工业数字孪生项目1任务2 MCD仿真初探

项目1NXMCD

仿真环境的使用任务2MCD仿真初探目录01知识准备02任务实施03任务评价与拓展知识准备1知识准备1.机电概念设计首选项

（1）常规“常规”参数选项界面如图1-10所示。1）重力加速度：“Gx”“Gy”“Gz”分别用于设置工作部件中绝对坐标系下的重力加速度在X、Y、Z方向上的分量，默认单位为mm/s2。2）材料参数：“动摩擦系数”“滚动摩擦系数”“恢复系数”分别用于设置默认材料的动摩擦系数、滚动摩擦系数与恢复系数。3）阻尼：“线性阻尼”与“角阻尼”分别用于设置默认刚体运动的线性阻尼与角阻尼，默认单位分别为N·s/mm与N·mm·s/（°）。

由于机电概念设计首选项中的参数选项较多，在此仅介绍实战中工业数字孪生部分任务使用较多的一些参数选项。可自行学习机电概念设计首选项中其他参数选项的作用与设置方法。图1-10知识准备

（2）机电引擎“机电引擎”参数选项界面如图1-11所示。1）仿真精度：用户可为“仿真精度选项”选择“用户定义”“精细模式”“粗略模式”“平衡模式”。其中，后三者会自动为系统设置大部分相关参数，只有“用户定义”选项需要用户逐一自行设置。2）运行时参数：“碰撞精度”和“分步时间”分别对应仿真运行时，模型在空间上的碰撞仿真精度以及在时间上的仿真步长。“弹簧单元力乘数”用于设置仿真运行时拖动对象所施加的弹力计算系数。3）引擎调谐：“公差”“误差缩减因子”“最大迭代次数”均与仿真的精度相关。其中，“公差”值越低，仿真空间精度越高，运行越慢;“误差缩减因子”值越高，仿真运行越快，但较容易出现求解不稳定问题;“最大迭代次数”值越高，仿真运行越慢。图1-11（3）运行时控制“运行时控制”参数选项界面如图1-12所示。该部分的相关参数选项也可以在“主页”选项卡的“仿真”组中进行实时调整与控制。2）时间缩放因子：“默认缩放因子”即在默认情况下，仿真运行相对现实时间的“快进"/“慢放”倍数。3）前进步骤：“单步前进时间”决定了仿真控制中“前进一步”对应的时间增量。4）运行时警告和错误：勾选“忽略运行时警告”选项后，软件将忽略原本可能弹出的警告信息。勾选“运行时出错时暂停”选项后，如果发生错误，软件将暂停运行中的仿真。知识准备1）察看器：“小数位数”决定了运行时察看器中显示的实数的小数位数。图1-12知识准备2.部件与模型可见性

在工业数字孪生实战中，MCD模型各部件、机构之间的遮挡可能影响操作的可行性或速度。这一问题在模型装配及涉及小件物料的机电对象建模过程中尤为突出。

为此，可在选中相应的部件、机构后，通过右击唤出菜单并选择“隐藏”或按下<Ctrl+B>快捷键将其隐藏。通过按下<Ctrl+Shift+B>快捷键，可切换到被隐藏视图，从而查看、修改所有被隐藏的部件、机构。在被隐藏视图中的部件被再次隐藏后将在默认视图中重新变为可见。相应的视图显示效果如图1-13所示。图1-13知识准备3.测量功能的使用

（1）启动测量工具

在软件界面中切换到“分析"选项卡，找到“测量”组中的“测量”按钮，单击该按钮即可启动测量工具。（2）选择测量对象

通过单击软件界面中的对象即可将其纳人测量工具的待测对象中。在此必须确保所选的对象清晰且正确地显示在屏幕上，以避免测量错误。若需调整测量对象的类型或测量方法，可分别在“要测量的对象”与“测量方法”部分调整其参数选项，如图1-14所示。

与实际设备调试类似，在MCD建模与虚拟调试过程中，可能需要对距离、尺寸进行测量。在NX软件中进行测量时需要使用测量工具，其基本使用方法如下：图1-14（3）执行测量2）结果展示：测量结果会直接在屏幕上显示，用户可以直观地看到两个面之间的确切距离。在此，可使用界面中结果显示栏的下拉菜单调整所显示的距离和角度类型。知识准备1）自动计算距离：完成上述操作后，软件将自动计算出所选对象（在简易测量时一般选择两个对象即可）之间的距离与角度。任务实施2任务实施MCD模型基本设置与操作1）观察模型布局与坐标系设置，确认当前模型台面与X-Y平面平行，且重力加速度方向与-ZC轴平行。2）单击“主页”选项卡下“首选项”组中的“机电概念设计首选项”按钮。3）在弹出的对话框中，确认当前打开的是“常规”选项卡。4）在“部件设置”中的“重力加速度”部分，将“Gx”和“Gy”均设置为0mm/s2将“Gz”设置为-9806.65mm/s2，如图1-15所示。单击“确定”按钮完成设置。5）单击“主页”选项卡下“仿真”组中的“播放”按钮开始仿真，并在仿真开始后，观察到模型中已有的刚体沿指定重力方向下落。（1）准备工作

启动NXMCD仿真环境，打开“总图_step.prt”文件。（2）重力加速度设置图1-15任务实施MCD模型基本设置与操作1）单击“主页”选项卡下“仿真”组中的“播放”按钮开始仿真，并在仿真开始后，单击“分析”选项卡下“测量”组中的“测量”按钮。2）在弹出的对话框中，单击“选择对象”，接着单击软件主界面中位于自动供料单元（一站）深度检测位置处的料盒内侧上表面与深度检测探杆底面，将其选为测量对象。3）确认“结果过滤器”部分中的“距离”图标处于高亮激活状态。（3）部件可见性设置与距离测量

图1-164）在软件主界面中弹出的结果显示栏下拉列表框中，选择“最小垂直”，查看对应结果，如图1-16所示。该数值即深度检测探杆底面与料盒内侧上表面的垂直距离。5）若有需要，可停止播放，并将料盒隐藏。任务实施MCD模型基本设置与操作6）按照上述步骤，测量深度检测探杆底面与一站传输带上表面的垂直距离，并比较上述结果，如图1-17和图1-18所示。（3）部件可见性设置与距离测量

7）如果此前隐藏了料盒，取消对料盒的隐藏，使默认视图中的模型恢复原样。图1-17图1-18任务评价与拓展3任务评价与拓展序号评价内容评价标准配分得分1准备工作启动NXMCD仿真环境，并打开“总图_step.prt”文件202重力加速度设置找到软件界面上的各元素，了解其功能与作用30仿真运行时，模型中已有的刚体沿指定重力方向（-z）下落3部件可见性设置与距离测量使用测量工具，测出深度检测探杆底面与料盒内侧上表面的垂直距离（简称“距离1”）50将料盒隐藏，以便后续测量使用测量工具，测出深度检测探杆底面与一站传输带上表面的垂直距离（简称“距离2”）取消对料盒的隐藏，使默认视图中的模型恢复原样|距离2-距离1-8mm|≤0.5mm任务评价与拓展1.深入学习测量工具的使用学习测量工具的相关操作方法。2.钢珠灌装模块部件可见性的设置在智能分拣单元（二站）钢珠灌装模块中，探索并验证对各部件的可见性设置，尝试