基于NX MCD的数控机床虚拟调试

为有效提高数控机床设计、研发和调试的效率,借助虚拟调试技术节省机床调试的成本并降低实物调试的风险.提出了一种基于NX MCD的数控机床软件在环虚拟调试方法.通过PLCSIM Ad-vanced构建虚拟PLC,运用TIA博图作为数据通讯和实时监测的虚拟验证手段,并以数控机床的模型和PLC控制程序的联合仿真为应用案例,验证...     

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。     

基于NX MCD与TIA的机器人打磨联合虚拟调试研究

针对工业机器人在生产现场调试时间较长且风险较高的问题,以机器人打磨叶片为例,设计了一种基于NX软件机电一体化概念设计(Mechatronics Concept Designer, MCD)解决方案与全集成自动化入口(Totally Integrated Automation Portal, TIA Portal)的机器人打磨联合虚拟调试系统。首先基于NX MCD设计并建立机器人打磨虚拟调试平台;其次采用等残留高度法规划叶片打磨轨迹,并约束打磨时机器人末端位姿;然后采用TIA Portal软件进行PLC程序设计和HMI组态,并下载到硬件设备;最后通过OPC UA通信协议实现机器人打磨叶片系统软/硬件联合虚拟调试。仿真结果表明,该系统有效验证和优化了机器人打磨轨迹,同时可以缩短生产现场调试周期,降低了设计阶段电气硬件的调试风险和成本投入。     

螺旋桨检测机电一体化建模仿真技术研究

为有效提高螺旋桨检测平台研发效率,解决其建模与仿真中实物调试难度高、精度浮动大等问题,基于机电一体化仿真平台NX MCD开发一种新型螺旋桨自动化检测手段。建立三维机械模型,依据目标逻辑需求定义机电一体化属性作为仿真物理本体。为提高检测效率与精度,基于网格构建映射提出一种曲面测点自适应规划方法。最后,联合NX MCD、TIA Portal与S7-PLCSIM Advanced平台,模拟PLC端控制、数据实时交互与监控验证,实现机电一体化多领域集中虚拟调试。通过仿真实验,验证该方案可行性,为船舶螺旋桨和相似对称自由曲面检测提供技术参考。     

基于NXMCD的全自动注塑机的虚拟调试

以全自动注塑成型机为例,将注塑机整体构造及其工作过程移至虚拟环境中,再利用NX软件中的机电概念设计(MCD)模块对注塑机模型进行基本机电对象、信号适配器、外部信号配置和信号映射等设置。S7-PLCSIM Advanced软件作为高级虚拟控制器,是连接MCD模型和TIA博途软件的纽带,通过创建虚拟PLC将博途软件中的PLC程序和MCD模型连接起来,PLC的选型和程序的编写是在博途软件中完成的,最终通过PLC程序来完成注塑机模型工作过程的仿真。该试验为注塑机和其他自动化设备的设计与调试提供了一种思路,能够缩短机电设备设计调试过程中所需要的时间,提高现场调试的效率,降低调试风险,节约成本。对注塑机的整体构造和其注塑过程也进行了充分的分析,有利于对其进一步研究开发。     

Factory IO在PLC应用技术课程虚拟仿真教学中的应用

提出一种基于Factory IO的PLC应用技术课程虚拟仿真教学方法。根据项目设计任务要求,从Factory IO的部件库中选择合适的零部件绘制虚拟设备图,按设计任务要求对虚拟设备进行手动调试,选择和配置PLC,将虚拟设备的信号连接到PLC I/O接口。根据项目的知识点和技能点,在TIA博途中选择合适的指令和编程方法进行程序设计。软硬件设计完成后,进行TIA博途与Factory IO的通信设置与连接,运行Factory IO中的虚拟设备,操作相关控制按钮,观察设备运行情况,修改完善设备和程序直到完全满足设计任务要求。     

基于数字孪生的刀具前处理机设计

针对传统机电设备设计研制效率较低等问题,将数字孪生技术应用到刀具前处理机的研制开发过程中,运用NX、ANSYS、TIA等软件,进行了机械结构建模、静力学分析、流体力学仿真、电气控制系统设计。在完成运动副搭建、通讯环境建立、信号映射的基础上,进行了刀具前处理机MCD机电联调虚拟仿真,实现了虚拟样机机械动作、传感器信号与PLC控制程序间的交互,验证了设计的可行性;最后进行了样机系统的搭建与测试。研究结果表明:刀具前处理机样机可在1 min内有效清除4 kg以内的铣刀上残留的磨削液;基于数字孪生的设计方法降低了样机研制的返工率,提升了机电产品的研制效率。     

基于OCTOPUZ的工业机器人工作站虚拟仿真

为了提高工业机器人工作站的调试效率和安全性，以工业机器人仿真装配工作站为例，提出一种基于仿真软件OCTOPUZ的工业机器人工作站与西门子可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller,PLC）联合虚拟仿真调试方法。利用SolidWorks创建了工业机器人工作站的OCTOPUZ仿真模型，并根据工作站的任务流程在PC中完成工业机器人的离线编程和PLC编程。针对工业机器人工作站仿真时存在的仿真软件OCTOPUZ与PLC信息交互的问题，采用OPC技术，把PLC作为服务器、OCTOPUZ为客户端，进行PLC与仿真软件OCTOPUZ之间控制信号的实时交互，从而完成了PLC与工业机器人工作站的虚拟仿真联合调试。通过仿真，能够提前发现并解决工作站装配过程中的工业机器人控制程序、PLC控制程序和其他机电零部件设计的问题，节约实际设备调试的成本，从而提高实际设备的调试效率和安全性。     

水果外观品质视觉检测及自动分级控制系统设计

水果外观品质自动分级是提高水果附加值的有效手段,为了提高水果分拣效率,满足水果分拣设备小型化与果园现场分拣需求,依据机器视觉技术,以树莓派为核心控制平台,以梨子为对象设计了小型分拣装置,完成了样机的三维建模,并且调试了样机的运动控制程序和视觉检测程序,基于Socket通信方式建立树莓派和工控机之间的通信,并且将功能集成到用户控制界面,完成样机的控制系统设计。最后对样机进行实物搭建,以梨子为分级对象开展实验,实验结果表明,针对预设水果分拣级别,分拣执行正确率达到90%以上。     

基于UG NX的拆码垛机系统联合运动仿真研究

基于UG NX对拆码垛机进行联合仿真,首先在MCD模块进行模型的相关定义,然后将模型通过OPC协议与PLC和触摸屏相连接,通过PLC和触摸屏来控制模型的运动。通过该模型,研究各个运动机构在PLC的控制下运动速度的减速、加速、运动轨迹和运行时间否满足要求。通过模型的仿真运行,可以确定设备各个机构的最佳运行速度和行程开关布置位置,减少了现场调试的工作量。     

基于Factory IO的PLC虚拟仿真系统设计与实现——以立体仓库堆垛机控制与监控系统设计为例

设计了一款基于Factory IO的PLC虚拟仿真系统装置,以TIA PortalV17、S7-PLCSIM与Factory IO有机结合的虚拟仿真技术为基础,将基于真实工业生产场景的数字化虚拟工厂仿真系统Factory IO引入立体仓库堆垛机控制与监控系统设计过程中,从场景模型搭建、系统配置到PLC程序编辑、HMI开发,并对该案例的设计结果进行分析与验证。结果表明,基于Factory IO的PLC虚拟仿真系统能实现对PLC控制程序的调试与仿真运行。该虚拟仿真系统可进行验证性、综合性、创新性的PLC控制系统实验,真实工业生产场景的数字化虚拟工厂仿真克服了传统的PLC课程在实际教学中学生学习不直观、实训设备功能有限、实训过程缺少控制对象、实训效果不理想等问题,弥补了PLC课程教学环节中实践过程缺乏直观性和设备安全可靠性等不足。开放式的仿真训练环境和可视化的动作过程为学生的实践应用、科学探究和创新能力训练提供了一个新型的动态化学习平台,有利于激发学生的学习兴趣,促进学生学习的积极性和主动性。     

基于数字孪生的机电系统虚拟调试应用

简述数字孪生的基本概念.依托数字孪生的基本知识,介绍NX12.0机电一体化概念设计器(MCD)包含的基础构件及基本机电仿真功能.通过机械手的实例进行MCD的仿真;基于OPC通过三菱PLC对MCD进行虚拟调试,检测结构设计的合理性、信号配置的正确性及各动作之间的连贯性.     

基于NI虚拟样机技术的环片叠装控制系统的运行仿真

利用包含SoftMotion运动控制模块的LabVIEW软件和具有机械建模功能的SolidWorks软件建立了环片叠装系统的虚拟样机。在完成系统设计之后,搭建硬件设备之前,在Labview环境中利用SoftMotion模块编写系统控制程序,对所设计的系统进行性能仿真,并提出了基于布尔控件"属性-值"节点的程序执行方法,实现了对重复动作任务的运行仿真。本文以环片叠装系统为例进行了基于NI虚拟样机技术的研究,实现了对环片叠装虚拟样机系统的仿真控制,并把优化后的虚拟样机转化为物理样机。运用机械设计与控制仿真相结合的技术,加快了由虚拟样机到物理样机的转化,缩短了设计周期,降低了设计风险。     

PLC控制的火焰探测小车虚拟样机设计

为了满足消防中火焰探测与定位的需求,设计了基于PLC控制的火焰探测微型小车虚拟样机。通过PLC控制程序设计和基于VRML的火焰探测小车虚拟模型建立,实现了火焰定位和小车行走转向的控制,通过PLC模拟运行程序直接控制微型小车虚拟样机运动的方法,对虚拟样机的机构设计合理性和控制逻辑进行了检验,完成了较合理的机电设计稿。解决了创新设计课题中实物样机设计周期长,成本高的问题,为中学生的机电创新设计提供了有效的解决方案和实用参考。     

自动上下料系统的数字孪生模型构建与虚拟仿真调试方法

自动上下料系统中存在多方交互信号,需实时处理并完成对相应设备的运动控制,且系统对运行时间和位置精度要求高,故系统设计及调试阶段成本高。以工业机器人-数控车床上下料系统为研究对象,就数字孪生技术中的虚拟调试部分进行了具体研究。针对自动上下料系统进行方案设计,分析上下料流程,明确系统的总体布局;应用RobotStudio软件中Smart组件模拟传感器信号并完成系统动作仿真,进行控制系统的I/O分配,编写控制程序实现自动上下料系统虚拟动作仿真;将西门子博图软件与RobotStudio进行通讯连接,完成调试环境搭建,使用PLCSIM Advance V3.0将PLC程序与RobotStudio通信关联,重建工作站仿真逻辑,实现上下料系统虚拟仿真联调及PLC对系统各部件运动状态的信号监控。经虚拟调试结果达到预期要求,研究内容既为探索复杂生产环境下的自动化上下料控制方案提供了基础平台,又为数字孪生系统中的虚拟仿真环境搭建、调试及信号监控提供了一定参考。     

基于数字孪生的件箱分拣系统虚拟调试研究与应用

分拣系统是智能物流的关键组成部分，其对货物的分拣效率是影响物流系统整体效率的重要因素。针对目前分拣系统难以搭建测试平台，对控制策略与逻辑算法验证难度较大等问题，通过数字孪生建模方法，在PlantSimulation仿真平台中建立件箱分拣系统的数字孪生模型，并实现基于该数字孪生模型的虚拟调试方法。该虚拟调试方法可实现对件箱分拣系统的提前验证与测试，减少设备调试时间，降低了现场调试成本，大幅提升了调试效率。     

基于SolidWorks三维模型的PLC程序调试方法研究

新编写的PLC程序在硬件设备上调试可能对设备造成损害甚至危及工作人员的安全,所以提出一种以Lab VIEW为平台,PLC程序在Solid Works三维模型上进行调试的方法。一方面使用Lab VIEW VISA函数与PLC进行串口通信,另一方面利用Lab VIEW Soft Motion模块控制Solid Works三维模型进行运动仿真,从而实现对PLC程序的调试,无需使用硬件设备。     

自动化立体仓库虚拟样机与控制程序的联合仿真

利用UGNX软件的机电概念设计模块建立自动化立体仓库的三维虚拟样机,该虚拟样机主要含有立体仓库的物理属性、运动学属性、动力学属性、信号、传感器、驱动装置等属性。通过OPC协议与仓储系统的控制程序进行连通,利用控制程序仿真运行该虚拟样机。通过该联合仿真运行,既可以检验设备的机械属性是否满足设计目标,又可以调试控制程序,使得控制程序设计满足设计需要,极大降低现场调试的成本。     

柔性制造单元桁架机械手上下料控制程序设计

针对当前小型精密轴类零件制造自动化程度低及加工质量不稳定等问题,规划了以桁架机械手为上下料装置的FMC布局及上下料控制流程,以SIMATIC S7-1200系列PLC为控制器,完成了主要硬件设备选型和I/O信号地址分配,设计了CNC与PLC信息交互、桁架坐标轴控制和机械手气动夹爪控制等功能模块的PLC程序,并进行了程序仿真与样机调试试验。试验结果表明,该桁架式机械手控制系统运行平稳、性能可靠,显著缩短了FMC非切削时间,提高了生产效率。     

基于数字孪生的数控机床自动上下料系统设计

为提高机油泵壳体加工的自动化程度,提升生产效率,需要对数控车床进行升级改造,增加C轴功能和动力刀架,并配套上下料机器人和自动料库.基于数字孪生技术,对自动上下料系统进行机电一体化设计.基于NX软件的MCD模块,建立了桁架式机器人的三维数字模型,并通过SIMIT软件实现该三维模型与控制程序的信号交换,并在此数字孪生模型的基础上,完成了上下料系统的机电一体化仿真和虚拟调试,缩短了新产品开发周期,降低了开发成本.