任务5.1 认识 NX MCD 平台

任务描述在NX机电概念设计（MCD）软件中，打开简单搬运系统3D模型。为该搬运系统的模型定义基本机电对象、运动副与约束、传感器和执行器、仿真序列等，实现循环搬运。搬运流程：Z轴下降->吸盘吸附小方块->Z轴上升->X轴向右->吸盘松开小方块，小方块落入回收桶中->X轴向左->产生新的小方块->新一轮循环。任务目标知识目标：①了解NXMCD平台的功能和作用；②理解MCD的基本机电对象的物理属性；③理解MCD的运动副和约束的各个参数的意义；④理解MCD的传感器、执行器的参数的意义；⑤理解并掌握MCD的仿真序列中的逻辑控制、运动控制的意义和使用方法。能力目标：①会定义刚体、对象源、对象收集器、碰撞体、碰撞面等基本机电对象；②会定义固定副、滑动副等运动副；③能运用约束、耦合副定制机构运动；④能使用NXMCD平台对机电一体化产品中的自动化相关行为进行仿真。素质目标：①培养分析与决策能力。1.NXMCD平台（1）NX软件简介NX软件是一个由西门子PLM部门开发的数字化产品开发系统。它支持产品开发的整个过程：从概念到设计、分析、制造的完整流程。NX将产品的生命周期阶段整合到一个终端到终端的过程中，运用并行工程工作流、上下关联设计和产品数据管理，使其能运用在所有领域。它为用户的产品设计及加工过程提供了数字化造型和验证手段，并且可针对用户的虚拟产品设计和工艺设计的需求，提供经过实践验证的解决方案。1.NXMCD平台（2）MCD简介机电一体化概念设计（MechatronicsConceptDesigner），简称MCD，是西门子NX软件的一个重要的可独立运行的数字化工具应用模块，也是数字化双胞胎的基石。MCD可用于交互式设计和模拟机电系统的复杂运动。MCD融合了多个学科，包括机械、电气、流体和自动化等，是一种将机器创建过程转变为高效机电一体化设计过程的解决方案。2.基本机电对象（1）刚体给几何对象赋予刚体属性以后，可使几何对象在物理作用下运动。刚体可受重力、扭力等外力作用，使其能产生如同在真实世界中一样的运动。任何几何对象，只有添加了刚体属性以后，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，将受重力影响，如果没有支撑，将会进行自由落体运动。“刚体”定义的入口2.基本机电对象（2）碰撞体碰撞体是几何对象的一种物理属性，它与刚体一起添加到几何对象上才能触发刚体的碰撞。两个刚体相互撞在一起时，只有当两个对象都定义了碰撞体属性后，软件才会计算碰撞。在模拟运动中，没有设置碰撞体的刚体会彼此相互穿过。2.基本机电对象（3）对象源利用对象源可以创建外表、属性相同的对象。对象源特别适用于物料流案例中，用作物料发生器。2.基本机电对象（4）对象收集器对象收集器可以收集（删除）与其发生碰撞的对象，该对象应由对象源生成。3.运动副和约束（1）固定副固定副可以用在以下2个场合：①将刚体固定到一个固定的位置，比如引擎中的大地（基本件为空）。②将两个刚体固定在一起，此时两个刚体将一起运动。3.运动副和约束（2）滑动副滑动副是指组成运动副的两个构件之间只能按照某一个方向作相对移动的运动副。滑动副具有一个平移自由度。4.传感器和执行器（1）碰撞传感器使用碰撞传感器可以检测碰撞事件。碰撞事件可以用来停止或者触发“操作”或“执行机构”。4.传感器和执行器（2）速度控制速度控制可以控制运动副的运动速度。4.传感器和执行器（3）位置控制位置控制可以驱动运动副以一个预设的恒定速度运动到一个预设的位置，并且能限制运动副的自由度。完成运动所需的时间＝位移／速度。5.仿真序列仿真序列是MCD平台处理机构动作的逻辑关系与仿真演示的快速处理方式，它可以将各个执行器与传感器进行关联，从而实现逻辑控制。1.定义刚体2.定义碰撞体3.定义对象源4.定义运动副和约束5.定义传感器和执行器6.定义仿真序列7.仿真测试搬运系统将按如下动作流程运行：①Z轴下降至小方块的位置；②吸