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机电系统数字化设计与仿真：NX

作者: 冯德川编 , 曹建树 , 刘国印

出版社: 化学工业出版社

出版时间: 2025-07

版次: 1

ISBN: 9787122476524

定价: 69.00

装帧: 平装

开本: 16开

页数: 299页

字数: 478千字

分类: 综合性图书

2人买过

本书是基于西门子nx mcd、tia portal编程软件、7plcim advanced软件，适用于本科层次，集机电系统数字化设计理论、、虚拟调试与应用实践于一体，以新开发的复杂真实案例驱动的新工科教材。本教材以掌握机电系统数字化设计与为目标，在精讲理论的同时，以大量应用实例分析为主线，以项目任务为单元，系统地阐述了机电系统数字化设计及应用技术。
本书在介绍机电系统数字化设计知识的基础上，通过一系列实例与动手实践，进一步扩展应用知识，使内容理论结合实际，深入浅出，通俗易懂，使具备动手解决工程实践问题的能力。后通过机电系统三维典型案例，可以实现从虚拟场景搭建到实验制作及调试的完整过程学。本教程注重实用，源文件公开，图文并茂，并配有基于数字孪生理念的真实工程案例，配套课件和互联网资源库，便于初学者研和动手实践。全书共分十章，每章末尾附有数量的思题。
本书可作为高等院校机械类、自动化类相关课程的教材和课程设计、主题实践的指导书，也可作为广大科技人员自学和nx mcd试培训认证参书。既可满足学者全方位的个化移动学需要，又为师生开展线上线下混合等课堂创新奠定了基础。

无

章  机电系统数字化设计概述1
1.1　机电系统数字化设计概述1
1.1.1　机电系统组成与特征1
1.1.2　机电系统数字化设计简介4
1.1.3　机电系统数字化设计技术发展趋势5
1.2　机电系统（产品）数字化设计在设计流程中的应用7
1.2.1　产品设计流程7
1.2.2　机电系统（产品）数字化设计应用8
本章小结9
思题9

第2章  机电一体化概念设计基本理论10
2.1　机电一体化概念设计概述10
2.1.1　机电一体化概念设计简介11
2.1.2　机电一体化概念设计15
2.1.3　机电一体化概念设计的特点与功能15
2.1.4　机电一体化概念设计系统的调试功能20
2.1.5　机电一体化概念设计的技术优势21
2.1.6　机电一体化概念设计流程22
2.2　机电一体化概念设计软件nxmcd24
2.3　数字孪生27
2.3.1　数字孪生概念27
2.3.2　数字孪生的特征28
2.3.3　数字孪生关键技术分析29
2.3.4　数字样机32
2.3.5　西门子“数字化双胞胎”34
本章小结36
思题36

第3章  智能设计基本理论37
3.1　智能设计概述37
3.2　智能设计的分类38
3.3　智能设计关键技术39
3.4　智能设计流程40
3.5　智能设计的发展趋势42
3.6　智能设计的研究内容42
本章小结43
思题43

第4章  机电一体化概念设计软件简介44
4.1　nxmcd软件环境简介44
4.1.1　进入机电一体化概念设计软件环境44
4.1.2　文件命令46
4.1.3　工具栏命令47
4.1.4　资源条工具栏命令48
4.1.5　运行机电概念设计49
4.2　nxmcd软件应用概述50
4.3　tiaportal软件简介51
4.3.1　进入tiaportal软件环境51
4.3.2　界面介绍52
4.3.3　plc软件编程53
4.4　s7-plcsimadvanced软件简介55
4.4.1　界面介绍55
4.4.2　软件的工作模式及56
本章小结57
思题57

第5章  基于物理特的运动基础58
5.1　基本机电对象与执行器58
5.1.1　基本机电对象与执行器概述58
5.1.2　创建机电一体化概念设计训练台59
5.1.3　基本机电对象60
5.1.4　执行器69
5.2　运动副73
5.2.1　铰链副73
5.2.2　固定副75
5.2.3　滑动副76
5.2.4　柱面副77
5.2.5　球副79
5.2.6　螺旋副80
5.2.7　面副81
5.2.8　弹簧副83
5.2.9　弹簧阻尼器84
5.2.10　副86
5.2.11　点在线上副87
5.2.12　路径约束运动副88
5.2.13　线在线上副90
5.3　耦合副91
5.3.1　齿轮副91
5.3.2　机械凸轮副92
5.3.3　电子凸轮副94
5.4　传感器95
5.4.1　碰撞传感器95
5.4.2　距离传感器97
5.4.3　位置传感器98
5.4.4　通用传感器100
5.4.5　限位开关102
5.4.6　继电器103
5.5　约束105
5.5.1　断开约束105
5.5.2　止碰撞106
5.6　变换对象属107
5.6.1　显示更改器107
5.6.2　变换对象109
本章小结109
思题110

第6章  的过程控制与协同设计111
6.1　过程控制与协同设计简述111
6.2　运行时参数与运行时表达式113
6.2.1　运行时参数113
6.2.2　运行时表达式114
6.2.3　虚拟轴运动副115
6.3　信号与运行时行为117
6.3.1　信号与信号适配器117
6.3.2　运行时行为119
6.4　序列120
6.5　代理对象122
6.6　使用标记表读写参数124
6.7　协同设计125
6.7.1　mcd的scout协同设计125
6.7.2　使用simotionscout工具编辑126
6.7.3　通过sizer选择电动机127
本章小结129
思题129

第7章  桌面式智能制造系统的130
7.1　桌面式智能制造系统简介130
7.2　部件模型的制作132
7.3　机电概念设计136
7.3.1　桌面式智能制造系统的基本机电对象、传感器设置136
7.3.2　桌面式智能制造系统的运动副、执行器设置137
7.3.3　序列设置140
本章小结144
思题144

第8章  虚拟调试技术145
8.1　虚拟调试概述145
8.2　硬件在环虚拟调试146
8.2.1　项目一：tia+plc+keerverex硬件在环虚拟调试146
8.2.2　项目二：tia+plc+simatiet硬件在环虚拟调试160
8.2.3　项目三：tia+plc1200（opcua）硬件在环虚拟调试161
8.3　软件在环虚拟调试170
8.3.1　项目四：tia+plcsimadvanced（softbus）软件在环虚拟调试171
8.3.2　项目五：tia+plcsimadvanced（opcua）软件在环虚拟调试176
8.3.3　项目六：tia+plcsim+toplcsim+keerverex软件在环虚拟调试183
本章小结193
思题193

第9章  典型机电系统数字化设计案例194
9.1　彩球机数字化设计与数字孪生应用实例194
9.1.1　彩球机的基本机电对象、传感器设置196
9.1.2　彩球机的运动副、执行器、信号适配器及序列设置198
9.1.3　彩球机系统的plc程序编写205
9.1.4　彩球机系统的数字孪生221
9.2　倒角仪数字化设计与数字孪生应用实例224
9.2.1　倒角仪的基本机电对象、传感器设置225
9.2.2　倒角仪的运动副、执行器、信号适配器及序列设置227
9.2.3　倒角仪系统的plc程序编写233
9.2.4　倒角仪系统的数字孪生236
9.3　雕刻机虚拟调试应用实例238
9.3.1　雕刻机的基本机电对象设置、传感器设置240
9.3.2　雕刻机的运动副、执行器及信号适配器设置242
9.3.3　雕刻机的plc程序编写244
9.3.4　雕刻机系统的虚拟调试248
9.4　五子棋机虚拟调试应用实例251
9.4.1　五子棋机的基本机电对象、传感器设置253
9.4.2　五子棋机的运动副、执行器、信号适配器及序列设置254
9.4.3　五子棋机的plc程序编写259
9.4.4　五子棋机系统的虚拟调试263
本章小结266
思题266

0章  机电系统三维案例267
10.1　三维技术概述268
10.2　三维场景搭建268
10.2.1　mint三维工具功能概述269
10.2.2　项目一：处理雕刻机模型272
10.2.3　项目二：处理雕刻机模型plc驱动276
10.3　三维实验任务制作280
10.3.1　项目三：创建实验任务280
10.3.2　项目四：配置实验任务282
10.4　三维实验任务调试289
10.4.1　项目五：任务调试290
10.4.2　项目六：环境布局298
本章小结298
思题298

参文献299
内容简介:

本书是基于西门子nx mcd、tia portal编程软件、7plcim advanced软件，适用于本科层次，集机电系统数字化设计理论、、虚拟调试与应用实践于一体，以新开发的复杂真实案例驱动的新工科教材。本教材以掌握机电系统数字化设计与为目标，在精讲理论的同时，以大量应用实例分析为主线，以项目任务为单元，系统地阐述了机电系统数字化设计及应用技术。
本书在介绍机电系统数字化设计知识的基础上，通过一系列实例与动手实践，进一步扩展应用知识，使内容理论结合实际，深入浅出，通俗易懂，使具备动手解决工程实践问题的能力。后通过机电系统三维典型案例，可以实现从虚拟场景搭建到实验制作及调试的完整过程学。本教程注重实用，源文件公开，图文并茂，并配有基于数字孪生理念的真实工程案例，配套课件和互联网资源库，便于初学者研和动手实践。全书共分十章，每章末尾附有数量的思题。
本书可作为高等院校机械类、自动化类相关课程的教材和课程设计、主题实践的指导书，也可作为广大科技人员自学和nx mcd试培训认证参书。既可满足学者全方位的个化移动学需要，又为师生开展线上线下混合等课堂创新奠定了基础。
作者简介:

无
目录:

章  机电系统数字化设计概述1
1.1　机电系统数字化设计概述1
1.1.1　机电系统组成与特征1
1.1.2　机电系统数字化设计简介4
1.1.3　机电系统数字化设计技术发展趋势5
1.2　机电系统（产品）数字化设计在设计流程中的应用7
1.2.1　产品设计流程7
1.2.2　机电系统（产品）数字化设计应用8
本章小结9
思题9

第2章  机电一体化概念设计基本理论10
2.1　机电一体化概念设计概述10
2.1.1　机电一体化概念设计简介11
2.1.2　机电一体化概念设计15
2.1.3　机电一体化概念设计的特点与功能15
2.1.4　机电一体化概念设计系统的调试功能20
2.1.5　机电一体化概念设计的技术优势21
2.1.6　机电一体化概念设计流程22
2.2　机电一体化概念设计软件nxmcd24
2.3　数字孪生27
2.3.1　数字孪生概念27
2.3.2　数字孪生的特征28
2.3.3　数字孪生关键技术分析29
2.3.4　数字样机32
2.3.5　西门子“数字化双胞胎”34
本章小结36
思题36

第3章  智能设计基本理论37
3.1　智能设计概述37
3.2　智能设计的分类38
3.3　智能设计关键技术39
3.4　智能设计流程40
3.5　智能设计的发展趋势42
3.6　智能设计的研究内容42
本章小结43
思题43

第4章  机电一体化概念设计软件简介44
4.1　nxmcd软件环境简介44
4.1.1　进入机电一体化概念设计软件环境44
4.1.2　文件命令46
4.1.3　工具栏命令47
4.1.4　资源条工具栏命令48
4.1.5　运行机电概念设计49
4.2　nxmcd软件应用概述50
4.3　tiaportal软件简介51
4.3.1　进入tiaportal软件环境51
4.3.2　界面介绍52
4.3.3　plc软件编程53
4.4　s7-plcsimadvanced软件简介55
4.4.1　界面介绍55
4.4.2　软件的工作模式及56
本章小结57
思题57

第5章  基于物理特的运动基础58
5.1　基本机电对象与执行器58
5.1.1　基本机电对象与执行器概述58
5.1.2　创建机电一体化概念设计训练台59
5.1.3　基本机电对象60
5.1.4　执行器69
5.2　运动副73
5.2.1　铰链副73
5.2.2　固定副75
5.2.3　滑动副76
5.2.4　柱面副77
5.2.5　球副79
5.2.6　螺旋副80
5.2.7　面副81
5.2.8　弹簧副83
5.2.9　弹簧阻尼器84
5.2.10　副86
5.2.11　点在线上副87
5.2.12　路径约束运动副88
5.2.13　线在线上副90
5.3　耦合副91
5.3.1　齿轮副91
5.3.2　机械凸轮副92
5.3.3　电子凸轮副94
5.4　传感器95
5.4.1　碰撞传感器95
5.4.2　距离传感器97
5.4.3　位置传感器98
5.4.4　通用传感器100
5.4.5　限位开关102
5.4.6　继电器103
5.5　约束105
5.5.1　断开约束105
5.5.2　止碰撞106
5.6　变换对象属107
5.6.1　显示更改器107
5.6.2　变换对象109
本章小结109
思题110

第6章  的过程控制与协同设计111
6.1　过程控制与协同设计简述111
6.2　运行时参数与运行时表达式113
6.2.1　运行时参数113
6.2.2　运行时表达式114
6.2.3　虚拟轴运动副115
6.3　信号与运行时行为117
6.3.1　信号与信号适配器117
6.3.2　运行时行为119
6.4　序列120
6.5　代理对象122
6.6　使用标记表读写参数124
6.7　协同设计125
6.7.1　mcd的scout协同设计125
6.7.2　使用simotionscout工具编辑126
6.7.3　通过sizer选择电动机127
本章小结129
思题129

第7章  桌面式智能制造系统的130
7.1　桌面式智能制造系统简介130
7.2　部件模型的制作132
7.3　机电概念设计136
7.3.1　桌面式智能制造系统的基本机电对象、传感器设置136
7.3.2　桌面式智能制造系统的运动副、执行器设置137
7.3.3　序列设置140
本章小结144
思题144

第8章  虚拟调试技术145
8.1　虚拟调试概述145
8.2　硬件在环虚拟调试146
8.2.1　项目一：tia+plc+keerverex硬件在环虚拟调试146
8.2.2　项目二：tia+plc+simatiet硬件在环虚拟调试160
8.2.3　项目三：tia+plc1200（opcua）硬件在环虚拟调试161
8.3　软件在环虚拟调试170
8.3.1　项目四：tia+plcsimadvanced（softbus）软件在环虚拟调试171
8.3.2　项目五：tia+plcsimadvanced（opcua）软件在环虚拟调试176
8.3.3　项目六：tia+plcsim+toplcsim+keerverex软件在环虚拟调试183
本章小结193
思题193

第9章  典型机电系统数字化设计案例194
9.1　彩球机数字化设计与数字孪生应用实例194
9.1.1　彩球机的基本机电对象、传感器设置196
9.1.2　彩球机的运动副、执行器、信号适配器及序列设置198
9.1.3　彩球机系统的plc程序编写205
9.1.4　彩球机系统的数字孪生221
9.2　倒角仪数字化设计与数字孪生应用实例224
9.2.1　倒角仪的基本机电对象、传感器设置225
9.2.2　倒角仪的运动副、执行器、信号适配器及序列设置227
9.2.3　倒角仪系统的plc程序编写233
9.2.4　倒角仪系统的数字孪生236
9.3　雕刻机虚拟调试应用实例238
9.3.1　雕刻机的基本机电对象设置、传感器设置240
9.3.2　雕刻机的运动副、执行器及信号适配器设置242
9.3.3　雕刻机的plc程序编写244
9.3.4　雕刻机系统的虚拟调试248
9.4　五子棋机虚拟调试应用实例251
9.4.1　五子棋机的基本机电对象、传感器设置253
9.4.2　五子棋机的运动副、执行器、信号适配器及序列设置254
9.4.3　五子棋机的plc程序编写259
9.4.4　五子棋机系统的虚拟调试263
本章小结266
思题266

0章  机电系统三维案例267
10.1　三维技术概述268
10.2　三维场景搭建268
10.2.1　mint三维工具功能概述269
10.2.2　项目一：处理雕刻机模型272
10.2.3　项目二：处理雕刻机模型plc驱动276
10.3　三维实验任务制作280
10.3.1　项目三：创建实验任务280
10.3.2　项目四：配置实验任务282
10.4　三维实验任务调试289
10.4.1　项目五：任务调试290
10.4.2　项目六：环境布局298
本章小结298
思题298

参文献299

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