《數(shù)字孿生虛擬仿真技術(shù)》課程標(biāo)準(zhǔn)（教學(xué)大綱）課程名稱數(shù)字孿生虛擬仿真技術(shù)適應(yīng)專業(yè)裝備制造大類適應(yīng)層次

職業(yè)教育本科和專科上課學(xué)期五課程性質(zhì)

必修學(xué)時(shí)分配總學(xué)時(shí)周學(xué)時(shí)講課習(xí)題課實(shí)訓(xùn)上機(jī)考查64

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4一、課程目的和要求本課程旨在讓學(xué)生系統(tǒng)掌握以西門子NXMCD為核心工具的數(shù)字孿生虛擬仿真技術(shù)的基本原理、核心功能與工程應(yīng)用方法。通過理論與實(shí)踐相結(jié)合的教學(xué)模式，使學(xué)生能夠深入理解數(shù)字孿生的體系架構(gòu)與工作流程，熟練運(yùn)用NXMCD進(jìn)行機(jī)電概念設(shè)計(jì)，并實(shí)現(xiàn)與PLC控制系統(tǒng)的軟件在環(huán)及硬件在環(huán)虛擬調(diào)試。為其在智能制造、自動化生產(chǎn)線規(guī)劃與虛擬調(diào)試等領(lǐng)域的工程實(shí)踐與創(chuàng)新設(shè)計(jì)奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。二、課程內(nèi)容及學(xué)時(shí)分配（一）數(shù)字孿生技術(shù)與NXMCD模塊（4學(xué)時(shí)）1.教學(xué)目標(biāo)（1）掌握數(shù)字孿生技術(shù)的概念、體系架構(gòu)、核心要素與工作原理；（2）熟悉數(shù)字孿生技術(shù)的常用軟件；（3）了解數(shù)字孿生技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域；（4）掌握NX軟件和NXMCD模塊的相關(guān)知識；（5）熟悉NXMCD的界面組成和功能。2.教學(xué)內(nèi)容（1）數(shù)字孿生技術(shù)介紹；概念、體系架構(gòu)、核心要素、工作原理、常用軟件與應(yīng)用領(lǐng)域等；（2）NXMCD模塊介紹：NX軟件三維建模和裝配等基本操作、NXMCD模塊的界面組成和功能。（二）MCD機(jī)械設(shè)計(jì)（24學(xué)時(shí)）1.教學(xué)目標(biāo)（1）掌握基本機(jī)電對象的設(shè)置；（2）掌握運(yùn)動副的設(shè)置；（3）掌握耦合副的設(shè)置；（4）掌握約束的設(shè)置；（5）掌握行為的定制。2.教學(xué)內(nèi)容（1）基本機(jī)電對象：剛體、碰撞體、對象源、對象變換器、對象收集器、發(fā)送器入口、發(fā)送器出口；（2）運(yùn)動副：滑動副、鉸鏈副、柱面副、螺旋副、平面副、球副、點(diǎn)在線上副、線在線上副、路徑約束運(yùn)動副；（3）耦合副：齒輪、齒輪齒條、機(jī)械凸輪；（4）約束：角度彈簧副、線性彈簧副、角度限制副、線性限制副、彈簧阻尼器、斷開約束；（5）行為的定制：運(yùn)行時(shí)行為、運(yùn)行時(shí)參數(shù)、運(yùn)行時(shí)表達(dá)式、運(yùn)行時(shí)按鈕、握爪、反算機(jī)構(gòu)驅(qū)動、膠合區(qū)、軌跡生成器、顯示更改器、標(biāo)記表單、讀寫設(shè)備。（三）MCD電氣與自動化設(shè)計(jì)（12學(xué)時(shí)）1.教學(xué)目標(biāo)（1）掌握傳感器與執(zhí)行器的設(shè)置；（2）掌握信號的創(chuàng)建方法；（3）掌握仿真序列的創(chuàng)建方法。2.教學(xué)內(nèi)容（1）傳感器與執(zhí)行器：傳感器、力/扭矩控制、液壓缸、液壓閥、氣缸、氣動閥；（2）信號的創(chuàng)建：信號、信號適配器；（3）仿真序列的創(chuàng)建。（四）MCD虛擬調(diào)試（8學(xué)時(shí)）1.教學(xué)目標(biāo)（1）掌握軟件在環(huán)虛擬調(diào)試的實(shí)現(xiàn)方法；（2）掌握硬件在環(huán)虛擬調(diào)試的實(shí)現(xiàn)方法。2.教學(xué)內(nèi)容（1）軟件在環(huán)虛擬調(diào)試：外部信號配置（PLCSIMAdv選項(xiàng)）、信號映射（PLCSIMAdv類型）；（2）硬件在環(huán)虛擬調(diào)試：外部信號配置（OPCUA選項(xiàng)）、信號映射（OPCUA類型）。（五）MCD綜合案例（12學(xué)時(shí)）1.教學(xué)目標(biāo)（1）掌握機(jī)械臂搬運(yùn)快遞箱的仿真與調(diào)試方法；（2）掌握自動開箱機(jī)構(gòu)的仿真與調(diào)試方法；（3）掌握糖果制造生產(chǎn)線的仿真與調(diào)試方法。2.教學(xué)內(nèi)容（1）機(jī)械臂搬運(yùn)快遞箱的仿真與調(diào)試：NXMCD配置、PLC組態(tài)以及程序編寫、虛擬調(diào)試；（2）自動開箱機(jī)構(gòu)的仿真與調(diào)試：NXMCD配置、PLC組態(tài)以及程序編寫、虛擬調(diào)試；（3）糖果制造生產(chǎn)線的仿真與調(diào)試：NXMCD配置、PLC組態(tài)以及程序編寫、虛擬調(diào)試。（六）復(fù)習(xí)考試（4學(xué)時(shí)）三、考核1.本課程為必修課。2.過程性考核方式。期末考試占50%，平時(shí)成績占50%。四、與其它課程的聯(lián)系本課程以《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》《三維建模與CAD軟件應(yīng)用》《液壓與氣動技術(shù)》《機(jī)電傳動控制》《傳感器與檢測技術(shù)》《電氣控制與PLC技術(shù)》等課程知識作為基礎(chǔ)和支撐，為后續(xù)《智能制造工程》《工業(yè)機(jī)器人技術(shù)》等課程提供關(guān)鍵平臺和核心工具。五、教材及主要參考書1.黃誠，等.生產(chǎn)線數(shù)字化仿真與調(diào)試（NXMCD）[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2