生产线数字化设计与仿真 课件 项目四 执行器与传感器设置

项目四执行器与传感器设置目录CONTENTS01活塞运动设置020304简易传送带设置1简易传送带设置2拓展训练任务一活塞运动设置1、任务描述本任务以活塞模型运动演示速度控制的设置过程。活塞由活塞缸、活塞杆、物料和活塞缸固定板组成,其模型如图1所示。要求实现的仿真效果是,单击“播放”按钮,活塞杆以一定速度推动物料向前运动,活塞杆运动到设定位置后自动停止。图1.活塞缸模型2、知识准备-速度控制速度控制用于驱动运动副以特定速度运动，如铰链副、滑动副等，使模型中的刚体以设定的角速度或线速度持续运动，从而模拟机电系统中执行机构的动态行为。需要注意，速度控制必须绑定到运动副上，通过约束部件的自由度实现可控运动。序号参数名称参数含义1选择对象选择一个已创建的运动副，如滑动副、铰链副等2轴类型线性：定义运动方向为直线平移，如气缸伸缩、传送带直线运动旋转：定义运动为旋转运动，如电机旋转3速度设定运动副的目标速度4图形视图勾选“限制加速度”后，在图形框中显示运动过程的速度变化曲线5名称定义速度控制对象名称3、任务实施步骤1：设置基本机电对象和基本运动副在机械组件里，点击“刚体”选项卡，依次将物料和活塞杆设置为刚体，点击“碰撞体”选项卡，依次将物料、活塞杆和活塞缸固定板设置为碰撞体，如图所示。点击“基本运动副”选项卡，设置活塞杆滑动副，设置结果如图所示。需要注意，由于活塞缸并未参与仿真运动，因此未设置刚体和碰撞体。3、任务实施步骤2：设置速度控制在电气组件里，点击“速度控制”选项卡，弹出速度控制设置对话框，点击“选择对象”按钮，选择步骤1创建的滑动副，在“速度”选项卡下，输入“10”，“名称”默认自动生成，点击“确定”按钮，完成速度控制设置，如图所示。3、任务实施步骤3：仿真演示单击主页“播放”按钮，活塞杆缓慢推出，带动物料向前运动，观察仿真运动效果如图2所示。图2.活塞运动仿真效果任务二简易传送带设置11、任务描述本任务使用简易传送带演示传输面和位置控制设置。简易传送带工作站由物料、传送带、迷你气缸活塞、距离传感器、物料挡块及物料盒组成，工作站模型如图3所示。要求物料沿传送带自动移动，但物料输送至气缸活塞处，气缸活塞推出将物料推至物料盒内。图3.物料搬运模型2、知识准备-传输面传输面是具有将所选平面转化为“传送带”的一种机电“执行器”特征。一旦有其它物体放置在传输面上，此物体将会按照传输面定义的速度和方向被运输到其它位置。传输面的运动可以是直线，也可以是圆，具体通过用户的设置而定。需要注意，传输面必须是一个平面和碰撞体，即它与碰撞体相配合使用，并且一一对应。2、知识准备-传输面序号参数名称参数含义1选择面选择一个平面作为传输面运动类型：直线指定矢量指定传输面的传输方向平行指定在传输方向上的速度大小垂直指定在垂直于传输方向上的速度大小起始位置传输面运动起始位置的数据2运动类型：圆中心点选择一个点作为圆弧运动的圆心中间半径圆弧运动中间半径中间速度圆弧运动中间速度起始位置圆弧运动起始位置的数据3名称定义传输面的名称2、知识准备-位置控制位置控制是一种核心执行器功能，用于驱动运动副。位置控制通过为运动副设定目标位置和运动速度，驱动刚体从初始位置按设定轨迹移动到终点位置，并在到达后停止。与速度控制不同，位置控制需明确指定终点位置和移动速度，运动完成后自动停止，适合需精确定位的场景。序号参数名称参数含义1选择对象选择一个已创建的运动副，如滑动副2轴类型线性：控制平移运动，如气缸推杆旋转：控制角度运动，如电机转轴3约束目标设定运动副需到达的终点位置速度设定移动过程的恒定速度4图形视图勾选“限制加速度”后，在图形框中显示运动过程的速度变化曲线5名称定义位置控制对象名称3、任务实施步骤1：设置基本机电对象和基本运动副在机械组件里，点击“刚体”选项卡，依次将物料、迷你气缸活塞和距离传感器设置为刚体，点击“碰撞体”选项卡，依次将物料、物料盒、迷你气缸活塞、物料挡块、传送带和距离传感器设置为碰撞体，点击“基本运动副”选项卡，设置迷你气缸活塞滑动副，设置结果如图所示3、任务实施步骤2：设置传输面在电气组件里，点击“传输面”选项卡，弹出传输面设置对话框，点击“选择面”按钮，选择传送带表面为传输面，运动类型选择“直线”，点击“指定矢量”下拉菜单，选择垂直于物料表面矢量方向为运动正方向，如图所示。在“速度”选项卡下，输入平行速度“50”，其他值默认为“0”，将名称修改为“传输面”，点击“确定”按钮完成传输面设置，如图所示。3、任务实施步骤3：设置位置控制在电气组件里，点击“位置控制”选项卡，弹出位置控制设置对话框，点击“选择对象”按钮，选择步骤1创建的滑动副，在“约束”选项卡下，输入目标位置为“60”，速度为“100”，名称选择默认，点击“确定”按钮完成设置。按照上述步骤，在创建一个位置控制，将目标位置改为“0”，其他参数不变，设置效果如图所示。步骤4：仿真演示单击主页“播放”按钮，观察简易传送带运行状态，仿真效果如图所示。任务三简易传送带设置21、任务描述本任务在任务二的基础上增设距离传感器、限位开关和位置传感器，距离传感器一般固定于传送带末端，用来检测物料至传送带末端的距离，位置传感器可固定于迷你气缸活塞上，用于检测气缸推杆推出的距离。限位开关用来限制迷你气缸活塞的伸出距离。2、知识准备-距离传感器距离传感器用于检测对象与传感器之间距离的传感器，附加到刚体上，距离传感器提供从传感器到距离最近的碰撞体的距离反馈，也可以创建在一个固定的位置来检测一个固定的区域。序号参数名称参数含义1选择对象选择距离传感器所依附的刚体。如果距离传感器的位置在仿真的过程中不会发生改变，这里则不需要指定对象2指定点指定用来测量距离的起点3指定矢量指定测量的方向4开口角度设置测量范围的开启角度5范围设置测量的距离2、知识准备-限位开关限位开关可以检测对象的位置、力、扭矩、速度和加速度等是否在设定的范围内。若在范围之内，限位开关输出false;若超出这个范围，则输出true。序号参数名称参数含义1选择对象

选择任意机电对象，若选择的机电对象中存在各运行时参数，这些参数将出现在下方参数名称的列表中2参数列表机电对象在仿真过程中的参数名称3启用下限勾选该项后，设置下限触发值4启用上限勾选该项后，设置上限触发值2、知识准备-位置传感器位置传感器用于监测运动副或位置控制器的实时位移或角度，反馈线性位置或旋转角度等数据。一般情况下，位置传感器与限位开关搭配使用。序号参数名称参数含义1选择轴选择位置传感器所要观察的运动副2轴类型线性或角度3、任务实施步骤1：设置距离传感器在电气组件里，点击“距离传感器”选项卡，弹出距离传感器设置对话框，点击“选择对象”按钮，选择距离传感器刚体，点击“指定点”按钮，选择距离传感器中心点，点击“指定矢量”按钮，选择传感器检测方向，输入开口角度为“0”，范围为“200”，并修改名称为“距离传感器”，点击“确定”按钮，完成距离传感器设置，如图所示。3、任务实施步骤2：设置限位开关在电气组件里，点击“限位开关”选项卡，弹出限位开关设置对话框，点击“选择对象”按钮，选择迷你气缸活塞滑动副，点击“参数名称”下拉菜单，选择“位置”选项，勾选“启用下限”方框，输入上限为“60”，并修改名称为“限位开关”，点击“确定”按钮，完成限位开关设置，如图所示。3、任务实施步骤3：设置位置传感器在电气组件里，点击“位置传感器”选项卡，弹出位置传感器设置对话框，点击“选择轴”按钮，选择迷你气缸活塞滑动副，并修改名称为“位置传感器”，点击“确定”按钮，完成位置传感器设置，如图所示。3、任务实施步骤4：仿真演示在机电导航器中，右键点击“位置传感器”选项卡，在弹出的菜单中选择“添加察看器”，按照上述操作依次将“限位开关”和“距离传感器”添加至察看器。点击主页“播放”按钮运行仿真，点击“运行时察看器”选项卡，监测各传感器实时监测数据，运行效果如图所示。任务四拓展训练1、任务描述本任务以简易传送带实例演示2D激光扫描仪的设置。当传送带将物料输送至2D激光扫描仪正下方时，激光扫描仪对物料进行扫描，扫描到的具体数据可在运行察看器中进行实时显示，仿真模型如图所示。图4.带激光扫描仪工作站模型2、知识准备-2D激光扫描仪在NXMCD中的2D激光扫描仪是一种基于虚拟仿真的传感器模块，用于模拟真实激光扫描仪在机电系统中的检测、测量和监控功能。它通过非接触式测距原理生成二维点云数据，为虚拟调试和数字孪生提供关键的环境感知能力。序号参数名称参数含义1扫描仪体选