任務(wù)一MCD機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)控制第三單元傳感器與執(zhí)行器案例分享美國教師保險(xiǎn)和年金協(xié)會(huì)-大學(xué)退休股票基金(TIAA)幫助教師管理他們的退休基金。為了降低該機(jī)構(gòu)的新客戶引導(dǎo)流程復(fù)雜性，這家非營利性金融服務(wù)提供商正在使用由一個(gè)圖形數(shù)據(jù)庫所支持的數(shù)字孿生。TIAA協(xié)會(huì)的外包服務(wù)包含600多個(gè)功能，可產(chǎn)生超過一萬億個(gè)可能的客戶配置。在部署數(shù)字孿生技術(shù)之前，專業(yè)的TIAA協(xié)會(huì)團(tuán)隊(duì)根據(jù)客戶想要的運(yùn)作模式來手動(dòng)創(chuàng)建和測(cè)試了一些技術(shù)配置。因此，TIAA協(xié)會(huì)的員工基于他們的專業(yè)知識(shí)被高度“功能化”，這意味著員工只能處理某些類型的產(chǎn)品。這也使得擴(kuò)大業(yè)務(wù)規(guī)模變得很難。為了解決這個(gè)問題，佩科拉羅的團(tuán)隊(duì)創(chuàng)建了一個(gè)數(shù)字孿生，它由一個(gè)可表示600多個(gè)特征的圖形數(shù)據(jù)庫組成，并且控制節(jié)點(diǎn)用于表示復(fù)雜的分組邏輯。數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)表示實(shí)現(xiàn)某一功能所需的數(shù)據(jù)字段，而關(guān)系鏈接表示依賴關(guān)系、驗(yàn)證和排除情況。該數(shù)據(jù)庫已減少了客戶引導(dǎo)流程所需的時(shí)間和專業(yè)知識(shí)。佩科拉羅的建議：改變您的視角。佩科拉羅表示，該項(xiàng)目的關(guān)鍵是采取一種產(chǎn)品采用方法，而不是將其視為一個(gè)技術(shù)配置問題。目錄任務(wù)描述任務(wù)目標(biāo)0102知識(shí)儲(chǔ)備03CONTENTS任務(wù)實(shí)施0401任務(wù)描述本任務(wù)通過學(xué)習(xí)NX1984軟件的運(yùn)動(dòng)控制方式，掌握速度控制、力/扭矩控制與位置控制的使用方法，定義風(fēng)扇的運(yùn)動(dòng)控制，完成風(fēng)扇的運(yùn)動(dòng)控制任務(wù)。如圖3-1、3-2所示。圖3-1速度控制與力/扭矩控制圖3-2位置控制02任務(wù)目標(biāo)技能目標(biāo)：1.了解速度控制、力/扭矩控制與位置控制的概念。2.理解速度控制、力/扭矩控制與位置控制各參數(shù)的含義。3.掌握運(yùn)用速度控制、力/扭矩控制與位置控制的方法。思政目標(biāo)：1.堅(jiān)定愛國信念才能愛崗敬業(yè)，不畏困難，為課程的學(xué)習(xí)提供強(qiáng)大的精神動(dòng)力。2.在專業(yè)技能訓(xùn)練的過程中感染學(xué)生，激發(fā)學(xué)生的民族自豪感和對(duì)于所學(xué)專業(yè)的熱愛，使學(xué)生在面對(duì)挫折、解決困難的過程中培養(yǎng)自信，進(jìn)一步體會(huì)祖國的發(fā)展與自身息息相關(guān)，要勇于承擔(dān)起歷史賦予他們的偉大使命。03知識(shí)儲(chǔ)備（一）速度控制1.概念速度控制（SpeedControl）可以控制機(jī)電對(duì)象按設(shè)定的速度運(yùn)行，如傳輸面的傳輸速度或各種運(yùn)動(dòng)副的運(yùn)動(dòng)速度等。2.參數(shù)（1）機(jī)電對(duì)象選擇對(duì)象：選擇需要添加執(zhí)行機(jī)構(gòu)的軸運(yùn)動(dòng)副。如圖3-3所示。圖3-3機(jī)電對(duì)象（2）約束速度：指定一個(gè)恒定的速度值，軸運(yùn)動(dòng)副為轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，單位為“degrees/sec”；軸運(yùn)動(dòng)副為平動(dòng)時(shí)單位為“mm/s”。如圖3-4所示。圖3-4約束（3）名稱定義速度控制的名稱。如圖3-5所示。圖3-5名稱3.創(chuàng)建（1）方法1在“機(jī)電導(dǎo)航器”中，右擊“傳感器和執(zhí)行器”，選擇“新建”彈出右側(cè)菜單。單擊“速度控制”命令。如圖3-6所示。圖3-6方法1（2）方法2單擊上邊框條中的“菜單”，選擇“插入”，在彈出的右側(cè)菜單中選擇“執(zhí)行器”。單擊“速度控制”。如圖3-7所示。圖3-7方法2（3）方法3在“主頁”選項(xiàng)卡中，選擇“電氣”欄，單擊“速度控制”命令。如圖3-8所示。圖3-8方法3（二）力/扭矩控制1.概念力/扭矩控制（Force/TorqueControl）將力或扭矩施加于運(yùn)動(dòng)軸。2.參數(shù)（1）機(jī)電對(duì)象選擇對(duì)象：選擇要控制的軸。軸類型：選擇要在圖形窗口中顯示的軸類型。如圖3-9所示。圖3-9機(jī)電對(duì)象（2）約束扭矩：當(dāng)軸類型設(shè)置為角度時(shí)，用于設(shè)置角關(guān)節(jié)的扭矩值。力量：當(dāng)軸類型設(shè)置為線性時(shí)用于設(shè)置線性關(guān)節(jié)的力值。如圖3-10所示。圖3-10約束（3）名稱定義力/扭矩控制的名稱。如圖3-11所示。圖3-11名稱3.創(chuàng)建（1）方法1在“機(jī)電導(dǎo)航器”中，右擊“傳感器和執(zhí)行器”，選擇“新建”彈出右側(cè)菜單。單擊“力/扭矩”命令。如圖3-12所示。圖3-12方法1（2）方法2單擊上邊框條中的“菜單”，選擇“插入”，在彈出的右側(cè)菜單中選擇“執(zhí)行器”。單擊“力/扭矩”。如圖3-13所示。圖3-13方法2（3）方法3在“主頁”選項(xiàng)卡中，選擇“電氣”欄，單擊“力/扭矩控制”命令。如圖3-14所示。圖3-14方法3（三）位置控制1.概念位置控制（PositionControl）用來控制運(yùn)動(dòng)幾何體的位置，讓幾何體按照指定的速度運(yùn)動(dòng)到指定的位置后停下來。位置控制包含兩種控制：位置目標(biāo)控制和到達(dá)位置目標(biāo)的速度控制。2.參數(shù)（1）機(jī)電對(duì)象選擇對(duì)象：選擇需要添加執(zhí)行機(jī)構(gòu)的軸運(yùn)動(dòng)副。軸類型：選擇軸類型，包括角度、線性兩種。角路徑選項(xiàng)：此選項(xiàng)只有在“軸類型”為角度時(shí)出現(xiàn)，用于定義軸運(yùn)動(dòng)副的旋轉(zhuǎn)方案，沿最短路徑、順時(shí)針旋轉(zhuǎn)、逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)或跟蹤多圈。如圖3-15所示。圖3-15機(jī)電對(duì)象（2）約束目標(biāo)：指定一個(gè)目標(biāo)位置。速度：指定一個(gè)恒定的速度值。如圖3-16所示。圖3-16約束（3）名稱定義位置控制的名稱。如圖3-17所示。圖3-17名稱3.創(chuàng)建（1）方法1在“機(jī)電導(dǎo)航器”中，右擊“傳感器和執(zhí)行器”，選擇“新建”彈出右側(cè)菜單。單擊“力/扭矩”命令。如圖3-18所示。圖3-18方法1（2）方法2單擊上邊框條中的“菜單”，選擇“插入”，在彈出的右側(cè)菜單中選擇“執(zhí)行器”。單擊“力/扭矩”。如圖3-19所示。圖3-19方法2（3）方法3在“主頁”選項(xiàng)卡中，選擇“電氣”欄，單擊“力/扭矩控制”命令。如圖3-20所示。圖3-20方法304任務(wù)實(shí)施（一）速度控制與力/扭矩控制的定義1、在“主頁”選項(xiàng)卡中，選擇“機(jī)械”欄的“剛體”命令。（一）速度控制與力/扭矩控制的定義2、單擊“選擇對(duì)象（0）”，選擇扇葉。質(zhì)量屬性選擇“自動(dòng)”。將剛體名稱修改為“扇葉”，單擊“應(yīng)用”。（一）速度控制與力/扭矩控制的定義3、單擊“選擇對(duì)象（0）”，選擇連接件。質(zhì)量屬性選擇“自動(dòng)”。將剛體名稱修改為“連接件”，單擊“確定”。（一）速度控制與力/扭矩控制的定義4、如圖，基本機(jī)電對(duì)象剛體創(chuàng)建完成。（一）速度控制與力/扭矩控制的定義5、在“主頁”選項(xiàng)卡中，選擇“機(jī)械”欄，單擊“基本運(yùn)動(dòng)副”命令。（一）速度控制與力/扭矩控制的定義6、選擇運(yùn)動(dòng)副為“固定副”?！斑x擇連接件”選擇“連接件”。將固定副名稱修改為“連接件_FJ”。單擊“應(yīng)用”。（一）速度控制與力/扭矩控制的定義7、選擇運(yùn)動(dòng)副為“鉸鏈副”。“選擇連接件”選擇“扇葉”?！斑x擇基本件”選擇“連接件”?！爸付ㄝS矢量+指定錨點(diǎn)”選擇如圖扇葉中心位置。將鉸鏈副名稱修改為“扇葉_連接件_HJ”。單擊“確定”。（一）速度控制與力/扭矩控制的定義8、在“主頁”選項(xiàng)卡中，單擊“電氣”欄，選中“速度控制”命令。（一）速度控制與力/扭矩控制的定義9、單擊“選擇對(duì)象（0）”，選擇“扇葉_連接件_HJ”?！八俣取痹O(shè)置為“200°/s”。將速度控制名稱修改為“扇葉_連接件_HJ_SC”。單擊“確定”。（一）速度控制與力/扭矩控制的定義10、在“主頁”選項(xiàng)卡中，單擊“電氣”欄，選中“力/扭矩控制”命令。（一）速度控制與力/扭矩控制的定義11、單擊“選擇對(duì)象（0）”，選擇“扇葉_連接件_HJ”?！芭ぞ亍痹O(shè)置為“10°N·mm”將速度控制名稱修改為“扇葉_連接件_HJ_FTC”。單擊“確定”。（一）速度控制與力/扭矩控制的定義12、如圖，為設(shè)置完成的機(jī)電導(dǎo)航器。（一）速度控制與力/扭矩控制的定義13、在“主頁”選項(xiàng)卡中，單擊“仿真”欄的“播放”按鈕。（一）速度控制與力/扭矩控制的定義14、取消勾選“扇葉_連接件_HJ_FTC”。（一）速度控制與力/扭矩控制的定義15、右擊“扇葉_連接件_HJ_SC”添加到察看器。單擊“運(yùn)行時(shí)察看器”選項(xiàng)卡，觀察在速度控制下的風(fēng)扇速度。此時(shí)風(fēng)扇速度為“200°/s”?？稍诓炜雌髦须p擊速度值修改約束速度，速度發(fā)生改變。（一）速度控制與力/扭矩控制的定義16、取消勾選“扇葉_連接件_HJ_SC”。勾選“扇葉_連接件_HJ_FTC”。（一）速度控制與力/扭矩控制的定義17、右擊“扇葉_連接件_HJ_FTC”添加到察看器。單擊“運(yùn)行時(shí)察看器”選項(xiàng)卡，觀察在力/扭矩控制下的風(fēng)扇速度。同樣，也可在察看器中雙擊扭矩改變扭矩值，速度對(duì)應(yīng)發(fā)生改變。通過仿真窗口及察看器發(fā)現(xiàn)兩種運(yùn)動(dòng)控制的區(qū)別。（一）速度控制與力/扭矩控制的定義18、在“主頁”選項(xiàng)卡中，單擊“仿真”欄的“停止”按鈕，結(jié)束仿真運(yùn)行。（二）位置控制的定義1、在“主頁”選項(xiàng)卡中，選擇“機(jī)械”欄的“剛體”命令。（二）位置控制的定義2、單擊“選擇對(duì)象（0）”，選擇活塞桿。質(zhì)量屬性選擇“自動(dòng)”。將剛體名稱修改為“活塞桿”，單擊“應(yīng)用”。（二）位置控制的定義3、單擊“選擇對(duì)象（0）”，選擇缸體。質(zhì)量屬性選擇“自動(dòng)”。將剛體名稱修改為“缸體”，單擊“確定”。（二）位置控制的定義4、如圖，為設(shè)置完剛體的機(jī)電導(dǎo)航器。（二）位置控制的定義5、在“主頁”選項(xiàng)卡中，選擇“機(jī)械”欄，單擊“基本運(yùn)動(dòng)副”命令。（二）位置控制的定義6、選擇運(yùn)動(dòng)副為“固定副”?！斑x擇連接件”選擇“缸體”。將固定副名稱修改為“缸體_FJ”。單擊“應(yīng)用”。（二）位置控制的定義7、選擇運(yùn)動(dòng)副為“滑動(dòng)副”?！斑x擇連接件”選擇“活塞桿”?！斑x擇基本件”選擇“缸體”?！爸付ㄝS矢量”選擇X軸的負(fù)方向。限制距離設(shè)置為0～100mm。將滑動(dòng)副名稱修改為“活塞桿_缸體_SJ”。單擊“確定”。（二）位置控制的定義8、如圖，運(yùn)動(dòng)副創(chuàng)建完成。（二）位置控制的定義9、在“主頁”選項(xiàng)卡中，單擊“電氣”欄，選中“位置控制”命令。（二）位置控制的定義10、單擊“選擇對(duì)象（0）”，選擇“活塞桿_缸體_SJ”。“目標(biāo)”設(shè)置為0mm?！八俣取痹O(shè)置為100mm/s。將位置控制名稱修改為“活塞桿_缸體_SJ_PC”。單擊“確定”。（二）位置控制的定義11、如圖，為定義完的機(jī)電導(dǎo)航器。（二）位置控制的定義12、右鍵位置控制“活塞桿_缸體_SJ_PC”，將其添加到察看器。（二）位置控制的定義13、在“主頁”選項(xiàng)卡中，單擊“仿真”欄的“播放”按鈕。（二）位置控制的定義14、在察看器內(nèi)雙擊“活塞桿_缸體_SJ_PC”的位置值，設(shè)置為100mm。氣缸活塞桿以速度100m/s的