机电系统数字孪生课件 项目2 数字孪生的建立模型和导入资源

项目2数字孪生的建立模型和导入资源021)进入机电概念设计环境。

2)机电概念设计的工作界面。

3)机电概念设计的客户默认设置。

4)机电概念设计首选项设置。

5)运行机电概念设计仿真。

1.1概述

1.2机电概念设计的启动

1.3进入MCD环境

1.4机电概念设计的工作界面1.1概述图1- 1并行设计缩短交付时间1.2机电概念设计的启动1)双击桌面SiemensNX快捷键图标，即可启动SiemensNX。

2)单击桌面左下方的“开始”按钮，在应用程序中找到SiemensNX→NX，即启动SiemensNX。

3)单击桌面左下方的“开始”按钮，在应用程序中找到SiemensNX→SiemensMechatronicsConceptDesigner，启动SiemensNX(MCDpackage)。

4)直接在NX安装目录的NXBIN子目录下双击ugraf.exe图标，启动SiemensNX。图1- 2SiemensNX中文版启动界面1.3进入MCD环境1)通过机电概念设计模板进入：在“主页”功能区单击“新建”命令，如图1- 3所示，选择“机电概念设计”选项卡→“常规设置”模板或“空白”模板，如图1- 4所示，再单击“确定”按钮，进入MCD环境。图1- 3创建一个新的文件1.3进入MCD环境2)切换应用模块进入机电概念设计：在当前模块，例如“建模”模块，选择“应用模块”→单击“更多”选项→选择“机电概念设计”模块，进入MCD环境，如图1- 5所示。图1- 5切换应用模块到机电概念设计1.4机电概念设计的工作界面1.4.1概述

本节主要介绍机电概念设计应用模块的工作界面及其组成部分，了解各部分的位置和功能之后才能有效地进行设计工作。在“主页”功能区，单击“新建”→“机电概念设计”→“确定”按钮，进入图1⁃ 6所示工作界面，其中包括“快速访问工具条”“功能区”“资源条”“图形窗口”“左、右和下边框条”“提示行/状态行”和“选项卡区域”。图1- 6NX工作界面1.4机电概念设计的工作界面表1- 1NX工作界面主要组件的名称和说明1.4.2功能区1.4机电概念设计的工作界面功能区包含了本软件的主要功能，系统的所有命令或者设置选项都归属于不同的功能区。进入不同的应用模块，功能区的陈列方式也会发生改变。在机电概念设计应用模块中，首先看到的是主页功能区，如图1⁃ 7所示，自左至右分别是“系统工程”“机械概念”“仿真”“机械”“电气”“自动化”与“设计协同”等分组工具栏；在建模功能区陈列了建模的相关主功能；其余功能区则包含了其他高级的建模功能。图1- 7机电概念设计主页功能区1.4机电概念设计的工作界面图1- 8体下拉菜单1.4.3资源条1.4机电概念设计的工作界面资源条（图1⁃ 9）中包括“系统导航器”“机电导航器”“运行时察看器”“运行时表达式”“序列编辑器”“装配导航器”“部件导航器”等按钮。其中属于机电概念设计的导航器名称和功能描述见表1⁃ 2。图1- 9资源条1.4机电概念设计的工作界面表1- 2机电概念设计导航器名称和功能描述1.4机电概念设计的工作界面1.系统导航器

机电概念设计工作流程从系统工程模型开始，这些模型通常在Teamcenter(西门子股份公司提供的贯穿产品全生命周期PLM解决方案)中创建，并导入到机电概念设计应用（NXMCD）中，以便在产品设计过程中使用。系统工程模型包括需求（Requirement）定义与分解、功能（Function）定义与分解、逻辑（Logical）定义与分解。模型中的数据通过建立链接来表达逻辑、功能与需求之间的关系。逻辑模型会与机械模型（Geometry）、电器模型（ECAD）、控制模型（Automation）关联，这样多个不同角色的用户可以在不影响系统完整性的情况下进行系统并行开发，如图1⁃ 10所示。1.4机电概念设计的工作界面图1- 10系统工程关系图2.机电导航器1.4机电概念设计的工作界面在机电概念设计中创建的对象都添加到机电导航器中，在机电导航器中机电对象被分在不同的文件夹中，例如，刚体放在基本机电对象文件夹，如图1⁃ 11所示。

1)显示和管理当前模型中存在的机电对象。

2)根据名字或者类型排序。

3)对选中的对象进行操作：如高亮、编辑、删除等。

4)通过Container，用户自定义文件夹组织机电概念设计模型。

5)显示机电对象所属的部件。

6)快速创建机电对象，如图1- 12所示。1.4机电概念设计的工作界面图1- 11机电导航器1.4机电概念设计的工作界面图1- 13运行时察看器3.运行时察看器1.4机电概念设计的工作界面将机电对象添加到运行时察看器中，在仿真的过程中，利用运行时察看器监测所选对象的运行时参数，管理记录仿真数据，如图1⁃ 13所示。可以在仿真开始之前或者仿真过程中从机电导航器中选择要监视的机电对象，可以实现以下功能。

1)监测对象参数值的变化。

2)修改对象参数值。

3)对整型和双精度型数值进行画图、导出和录制操作。

4)恢复快照。1.4机电概念设计的工作界面使用机电概念设计首选项中的“每n步采样”参数可以控制运行时察看器的刷新频率。通过“每n步采样”参数来指定仿真期间对运行时参数数据进行采样，并将其缓存在内存中的仿真步数中。使用缓存的数据可完成：在运行时检查器中刷新运行时参数数值；仿真后绘制图形并将数据输出到电子表格。

4.运行时表达式

在机电概念设计环境中，进入“主页”→“机械”工具栏，在工具栏中单击“运行时表达式”按钮，创建运行时表达式。运行时表达式命令用于创建仿真过程中定义某些特征的算术或者条件公式，如图1⁃ 14所示。

1)在仿真过程中为两个运行时参数建立数学关系，例如：将轴1速度扩大两倍赋值给轴2。1.4机电概念设计的工作界面2)在仿真过程中建立的数学函数运算，例如：取最大值、最小值。

3)建立条件语句赋值。图1- 14运行时表达式5.仿真序列编辑器1.4机电概念设计的工作界面在机电概念设计环境中，进入“主页”→“自动化”工具栏中，单击“仿真序列”按钮创建仿真序列。仿真序列用于对机电对象的运动逻辑关系进行控制。在MCD定义的仿真对象中，每个对象都有一个或者多个参数，在仿真的过程中，这些参数通过创建仿真序列在指定的时间点修改数值。通常使用仿真序列编辑器控制一个执行机构（如控制执行机构的速度，控制执行机构的位置），还可以控制运动副（如修改滑动副的连接件），如图1⁃ 15所示。此外，仿真序列还可以创建条件语句来确定何时去改变参数。1.4机电概念设计的工作界面图1- 15序列编辑器1)基于时间改变MCD对象在仿真过程中的参数值。1.4机电概念设计的工作界面2)在指定的条件下改变MCD对象在仿真过程中的参数值。

3)在指定的时间点暂停仿真。

4)在指定的条件下暂停仿真。

5)执行简单的数学运算，如“+=、-=、*=”。

1.4.4客户默认设置

在机电概念设计中，操作参数一般都可以修改，如重力加速度、材料参数、阻尼、运行时参数等都有其默认值。这些参数的默认值都保存在“默认参数设置”文件中。当启动“机电概念设计”时，会自动调用“默认参数设置”文件中的默认参数。在机电概念设计中，允许用户根据设计要求修改该文件，即自定义参数的默认值。1.4机电概念设计的工作界面图1- 16用户默认设置对话框1.4.5机电概念设计首选项1.4机电概念设计的工作界面使用机电概念设计首选项设置，可以改变默认参数设置，并保存到工作部件中。单击“文件”→“首选项”→“机电概念设计”命令，打开图1⁃ 17所示的“机电概念设计首选项”对话框。“机电概念设计首选项⁃ 常规”页各项参数说明见表1⁃ 3。1.4机电概念设计的工作界面表1- 3常规页各项参数说明1.4机电概念设计的工作界面图1- 17机电概念设计首选项对话框1.4机电概念设计的工作界面表1- 4机电引擎页各项参数说明1.4机电概念设计的工作界面表1- 5运行时控制页各项参数说明1.4机电概念设计的工作界面表1- 6协同仿真页各项参数说明1.4机电概念设计的工作界面表1- 7