智能制造生產(chǎn)管理與控制（中級(jí)）課件 項(xiàng)目五　 智能制造系統(tǒng)虛擬調(diào)試

傳輸面江蘇匯博機(jī)器人技術(shù)股份有限公司傳輸面

傳輸面的概念：傳輸面是將所選平面轉(zhuǎn)化為“傳送帶”的一種機(jī)電特征，一旦有其他物體放置在傳輸面上，此物體將會(huì)按照傳輸面指定的速度和方向被運(yùn)輸?shù)狡渌恢?。傳輸面的運(yùn)動(dòng)軌跡可以根據(jù)用戶設(shè)定為直線，也可以是圓。傳輸面

直線和圓型傳輸面的設(shè)置除了運(yùn)動(dòng)類型不同，其他參數(shù)都相同，參數(shù)說(shuō)明如表所示：運(yùn)動(dòng)類型選項(xiàng)描述傳送帶面選擇面選擇一個(gè)或多個(gè)平面作為傳輸面直線指定矢量指定傳輸面的傳輸方向速度/平行指定在傳輸方向上的速度大小速度/垂直指定在垂直于傳輸方向上的速度大小起始位置直線運(yùn)動(dòng)起始位置的數(shù)據(jù)圓中心點(diǎn)選擇一個(gè)點(diǎn)作為“圓弧”運(yùn)動(dòng)的圓心中間半徑圓弧運(yùn)動(dòng)中間半徑中間速度圓弧運(yùn)動(dòng)中間速度起始位置圓弧運(yùn)動(dòng)起始位置的數(shù)據(jù)參數(shù)碰撞體勾選“創(chuàng)建碰撞體”會(huì)自動(dòng)創(chuàng)建平面碰撞體名稱定義傳輸面的名稱傳輸面直線型傳輸面主要指定直線運(yùn)動(dòng)的矢量方向。圓弧型傳輸面主要指定圓弧中心點(diǎn)和半徑。Thanks!感謝聆聽(tīng)傳感器江蘇匯博機(jī)器人技術(shù)股份有限公司傳感器距離傳感器可檢測(cè)對(duì)象與傳感器之間距離。將距離傳感器附加到剛體中，基于固定點(diǎn)來(lái)創(chuàng)建檢測(cè)區(qū)域，或者將傳感器附加到移動(dòng)的物體上，都可實(shí)現(xiàn)距離的反饋和控制事件。同時(shí)，可選擇使用輸出信號(hào)，將距離傳感器的信號(hào)縮放為常數(shù)、電壓或電流。傳感器

傳感器作為智能制造系統(tǒng)的重要信號(hào)來(lái)源，用于觸發(fā)系統(tǒng)中各個(gè)帶有傳感器對(duì)象組件的碰撞事件，或者被設(shè)定為信號(hào)適配的傳感器。距離傳感器設(shè)置窗口的各參數(shù)說(shuō)明如表所示：運(yùn)動(dòng)類型選項(xiàng)描述剛體選擇對(duì)象選擇一個(gè)剛體對(duì)象形狀指定點(diǎn)距離傳感器起始點(diǎn)指定矢量距離傳感器矢量方向開(kāi)口角度距離傳感器開(kāi)口角度范圍距離傳感器檢測(cè)物料范圍輸出量度類型可以選擇電壓、電流、常量，通常默認(rèn)即可輸出范圍下限距離傳感器檢測(cè)到物體時(shí)輸出范圍下限輸出范圍上限距離傳感器檢測(cè)到物體時(shí)輸出范圍上限名稱定義距離傳感器的名稱Thanks!感謝聆聽(tīng)對(duì)象源及對(duì)象收集器江蘇匯博機(jī)器人技術(shù)股份有限公司對(duì)象源及對(duì)象收集器對(duì)象源參數(shù)設(shè)置窗口包括要復(fù)制的對(duì)象、賦值時(shí)間、名稱。對(duì)象源及對(duì)象收集器

對(duì)象源可在特定時(shí)間間隔創(chuàng)建多個(gè)外表、屬性相同的對(duì)象，模擬不斷產(chǎn)生相同物體的情況。如模擬井式供料對(duì)物料不斷供料。對(duì)象源設(shè)置窗口各參數(shù)說(shuō)明如表所示：選項(xiàng)描述選擇對(duì)象指定要復(fù)制的對(duì)象，幾何體基于時(shí)間在指定間隔時(shí)間后，對(duì)象源復(fù)制選擇的對(duì)象每次激活時(shí)一次在對(duì)象源激活的時(shí)候，復(fù)制一次選擇的對(duì)象名稱對(duì)象源的名稱對(duì)象源及對(duì)象收集器在工作站中添加一個(gè)方塊和傳輸面，添加方塊的剛體、碰撞體和對(duì)象源，添加傳輸面的碰撞體和傳輸面屬性。對(duì)象源及對(duì)象收集器對(duì)象收集器參數(shù)設(shè)置窗口包括對(duì)象收集觸發(fā)器、收集的來(lái)源、名稱。對(duì)象源及對(duì)象收集器

對(duì)象收集器與對(duì)象源的作用相反，它能使對(duì)象源生成的對(duì)象消失。當(dāng)對(duì)象源生成的對(duì)象與對(duì)象收集器發(fā)生碰撞時(shí)，就會(huì)消除這個(gè)對(duì)象。如模擬傳送帶末端碰撞傳感器檢測(cè)到物料后，通過(guò)對(duì)象收集器可以讓物料消失。對(duì)象收集器設(shè)置窗口各參數(shù)說(shuō)明如表所示：選項(xiàng)描述選擇碰撞傳感器選擇觸發(fā)對(duì)象收集器的碰撞傳感器任意任意對(duì)象源對(duì)象都可被收集僅選定的僅選定的對(duì)象源對(duì)象可以被收集，需要指定對(duì)象源名稱對(duì)象收集器的名稱對(duì)象源及對(duì)象收集器在工作站中添加一個(gè)方塊、長(zhǎng)方體和圓柱，添加方塊的剛體、碰撞體、長(zhǎng)方體的碰撞體和圓柱的碰撞體、碰撞傳感器、對(duì)象收集器。Thanks!感謝聆聽(tīng)運(yùn)行時(shí)參數(shù)及表達(dá)式江蘇匯博機(jī)器人技術(shù)股份有限公司運(yùn)行時(shí)參數(shù)及表達(dá)式

運(yùn)行時(shí)參數(shù)可以創(chuàng)建多個(gè)布爾型、整型、雙精度型和字符串型的參數(shù)。運(yùn)行時(shí)參數(shù)及表達(dá)式

運(yùn)行時(shí)參數(shù)是在仿真運(yùn)行過(guò)程中，對(duì)仿真對(duì)象進(jìn)行計(jì)算、修改和查看而定義的參數(shù)類型。它的基本目標(biāo)是創(chuàng)建可重用的、包含物理參數(shù)的高級(jí)功能對(duì)象，這些對(duì)象中的物理參量可以被其他對(duì)象引用。通過(guò)對(duì)運(yùn)行時(shí)參數(shù)進(jìn)行修改，可影響當(dāng)前對(duì)象的特性。運(yùn)行時(shí)參數(shù)設(shè)置窗口各參數(shù)如表所示：選項(xiàng)描述參數(shù)列表顯示運(yùn)行時(shí)參數(shù)所包含的參數(shù)參數(shù)屬性用于添加參數(shù)，包含名稱、類型、值和單位名稱運(yùn)行時(shí)參數(shù)的名稱運(yùn)行時(shí)參數(shù)及表達(dá)式運(yùn)行時(shí)表達(dá)式參數(shù)設(shè)置窗口包括要賦值的參數(shù)、輸入?yún)?shù)、表達(dá)式。運(yùn)行時(shí)參數(shù)及表達(dá)式

使用運(yùn)行時(shí)表達(dá)式命令可以給運(yùn)行時(shí)參數(shù)定義表達(dá)式或條件語(yǔ)句，通過(guò)使用表達(dá)式可以在多個(gè)運(yùn)行時(shí)參數(shù)之間建立關(guān)系。在函數(shù)中使用機(jī)電一體化概念設(shè)置，確定輸出范圍，開(kāi)發(fā)一些邏輯功能等。運(yùn)行時(shí)表達(dá)式參數(shù)設(shè)置窗口各參數(shù)說(shuō)明如表所示：選項(xiàng)描述要賦值的參數(shù)選擇需要賦值的對(duì)象，在屬性中選擇需要賦值的參數(shù)輸入?yún)?shù)選擇輸入對(duì)象的參數(shù)名稱，單擊“添加參數(shù)”右側(cè)按鈕，則該參數(shù)被添加到列表中參數(shù)列表顯示添加的輸入?yún)?shù)表達(dá)式對(duì)輸入?yún)?shù)進(jìn)行計(jì)算的表達(dá)式，結(jié)果賦給“要賦值的參數(shù)”Thanks!感謝聆聽(tīng)模型導(dǎo)入及布局江蘇匯博機(jī)器人技術(shù)股份有限公司模型導(dǎo)入及布局

使用模型導(dǎo)入及布局功能可以搭建智能制造生產(chǎn)單元，智能制造生產(chǎn)單元是由匯博機(jī)器人、立體倉(cāng)庫(kù)、傳送帶、變位機(jī)、加工中心等模型所組成，接下來(lái)進(jìn)行實(shí)操演示。Thanks!感謝聆聽(tīng)單元功能配置江蘇匯博機(jī)器人技術(shù)股份有限公司單元配置功能

通過(guò)對(duì)傳送帶單元功能配置，實(shí)現(xiàn)推料氣缸伸出，物料被推動(dòng)至傳送帶，啟動(dòng)傳送帶，運(yùn)輸?shù)街付ㄎ恢茫Ｖ箓魉蛶Чδ?，接下?lái)進(jìn)行實(shí)操演示。Thanks!感謝聆聽(tīng)單元功能調(diào)試單元功能調(diào)試

通過(guò)仿真播放功能對(duì)所配置的傳送帶單元、變位機(jī)單元功能進(jìn)行調(diào)試，接下來(lái)進(jìn)行實(shí)操演示。Thanks!感謝聆聽(tīng)TIA+OPCUA江蘇匯博機(jī)器人技術(shù)股份有限公司TIA+OPCUA

OPCUA是位于TCP/IPSocket傳輸層，如圖所示：傳輸層在終端用戶之間提供透明的數(shù)據(jù)傳輸，向上層提供可靠的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)。TIA+OPCUA

隨著西門子CPU不斷迭代更新，在CPU1500系列中也集成了OPCUA功能，如圖所示：可以直接在CPU1500上運(yùn)行OPCUA，無(wú)需再去配置Window的COM/DCOM來(lái)運(yùn)行。TIA+OPCUA同時(shí)，西門子NXMCD也提供了OPCUA功能，如圖所示：通過(guò)TIA+OPCUA來(lái)搭建虛擬調(diào)試環(huán)境。Thanks!感謝聆聽(tīng)配置TCP/IP通信信號(hào)江蘇匯博機(jī)器人技術(shù)股份有限公司配置TCP/IP通信信號(hào)在智能制造單元系統(tǒng)中，機(jī)器人與NXMCD模型數(shù)據(jù)交互所使用的通信協(xié)議是TCP/IP。通過(guò)配置TCP/IP通信信號(hào)，完成對(duì)工業(yè)機(jī)器人的六軸數(shù)據(jù)、變位機(jī)、傳送帶、旋轉(zhuǎn)機(jī)單元等信號(hào)配置。這些信號(hào)類型劃分為兩大類，分別是接收數(shù)據(jù)和發(fā)送數(shù)據(jù)，接收數(shù)據(jù)是指外部設(shè)備采集NXMCD中信號(hào)數(shù)據(jù)，而發(fā)送數(shù)據(jù)是指NXMCD采集外部設(shè)備發(fā)過(guò)來(lái)的信號(hào)數(shù)據(jù)。交換類型名稱數(shù)據(jù)類型偏移量說(shuō)明接收數(shù)據(jù)EXDI4Bool100.3傳送帶末端工件檢測(cè)傳感器EXDI7Bool100.6變位機(jī)裝配模塊氣缸縮回傳感器EXDI8Bool100.7變位機(jī)裝配模塊氣缸伸出傳感器EXDI15Bool101.6預(yù)留信號(hào)EXDI9Bool101.0旋轉(zhuǎn)供料模塊信號(hào)配置TCP/IP通信信號(hào)交換類型名稱數(shù)據(jù)類型偏移量說(shuō)明發(fā)送數(shù)據(jù)Rob_J1Real96機(jī)器人軸1角度位置Rob_J2Real100機(jī)器人軸2角度位置Rob_J3Real104機(jī)器人軸3角度位置Rob_J4Real108機(jī)器人軸4角度位置Rob_J5Real112機(jī)器人軸5角度位置Rob_J6Real116機(jī)器人軸6角度位置Rob_J7Real120機(jī)器人軸7角度位置DO1_1Bool244.1YV1_機(jī)器人手爪信號(hào)DO1_2Bool244.2YV2_機(jī)器人手爪信號(hào)DO1_3Bool244.3YV3_機(jī)器人手爪信號(hào)DO1_4Bool244.4YV4_機(jī)器人手爪信號(hào)DO1_5Bool244.5YV5_機(jī)器人手爪信號(hào)EXDO2Bool252.1井式上料推料板伸出縮回指令EXDO7Bool252.6變位機(jī)裝配模塊氣缸縮回EXDO8Bool252.7變位機(jī)裝配模塊氣缸伸出配置TCP/IP通信信號(hào)交換類型名稱數(shù)據(jù)類型偏移量說(shuō)明發(fā)送數(shù)據(jù)EXDO16Bool253.7保留信號(hào)EXDO15Bool253.6傳送帶啟動(dòng)指令Rob_S1Real132機(jī)器人軸1角速度Rob_S2Real136機(jī)器人軸2角速度Rob_S3Real140機(jī)器人軸3角速度Rob_S4Real144機(jī)器人軸4角速度Rob_S5Real148機(jī)器人軸5角速度Rob_S6Real152機(jī)器人軸6角速度配置TCP/IP通信信號(hào)接收數(shù)據(jù)和發(fā)送數(shù)據(jù)信號(hào)配置將在接下來(lái)的視頻中進(jìn)行演示。Thanks!感謝聆聽(tīng)配置OPCUA通信信號(hào)江蘇匯博機(jī)器人技術(shù)股份有限公司配置OPCUA通信信號(hào)

NXMCD模型數(shù)據(jù)與西門子PLC1500數(shù)據(jù)交互所使用的通信協(xié)議是OPCUA。通過(guò)配置OPCUA通信信號(hào)，完成加工中心數(shù)據(jù)配置。其中包括機(jī)械坐標(biāo)系X/Y/Z和安全門，以及當(dāng)前主軸工具號(hào)和主軸轉(zhuǎn)速等數(shù)據(jù)。接下來(lái)進(jìn)行實(shí)操演示。Thanks!感謝聆聽(tīng)通信信號(hào)測(cè)試通信信號(hào)調(diào)試

通過(guò)通信信號(hào)調(diào)試，完成對(duì)所配置的TCP/IP通信信號(hào)和配置OPCUA通信信號(hào)測(cè)試，驗(yàn)證通信是否正常。接下來(lái)將進(jìn)行實(shí)操演示。Thanks!感謝聆聽(tīng)對(duì)象變換器對(duì)象變換器對(duì)象變換器（ObjectTransformer）的作用是模擬NXMCD中運(yùn)動(dòng)對(duì)象外觀的改變。如模擬待加工物料與加工成品之間的轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換后轉(zhuǎn)換前對(duì)象變換器對(duì)象變換器參數(shù)設(shè)置窗口包括選擇碰撞傳感器、變換源、選擇剛體、名稱。對(duì)象變換器對(duì)象變換器設(shè)置窗口各參數(shù)說(shuō)明如表所示：選項(xiàng)描述選擇碰撞傳感器選擇一個(gè)碰撞傳感器，當(dāng)檢測(cè)到碰撞發(fā)生時(shí)，開(kāi)始啟動(dòng)變換變換源有“任意”和“僅選定”的兩個(gè)選項(xiàng)：1、任意：變換任何對(duì)象源生成的對(duì)象2、僅選定：只變換指定的對(duì)象源生成的對(duì)象在該選項(xiàng)區(qū)域中還有“選擇對(duì)象”選項(xiàng)，其含義是：只有選定的對(duì)象源生成的對(duì)象可以被這個(gè)對(duì)象變換器改變選擇剛體選擇變換之后的剛體名稱定義對(duì)象變換器的名稱對(duì)象變換器創(chuàng)建一個(gè)簡(jiǎn)易工程，添加傳輸面、碰撞傳感器、變換前工件、變換后工件等屬性，操作完成之后，點(diǎn)擊播放。Thanks!感謝聆聽(tīng)仿真序列仿真序列

仿真序列是NXMCD中的控制元素，通常使用仿真序列可以控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)（如速度控制中的速度、位置等）、運(yùn)動(dòng)副（如移動(dòng)副的連接件）等。除此之外，在仿真序列中還可以創(chuàng)建條件語(yǔ)句來(lái)確定何時(shí)觸發(fā)改變。NXMCD中的仿真序列有兩種基本類型：基于時(shí)間的仿真序列和基于事件的仿真序列。仿真序列

在仿真對(duì)象中，每個(gè)對(duì)象都有一個(gè)或者多個(gè)參數(shù)，都可以通過(guò)創(chuàng)建仿真序列進(jìn)行修改預(yù)設(shè)值。通過(guò)仿真序列可以控制NXMCD中的任何對(duì)象。仿真序列參數(shù)設(shè)置窗口包括機(jī)電對(duì)象、持續(xù)時(shí)間、運(yùn)行時(shí)參數(shù)、條件。仿真序列仿真序列設(shè)置窗口各參數(shù)說(shuō)明如表所示：選項(xiàng)描述對(duì)象選擇需要修改參數(shù)值的對(duì)象，如速度控制、滑動(dòng)副時(shí)間指定該仿真序列的持續(xù)時(shí)間運(yùn)行時(shí)參數(shù)在“運(yùn)行時(shí)參數(shù)”列表中列出了1中所選對(duì)象的所有可以修改的參數(shù)。設(shè)置—勾選代表修改此參數(shù)的值；名稱；值—修改參數(shù)的值；單位；輸入輸出—定義該參數(shù)是否可以被MCD之外軟件識(shí)別條件選擇條件對(duì)象，以這個(gè)對(duì)象的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)創(chuàng)建條件表達(dá)式，用于控制這個(gè)仿真序列是否執(zhí)行Thanks!感謝聆聽(tīng)智能制造產(chǎn)線工藝流程智能制造產(chǎn)線工藝流程智能制造產(chǎn)線工藝流程的產(chǎn)品生產(chǎn)分三個(gè)階段：毛坯、加工品和成品。關(guān)節(jié)成品是由電機(jī)成品、減速器、法蘭工件組成。智能制造產(chǎn)線工藝流程1、工業(yè)機(jī)器人點(diǎn)位示教

通過(guò)操作工業(yè)機(jī)器人示教器，控制NXMCD機(jī)器人模型完成對(duì)快換工具、立體倉(cāng)庫(kù)、輸送帶、加工中心、變位機(jī)裝配等單元程序點(diǎn)位示教。另外，在操作工業(yè)機(jī)器人示教點(diǎn)位過(guò)程中，參考下表所示程序，運(yùn)行程序完成各模塊點(diǎn)位示教。序號(hào)選項(xiàng)描述1PickPartFromStore倉(cāng)庫(kù)取工件2PutPartToStore工件放倉(cāng)庫(kù)3PickPartFromCncCNC取工件4PutPartToCncCNC放工件5PickPartFromCamera相機(jī)取工件6PutPartToCamera相機(jī)放工件智能制造產(chǎn)線工藝流程2、零件加工上下料

零件加工上下料調(diào)試是通過(guò)HMI界面下發(fā)示教號(hào)給機(jī)器人，讓機(jī)器人執(zhí)行任務(wù)流程。為了確保HMI界面下發(fā)示教號(hào)準(zhǔn)確，每次下發(fā)示教號(hào)前都需要知道當(dāng)前機(jī)器人運(yùn)行狀態(tài)。只有當(dāng)機(jī)器人運(yùn)行狀態(tài)為空閑時(shí)，HMI界面下發(fā)的示教號(hào)才有效。序號(hào)接口名功能說(shuō)明示教號(hào)1IEC.UserDefineIntOut[0]機(jī)器人狀態(tài)控制字100代表空閑200代表忙碌智能制造產(chǎn)線工藝流程通過(guò)HMI界面上的機(jī)器人取放工件欄，對(duì)智能制造單元零件加工上下料進(jìn)行調(diào)試。智能制造產(chǎn)線工藝流程

其中包括倉(cāng)庫(kù)料位選擇、倉(cāng)位放/取工件、CNC放/取工件、相機(jī)放/取工件等功能。每一個(gè)功能按鈕都有不同的示教號(hào)，通過(guò)控制這些功能按鈕下發(fā)不同的示教號(hào)給機(jī)器人端，執(zhí)行所對(duì)應(yīng)的程序。序號(hào)程序名HMI界面名稱示教號(hào)1PickPartFromStore倉(cāng)庫(kù)取工件112PutPartToStore工件放倉(cāng)庫(kù)123PickPartFromCncCNC取工件214PutPartToCncCNC放工件225PickPartFromCamera相機(jī)取工件316PutPartToCamera相機(jī)放工件32智能制造產(chǎn)線工藝流程3、關(guān)節(jié)零件裝配

通過(guò)HMI上的機(jī)器人裝配欄，對(duì)智能制造單元關(guān)節(jié)零件進(jìn)行裝配

其中，機(jī)器人裝配欄包括裝配基座位置選擇、裝配電機(jī)位置選擇、裝配啟動(dòng)功能。裝配啟動(dòng)功能按鈕也有示教號(hào)，通過(guò)操作裝配啟動(dòng)下發(fā)示教號(hào)給機(jī)器人端，執(zhí)行產(chǎn)品裝配流程序號(hào)程序名HMI界面名稱示教號(hào)1Assembly