基于MCD的氣動搬運機械手生產(chǎn)線虛擬調(diào)試

趙 輝，宋洪揚，楊 超

（東北林業(yè)大學(xué) 機電工程學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150006）

1 引言

傳統(tǒng)生產(chǎn)線裝配往往需要技術(shù)工人反復(fù)調(diào)試，導(dǎo)致產(chǎn)品廢品率較高，成本難以降低。機械編程采用現(xiàn)場連接實體機械，進行在線編程調(diào)試，效率低下。因此，在虛擬空間中對控制程序和產(chǎn)品進行虛擬調(diào)試，以減少生產(chǎn)成本，降低在設(shè)計變?yōu)閷嶓w過程中存在的風(fēng)險。

隨著全球進入工業(yè)4.0時代，傳統(tǒng)制造業(yè)正在向智能化、數(shù)字化轉(zhuǎn)變，數(shù)字孿生通過創(chuàng)建與實體環(huán)境相同的數(shù)字化模型，運用虛擬調(diào)試技術(shù)，早發(fā)現(xiàn)機械結(jié)構(gòu)和控制系統(tǒng)中存在的問題，在物理樣機建造前解決存在的大部分問題，預(yù)測生產(chǎn)目標(biāo)、評估生產(chǎn)效率，為實體生產(chǎn)線的運行、實施和優(yōu)化等提供依據(jù)。

MCD 是數(shù)字孿生技術(shù)中的一種重要的數(shù)字化工具，是集機械、電氣、液壓、氣動、驅(qū)動、自動化和編程等多學(xué)科綜合知識為一體的產(chǎn)品，是一個多學(xué)科技術(shù)融合與虛擬調(diào)試、開發(fā)的技術(shù)平臺。借助 NX MCD 創(chuàng)建機電一體化模型，包括機械零件、傳感器、制動器和運動的設(shè)計，根據(jù)功能模型形成產(chǎn)品的最終裝配、軟件和布局模型。 MCD還可以通過 TC 與上下游系統(tǒng)/工具進行協(xié)同工作。

TIA 是一種采用統(tǒng)一的工程組態(tài)和軟件項目環(huán)境的全集成自動化軟件，可在同一環(huán)境中組態(tài)西門子的所有可編程控制器、驅(qū)動裝置和人機界面。通過建立 TIA 博圖與 MCD 的信號映射，以支持基于模型的虛擬調(diào)試，實現(xiàn)控制系統(tǒng)與機械部件之間的交互。現(xiàn)以 S7-PLCSIM Advanced 高功能仿真器模擬真實 PLC 控制系統(tǒng)，建立 S7-1500 系列 PLC 與 MCD 的通信連接，實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換，在仿真環(huán)境中對機電一體化設(shè)備進行全面驗證與調(diào)試。……