaugruppe" modelliert (Inventor 2015), die nach dem gleichen Wirkprinzip arbeitet und verschiedene Lösungen getestet:

Assy_1: In der Baugruppenumgebung die Bewegung der Räder in der Nut mittels Kontaktsatz erzwingen. Zur Anschauung die Abhängigkeit DRIVE_ME bewegen. Kontaktsatz kann aber ziemlich rechenintensiv werden (an diesem einfachen Modell eher nicht) und funktioniert auch nicht immer zuverlässig.

Assy_2: In der Baugruppenumgebung die Bewegung der Rollen mit der Abhängigkeit Übergang erzwingen. Auch diese Abhängigkeit kann ggf. Probleme verursachen, z.B. wenn die Bauteile auf die falsche Seite springen. (Auch hier mit DRIVE_ME bewegen).
Beide Varianten zeigen zwar die Bewegung des Schlittens, die Rollen jedoch drehen sich nicht. Deshalb kann man (und sollte man ohnehin) den Schlitten und die Rollen in eine Unterbaugruppe zusammenfassen. (Habe ich hier nicht gemacht)

Assy_3: In der Dynamischen Simulation mit zwei Rollgelenken die Führung des Schlittens erzwingen. (In die DS wechseln und Simulation starten). Auch das funktioniert und hier drehen sich sogar die Rollen. Was da bei Dir warum nicht klappt kann man ohne Deine Baugruppe zu sehen nur schwer erraten.   

Wenn man auf die Drehung der Rollen verzichten kann, wäre in der DS auch noch möglich: je Rolle ein Schiebegelenk Zylinder Kurve, je Rolle ein Schiebegelenk Punkt Kurve (Zentrumspunkt der Rollen entlang einer Kurve mittig in der Nut), je Rolle 2 Mal 2D-Kontakt zwischen Umfangskreis der Rolle und rechter und linker Begrenzungslinie der Nut (bei geschickter Modellierung genügt je Rolle auch ein 2D-Kontakt) und last not least 3D-Kontakt zwischen Rolle und Basisteil (hier würden sich auch die Rollen drehen können).
Du hast die Qual der Wahl. Alle genannten Varianten (und evtl. noch weitere ?) funktionieren (wenn es die Geometrie erlaubt).


Viel Erfolg
Jürgen

[EDIT]: Upload vervollständigt

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Bildung kommt nicht vom Lesen, sondern vom Nachdenken über das Gelesene. (Carl Hilty)

[Diese Nachricht wurde von jupa am 16. Feb. 2018 editiert.]

maece82

Beiträge: 5 / 0

Wow, vielen Dank Jürgen, für deine ausführliche Hilfe und Erklärung der unterschiedlichen Vorschläge!

Ich werde mir dies zu Gemüte führen und die Varianten gerne ausprobieren.

Bezüglich dem Hochladen der Teile:
Dies ist schon etwas doof...aber Regeln sollten ja so gut als möglich eingehalten werden...

roshi

Beiträge: 4 / 0

Inventor Professional 2018
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HELIOS 2018

Hallo jupa,
ich habe mit großem Interesse Deine Ausführung zu Deiner Problemlösung „Assy_3“ in Deiner ZIP „180216-Schlitten“ gelesen. Sie hat mir zunächst einmal sehr geholfen. Ich verzweifle jedoch seit einiger Zeit, Deine Lösung um die dritte Dimension zu erweitern: Deine und auch andere dynamische Simulationen zeigen oft Bauteile, die einer 2D-Spur, -Bahn oder -Skizze folgen. Somit bewegen sie sich auf einer Linie oder in der Ebene. Ich möchte nun, dass ein beliebiges Bauteil einer 3D-Skizze folgt. Hast Du vielleicht noch eine Idee, wie das erfolgen kann?
Anbei das Beispiel „RWC-Simulation mit dynamische Simulation 2019-01-02.iam“ als ZIP:
Der Motor und das Rad sollen sich in einer dynamischen Simulation entsprechend der „3D-Skizze2“ (siehe Bauteil „Wand“) bewegen. Wenn ich die dynamische Simulation starte, funktioniert das auch bis ca. 9 Sekunden auf der Wand „hinten“. Dann soll der Motor mit dem Rad auf die „rechte“ Wand wechseln. Das macht er aber nicht. Hast Du dazu eine Idee? Motor und Rad können auch eine andere Geometrie haben, wenn es hilfreich wäre. Später soll der Motor mit dem Rad wieder zurück von der „rechten“ auf die „hintere“ Wand wechseln.
Jede Hilfe wäre super.
Gruß
Michael
jupa

Beiträge: 5656 / 2

Inventor Prof. 2012-2015

Zitat:
Original erstellt von roshi:
Hallo jupa,
...

Da Du mich konkret ansprichst - ich kann leider nur bis Inventor 2015 "mithalten". Bevor ich jetzt darum bitte, die Dateien mal in einem neutralen Format (.stp) hochzuladen, vllt. (ganz sicher sogar) springt inzwischen wer anderes bei. Aus den bei mir erkennbaren Vorschaubilder (beim Öffnen-Versuch) kann ich mir noch kein klares Bild machen, was Du vorhast. (Wenn Du dennoch mal eine .stp-Version Deiner Daten hochladen könntest wäre das prima.)

Jürgen

PS: Füll mal bitte gelegentlich Deine System-Info aus. Damit wir zukünftig schon vorab wissen, welche Inventor-Version Du nutzt.


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Bildung kommt nicht vom Lesen, sondern vom Nachdenken über das Gelesene. (Carl Hilty)

[Diese Nachricht wurde von jupa am 05. Jan. 2019 editiert.]

roshi

Beiträge: 4 / 0

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OK...anbei das Ganze als STEP. Außerdem eine Bildbeschreibung als PDF sowie ein kurzes Video über das Ergebnis, das ich bislang habe. Ich weiß, dass das aus geometrischen Gründen nicht mit den Beziehungen in der Beschreibung möglich ist. Aber ich bin ratlos, welche Beziehungen bzw. Gelenke ich da überhaupt ansatzweise einsetzen kann.
Ich bin für jede Hilfe dankbar... 
Gruß
Michael

PS: Ich muss die Simulation in der Umgebung "dynamische Simulation" machen, um später die genauen geometrischen Daten auswerten zu können. Ich habe das mit der Umgebung "Inventor-Studio" schon geschafft. Da bekommt man aber keine Daten.

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Wer immer das tut was er schon kann, bleibt immer das was er schon ist.

jupa

Beiträge: 5656 / 2

Inventor Prof. 2012-2015

Zitat:
Original erstellt von roshi:
OK...anbei das Ganze als STEP.


Danke.
Sieht für mich momentan allerdings sehr nach Siemens Lufthaken aus.
- Was bzw. wie würde denn am praktischen Modell die Unterbaugruppe Motor/Rad an der Wand geführt (also das axiale Herausrutschen verhindert)
- Wodurch/wie wird der "Motor" in Drehbewegung versetzt
- Wodurch entsteht die Vorwärtsbewegung entlang des Pfades?

Da fehlen IMO noch eine Menge Bauteile, die den Mechanismus überhaupt die gewünschte Funktion ausführen lassen.

Zum Schluß noch die Frage (nur um Mißverständnissen vorzubeugen): Die Achse von Motor/Rad soll stets entlang des in der PDF zu sehenden gelben Pfades auf halber Schlitzbreite) entlang laufen, richtig? Das erste Bild (Verlauf der "Bahn" [blaue 3D-Skizze] und Position des Motors [steckt im Material]) sowie das im Video zu sehende (von dem Du sagst das funktioniert wie beabsichtigt) irrieren mich da etwas.

In der Dynamischen Simulation bewegen wir uns sehr nahe an der Realität. In der Baugruppenumgebung kann man durchaus ein Bauteil realitätsfern entlang einer fiktiven Skizzenlinie bewegen, in der DS muß man schon etwas mehr "anfaßbares" Material haben.

Ich denke, hier mußt Du erst mal die "Aufgabenstellung" nachbessern. (Oder ich habe das völlig mißverstanden).

Jürgen

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roshi

Beiträge: 4 / 0

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HELIOS 2018

Moin Jürgen,

Zitat: „Was bzw. wie würde denn am praktischen Modell die Unterbaugruppe Motor/Rad an der Wand geführt (also das axiale Herausrutschen verhindert)“

Es gibt kein mir bekanntes praktisches Model, welches sich so verhält, wie das Rad an dem Motor. Ich überlege mir einmal ein Model (Kugel durch Röhrensystem oder so). Es geht hier um eine rein geometrische Analyse: Am Ende soll ein Mechanismus (den Du bislang noch nicht kanntest, aber im "Video 1" zu sehen ist) durch einen Roboter so bewegt werden, dass eine „Lanze“ mit einem Strahl der Spur (3D-Skizze) folgt. Ich bin auch schon weitergekommen und fast am Ziel. Im Anhang „Video 1“ zur Veranschaulichung: Im Hintergrund bewegt sich das Rad (orangene Spur) mit einer definierten Geschwindigkeit (1440 Grad/Sekunde). An dem Rad habe ich nun auch noch ein Arbeitspunkt. Im Vordergrund ist die „Lanze“ in einem Kugelgelenk gelagert. Die Lanze hat eine Arbeitsachse. Diese „schneidet“ zu jedem Zeitpunkt den Arbeitspunkt des Rades. Hinten an der Lanze ist ebenfalls ein Arbeitspunkt, dessen Spur ich verfolge (pinke Spur). Diese pinke Spur-Koordinaten kann exportieren und einem Roboter geben. Dann habe ich es geschafft. Vielleicht wird Dir dann auch mein eigentliches praktisches Problem klar: Die Lanze sprüht mit Wasser gegen eine hintere und rechte Wand und reinigt diese. Wie muss ich die Lanze mit dem Roboter bewegen, um an der Wand die Fläche entsprechend der Skizze zu reinigen? Die Antwort ist die pinke Spur.
Im „Video 2“ bewegt sich die Lanze mit dem Strahl über die rechte Wand (Zum Vergleich sind auch noch die Spuren aus Video 1 zu erkennen). In der Ecke folgen die Spuren nicht mehr der „grünen“ 3D-Skizze.

Zitat: „Wodurch/wie wird der "Motor" in Drehbewegung versetzt Wodurch entsteht die Vorwärtsbewegung entlang des Pfades“

Das Rad hat einen Antrieb bekommen (siehe Seite 3 in der PDF-Beschreibung). Es dreht sich mit 1440 Grad pro Sekunde entlang der Kante. Die Abhängigkeit zur Kante erhält das Rad durch das Rollgelenk Zylinder Kurve (ebenfalls Seite 3 in der PDF). Und genau da ist der Fehler bzw. es geht nicht weiter. Bei diesem Gelenk kann die Kontur „nur“ zweidimensional bzw. eben sein, da man nur einzelne Flächen anwählen kann. Anschließend wählt man die Kante der Fläche an.

Zitat: „Die Achse von Motor/Rad soll stets entlang des in der PDF zu sehenden gelben Pfades auf halber Schlitzbreite) entlang laufen, richtig? “

Richtig. Aber nur grob. Mit dem oben beschriebenen Gelenk bewegt sich das Rad etwas anders. Aber das ist genau genug.

Zitat: „In der Dynamischen Simulation bewegen wir uns sehr nahe an der Realität. In der Baugruppenumgebung kann man durchaus ein Bauteil realitätsfern entlang einer fiktiven Skizzenlinie bewegen, in der DS muß man schon etwas mehr "anfaßbares" Material haben.“

Eigentlich interessieren mich die Materialien nicht. Aber vielleicht muss ich mich damit befassen. Ich habe schon einmal ein Rohr entlang der 3DSkizze gezeichnet und versucht, eine Kugel in diesem Rohr zu bewegen. Bislang aber ohne Erfolg. Vielleicht ist hier das fehlende Material auch das Problem. Vielleicht hast Du dazu eine Idee, wie ich die Kugel durch ein solches Röhrensystem treiben kann?

Gruß
Michael

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Leo Laimer

Beiträge: 25279 / 4120

IV bis 2019

Zitat:
Original erstellt von roshi:
...
Vielleicht hast Du dazu eine Idee, wie ich die Kugel durch ein solches Röhrensystem treiben kann?



Kugel durch ein Röhrensystem geht mit Abhängigkeit "Tangential".
IV wird aber daran scheitern, die Bewegung an den Umlenkungen um 2x90° umzulenken.
Vielleicht geht's, indem Du eine sehr lange gerade Verlängerung an ein Rohr-Ende dran machst, und da eine (unsichtbar geschaltete) Kugelkette reinschiebst. Sichtbar bzw. für Deine Funktion wichtig wäre dann nur die vorderste Kugel dieser Kette.

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mfg - Leo

roshi

Beiträge: 4 / 0

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Das ist eine gute Idee. Ich habe so etwas ähnliches auch schon gesehen:
https://www.youtube.com/watch?v=ANfvR72Q3KE&t=300s
Der Aufwand scheint aber enorm zu sein. Trotzdem werde ich es probieren.

Ich habe Heute aber auch noch 2 andere "Fantasien"   :
1) Kann man einen "Faden" durch ein Röhrchen ziehen? Lassen sich Bauteile während eine dynamischen Simulation verformen?
2) Der Youtuber "Rusty Belcher" hat mir geholfen, die Simulation im Inventor Studio zu erzeugen. Das Prinzip hat er in seinem Video gezeigt:
https://www.youtube.com/watch?v=cjkgEqTpeSk&t=72s
Um es kurz zusammenzufassen: Dabei wird ein Arbeitspunkt durch einen Abstands-Parameter entlang einer 3D-Skizze in einer bestimmten Zeit von x1 auf x2 mm bewegt. Er hat es nur in der "Inventor-Studio"-Umgebung gemacht und nicht in der "dynamischen Simulation". Kann man während einer dynamischen Simulation Parameter in Abhängigkeit der Zeit ändern?

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Wer immer das tut, was er schon kann, bleibt immer das, was er schon ist.

[Diese Nachricht wurde von roshi am 06. Jan. 2019 editiert.]

Leo Laimer

Beiträge: 25279 / 4120

IV bis 2019

Sowohl im Studio oder in der DynSim gibt's jedenfalls zumindest zwei Knackpunkte zu überwinden:
Erstens, der Bewegung klar zu machen dass sie über alle Umlenkungen hinweg der Bahn folgen muss (und da stolpert der Solver erfahrungsgemäß meist bei 180°), und
Zweitens, eine stetige Vorschubgeschwindigkeit erzeugen.

Wir hatten so einen, wenn auch einfacheren, Fall mal dadurch gelöst, dass die Bahn mit einer Spline angenähert und entlang dieser ein Rohr gesweept wurde - daran fährt die Kugel dann brav per "Tangential" entlang.
Und für die stetige Vorschubbewegung war oben erwähntes sehr langes gerade Anfangsstück ebendieser Bahn, sowie die Kugelkette zuständig.
Sichtbar geschaltet war natürlich natürlich nur was man sehen sollte.

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mfg - Leo