数字孪生就是“数字的双胞胎”,物理实体、虚拟模型、数据、连接和服务是数字孪生的核心要素。数字孪生作为实现虚实之间双向映射、动态交互、实时连接的关键途径,为观察、认识、理解、控制和改造物理世界提供了一种新的有效手段。时至今日,数字孪生技术已成为装备制造业数字化的重要技术,它可以广泛应用于各类机电设备的设计与调试,解决了传统机电产品设计、调试时需要实物打样的缺点,是加快智能制造领域发展的强大引擎。数字孪生技术的实施不仅可以提高工业生产的精密程度,还可以极大地降低资源消耗,推动经济社会发展绿色化、低碳化。这正符合党的二十大报告中关于加快发展方式绿色转型的重要要求,必将对我国装备制造业数字化转型起到极其重要的作用。
西门子机电一体化概念设计(NX MCD)是数字孪生技术中的一种非常重要的数字化工具,它可以把机械、电气、液压、气动、驱动、自动化和编程等学科的知识综合为具有闭环反馈的制造业知识回路,进而使人们可以在数字环境下进行产品的制作与验证。同时,还可以通过西门子 PLCSIM Advanced等通信功能实现多工作站的自动线单元联调,实现创新性的装备设计,帮助机械设计人员满足日益提高的要求,不断提高机器的生产效率,缩短设计周期,降低成本。
本书以任务实例的方式呈现了NX MCD的数字孪生技术,涉及NX MCD的机械属性设计、运动特性设计、信号映射、工艺仿真设计、自动化编程和仿真调试等。实例内容由浅入深、详细清晰,其中配套任务实例的模型文件和调试程序有助于读者系统地学习NX MCD机电产品数字孪生技术及应用。
工作模块一 认识机电一体化概念设计/001
工作任务一 认识MCD /002
工作任务二 基本机电对象 /010
工作模块二 创建基本机电对象 /033
工作任务一 铰链副、滑动副、固定副 /034
工作任务二 柱面副、螺旋副与球副 /042
工作任务三 齿轮齿条与凸轮相关 /052
工作任务四 运动曲线与电子凸轮 /057
工作模块三 MCD运动执行 /069
工作任务一 位置、速度与力/扭 /070
工作任务二 建立常用传感器 /078
工作任务三 建立信号适配器与仿真序列 /087
工作模块四 定制行为 /105
工作任务一 运行时参数与运行时表达式 /106
工作任务二 代理对象 /121
工作任务三 使用标记表读写参数 /133
工作模块五 PLC虚拟调试 /149
工作任务一 信号和信号适配器 /150
工作任务二 TIA Portal 通信组态 /163
工作任务三 外部信号配置 /185
工作模块六 智能生产线的虚实互联调试 /197
工作任务 智能生产线的虚实互联调试 /198
参考文献/266