基于MCD的包裝流水線(xiàn)虛擬仿真及監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf

1、為了滿(mǎn)足機(jī)電一體化產(chǎn)品對(duì)機(jī)械制造行業(yè)虛擬仿真及監(jiān)控設(shè)計(jì)的需求，西門(mén)子工業(yè)軟件有限公司根據(jù)目前行業(yè)現(xiàn)狀以及廣泛的市場(chǎng)調(diào)研，提出了機(jī)電一體化概念設(shè)計(jì)（Mechatronics Concept Design, MCD）解決方案，并結(jié)合計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件UG NX開(kāi)發(fā)出了MCD虛擬仿真平臺(tái)。本文基于MCD平臺(tái)進(jìn)行包裝流水線(xiàn)虛擬仿真及監(jiān)控設(shè)計(jì)，本文設(shè)計(jì)的流水線(xiàn)系統(tǒng)是虛擬仿真的，但控制系統(tǒng)是實(shí)物的。本文設(shè)計(jì)的系統(tǒng)基于兩個(gè)目的。一是幫助設(shè)計(jì)人員進(jìn)行包

2、裝流水線(xiàn)的設(shè)計(jì)，由于MCD平臺(tái)對(duì)包裝流水線(xiàn)虛擬仿真是基于3D平臺(tái)系統(tǒng)，因此設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)過(guò)程中可精確地看到流水線(xiàn)中各個(gè)環(huán)節(jié)的內(nèi)部構(gòu)件以及機(jī)構(gòu)的所有運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。二是該系統(tǒng)可用于三維動(dòng)畫(huà)的實(shí)時(shí)監(jiān)控， MCD在虛擬監(jiān)控方面比傳統(tǒng)視窗控制中心(WinCC)監(jiān)控效果更加清晰直觀(guān)，能夠清晰地對(duì)流水線(xiàn)各個(gè)環(huán)節(jié)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)實(shí)時(shí)跟蹤和控制。
　　本文首先對(duì)虛擬仿真及監(jiān)控系統(tǒng)和包裝流水線(xiàn)仿真及監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)進(jìn)行分析與總結(jié)，對(duì)西門(mén)子MCD平臺(tái)在包裝

3、流水線(xiàn)上應(yīng)用時(shí)存在的問(wèn)題進(jìn)行分析并提出解決方案。然后研究基于MCD的包裝流水線(xiàn)虛擬仿真監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的兩個(gè)主要問(wèn)題，即仿真模型設(shè)計(jì)和模型監(jiān)控設(shè)計(jì)。仿真模型設(shè)計(jì)主要利用產(chǎn)品生命周期管理軟件Team center建立包裝流水線(xiàn)的需求、功能、邏輯模型結(jié)構(gòu)，在MCD平臺(tái)上根據(jù)實(shí)際流水線(xiàn)的運(yùn)動(dòng)場(chǎng)景，進(jìn)行模型的建立、物理屬性及運(yùn)動(dòng)屬性的定義。為了能夠?qū)崿F(xiàn)模型與硬件數(shù)據(jù)交互進(jìn)而完成監(jiān)控的目的，在模型構(gòu)建過(guò)程中，本文沒(méi)有采用傳統(tǒng)的堆積方式建立模型，而是

4、提出運(yùn)用草圖拉伸方式優(yōu)化模型，通過(guò)對(duì)碰撞體與剛體的合理選取，對(duì)流水線(xiàn)模型進(jìn)行物理屬性的改進(jìn)；通過(guò)運(yùn)用基于事件的仿真序列重新定義運(yùn)動(dòng)屬性。模型監(jiān)控設(shè)計(jì)主要利用MCD平臺(tái)提供的軟件接口完成對(duì)包裝流水線(xiàn)虛擬仿真系統(tǒng)和實(shí)際的PLC軟硬件系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)流水線(xiàn)的監(jiān)控。目前MCD與PLC進(jìn)行通信過(guò)程中尚不能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的完整交互，本文在總結(jié)MCD虛擬仿真平臺(tái)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，提出運(yùn)用XML技術(shù)實(shí)現(xiàn)虛擬仿真模型與PLC輸入/輸出（I/O）數(shù)據(jù)之間的