典型机电设备安装与调试 西门子 第3版 教案 项目七 分拣站数字孪生环境配置.doc

第 - 课时教案 月 日 第 周 星期 课题 项目七 分拣站数字孪生环境配置 课型 理实一体 教时 课时 教学目标 1．定义物料的属性、定义平行传送带的属性，实现虚拟场景中输送带速度调节。 2．定义气缸等气动执行元件的属性、定义距离传感器的属性，配置开口角度和测量范围。 3．定义料仓的属性、应用仿真序列编辑器。 教学重点 物料的属性、定义平行传送带的属性 课前准备 实训器材的准备 项目任务书的编写 教学难点 定义料仓的属性、应用仿真序列编辑器 探究目标 通过课堂学习提高学生动手操作实践创新的能力 教学模式 理实一体 教学方法 任务驱动、讲练结合 教学环节 教 学 过 程 和 内 容 师 生 活 动 一、操作指导 机械设计工程师在完成数字化概念模型后，以西门子数字孪生软件（NX MCD）为平台进行数字孪生虚拟调试。在实现虚拟联调前，需要对数字化模型进行配置和相关的定义。前期做虚拟仿真时主要流程如图7-1所示，为后期做数字联调做准备。本项目需要完成物料属性的定义、传送带属性的定义、气缸属性的定义、分拣站传感器属性的定义、分拣站料仓属性的定义和分拣站虚拟的调试六个任务。 图7-1 虚拟仿真准备工作主要流程 教师讲解， 学生对照设备，找出相应部分 提问：根据播放的视频，结合设备各组成部件，分析设备的工作原理。 老师结合实物讲解，学生结合自己的理解提问 教学环节 教 学 过 程 和 内 容 师 生 活 动 1.物料属性定义 模型中物料经过属性定义，在执行仿真时，受到重力作用的影响，物料开始自由下落。 （1）操作前准备 1）了解真实（物理）场景中物料的形状大小。 2）安装Siemens.NX.1872或更高版本软件。 3）如图7-2所示，准备分拣站数字化模型文件 7-1.Prt。 图7-2 分拣站数字化模型文件 7-1.Prt 熟悉NX软件界面和查看模型的基本操作。 5）熟悉机电概念设计环境主页下各组件的功能。 （2）操作步骤 1）启动〔NX〕。在Windows中，选择【开始菜单】→【Siemens NX】→【NX】，启动NX。也可使用快速启动方式——双击桌面NX软件图标。 在NX软件界面查看模型。 3）在主页中，查看基本机电对象环境。 4）打开模型文件，并切换至【机电概念设计】环境。 5）对工作区域中的模型的物料属性进行定义。 eq \o\ac(○,1)钢体属性定义 首先选择工具栏中【机械】构件中的【刚体】，在弹出的【刚体】窗口的刚体对象中选择需要定义的属性的零部件，在选择零件时，鼠标放在零件上停留约3秒后，待十字鼠标右下角出现三个小点后再选择，此时点击鼠标左键，弹出【快速选取】窗口，在下拉列表中选择所需要的对象。然后在名称栏输入需要定义钢体的名称，单击【确认】按钮。 观看操作视频，总结原则，在完全掌握规则的情况下，才能开展动作 自主操作 提出疑问 教师巡回辅导 教学环节 教 学 过 程 和 内 容 师 生 活 动 eq \o\ac(○,2)碰撞体属性定义 选择工具栏中【机械】组件下的【碰撞体】，弹出的【碰撞体】设置窗口，在弹出的【碰撞体】窗口的【碰撞体对象】中选择需要定义的属性的零部件，同时将碰撞形状设置为圆柱（碰撞形状与物料的外形保持一致）；形状属性设置为自动。 4)执行仿真操作，观察运行结果并保存。 2.传送带属性定义 结合物料属性定义，模型中传送带经过属性定义后，在执行仿真时，物料会落到传送带上，同时传送带也会按预先设定的速度运行。 （1）操作前准备 1）准备数字化模型文件 7-2.Prt；也可以在上一任务的数字化模型文件上继续操作。 2）熟悉传送带机构的组成构、工作原理、各机械部件相互配合及机构传动，同时还需要考虑传送装置使用何种材料、减速电机传动比、机械装配配合、粗糙度和摩擦系数等因素。 （2）操作步骤 1）将传送带的面定义为【碰撞体】属性；操作方法见物料属性定义中的碰撞体属性定义。传输带面的参数配置如下： ①碰撞形状设置为：方块（碰撞形状与物料的外形保持一致）； ②形状属性设置为：自动； ③此操作名称命名：传送带。 2）选择【碰撞体】下的倒三角按钮，并在下拉窗口中选择【传输面】。弹出传输面各项配置窗口。 3）在传输面各项配置面窗口中，选择面中选择皮带输送的面； 速度和位置中选择直线；指定的矢量选择X轴（与传送带的运动方向保持一致）；设置输送带运行的速度设置为50mm/s；并将此操作命名为传送皮带；单击【确认】按钮，确定传送带的配置参数。 4）执行仿真操作，观察运行结果并保存。 3.气缸属性定义 气缸模型经过属性定义后，在执行仿真时，通过修改“气缸位置”参数，气缸导杆会受参数的改变而伸出或缩回。 （1）操作前准备 1）熟悉笔型气缸的结