生产线数字化设计与仿真 课件 项目二 基本机电对象设置

项目二基本机电对象设置目录CONTENTS01物料收集器设置1020304物料收集器设置2冲压工作台仿真

斜面的设置05

拓展训练任务一物料收集器设置11、任务描述本任务以物料收集器实例演示刚体，碰撞体及对象源的设置。物料收集器主要由球体和收集盒组成，物料收集器模型如下图所示。要求实现的仿真效果：单击“播放”按钮，球体间隔2s自动掉落，且掉落的球体收集于物料盒内。图1.物料收集器模型2、知识准备-刚体刚体可使几何对象在物理系统的控制下运动,刚体可接受外力与扭矩力用来保证几何对象如同在真实世界中那样进行运动。任何几何对象只有添加了刚体组件才能受到重力或者其他作用力的影响例如定义了刚体的几何体受重力影响会落下。如果几何体未定义刚体对象，那么这个几何体将完全的静止。一个或多个几何体上只能添加一个刚体，刚体间不可产生交集。序号参数名称参数含义1刚体对象选择对象选择一个或者多个对象。所选择的对象将会生成一个刚体2质量和惯性矩质量属性一般来说尽可能的设置为“自动”。设置为“自动”后MCD将会根据几何信息自动计算质量。“用户定义”需要用户按照需要手工输入相对应的参数。质量质心：选择一个点作为刚体的质心指定对象的坐标：定义坐标系，此坐标系将作为计算惯性矩的依据质量：刚体“质心”的质量惯性矩定义惯性矩阵3初始平移速度平移速度为刚体定义初始平移速度的大小和方向4初始旋转速度旋转速度为刚体定义初始旋转速度的大小和方向5刚体颜色指定颜色：设置刚体的颜色；无：系统默认颜色6标记选择标记单：使用标记单对刚体进行标记选择标记表：使用标记表对刚体进行标记7名称定义刚体的名称2、知识准备-碰撞体碰撞体是机械组件的一类，它要与刚体一起添加到几何对象上才能触发碰撞。如果两个刚体相互撞在一起，除非两个对象都定义有碰撞体时物理引擎才会计算碰撞。在物理模拟中，没有碰撞体的刚体会彼此相互穿过。序号参数名称参数含义1碰撞体对象选择对象选择一个或多个几何体。将会根据所选择的所有几何体计算碰撞形状2形状碰撞形状选择碰撞形状的类型，不同类型会影响碰撞精度形状属性自动：系统自动计算碰撞形状的参数和尺寸手动：用户自定义碰撞形状的坐标系和尺寸3碰撞材料为碰撞体设定材料或者新建材料，以下属性参数取决于材料:静摩擦力，动摩擦力，恢复系数4类别碰撞体默认类别是“0”，“0”可以和任何其他类型的碰撞体，如果设置为其他类型，则相同类型的才能产生进行碰撞5碰撞设置碰撞时高亮显示：发生碰撞时，显示碰撞形状；碰撞时粘连：发生碰撞后，碰撞体连在一起碰撞后暂停：发生碰撞后，碰撞体暂停运动6名称定义碰撞体名称3、任务实施步骤1：设置刚体

如图所示，在机械组件里点击“刚体”选项卡，弹出刚体设置对话框，点击“选择对象”按钮，选择球体为刚体对象，“质量属性”选为“自动”，点击“颜色”按钮，为刚体选择颜色，并将名称修改为“球体”，完成上述操作后，点击“确定”按钮，完成刚体设置。3、任务实施步骤2：设置碰撞体在机械组件里点击“碰撞体”选项卡，弹出碰撞体设置对话框，点击“选择对象”按钮，选择物料盒的内表面为碰撞面，共有9个面，在碰撞形状下拉菜单中选择“网格”，如图所示。图2.碰撞面选择3、任务实施步骤3：设置对象源如图所示，在机械组件里点击“对象源”选项卡，弹出对象源设置对话框，点击“选择对象”按钮，选择步骤1设置的“球体”刚体，点击“触发”选项卡下拉菜单，选择“基于时间”，“时间间隔”设置为2s，“起始偏置”设置为0s，并将名称修改为“物料流”，完成上述步骤后，点击“确定”按钮，完成对象源设置。步骤4：仿真演示完成上述步骤后，MCD左侧机电导航器显示如图2-1-10所示，单击主页“播放”按钮，观察球体掉落仿真效果。任务二物料收集器设置21、任务描述本任务继续在任务一的基础上增加碰撞传感器来完成对象收集器的物流收集功能，具体模型如图所示。要求实现的仿真效果：单击“播放”按钮，球体自由掉落，落入物料盒内的球体在接触到左侧碰撞传感器后自动消失，实现物料回收仿真效果。图3.物料收集器模型22、知识准备-碰撞传感器碰撞传感器是指当碰撞发生的时候可以被激活输出信号的机电特征对象，可以利用碰撞传感器来收集碰撞事件。碰撞事件可以用来停止或触发某些操作。序号参数名称参数含义1类型触发：当检测到碰撞时，传感器触发状态变为true，否则为false交换：每次发生碰撞时，传感器触发状态与当前状态相反。2碰撞传感器对象选择对象选择碰撞传感器的几何对象3形状碰撞形状选择碰撞形状的范围:方块、球、直线、圆柱形状属性“自动”默认形状属性，自动计算碰撞形状“用户定义”要求用户输入自定义的参数指定坐标系为当前的碰撞形状指定坐标系4类别碰撞体之间是否发生碰撞取决于类别的设定:只有定义了起作用类别中的两个或多个几何体才会发生碰撞。注意:0代表与所有类别的碰撞体都会发生碰撞。如果在一个场景中有很多个几何体，利用类别将会减少计算几何体是否会发生碰撞的时间5名称定义碰撞传感器的名称2、知识准备-对象收集器对象收集器可以使对象源生成的对象消失。当对象源生成的对象与对象收集器发生碰撞时，就会消除这个对象。需要注意，使用对象收集同样需要先设置一个碰撞传感器，当传感器检测到碰撞发生时，触发对象消除。序号参数名称参数含义1选择碰撞传感器选择碰撞传感器的几何对象2收集源任意：收集任何对象源生成的对象仅选定的：只收集指定的对象源生成的对象。在该选项区域中还有“选择对象源”选项，其含义是：只有选定的对象源生成的对象可以被这个对象收集器收集3名称定义对象收集器的名称3、任务实施步骤1：设置碰撞传感器在电气组件里，点击“碰撞传感器”选项卡，弹出碰撞传感器设置对话框，点击“类型”下拉菜单，选择“触发”选项，点击“选择对象”按钮，选择物料盒左侧碰撞传感器模型，碰撞形状选择“方块”，形状属性选择“自动”，点击“类别”选项，输入为0，并将名称修改为“碰撞传感器”，点击“确定”按钮，完成碰撞传感器设置，如图所示。3、任务实施步骤2：设置对象收集器在机械组件里，点击“刚体”选项卡下拉菜单，选择“对象收集器”选项卡，弹出对象收集器设置对话框，点击“选择碰撞传感器”，选择步骤1设置的碰撞传感器，点击“源”下拉菜单，选择“任意”选项，并将名称修改为“对象收集器”，点击“确定”按钮，完成对象收集器设置。步骤3：仿真演示单击主页“播放”按钮，当落入到物料盒中的球体逐渐增多时，个别球体与左侧碰撞传感器接触，接触瞬间球体消除，观察物料收集器收集物料运行情况。物料收集器设置完成后的机电导航器如图所示任务三冲压工作台仿真1、任务描述本任务以简易冲压工作台实例演示对象变换器的设置。如图所示，冲压工作台主要由冲头、工作台及冲压工件组成。要求实现的仿真效果：单击“播放”按钮，冲头自由掉落，冲头接触工件后，工件形状发生变化。图4.冲压工作台模型2、知识准备-对象变换器对象变换器可以模拟运动对象外观的改变，如模拟加工物料与加工成品之间的外形变化。需要注意:使用对象变换器需要先设置对象变换的触发事件。例如设置一个碰撞传感器，当传感器检测到碰撞发生时，触发对象变换，使物料外形发生改变。序号参数名称参数含义1选择碰撞传感器选择碰撞传感器的几何对象2变换源任意：变换任何对象源生成的对象仅选定的：只变换指定的对象源生成的对象。在该选项区域中还有“选择对象源”选项，其含义是：只有选定的对象源生成的对象可以被这个对象变换器改变3变换为选择刚体：选择变换之后的刚体激活或者取消每次激活是执行一次4名称定义对象变换器的名称3、任务实施步骤1：设置刚体如图所示，在机械组件里，点击“刚体”选项卡，弹出刚体设置对话框，点击“选择对象”按钮，选择冲头模型，点击“质量属性”下拉菜单选择“自动”选项，刚体颜色选择为“绿色”，并修改名称为“冲头”，点击“确定”按钮完成冲头刚体设置。按照以上方法依次设置“工件冲压前”刚体、“工件冲压后”刚体。3、任务实施步骤2：设置碰撞体在机械组件里，点击“碰撞体”选项卡，弹出碰撞体设置对话框，点击“选择对象”按钮，选择工作台模型，点击“碰撞形状”下拉菜单，选择“方块”选项，“形状属性”下拉菜单，选择“自动”选项，点击“类别”选项卡，输入0，并将名称修改为“工作台”，点击“确定”按钮，完成碰撞体设置。按照以上方法完成工件冲压前后的碰撞体设置，如图所示。3、任务实施步骤3：设置对象源在机械组件里，点击“对象源”选项卡，弹出对象源设置对话框，点击“选择对象”选项卡，选择冲压前工件模型，点击“触发”下拉菜单，选择“每次激活时一次”选项，并修改名称为“工件”，点击“确定”按钮，完成对象源设置，如图所示。步骤4：设置碰撞传感器在电气组件里，点击“碰撞传感器”选项卡，弹出碰撞传感器设置对话框，点击“类型”下拉菜单，选择“触发”选项，点击“选择对象”按钮，选择冲头模型，碰撞形状选择“凸多面体，点击“类别”选项，输入为0，并将名称修改为“碰撞传感器”，点击“确定”按钮，完成碰撞传感器设置，如图所示。3、任务实施步骤5：设置对象变换传感器点击“对象变换器”选项卡，弹出对象变换器设置对话框，点击“选择碰撞传感器”选项卡，选择步骤4设置的碰撞传感器，点击“源”下拉菜单，选择“任意”选项，点击“选择刚体”选项卡，选择冲压后工件模型，并修改名称为“对象变换器”，完成对象变换器设置，如图所示。步骤6：仿真演示单击主页“播放”按钮，冲头刚体自由掉落，当冲头接触到冲压工件时，冲压工件变换为冲压后形状，观察仿真运行情况。由于未设置运动副，冲头掉落后无法复位，关于运动副设置，请参考后续项目三学习。。任务四斜面的设置1、任务描述本任务以斜面滑台实例演示碰撞材料的设置。斜面滑台主要由斜面和滑块组成，斜面滑台模型如图5所示。要求实现的仿真效果：单击“播放”按钮，滑块A和滑块B分别从各自斜面滑下，观察滑块A和滑块B的滑行距离，进而验证不同碰撞材料的设置对物体运动的影响。图5.冲压工作台模型2、知识准备-碰撞材料如图所示，在NXMCD中，碰撞材料是一种用于定义物理对象间相互作用属性的关键元素。它通过设置特定的摩擦系数和恢复参数，精确控制仿真中物体碰撞时的动态行为。序号参数名称参数含义1属性动摩擦系数：决定物体相对运动时的阻力大小滚动摩擦系数：影响物体从静止到运动的临界力恢复系数：表征碰撞后能量反弹的程度（例如，恢复系数为0表示完全非弹性碰撞，1表示完全弹性碰撞）2名称定义碰撞材料的名称3、任务实施步骤1：设置刚体在机电概念设计界面，依次将“滑块A”和“滑块B”设置成刚体，设置方法参考任务一，此处不再赘述。步骤2：设置碰撞材料如图所示，在机电概念设计界面左侧的机电导航器里右击“材料”选项卡，选择“新建”选项菜单下的“碰撞材料”，弹出碰撞材料设置对话框，在“属性”菜单下，输入“动摩擦”为0.3，“滚动摩擦系数”为0，“恢复系数“为0.01，并将名称修改为“低摩擦材料”。按照上述方法，再次新建“碰撞材料”，并将“动摩擦”改为0.4，其他参数不变，将名称改为“高摩擦材料”3、任务实施步骤3：设置碰撞体在机械组件里，依次设置“底板”、滑块A、滑块B、斜面A及斜面B四个碰撞体，并将滑块A和斜面A的碰撞材料选为“低摩擦材料”，将滑块B和斜面B的碰撞材料选为“高摩擦材料”，设置方法参考任务一碰撞体设置，此处不再赘述。步骤4：仿真演示单击主页“播放”按钮，滑块A和滑块B同时下滑，由于滑块A和斜面A选择的时低摩擦材料，因此滑块A滑行的距离明显长于滑块B，具体仿真运行情况如图所示。任务五拓展训练1、任务描述本任务以任务二物料收集器为对象，要求实时观察物料收集器中碰撞传感器的实时状态、对象源复制个数及物料盒属性等参数，并运用快照功能记录两个仿真节点。2、知识准备-运行时察看器