智能生產(chǎn)線數(shù)字化規(guī)劃與仿真-PDPS工程應(yīng)用技術(shù)基礎(chǔ) 課件 項目1 PDPS軟件的基礎(chǔ)應(yīng)用

智能生產(chǎn)線數(shù)字化規(guī)劃與仿真—PDPS工程應(yīng)用技術(shù)基礎(chǔ)項目1PDPS軟件的基礎(chǔ)應(yīng)用如何實現(xiàn)規(guī)模化定制，從而既能滿足客戶的個性化需求，又能控制生產(chǎn)成本，是企業(yè)當(dāng)前普遍遭遇的挑戰(zhàn)。為了應(yīng)對這些挑戰(zhàn)，制造商需要利用企業(yè)知識和產(chǎn)品的三維模型及相關(guān)資源，以虛擬方式對制造流程進行事先驗證。制造工程師能在其中重用、創(chuàng)建和驗證制造流程序列來仿真真實的過程，優(yōu)化生產(chǎn)周期和節(jié)拍，這樣將大大減少試錯的成本，并且可以不斷調(diào)優(yōu)，助力定制產(chǎn)品的快速生產(chǎn)上市。TECNOMATIXPDPS軟件為生產(chǎn)線的虛擬仿真驗證提供了強大支持。1）了解TECNOMATIXPDPS軟件的功能和應(yīng)用場景。2）掌握智能生產(chǎn)線數(shù)字化模型的轉(zhuǎn)換與預(yù)處理方法。3）掌握PDPS工程的建立與保存方法?！卷椖恳搿俊緦W(xué)習(xí)目標(biāo)】【教學(xué)重點】研判新聞價值，設(shè)計并實施采訪?！窘虒W(xué)難點】掌握采訪提問方法?！窘虒W(xué)方式】分組討論；小組代表發(fā)言；分組實踐。任務(wù)1.1TECNOMATIXPDPS軟件的認知任務(wù)1.2智能產(chǎn)線數(shù)字化模型的轉(zhuǎn)換與預(yù)處理任務(wù)1.3PD工程項目基礎(chǔ)操作1.1.1PDPS簡介1.1.2PDPS項目實施過程1.2.1從CAD軟件導(dǎo)出輕量化格式文件1.2.2使用第三方工具軟件進行格式轉(zhuǎn)換1.2.3目標(biāo)數(shù)模文件的預(yù)處理1.3.1PD工程項目的創(chuàng)建1.3.2PD工程項目的保存1.3.3PD工程項目的打開任務(wù)1.1

TECNOMATIXPDPS軟件的認知1.1.1PDPS簡介1.1.1PDPS簡介Tecnomatix是西門子公司一套全面的數(shù)字化制造解決方案，PDPS是ProcessDesigner&ProcessSimulate的簡稱，是Tecnomatix下的產(chǎn)品之一。PDPS包含兩個不同功能的軟件模塊，即PD（ProcessDesigner的簡稱）和PS（ProcessSimulate的簡稱）。PD的主要功能是數(shù)據(jù)管理與工藝規(guī)劃，PS的主要功能是實現(xiàn)仿真驗證與離線編程。1.1.1PDPS簡介 PDPS可以為生產(chǎn)企業(yè)提供多種以下便利： 1）協(xié)助工藝人員進行工藝方案設(shè)計和驗證； 2）協(xié)助設(shè)計人員完成工裝夾具、焊鉗等生產(chǎn)設(shè)備的干涉性驗證與修改； 3）通過工業(yè)機器人可達性驗證以及負載計算，為工業(yè)機器人選型提供參考依據(jù)； 4）使生產(chǎn)過程可視化，提前預(yù)知和排除風(fēng)險點，提高生產(chǎn)的良品率； 5）優(yōu)化工藝路徑，使工作節(jié)拍滿足生產(chǎn)需求；1.1.1PDPS簡介6）模擬多種生產(chǎn)場景，將生產(chǎn)風(fēng)險降到最低；7）可輸出工業(yè)機器人離線程序，大大提高工業(yè)機器人調(diào)試的工作效率；8）通過模擬人在生產(chǎn)過程中的勞動場景，提供人因工程的評價；9）通過模擬產(chǎn)品生命周期中真實的流程來提高流程質(zhì)量；10）在虛擬環(huán)境中對生產(chǎn)設(shè)備和PLC程序進行早期調(diào)試和驗證。1.1.1PDPS簡介PDPS具有多種功能模塊，這些功能模塊所提供的方案能夠使現(xiàn)場的工藝問題在數(shù)字化環(huán)境下提前得到分析和處理，從而縮短產(chǎn)品工藝準(zhǔn)備周期，提高工藝設(shè)計質(zhì)量。1.虛擬裝配仿真分析包含裝配環(huán)境因素的裝配過程，避免動態(tài)過程中可能的干涉。2.裝配路徑自動計算通過系統(tǒng)自動計算零件安裝到裝配位置的位移和轉(zhuǎn)動，可保證零件在裝配過程中不與周圍工裝、其他零件等實體發(fā)生干涉。3.人因工程分析通過精確的人體仿真，可以開發(fā)更安全、更符合人機工程學(xué)原理的人工操作。4.工業(yè)機器人仿真和離線編程為工業(yè)機器人的應(yīng)用開發(fā)工藝流程并進行仿真，生成已充分驗證的工業(yè)機器人離線程序并下載到實體工業(yè)機器人中。5.生產(chǎn)線虛擬試運行方便的與PLC通信，實現(xiàn)虛擬生產(chǎn)過程驗證、工業(yè)機器人程序驗證、安全互鎖測試、執(zhí)行系統(tǒng)診斷測試等功能。6.生產(chǎn)線節(jié)拍平衡

分析每個工序的節(jié)拍時間，調(diào)整工序間的負荷分配，使各個工序達到能力平衡。1.1.2PDPS項目實施過程1.1.2PDPS項目實施過程PDPS項目實施過程大致可以分為四個。1.數(shù)據(jù)整理1）數(shù)字模型及制造特征數(shù)據(jù)導(dǎo)入，形成工程庫。2）定制工藝操作庫。3）構(gòu)建產(chǎn)品對象。4）創(chuàng)建孿生的生產(chǎn)資源樹與工藝操作樹。2.工藝流程初步規(guī)劃1）根據(jù)工藝設(shè)計要求選擇合適的生產(chǎn)設(shè)備分配到生產(chǎn)資源樹中所對應(yīng)的工作站之中。2）根據(jù)工藝設(shè)計要求選擇合適的工藝操作分配到工藝操作樹中所對應(yīng)的工作站之中。3）根據(jù)工藝設(shè)計要求創(chuàng)建產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝流程。4）將制造特征數(shù)據(jù)與產(chǎn)品進行關(guān)聯(lián)并分配到對應(yīng)的工作站之中。5）根據(jù)工藝設(shè)計要求對生產(chǎn)資源進行規(guī)劃布局。6）建立PS示教接口進行工藝仿真及虛擬調(diào)試。3.工藝流程仿真驗證1）對所有需要執(zhí)行動作的生產(chǎn)設(shè)備進行運動學(xué)定義。2）定義生產(chǎn)設(shè)備執(zhí)行工藝操作所需要的動作姿態(tài)。3）對工業(yè)機器人的末端執(zhí)行器進行工具定義并根據(jù)需要安裝。4）詳細規(guī)劃工業(yè)機器人的工藝路徑及其他生產(chǎn)設(shè)備的工藝操作，并進行仿真驗證。5）對生產(chǎn)線整體工藝過程進行仿真驗證并調(diào)整優(yōu)化。4.虛擬調(diào)試1）生產(chǎn)線仿真模式下創(chuàng)建物料流，以便產(chǎn)品零件對象在工藝流程中正確顯示。2）定義傳感器和智能組件，使生產(chǎn)設(shè)備能夠在外部信號控制下執(zhí)行工藝動作。3）工業(yè)機器人交互信號設(shè)定與多工藝路徑程序編寫。4）建立PS與PLC之間的連接，通過運行PLC程序來控制PS中的生產(chǎn)線工藝流程運轉(zhuǎn)。任務(wù)1.2

智能產(chǎn)線數(shù)字化模型的轉(zhuǎn)換與預(yù)處理1.2.1從CAD軟件導(dǎo)出輕量化格式文件1.2.1從CAD軟件導(dǎo)出輕量化格式文件在NX中創(chuàng)建的數(shù)字模型，其默認保存格式是PRT文件，需要選擇軟件主界面“文件”菜單→“導(dǎo)出”→JT命令進行保存。1.2.1從CAD軟件導(dǎo)出輕量化格式文件

在彈出的“導(dǎo)出JT”對話框中可以對導(dǎo)出文件進行設(shè)置。在“文件”選項卡的“輸出文件”選項中設(shè)定輸出文件的路徑和文件名稱，并在“組織JT文件”選項的下拉列表框中選擇“作為單個文件”，其余設(shè)置保持默認。1.2.2使用第三方工具軟件進行格式轉(zhuǎn)換打開CrossManager軟件后，在軟件主界面單擊“添加文件”按鈕，把需要轉(zhuǎn)換的文件加載進來。數(shù)字模型文件添加完畢后，在“輸入格式”選項的下拉列表框中選擇數(shù)字模型文件的類型，比如UGNX3D格式；在“輸出格式”選項的下拉列表框中選擇PDPS所使用的JT文件格式；在“輸出到文件夾”選項的文本框中設(shè)置轉(zhuǎn)換后的文件存放路徑。1.2.2使用第三方工具軟件進行格式轉(zhuǎn)換所有設(shè)置完畢后在軟件主界面單擊“執(zhí)行轉(zhuǎn)換”按鈕，等待文件轉(zhuǎn)換成功后，軟件主界面列表框中文件所對應(yīng)的狀態(tài)欄會顯示“確認”字樣。1.2.3目標(biāo)數(shù)模文件的預(yù)處理JT格式的數(shù)字模型文件在PDPS中不能直接使用，需要將生產(chǎn)線每個對象的JT格式文件存放到各自獨立的文件夾下，同時這個文件夾名字的后綴必須是.cojt才會被PDPS所識別。任務(wù)1.3

PD工程項目基礎(chǔ)操作1.3.1PD工程項目的創(chuàng)建在Windows操作系統(tǒng)中找到ProcessDesigner快捷方式以打開PD軟件。在彈出的登錄界面中，Username文本框內(nèi)鍵入用戶名，Password文本框內(nèi)鍵入密碼，然后單擊OK按鈕即可進入PD軟件主界面。1.打開PD軟件1.PD軟件主界面介紹PD軟件主界面實際是由很多窗口組合而成，如圖所顯示的是默認標(biāo)準(zhǔn)配置下的窗口布局形式。1.PD軟件主界面介紹軟件主界面的上方的是菜單欄。底部則是狀態(tài)信息顯示欄。軟件主界面的左側(cè)由NavigationTree（導(dǎo)航樹）窗口、OperationTree（操作樹）窗口、RelationViewer（關(guān)聯(lián)查看器）窗口組成，其中NavigationTree窗口、OperationTree窗口疊加成一個合成窗口處于RelationViewer窗口上方。軟件主界面的中間是GraphicViewer（圖形觀察器）窗口，用來顯示三維數(shù)字模型場景。GraphicViewer窗口內(nèi)的上方上還懸浮著GraphicViewer工具欄，該工具欄包含了關(guān)于圖形對象的常用操作功能按鈕。GraphicViewer窗口內(nèi)的左下側(cè)是視圖導(dǎo)航立方體，用于快速切換視圖到所選擇的視角以顯示和觀察對象。軟件主界面的右側(cè)由ProductTree（產(chǎn)品樹）窗口和ResourceTree（資源樹）窗口組成，這兩個窗口疊加在一起，以合成窗口的形式位于軟件主界面的右側(cè)。1.PD軟件主界面介紹在軟件主界面→View菜單→ScreenLayout欄→LayoutManager下內(nèi)置了多種布局設(shè)置方案，用戶可以根據(jù)自己的需要來定制各種窗口顯示與否以及它們的位置和大小。2.設(shè)置系統(tǒng)根目錄路徑選擇軟件主界面File菜單→Options命令或是按〈F6〉鍵，打開Options對話框。2.設(shè)置系統(tǒng)根目錄路徑在SystemRoot選項區(qū)中設(shè)定本工程項目所使用的SystemRoot路徑。小貼士：目前PDPS僅支持英文路徑，如果路徑中包含中文，打開工程項目時PD軟件會報錯；SystemRoot路徑內(nèi)必須囊括工程項目中所用到的所有對象文件，否則PD軟件會報告找不到相關(guān)對象文件。3.創(chuàng)建工程項目設(shè)定SystemRoot路徑完畢后，選擇軟件主界面File菜單→Project→NewProject命令以新建工程項目。3.創(chuàng)建工程項目在彈出的NewProject對話框中，NewProjectName文本框內(nèi)鍵入工程項目名稱，比如myline，然后單擊OK按鈕，以完成工程項目的創(chuàng)建。1.3.2PD工程項目的保存1.保存工程項目到本地數(shù)據(jù)庫在軟件主界面的NavigationTree窗口中單擊選中工程項目的根節(jié)點，再選擇軟件主界面File菜單→SaveScenario指令，即可將工程項目數(shù)據(jù)保存在計算機本地數(shù)據(jù)庫中。2.導(dǎo)出工程項目數(shù)據(jù)標(biāo)記文件在軟件主界面的NavigationTree窗口中單擊選中工程項目的根節(jié)點，再選擇軟件主界面Preparation菜單→Export欄→ExportProject命令，在彈出的Export對話框中，設(shè)定工程項目數(shù)據(jù)標(biāo)記文件保存的路徑和名稱，然后單擊Export對話框的“保存”按鈕，以完成PD工程項目數(shù)據(jù)的導(dǎo)出保存。3.導(dǎo)出工程項目壓縮文件在軟件主界面的NavigationTree窗口中單擊選中工程項目根節(jié)點，再選擇軟件主界面File菜單→Import/Export→PackandGoExport命令。3.導(dǎo)出工程項目壓縮文件在彈出的ExportPackandGo向?qū)υ捒蛑校脩艨梢愿鶕?jù)向?qū)е鸩竭M行設(shè)置，一般只需保持默認設(shè)置并單擊Next按鈕進入下一步即可。需要注意的是，必須在2.1ExportOption步驟的ZipFile選項區(qū)的Location選項中設(shè)定壓縮文件存放的路徑和名稱。3.導(dǎo)出工程項目壓縮文件并在2.3Files步驟的AdditionalFiles選項區(qū)中單擊AddFolder按鈕添加當(dāng)前工程項目的SystemRoot路徑，以便將當(dāng)前工程項目的所有對象文件作為附加文件添加到所要導(dǎo)出的壓縮文件中。1.3.3PD工程項目的打開1.通過本地數(shù)據(jù)庫打開工程項目選擇軟件主界面File菜單→OpenProject命令。1.通過本地數(shù)據(jù)庫打開工程項目在彈出的OpenProject對話框中，單擊ProjectsList列表框內(nèi)所需打開的工程項目，然后單擊OK按鈕即可打開該工程項目。2.通過數(shù)據(jù)標(biāo)記文件導(dǎo)入工程項目選擇軟件主界面Preparation菜單→Import欄→ImportProject命令，然后在彈出的對話框中找到工程項目對應(yīng)的數(shù)據(jù)標(biāo)記文件（.xml文件），再單擊對話框中的Import按鈕，以完成工程項目數(shù)據(jù)的導(dǎo)入。3.通過壓縮文件導(dǎo)入工程項目在軟件主界面的NavigationTree窗口中單擊選中工程項目，再選擇軟件主界面File菜單→Import/Export→PackandGoImport命令。3.通