機電系統(tǒng)數(shù)字化設(shè)計與仿真：NX MCD(曹建樹)
定 價：69 元
- 作者：曹建樹、劉國印、馮德川 等 編著
- 出版時間：2025/7/1
- ISBN：9787122476524
- 出 版 社：化學工業(yè)出版社
- 中圖法分類：TH-39
- 頁碼：299
- 紙張：
- 版次：01
- 開本：16開
本書是基于西門子NX MCD、TIA Portal編程軟件、S7-PLCSIM Advanced軟件，適用于本科層次，集機電系統(tǒng)數(shù)字化設(shè)計理論、仿真、虛擬調(diào)試與應(yīng)用實踐于一體，以新開發(fā)的復(fù)雜真實案例驅(qū)動的新工科教材。本教材以掌握機電系統(tǒng)數(shù)字化設(shè)計與仿真為教學目標，在精講理論的同時，以大量應(yīng)用實例分析為主線，以項目任務(wù)為單元，系統(tǒng)地闡述了機電系統(tǒng)數(shù)字化設(shè)計原理及應(yīng)用技術(shù)。
本書在介紹機電系統(tǒng)數(shù)字化設(shè)計知識的基礎(chǔ)上，通過一系列實例仿真與動手實踐，進一步擴展應(yīng)用知識，使教學內(nèi)容理論結(jié)合實際，深入淺出，通俗易懂，使學生具備一定動手解決工程實踐問題的能力。最后通過機電系統(tǒng)三維仿真典型案例，可以實現(xiàn)從虛擬場景搭建到實驗制作及調(diào)試的完整過程學習。本教程注重實用性，全部源文件公開，圖文并茂，并配有基于數(shù)字孿生理念的真實工程案例，配套教學課件和互聯(lián)網(wǎng)教學資源庫，便于初學者研習和動手實踐。全書共分十章，每章末尾附有一定數(shù)量的思考題。
本書可作為高等院校機械類、自動化類相關(guān)課程的教材和課程設(shè)計、主題實踐的指導書，也可作為廣大科技人員自學和NX MCD考試培訓認證參考書。既可滿足學習者全方位的個性化移動學習需要，又為師生開展線上線下混合教學等課堂教學創(chuàng)新奠定了基礎(chǔ)。
第1章 機電系統(tǒng)數(shù)字化設(shè)計概述 1
1.1 機電系統(tǒng)數(shù)字化設(shè)計概述 1
1.1.1 機電系統(tǒng)組成與特征 1
1.1.2 機電系統(tǒng)數(shù)字化設(shè)計簡介 4
1.1.3 機電系統(tǒng)數(shù)字化設(shè)計技術(shù)發(fā)展趨勢 5
1.2 機電系統(tǒng)（產(chǎn)品）數(shù)字化設(shè)計在設(shè)計流程中的應(yīng)用 7
1.2.1 產(chǎn)品設(shè)計流程 7
1.2.2 機電系統(tǒng)（產(chǎn)品）數(shù)字化設(shè)計應(yīng)用 8
本章小結(jié) 9
思考題 9
第2章 機電一體化概念設(shè)計基本理論 10
2.1 機電一體化概念設(shè)計概述 10
2.1.1 機電一體化概念設(shè)計簡介 11
2.1.2 機電一體化概念設(shè)計原理 15
2.1.3 機電一體化概念設(shè)計的特點與功能 15
2.1.4 機電一體化概念設(shè)計系統(tǒng)的調(diào)試功能 20
2.1.5 機電一體化概念設(shè)計的技術(shù)優(yōu)勢 21
2.1.6 機電一體化概念設(shè)計流程 22
2.2 機電一體化概念設(shè)計軟件NXMCD 24
2.3 數(shù)字孿生 27
2.3.1 數(shù)字孿生概念 27
2.3.2 數(shù)字孿生的特征 28
2.3.3 數(shù)字孿生關(guān)鍵技術(shù)分析 29
2.3.4 數(shù)字樣機 32
2.3.5 西門子“數(shù)字化雙胞胎” 34
本章小結(jié) 36
思考題 36
第3章 智能設(shè)計基本理論 37
3.1 智能設(shè)計概述 37
3.2 智能設(shè)計的分類 38
3.3 智能設(shè)計關(guān)鍵技術(shù) 39
3.4 智能設(shè)計流程 40
3.5 智能設(shè)計的發(fā)展趨勢 42
3.6 智能設(shè)計的研究內(nèi)容 42
本章小結(jié) 43
思考題 43
第4章 機電一體化概念設(shè)計軟件簡介 44
4.1 NXMCD軟件環(huán)境簡介 44
4.1.1 進入機電一體化概念設(shè)計軟件環(huán)境 44
4.1.2 文件命令 46
4.1.3 工具欄命令 47
4.1.4 資源條工具欄命令 48
4.1.5 運行機電概念設(shè)計仿真 49
4.2 NXMCD軟件應(yīng)用概述 50
4.3 TIAPortal軟件簡介 51
4.3.1 進入TIAPortal軟件環(huán)境 51
4.3.2 界面介紹 52
4.3.3 PLC軟件編程 53
4.4 S7-PLCSIMAdvanced軟件簡介 55
4.4.1 界面介紹 55
4.4.2 軟件的工作模式及原理 56
本章小結(jié) 57
思考題 57
第5章 基于物理特性的運動仿真基礎(chǔ) 58
5.1 基本機電對象與執(zhí)行器 58
5.1.1 基本機電對象與執(zhí)行器概述 58
5.1.2 創(chuàng)建機電一體化概念設(shè)計訓練平臺 59
5.1.3 基本機電對象 60
5.1.4 執(zhí)行器 69
5.2 運動副 73
5.2.1 鉸鏈副 73
5.2.2 固定副 75
5.2.3 滑動副 76
5.2.4 柱面副 77
5.2.5 球副 79
5.2.6 螺旋副 80
5.2.7 平面副 81
5.2.8 彈簧副 83
5.2.9 彈簧阻尼器 84
5.2.10 限制副 86
5.2.11 點在線上副 87
5.2.12 路徑約束運動副 88
5.2.13 線在線上副 90
5.3 耦合副 91
5.3.1 齒輪副 91
5.3.2 機械凸輪副 92
5.3.3 電子凸輪副 94
5.4 傳感器 95
5.4.1 碰撞傳感器 95
5.4.2 距離傳感器 97
5.4.3 位置傳感器 98
5.4.4 通用傳感器 100
5.4.5 限位開關(guān) 102
5.4.6 繼電器 103
5.5 約束 105
5.5.1 斷開約束 105
5.5.2 防止碰撞 106
5.6 變換對象屬性 107
5.6.1 顯示更改器 107
5.6.2 變換對象 109
本章小結(jié) 109
思考題 110
第6章 仿真的過程控制與協(xié)同設(shè)計 111
6.1 過程控制與協(xié)同設(shè)計簡述 111
6.2 運行時參數(shù)與運行時表達式 113
6.2.1 運行時參數(shù) 113
6.2.2 運行時表達式 114
6.2.3 虛擬軸運動副 115
6.3 信號與運行時行為 117
6.3.1 信號與信號適配器 117
6.3.2 運行時行為 119
6.4 仿真序列 120
6.5 代理對象 122
6.6 使用標記表讀寫參數(shù) 124
6.7 協(xié)同設(shè)計 125
6.7.1 MCD的SCOUT協(xié)同設(shè)計 125
6.7.2 使用SIMOTIONSCOUT工具編輯 126
6.7.3 通過SIZER選擇電動機 127
本章小結(jié) 129
思考題 129
第7章 桌面式智能制造系統(tǒng)的仿真 130
7.1 桌面式智能制造系統(tǒng)簡介 130
7.2 部件模型的制作 132
7.3 機電概念設(shè)計 136
7.3.1 桌面式智能制造系統(tǒng)的基本機電對象、傳感器設(shè)置 136
7.3.2 桌面式智能制造系統(tǒng)的運動副、執(zhí)行器設(shè)置 137
7.3.3 仿真序列設(shè)置 140
本章小結(jié) 144
思考題 144
第8章 虛擬調(diào)試技術(shù) 145
8.1 虛擬調(diào)試概述 145
8.2 硬件在環(huán)虛擬調(diào)試 146
8.2.1 項目一：TIA+PLC+KEPServerEX硬件在環(huán)虛擬調(diào)試 146
8.2.2 項目二：TIA+PLC+SIMATICNET硬件在環(huán)虛擬調(diào)試 160
8.2.3 項目三：TIA+PLC1200（OPCUA）硬件在環(huán)虛擬調(diào)試 161
8.3 軟件在環(huán)虛擬調(diào)試 170
8.3.1 項目四：TIA+PLCSIMAdvanced（SOFTBUS）軟件在環(huán)虛擬調(diào)試 171
8.3.2 項目五：TIA+PLCSIMAdvanced（OPCUA）軟件在環(huán)虛擬調(diào)試 176
8.3.3 項目六：TIA+PLCSIM+NetToPLCsim+KEPServerEX軟件在環(huán)虛擬調(diào)試 183
本章小結(jié) 193
思考題 193
第9章 典型機電系統(tǒng)數(shù)字化設(shè)計案例 194
9.1 彩球機數(shù)字化設(shè)計與數(shù)字孿生應(yīng)用實例 194
9.1.1 彩球機的基本機電對象、傳感器設(shè)置 196
9.1.2 彩球機的運動副、執(zhí)行器、信號適配器及仿真序列設(shè)置 198
9.1.3 彩球機系統(tǒng)的PLC程序編寫 205
9.1.4 彩球機系統(tǒng)的數(shù)字孿生 221
9.2 倒角儀數(shù)字化設(shè)計與數(shù)字孿生應(yīng)用實例 224
9.2.1 倒角儀的基本機電對象、傳感器設(shè)置 225
9.2.2 倒角儀的運動副、執(zhí)行器、信號適配器及仿真序列設(shè)置 227
9.2.3 倒角儀系統(tǒng)的PLC程序編寫 233
9.2.4 倒角儀系統(tǒng)的數(shù)字孿生 236
9.3 雕刻機虛擬調(diào)試應(yīng)用實例 238
9.3.1 雕刻機的基本機電對象設(shè)置、傳感器設(shè)置 240
9.3.2 雕刻機的運動副、執(zhí)行器及信號適配器設(shè)置 242
9.3.3 雕刻機的PLC程序編寫 244
9.3.4 雕刻機系統(tǒng)的虛擬調(diào)試 248
9.4 五子棋機虛擬調(diào)試應(yīng)用實例 251
9.4.1 五子棋機的基本機電對象、傳感器設(shè)置 253
9.4.2 五子棋機的運動副、執(zhí)行器、信號適配器及仿真序列設(shè)置 254
9.4.3 五子棋機的PLC程序編寫 259
9.4.4 五子棋機系統(tǒng)的虛擬調(diào)試 263
本章小結(jié) 266
思考題 266
第10章 機電系統(tǒng)三維仿真案例 267
10.1 三維仿真技術(shù)概述 268
10.2 三維仿真場景搭建 268
10.2.1 MINT三維仿真工具功能概述 269
10.2.2 項目一：處理雕刻機模型 272
10.2.3 項目二：處理雕刻機模型PLC驅(qū)動 276
10.3 三維仿真實驗任務(wù)制作 280
10.3.1 項目三：創(chuàng)建仿真實驗任務(wù) 280
10.3.2 項目四：配置仿真實驗任務(wù) 282
10.4 三維仿真實驗任務(wù)調(diào)試 289
10.4.1 項目五：任務(wù)調(diào)試 290
10.4.2 項目六：環(huán)境布局 298
本章小結(jié) 298
思考題 298
參考文獻 299
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