機電產品數(shù)字孿生技術及應用(NX MCD) 課件 第2、3章 扭尾機械手運動仿真、簡易傳輸帶運動仿真

數(shù)字化雙胞胎機電對象1.剛體幾何零件通過定義為剛體組件，賦予質量等物理屬性，從而在外部力驅動下進行運動，如受到重力落下，如果幾何體沒有定義為剛體，是無法移動的。剛體具有以下物理屬性：重心位置和方向平移和轉動速度質量和慣性

2.2機電對象1.剛體2.2參數(shù)定義選擇對象選擇被定義為剛體的幾何對象（可選擇多個）質量屬性自動：根據(jù)對象屬性自動計算剛體的重量和慣性矩（自動方式下文本框為灰色不可輸入）用戶自定義：用戶在對應文本框中手工輸入質量和慣性矩剛體顏色指定顏色，可根據(jù)需要指定剛體顏色無，剛體顯示為白色標記選擇對應的標記表單，在仿真時可通過讀寫設備命令修改物料屬性名稱設置剛體名稱運動副2.固定副自由度為零的固定關節(jié)，一般用于以下操作：將剛體連接到地面上；將兩個剛體固定連接到一起，被連接剛體跟隨連接件一起運動。注意：若組件中全為剛體，必須定義一個固定副。

3運動副2.固定副

3參數(shù)定義選擇連接件選擇需要連接到固定約束的剛體選擇基本件選擇連接件連接到的剛體，若為空，則連接件連接到背景名稱設置固定副名稱運動副3.鉸鏈副組成鉸鏈副的兩關節(jié)繞某一軸進行相對轉動，不允許兩者在任何方向進行平移運動。

3參數(shù)定義選擇連接件選擇需要連接到鉸鏈關節(jié)的剛體選擇基本件選擇連接件連接到的剛體，若為空，則連接件連接到背景指定軸矢量指定鉸鏈副旋轉軸指定錨點指定旋轉軸中心點起始角仿真開始時連接件相對基本件的初始角度限制可在文本框中輸入旋轉運動的上下限制角度名稱設置鉸鏈副名稱運動副4.滑動副定義為滑動副的兩個構件只能沿一個方向相對線性移動，不允許旋轉運動。

3參數(shù)定義選擇連接件選擇被滑動副約束的剛體選擇基本件選擇連接件連接到的剛體，如果為空，連接件連接到背景軸和偏置指定軸矢量：定義滑動副運行的方向矢量。偏置：定義連接件相對基本件的初始位置限制使能并定義滑動副運動的上下限距離名稱設置滑動副名稱運動副5.齒輪副使用齒輪副命令連接兩個軸運動副，使它們以固定的比例傳遞運動。

對于齒輪副：所選擇的兩個軸運動副必須共有同一個基本件齒輪副的傳動比為軸運動副的速度比齒輪副并未考慮接觸力，例如齒輪齒之間的摩擦力

3運動副5.速度控制

驅動運動副的剛體以指定的速度運動，既可以用于旋轉運動也可用于線性運動。可通過添加傳感器信號用于停止運動。為創(chuàng)建更真實的運動仿真，可采用以下方法：對驅動器添加加速度和力限制；通過信號控制速度控制驅動器的力或力矩；將速度控制用于傳輸面，通過信號進行啟停。

3運動副5.速度控制

3參數(shù)定義選擇對象選擇需要添加速度控制的運動副軸類型線性：當選擇的運動副為線性運動時選擇角度：當選擇的運動副為旋轉運動時選擇約束當線性運動時，在文本框中輸入速度約束值，單位為mm/s，并可勾選“限制加速度”和“限制力”。當旋轉運動時，在文本框中輸入速度約束值，單位為。/s，并可勾選“限制加速度”和“限制扭矩”名稱設置速度控制名稱運動副5.位置控制

驅動運動副的剛體以一定的速度運動到指定的位置，既可以用于旋轉運動，旋轉到指定角度；也可用于線性運動移動到指定位置。為創(chuàng)建更真實的運動仿真，可采用以下方法：應用到傳輸面，在指定位置停止；添加信號，控制位置控制器的力或扭矩；勾選“來自外部的數(shù)據(jù)”，停用位置和速度約束，從而使用反向運動學控制運動副運動。

3運動副5.位置控制

3運動副5.位置控制

3參數(shù)定義選擇對象選擇需要添加位置控制的運動副軸類型線性：當選擇的運動副為線性運動時選擇角度：當選擇的運動副為旋轉運動時選擇約束角路徑選項：當旋轉運動時顯示，選項包括：沿最短路徑、順時針旋轉、逆時針旋轉、跟蹤多圈源自外部的數(shù)據(jù)：勾選時取消激活“約束”組參數(shù)，通過外部控制器控制運動副運動目標：在文本框中指定目標位置，線性運動時單位為mm；旋轉運動時單位為。速度：在文本框中指定運動速度，線性運動時單位為mm/s，旋轉運動時單位為。/s線性運動時可勾選限制加速度和限制力；旋轉運動時，可勾選限制加速度和限制扭矩名稱設置位置控制名稱運動副6.柱面副使用柱面副命令在兩個剛體之間建立一個關節(jié)，允許兩個自由度：一個沿軸線的平移自由度和一個沿軸線旋轉的自由度。通過柱面副，兩個剛體可以沿軸線轉動和平移。37.球副使用球副命令在兩個剛體之間建立一個關節(jié)，允許三個轉動的自由度：X,Y,Z三個軸向的轉動。運動副8.運動曲線

使用運動曲線命令定義主軸和從軸的運動關系。運動曲線用來定義機械凸輪或者電子凸輪耦合副。

循環(huán)類型：3MasterSlaveOnecyclea.相對循環(huán)‘從軸’的起點和終點可以不重合，但是起點和終點的斜率和曲線必須一致MasterSlaveOnecycleb.循環(huán)‘從軸’的起點和終點的大小和曲率必須一致c.非循環(huán)只循環(huán)一次MasterSlaveOnecycle運動副9.機械凸輪機械凸輪連接主軸和從軸，主軸通過運動曲線定義的運動關系驅動從軸運動。從軸的作用力會通過機械凸輪反饋給主軸。

3機電產品數(shù)字孿生技術及應用機電對象1.碰撞體碰撞體定義了幾何對象發(fā)生碰撞的方式，只有兩個幾何對象都定義了碰撞體，才會發(fā)生碰撞，或者會互相穿透。碰撞體可以定義多種碰撞形狀和幾何精度，幾何精度越高，不穩(wěn)定性越高，為了降低不穩(wěn)定性和提高運行性能，建議使用簡單的碰撞形狀。2.2機電對象1.碰撞體2.2機電對象1.碰撞體2.2參數(shù)定義選擇對象選擇被定義為碰撞體的幾何對象（可選擇多個）碰撞形狀定義碰撞體形狀，選項包括：方塊、球、圓柱、膠囊、凸多面體、多個凸多么體、網格面形狀屬性設置定義碰撞屬性的方法：自動自動計算碰撞屬性參數(shù)用戶定義可在文本框中輸入需要的碰撞體尺寸等參數(shù)碰撞材料定義碰撞體的材料，可新建需要的碰撞體材料類別相同類別的碰撞體才會發(fā)生碰撞，默認類別“0”，與所有類別發(fā)生碰撞碰撞設置設置發(fā)生碰撞時，碰撞體是否高顯，以及是否粘連在一起名稱設置碰撞體名稱機電對象2.傳輸面通過添加傳輸面物理屬性，將平面轉換為傳送帶，沿直線或曲線路徑移動平面上的幾何對象。2.2參數(shù)定義選擇面選擇被定義為傳輸面的平面運動類型定義傳輸面運動類型，選項包括：直線，圓指定矢量定義傳輸面運動方向速度平行：定義指定方向的速度垂直：定義垂直于指定方向的速度起始位置平行：定義指定方向的起始位置垂直：定義垂直于指定方向的起始位置名稱設置傳輸面名稱機電對象3.碰撞傳感器通過添加碰撞傳感器，監(jiān)控仿真過程中的碰撞情況，可以選擇不同形狀作為檢測區(qū)域。碰撞傳感器一般用于以下操作：觸發(fā)仿真序列的啟動或停止；觸發(fā)運行時參數(shù)的更改。如：速度控制器的速度；觸發(fā)運行時表達式中的計數(shù)器；觸發(fā)剛體交換；觸發(fā)可視化特征變化。2.2機電對象4.碰撞傳感器2.2參數(shù)定義選擇對象選擇被定義為碰撞傳感器的幾何對象碰撞形狀定義碰撞檢測區(qū)域形狀，選項包括：方塊、球、直線、圓柱形狀屬性定義計算碰撞區(qū)域的方法，選項包括：自動：自動計算碰撞區(qū)域參數(shù)；用戶定義：可輸入需要的參數(shù)，如：指定點：定義碰撞區(qū)域的中心點；指定坐標系：定義碰撞區(qū)域的參考坐標系；尺寸參數(shù)：根據(jù)碰撞形狀變化而變化名稱設置碰撞傳感器名稱機電對象4.對象源利用對象源創(chuàng)建一個重復的部分來模擬生產線。使用對象可以根據(jù)時間延遲或者激活事件來復制特定的幾何圖形。對