《智能制造生产线数字孪生建模与应用》课件 第5章 执行器

执行器—速度控制智能制造生产线数字孪生建模与应用史诺01020304速度控制的概念速度控制的创建参数含义任务实施CONTENTS目录

任务介绍速度控制作用于运动副中，可控制构件的目标速度，是一种以速度作为驱动参数的执行器。除了对速度可以设置外，还可以对加速度、力等参数进行预设。速度控制广泛应用于各类机械系统的仿真当中，能够实现对运动速度的精确控制，确保系统按照期望的速度运行。速度控制的概念速度控制的创建参数含义任务实施课堂任务

三种方法速度控制的创建参数含义任务实施速度控制的概念（1）方法一：选择“机电导航器”→右击“传感器和执行器”→“新建”→“速度控制”。（2）方法二：选择“菜单”→“插入”→“执行器”→“速度控制”。（3）方法三：在机电概念设计环境选择“主页”选项卡→“电气”栏→“位置控制”下拉箭头→“速度控制”。方法一方法二方法三关键参数速度控制的概念速度控制的创建参数含义任务实施选择对象：选择需要控制的运动副或传输面。轴类型：有线性、角度两种类型，对于大多数运动副，系统会自动对类型进行识别，唯独当运动副为柱面副时，由于其具有直线运动与绕轴线回转两个自由度，必须根据仿真需求明确指定一个轴类型。速度：设定运动副的恒定速度。限制加速度：可以输入最大加速度，同时还可以对最大加加速度进行限制。限制加加速度：加加速度是指加速度在特定时间内的变化率，即加速度对时间的二阶导数，用于衡量速度变化的突变程度，在物理学中，又称为急动度、冲动度、跃度。勾选“限制加速度”后，会出现该复选框，勾选之后，可以输入最大加加速度。限制力：设置正向力和反向力的极值。图形视图：根据输入的速度、加速度、加加速度图形化展示速度曲线。速度控制对话框效果展示速度控制的概念速度控制的创建参数含义任务实施仿真运行效果感谢聆听执行器—位置控制智能制造生产线数字孪生建模与应用任课教师：史诺2026年3月01020304位置控制的概念位置控制的创建参数含义任务实施CONTENTS目录

任务介绍位置控制作用于运动副中，可控制构件的目标位置，是一种以位置作为驱动参数的执行器。除了对位置可以设置外，还可以对速度、加速度、力等参数进行预设。位置控制可以实现机械设备的精确定位，以其高精度、高可靠性的特点，在生产线中能够保证生产过程的一致性。位置控制的概念位置控制的创建参数含义任务实施课堂任务

三种方法位置控制的创建参数含义任务实施位置控制的概念（1）方法一：选择“机电导航器”→右击“传感器和执行器”→“新建”→“位置控制”。（2）方法二：选择“菜单”→“插入”→“执行器”→“位置控制”。（3）方法三：在机电概念设计环境选择“主页”选项卡→“电气”栏→“位置控制”下拉箭头→“位置控制”。方法一方法二方法三关键参数位置控制的概念位置控制的创建参数含义任务实施选择对象：选择需要控制的运动副或传输面。轴类型：与速度控制相同，具有线性、角度两种类型。角度类型相对于线性类型，对话框中会多出一项内容，即角路径选项。角路径选项包含四种类型：沿最短路径、顺时针旋转、逆时针旋转、跟踪多圈。前三种类型的运动范围均小于360°，跟踪多圈这种类型运动范围可以大于360°，四种类型的区别如图5-6所示。源自外部的数据：勾选之后，系统就停用了约束组，由外部控制器进行运动控制。目标：设定运动副的最终位置。速度：设定运动副的恒定速度。限制加速度：勾选之后，可以输入最大加速度、最大减速度，同时还可以对最大加加速度进行限制。限制扭矩：设置正向扭矩和反向扭矩的极值。图形视图：根据输入的速度、加速度、加加速度图形化展示速度曲线。位置控制对话框效果展示位置控制的概念位置控制的创建参数含义任务实施仿真运行效果感谢聆听执行器—力/扭矩控制智能制造生产线数字孪生建模与应用任课教师：史诺2026年3月01020304力/扭矩控制的概念力/扭矩控制的创建参数含义任务实施CONTENTS目录

任务介绍力/扭矩控制功能是一种用于精确控制和调整设备在运行过程中产生力或者扭转力矩的技术，其主要目的使确保设备在各种工作条件下稳定运行，并提升效率。例如，在航空航天、汽车制造领域，伺服电机通过扭矩控制模式实现精确的扭矩输出，使设备始终处于最佳工作状态。力/扭矩控制的概念力/扭矩控制的创建参数含义任务实施课堂任务

三种方法力/扭矩控制的创建参数含义任务实施力/扭矩控制的概念（1）方法一：选择“机电导航器”→右击“传感器和执行器”→“新建”→“力/扭矩”。（2）方法二：选择“菜单”→“插入”→“执行器”→“力/扭矩”。（3）方法三：在机电概念设计环境选择“主页”选项卡→“电气”栏→“位置控制”下拉箭头→“力/扭矩控制”。方法一方法二方法三关键参数力/扭矩控制的概念力/扭矩控制的创建参数含义任务实施选择对象：选择需要控制的运动副，对象可以为铰链副、滑动副、柱面副等。轴类型：有线性、角度两种类型。约束：如果轴类型为线性，则需输入力的具体数值；如果轴类型为角度，则需输入扭矩的具体数值。力/扭矩控制对话框效果展示力/扭矩控制的概念力/扭矩控制的创建参数含义任务实施仿真运行效果感谢聆听执行器—反算机构驱动智能制造生产线数字孪生建模与应用任课教师：史诺2026年3月01020304反算机构驱动的概念反算机构驱动的创建参数含义任务实施CONTENTS目录

任务介绍反算机构驱动是已知机构末端执行器的目标运动轨迹或受力状态的情况下，逆向推算驱动源（如电机、气缸等）所需的输入参数（如扭矩、转速、位移等），其特点是从输出结果反推输入条件，属于逆向设计方法。反算机构驱动经常应用于工业机器人领域，用于验证末端执行器的预定轨迹是否在驱动系统的能力范围内，确保运动可行性，也可以用于生产线设计、自动升降机构设计等领域，通过模拟真实物理行为，提前发现设计缺陷，是实现数字化设计与虚拟调试的关键功能。反算机构驱动的概念反算机构驱动的创建参数含义任务实施课堂任务

三种方法反算机构驱动的创建参数含义任务实施反算机构驱动的概念（1）方法一：选择“机电导航器”→右击“传感器和执行器”→“新建”→“反算机构驱动”。（2）方法二：选择“菜单”→“插入”→“执行器”→“反算机构驱动”。（3）方法三：在机电概念设计环境选择“主页”选项卡→“电气”栏→“位置控制”下拉箭头→“反算机构驱动”。方法一方法二方法三关键参数反算机构驱动的概念反算机构驱动的创建参数含义任务实施离线模式主要参数包括：输入类型：有1个体和2个体两种选项，即被控制的对象是1个还是2个。选择对象：选择需要添加反算机构驱动的刚体。起始位置：刚体初始点坐标及参考方位。目标位置：刚体运动路径上的一系列点坐标及对应的参考方位。避免碰撞：计算路径将会自动避障，不会与其他几何体发生碰撞。生成轨迹生成器：自动创建轨迹生成器，会记录并展示出刚体的轨迹曲线。生成姿态坐标系：为每个姿态自动生成坐标系，可在开发过程中移动该姿态。为所有轴生成仿真序列：自动为所有轴创建仿真序列，在序列编辑器中就能够单独控制每个运动副的运动。仿真序列是构建机电系统行为逻辑的核心工具，通过事件驱动与时间轴控制实现复杂动作的自动化模拟，在后续内容中会详细介绍。离线模式对话框关键参数反算机构驱动的概念反算机构驱动的创