西門子面向機床行業(yè)的虛擬調(diào)試新技術(shù)應(yīng)用

機床在設(shè)計過程包括多種獨立的學科和部門。因此當銷售團隊，結(jié)構(gòu)設(shè)計團隊，電子電氣設(shè)計團隊和自動化設(shè)計團隊試圖在一起工作時，他們面臨著大量的挑戰(zhàn)。最主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

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西門子面向機床行業(yè)的MCD虛擬調(diào)試解決方案就是一個非常完美的技術(shù)方案，推向市場以來，很快得到客戶的應(yīng)用和認可?，F(xiàn)階段西門子面向機床行業(yè)的虛擬調(diào)試解決方案如下圖所示。

在機床虛擬調(diào)試的過程中，現(xiàn)階段主要是采用MCD+Sinumerik 840D SL的方式，將MCD和西門子數(shù)控系統(tǒng)進行虛實連接，完成機床的虛擬調(diào)試，可以調(diào)試的內(nèi)容和實現(xiàn)的功能包括：

仿真的功能：干涉、剛體、加速度等；

驗證的功能：操作順序、NC代碼、PLC代碼等；

定義的功能：功能模型、需求、驅(qū)動和傳感器等；

虛擬調(diào)試的功能：數(shù)字孿生（數(shù)字雙胞胎）驗證、校驗機電概念設(shè)計、可視化呈現(xiàn)等。

 圖2.現(xiàn)階段面向機床行業(yè)的虛擬調(diào)試功能

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隨著新技術(shù)的發(fā)展，西門子以“機床數(shù)字化制造——思考工業(yè)未來！”為主題，在2019年漢諾威國際機床展（EMO）上展示了面向機床行業(yè)的數(shù)字化企業(yè)解決方案。其中新推出數(shù)控系統(tǒng) —— SINUMERIK ONE將虛擬世界和現(xiàn)實世界無縫銜接， SINUMERIK ONE 不僅僅是硬件上的創(chuàng)新，其數(shù)字化雙胞胎可幫助客戶在一個虛擬環(huán)境中對工作流程進行完整的仿真和測試，從而成為數(shù)字化轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵要素。也就是說SINUMERIK ONE將提供一套虛擬的840D數(shù)控系統(tǒng)，用于虛擬調(diào)試的應(yīng)用，這是一個全新的技術(shù)，可以搭建一個虛擬模型+虛擬數(shù)控系統(tǒng)的全虛擬環(huán)境。

使用SINUMERIK ONE "軟件在環(huán)"虛擬調(diào)試仿真解決方案，基于虛擬 SINUMERIK 控制器 Create MyVirtual Machine中的計算機配置，鏈接到仿真模型，而仿真模型使用 SIMIT 和NX MCD軟件工具實現(xiàn)。

圖3.CreateMyVirtual Machine技術(shù)簡介

MCD+CreateMyVirtual Machine的虛擬調(diào)試新技術(shù)主要的技術(shù)架構(gòu)如下圖所示，采用Create MyVirtualMachine /Operate + Create MyVirtual Machine /SIMIT Connector + SIMIT + NX MCD的方式來實現(xiàn)。

圖4.MCD+CreateMyVirtual Machine技術(shù)架構(gòu)

在NXMCD這一端已經(jīng)完全實現(xiàn)了與Create MyVirtual Machine的集成。在MCD的界面中可以直接看到Create MyVirtual Machine的菜單，通過點擊就能完成MCD和數(shù)控系統(tǒng)的連接。見下圖示意。

圖5.MCD+CreateMyVirtual Machine 軟件界面示意

連接完成后就可以進行機床的虛擬調(diào)試。虛擬調(diào)試的場景如下圖示所示。

圖6.MCD+CreateMyVirtual Machine 虛擬調(diào)試場景

CreateMyVirtual Machine /Operate + Create MyVirtual Machine /SIMIT Connector + SIMIT + NX MCD的原理流程和步驟如下圖所示。Create MyVirtual Machine /Operate通過CreateMyVirtual Machine /SIMIT Connector接口與SIMIT進行直接耦合，將NCK的位置、速度、機床配置等信息和PLC的信息以及其余信息傳遞給MCD軟件，MCD軟件則直接讀取和匹配信號，最終快速完成機床的虛擬調(diào)試閉環(huán)。

 圖7.MCD+CreateMyVirtual Machine 流程和步驟

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圖8.MCD+CreateMyVirtual Machine虛擬調(diào)試技術(shù)價值總結(jié)

MCD+CreateMyVirtual Machine MCD 虛擬調(diào)試是一個新技術(shù)應(yīng)用，在原有的解決方案基礎(chǔ)上，實現(xiàn)了全虛擬環(huán)境的仿真調(diào)試，實現(xiàn)了虛擬調(diào)試閉環(huán)，是一個值得嘗試的解決方案，其價值總結(jié)如下：