基于NXMCD的虚实映射实验交互系统设计与实践

该文基于数字孪生理念,结合NX MCD机电概念设计、PLC编程与控制和LabVIEW的图形化编程手段,完成了基于NX MCD的虚实映射实验交互系统设计与实践。以LabVIEW设计的UI界面为控制监测端,物理对象与MCD虚拟模型为执行端,实现了物理对象与MCD虚拟模型的虚实映射,同时MCD虚拟模型能够输出控制信号进而控制物理对象。在此基础上,设计了步进电机往复运动与MCD虚拟模型虚实映射实验案例。该实验案例可为本科生和研究生相关课程的实践教学提供虚实映射交互实验方法和手段,可显著提升学生的创新实践能力与水平,是对数字化实践教学研究的一次探索。

基于NX MCD的曲轴自动生产线数字孪生系统设计

阐述基于NX MCD的曲轴自动生产线数字孪生系统设计,通过数字化建模、虚拟仿真和优化算法,实现对生产线的实时监测、预测和优化,实现曲轴生产线的数字化转型。

基于MCD的龙门机械臂抛光机的运动仿真

龙门机械臂结构具有运动灵活性高,有效工作范围广和加工零件适应性强等优点,将此结构用于抛光工艺可以提高加工效率并提升加工质量。利用NX软件中机电概念设计模块(MCD)可以快速有效地进行龙门机械臂抛光机数字样机设计。通过规划抛光头中心点的运动轨迹,软件可以自动计算出龙门导轨与机械臂各个关节轴的实时位移量。龙门机械臂抛光机的数字模型和运动仿真数据为实体样机的生产和运动控制提供了关键的参考数据。

基于NX MCD的TWS蓝牙耳机充电仓磁铁装配自动线数字孪生体开发设计

基于NX MCD的TWS蓝牙耳机充电仓磁铁装配自动线数字孪生体设计项目,针对当前TWS蓝牙耳机市场的需求,开展基于NX MCD的TWS蓝牙耳机充电盒装配自动线数字孪生体设计研究,利用西门子数字孪生软件NX MCD(机电一体化概念设计软件)、TIA(PLC编程软件)、PLCsim Advanced(PLC高级仿真软件)完成TWS蓝牙耳机充电盒装配自动线数字孪生体机械模型的设计、PLC程序设计,并进行TWS蓝牙耳机充电盒装配线设备开发的技术创新、优化和验证控制方案,研究和设计具有安装容易、柔性化优等优点的装配线,并总结其特点,将此解决方案应用至其他各类异形插件生产线的开发生产中,服务3C数码企业生产,促进企业的数字化节能、创新、转型和发展。

基于NX/MCD光机电一体化数字孪生体虚拟实训平台的开发

根据职业院校机电一体化实训现状与需求,借鉴数字孪生技术的实践经验,提出了数字孪生机电一体化实训平台的开发思路。基于西门子NX/MCD,以原有的INGO-558光机电一体化实体设备为例,阐述了光机电一体化设备的组成、运动流程;运用SolidWorks 2019绘制三维模型;应用西门子NX/MCD软件配置三维模型机电属性、设置信号;利用博途(TIA)软件建立模型MCD信号和PLC变量连接;编写PLC程序,配置PLC硬件平台、网络通信、工艺流程程序以及设计HMI界面;编译程序后,利用PLCsim Advanced下载程序,启动SIMIT仿真验证PLC程序的正确性以及机械结构设计的合理性。当出现与预期不同的情况时,检查PLC程序运行状况和MCD中信号触发情况及仿真序列运行情况,根据对应错误进行修改;当符合预期时,将程序下载至设备的PLC中,快速完成对设备的调试。

基于NX MCD与TIA的光伏电池组件追逐光源的虚拟调试研究

文章利用NX MCD和TIA软件,以全国职业院校技能大赛“风光互补系统安装与调试”赛项的光伏电池组件为模型,设计了一种虚拟调试与概念设计并行的虚拟系统。该系统可为“风光互补系统安装与调试”赛项提供赛前仿真培训,解决大中专院校缺少参赛设备的问题以及日常PLC课程教学缺少控制对象的问题。该虚拟调试技术为光伏发电系统的研究提供了一种新的方法,有助于提高光伏发电系统的性能和效率。

MCD机械臂软件的环虚拟调试技术

工业机械臂的传统安装调试方法存在成本与风险高、效率低等问题。以一种六自由度机械臂为研究对象,借助数字孪生技术,提出了一种软件在环虚拟调试的方法。借助机电一体化概念设计仿真平台(MCD)构建了机械臂的模型,利用ABB Studio软件对机械臂的运行状态、I/O信号、轴运动姿态等数据进行采集,使用TIA Portal、OPC等软件搭建出ABB Studio与机械臂模型之间的数据传输通道,在虚拟环境下完成对机械臂的虚拟调试。结果表明,利用该虚拟调试平台能够对机械臂各关节的动作进行有效地监控和调试,从而节约了设备后期安装和调试的时间和成本,同时为其他机电一体化设备的设计及调试提供了新的思路。

基于MCD的多工位生产线运动仿真研究

为了演示多工位生产线的工作和调试过程,解决目前实训教学中面临的价格昂贵、安全事故频发、设备故障率高等问题,西门子NX MCD(Mechatronics Concept Design)机电概念设计仿真软件提供了一种解决方法。针对某工件的加工生产线,以多个工作站联合完成工件的自动取料、视觉检查、分拣、数控加工、自动打磨和自动仓储。学生通过该技术可以全面掌握机电、电气自动化、工业机器人等诸多学科知识和技能。

基于MCD的物料分拣搬运装置设计与仿真调试

机电产品开发前期运用机电一体化概念设计(MCD)对新产品进行虚拟调试验证,是验证新产品开发可行性的有效手段。项目组基于AHK机电一体化综合考试实训装置,利用MCD软件对装置进行改进设计,得到物料分拣搬运装置模型,结合TIA和S7-PLCSIM Advanced对改进后的装置虚拟样机进行虚拟调试。仿真结果表明,基于MCD的方法可以将所设计的物料分拣搬运装置在机械结构及电气控制等层面进行较为真实的仿真运行,为机电产品的开发调试提供有效的借鉴。为满足在现阶段实训设备不足情况下进行机电设备装调教学,提供了重要的技术支持。

基于MCD的三轴立体仓库模型的设计与仿真

基于机电一体化概念设计平台MCD完成了三轴立体仓库模型的设计和仿真调试运行。首先根据“功能-行为-结构”的建模方法确定模型的基本构架为三轴立体结构,并对其进行建模和装配。其次对MCD的仿真环境进行搭建,为三轴立体仓库模型定义了物理及运动属性,创建位置控制及碰撞传感器,建立信号和信号适配器,搭建玩具盒搬运入库的仿真序列。最后使用TIA Portal对入库功能进行PLC编程,建立HMI的工作界面,联合MCD和TIA Portal两者进行信号的映射,通过MCD平台、 TIA Portal及高功能仿真器三者建立仿真系统,实现三轴立体仓库模型虚拟样机的机电联合调试。验证了其结构组成和控制逻辑是可行的。

基于ASAM MCD标准的ECU数据监测系统研究与设计

文章研究了ASAMMCD标准体系中适用于测量和标定的ASAMMCD1、ASAMMCD 2MC、ASAMMCD3标准和基于ASAM标准的通用测量和校准协议(XCP)。将ASAMMCD标准和XCP协议的数据采集(DAQ)模式应用于电子控制单元(ECU)数据监测系统的设计开发中,对自主开发的ECU数据监测系统的设计原理和功能进行了介绍,ECU数据监测系统适用于所有支持XCP-on-CAN的ECU,具有很好的通用性。

基于NX MCD的木窗成型加工机床机电概念设计与虚拟调试

为提高设计效率并降低调试成本,以木窗成型加工机床为应用案例,提出一种基于NX MCD的机电概念设计软件在环虚拟调试方法。首先阐述传统机电概念设计流程,而后引入基于NX MCD的机电概念设计,并以木窗成型加工机床为系统模型完成机电概念设计。利用S7-PLCSIM Advanced与NX MCD建立连接,完成与PLC的联合控制仿真,以此说明基于NX MCD的木窗成型加工机床机电概念设计方案的可操作性,并为后期实物调试阶段有效降低了成本与时间,对机电产品的设计思路具有一定的实际参考意义。

基于MCD的爆震轴类零件检测维修线虚拟调试仿真实验

数字孪生技术的发展可以实现虚拟环境下的PLC控制仿真,该文针对爆震轴类零件检测维修线在现场实物调试过程中调试周期长、成本高、效率低、风险大等问题,以火炮轴类零件为工作模型,设计了一种基于MCD的个性化虚拟调试仿真实验。首先基于MCD平台对火炮轴类零件检测维修线模型完成功能属性的定义,再通过PLCSIM Advanced软件建立TIA Portal内PLC程序与MCD模型的连接,最后在TIA Portal内用虚拟触摸屏控制模型的运动。该虚拟调试实验验证了MCD模型通过PLCSIM Advanced实现虚拟PLC的控制的有效性,为火炮轴类零件检测维修线的调试提供了新思路。

nCD64和mCD169在急性感染早期患者中的表达及临床价值

目的评价中性粒细胞CD64(nCD64)和单核细胞CD169(mCD169)在快速鉴别呼吸道病毒感染和细菌感染的价值。方法选取2023年4-7月在该院发热门诊诊断为上呼吸道感染的392例患者作为研究对象,包括287例呼吸道病毒性感染患者(病毒感染组)和105例细菌性上呼吸道感染患者(细菌感染组)。另选取同期无感染的171例健康志愿者作为健康对照组。利用流式细胞术检测各组外周血中淋巴细胞、单核细胞和中性粒细胞的CD64和CD169的平均荧光强度(MFI),并通过各群细胞荧光强度建模计算nCD64指数和mCD169指数。比较3组感染指标的差异,并通过绘制受试者工作特征(ROC)曲线分析评价各指标对呼吸道细菌感染和病毒感染的诊断效能。结果3组受试者nCD64和mCD169、CRP和WBC比较,差异有统计学意义(P<0.05),并且细菌感染组nCD64指数、CRP和WBC较健康对照组明显升高,病毒感染组mCD169指数较健康对照组明显升高,差异均有统计学意义(P<0.001)。ROC曲线分析显示,nCD64指数、CRP和WBC诊断细菌感染的曲线下面积(AUC)为0.918、0.950和0.938,mCD169指数诊断新型冠状病毒感染、甲型流感病毒感染和柯萨奇病毒感染的AUC分别为0.934、0.940和0.974。结论细菌感染指标及mCD169指数均对呼吸道感染疾病有较高的诊断效能,流式细胞术快速检测nCD64指数和mCD169指数对发热就诊分类管理有重要意义。

基于NX MCD虚拟调试的三轴桁架搬运机械手设计

以虚拟调试技术为手段完实现了桁架搬运机械手机械和电气部分的数字化并行设计。首先对产品功能进行分析,然后利用西门子NX软件的机电一体化化概念设计模块(Mechatronics Concept Designer,MCD)完成了桁架机械手的机械设计、运动仿真环境的搭建,利用西门子博途TIA软件完成了运动控制PLC程序的编制以及人机交互界面的设计,然后通过NX MCD与TIA软件的联合仿真实现了桁架机械手的虚拟调试,最后根据合适的零部件选型完成了设备的详细设计,从而实现了在数字化环境中桁架机械手的整体设计,为后续的样机试制提供了依据。该方法通过虚拟调试的手段,将机械结构设计与电气程序设计在数字化环境下完成同步开发和设备验证,相较传统的设备开发模式缩短了产品的开发周期,为机械装备开发企业提供了借鉴。

基于MCD19-A2数据和GWR模型的2011-2020年中国大气PM_(2.5)质量浓度反演

为探究MODIS高时空分辨率气溶胶产品数据在长时间序列下对于反演中国陆地PM_(2.5)质量浓度的适用性和准确性。该研究基于MCD19-A2数据研究2011-2020年中国陆地气溶胶光学厚度(aerosol optical depth,AOD)的时空分布特征,以降水、风速等8个气象要素为辅助变量建立反演PM_(2.5)的地理加权回归模型(geographically weighted regression,GWR)并分析中国陆地PM_(2.5)的空间分布。结果表明:1)2011-2020年中国陆地气溶胶时空分布基本符合“西低东高、逐年下降”的规律且10 a间AOD值存在较大季节差异,春季(0.294)>夏季(0.262)>冬季(0.223)>秋季(0.194)。2)利用方差膨胀系数(variance expansion coefficient,VIF)对变量进行多重共线性检验,建立并分析2011-2020年GWR模型,发现建模集决定系数均大于0.760,验证集决定系数均大于0.740,且均方根误差均小于7.070μg/m3,模型拟合效果良好。3)将GWR模型预测的PM_(2.5)浓度值分别通过样条函数插值法、反距离加权插值法、克里金插值法和自然邻近插值法进行空间插值,发现4种插值方法决定系数均大于0.910,均方根误差均小于7.030μg/m3,插值结果十分可靠,并与国家地球系统科学数据中心所提供的“1km高质量中国PM_(2.5)分布”数据一致。该研究表明结合MCD19-A2数据与GWR模型反演PM_(2.5)浓度具有较好的适用性。

基于NX-MCD的机电产品概念设计应用与研究

由于机电产品设计在众多领域中广泛应用,因此具有多领域、多学科的特点。为提高机电产品的设计质量从而赢得市场,可以借助于计算机辅助概念设计系统来进行设计。对于以机电原理、结构、知识为基础进行的的产品开发,机电产品的概念设计非常关键,能够保证机电产品的可实现性和制造性,起到指导性作用。首先,提出了基于UG NX平台中MCD(Mechatronics Concept Designer)的机电产品概念设计方法,解决传统的机电产品概念设计中存在的不足,保证产品的可实现性,降低设计成本、缩短生产周期,有助于灵活进行方案更改,适应机械时代产品周期更替;然后,介绍了基于MCD的机电产品概念设计的特点;最后,以五子棋设备的概念设计为例来说明基于MCD的机电一体化产品概念设计的方法与步骤,设计结果验证了方法的可行性,并为机电设备的设计与改造升级提供了一种新的思路。

基于NX MCD的数字孪生虚拟仿真系统实验教学研究与实践

数字孪生作为工业4.0与中国制造2025的关键核心技术之一,是数字化和智能化相互关联的纽带,高校实验教学作为培养本科生实践能力与创新能力的重要环节,需要根据人才需求实际情况,持续进行教学研究创新与实践。本文以山东大学智能制造专业实验课程为例,介绍了基于NX MCD的斗式上料设备数字孪生虚拟仿真系统实验教学研究及实践。NX MCD进行模型机电一体化概念定义,作为仿真本体。联合NX MCD、TIA portal、PLCSIM Advanced平台,PLCSIM Advanced桥接TIA portal与NX MCD,搭建NX MCD-PLCSIM-TIA Portal多层次平台联合协同机电一体化虚拟仿真调试环境。跨平台双向映射实时信号,模拟PLC端控制、信号实时交互、数据实时监测,仿真本体模型复现物理实体的运行状态和变化过程。研究通过全面过程评价着重培养学生分析问题和解决问题的能力,提高创新和拓展能力。

基于NX-MCD平台的加工线设计与控制仿真研究

详细介绍了设计一个加工线并模拟其运行的方法。首先利用NX-MCD平台建立了符合要求的加工线三维模型;然后对三维模型赋予物理属性,接着填写信号适配器,包括参数、信号和公式表达;最后根据运行要求梳理每一步的动作顺序,编制仿真序列,模拟真实生产线运行。所述内容给MCD的初学者提供了一套系统的设计方法,指出了在设计中容易出现的错误并加以解答。利用MCD技术可以缩短产品开发周期、降低现场调试成本和机械结构优化成本,实现柔性制造。

基于MCD和TIA的翻转机械手虚拟调试系统研究

为加快智能制造单元的研发速度,更好地满足客户定制化要求和快速交货需求,以翻转机械手为例,提出了一种基于机电一体化概念设计平台MCD和全集成自动化工程平台TIA博图的联合虚拟调试方法。通过功能分解、物理及电气属性定义、仿真序列设定,建立起翻转机械手的MCD概念模型,利用PLCSIM Advanced设置虚拟PLC并与机械手MCD模型进行信号映射,从而构建了软件在环虚拟调试系统。该虚拟调试系统不依赖任何硬件设备,在实物设备制造前就能快速调试PLC控制程序并验证机械设计的合理性,能大幅缩短实物设备的调试时间,降低调试成本,极大地加快定制化智能制造单元的研发速度,提高市场竞争力。