智能产线单机、单元仿真与调试 胡登洲 张文祥
丛书序
前 言
项目 1
机床的MCD 运动定义
任务1.1 机床模型导入 / 001
1.1.1 E700U 模型导入/ 001
1.1.2 创建加工零件/ 001
1.1.3 将加工零件导入机床中并装配/ 003
1.1.4 练习/ 004
任务1.2 机床刚体属性定义 / 005
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前 言
项目 1
机床的MCD 运动定义
任务1.1 机床模型导入 / 001
1.1.1 E700U 模型导入/ 001
1.1.2 创建加工零件/ 001
1.1.3 将加工零件导入机床中并装配/ 003
1.1.4 练习/ 004
任务1.2 机床刚体属性定义 / 005
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成都航空职业技术学院汽车工程学院党总支副书记，讲师、高级技师，硕士研究生（在读博士）。主要研究方向为汽车智能制造技术和难加工材料切削。以第一作者发表SCI一篇，EI一篇，北大中文核心期刊4篇、省级期刊7篇，授权发明专利2项、实用新型专利8项，做为副主编在机械工业出版社出版《UG NX12.0零基础编程实例教程》一本，主编校本教材2本，主持校级科研项目2项，横向课题到账金额400多万。获评成都市技术能手、优秀教师、优秀共产党员、优秀辅导员、优秀工会干部和优秀工会会员称号。指导学生参加全国职业院校技能大赛机械部件创新设计与制造技能比赛三等奖，“中行杯？四川省职业院校技能大赛”(高职）工业设计技术赛项中荣获一等奖，获得优秀指导教师，四川省教学能力大赛三等奖。
本书以汽车智能制造为方向，内容主要基于UG中的MCD模块进行单机到智能产线虚拟调试操作。第一章到第四章讲解智能制造概述、机床模型导入、机床部件刚体属性定义、机床各轴运动和运动副的控制定义、创建信号关联机床运动部件位置关系、编制数控程序，对单机进行虚拟调试；第五章到第七章讲解导入机器人、物料库、机床、检测设备进行相应的配置并完成产线的虚拟调试。
丛书序
前 言
项目 1
机床的MCD 运动定义
任务1.1 机床模型导入 / 001
1.1.1 E700U 模型导入/ 001
1.1.2 创建加工零件/ 001
1.1.3 将加工零件导入机床中并装配/ 003
1.1.4 练习/ 004
任务1.2 机床刚体属性定义 / 005
1.2.1 刚体定义/ 005
1.2.2 定义X 轴/ 005
1.2.3 定义Z 轴/ 006
1.2.4 定义B 轴/ 006
1.2.5 定义C 轴/ 007
1.2.6 定义机床门刚体/ 008
1.2.7 练习/ 009
任务1.3 机床运动定义（滑动副、铰链副）/ 009
1.3.1 运动定义（滑动副） / 009
1.3.2 定义X 方向滑动副/ 010
1.3.3 定义Y 方向滑动副/ 010
1.3.4 定义Z 方向滑动副/ 011
1.3.5 定义B 轴方向铰链副/ 012
1.3.6 定义C 轴方向铰链副/ 012
1.3.7 定义机床门滑动副/ 013
1.3.8 练习/ 014
任务1.4 机床运动控制运动副/ 015
1.4.1 添加X 轴运动副的位置控制/ 016
1.4.2 添加Y 轴运动副的位置控制/ 016
1.4.3 添加Z 轴运动副的位置控制/ 017
1.4.4 添加B 轴运动副的位置控制/ 017
1.4.5 添加C 轴运动副的位置控制/ 018
1.4.6 添加机床门运动副的位置控制/ 018
1.4.7 练习/ 019
任务1.5 创建信号表关联位置控制/ 020
1.5.1 创建信号表/ 020
1.5.2 创建X 轴信号/ 021
1.5.3 创建Y 轴信号/ 021
1.5.4 创建Z 轴信号/ 021
1.5.5 创建B 轴信号/ 022
1.5.6 创建C 轴信号/ 023
1.5.7 练习/ 024
任务1.6 创建机床开关门信号/ 024
1.6.1 创建主门信号/ 024
1.6.2 创建进给信号/ 025
任务1.7 创建仿真序列绑定信号/ 026
1.7.1 创建主门控制仿真序列/ 026
1.7.2 创建进给门控制仿真序列/ 027
1.7.3 练习/ 028
项目 2
TNC640 加工程序
编写
任务2.1 基本组态/ 029
2.1.1 标准坐标定义/ 029
2.1.2 键盘功能说明/ 030
2.1.3 机床确认掉电信息和移至原点/ 032
2.1.4 设置刀具/ 033
2.1.5 控制主轴和冷却液的M 功能/ 035
任务2.2 创建加工程序/ 035
2.2.1 新建程序/ 035
2.2.2 定义工件毛坯尺寸/ 036
2.2.3 工件加工的刀具运动编程/ 037
2.2.4 路径轮廓——直角坐标/ 039
任务2.3 仿真运行/ 043
2.3.1 测试运行/ 043
2.3.2 程序运行/ 044
任务2.4 系统功能设置/ 046
2.4.1 IP 设置/ 046
2.4.2 PLC 设置（I/O 表）/ 049
2.4.3 练习/ 051
项目 3
单机虚拟调试
任务3.1 MCD 调试准备/ 052
3.1.1 NX 配置TCP/ 052
3.1.2 NX 信号映射/ 053
任务3.2 TNC640 准备调试/ 053
3.2.1 打开PLC 设置/ 053
3.2.2 RS 中间件/ 053
任务3.3 虚拟调试/ 055
项目 4
机器人MCD 运动定义
任务4.1 机器人在MCD 中的数字化模型/ 056
4.1.1 模型导入/ 056
4.1.2 机器人刚体属性定义/ 058
4.1.3 机器人夹具握爪定义/ 060
4.1.4 机器人运动定义（铰链副）/ 061
4.1.5 机器人运动控制驱动（位置控制）/ 063
4.1.6 创建信号关联机器人驱动/ 064
4.1.7 练习/ 067
任务4.2 机床在MCD 中的数字化模型/ 067
4.2.1 模型导入/ 067
4.2.2 机床刚体属性定义/ 068
4.2.3 机床运动定义（滑动副）/ 069
4.2.4 机床门运动控制驱动（位置控制）/ 070
4.2.5 创建信号并关联机床门驱动/ 070
4.2.6 添加运行时表达式检测机床开关门/ 072
4.2.7 练习/ 073
任务4.3 检测机在MCD 中的数字化模型/ 073
4.3.1 模型导入/ 073
4.3.2 检测机刚体属性定义/ 074
4.3.3 检测机运动定义（滑动副）/ 076
4.3.4 检测机运动控制（位置控制）/ 078
4.3.5 仿真序列控制检测机检测/ 079
4.3.6 练习/ 081
任务4.4 电极料架在MCD 的数字化模型/ 081
4.4.1 模型导入/ 081
4.4.2 电极料架刚体属性定义/ 082
4.4.3 固定电极座/ 083
4.4.4 练习/ 084
任务4.5 创建总装配/ 084
4.5.1 绘制地板/ 084
4.5.2 添加组件/ 084
4.5.3 进入MCD 模块/ 085
项目 5
RobotStudio 机器人
路径规划
任务5.1 基本组态/ 086
5.1.1 新建项目/ 086
5.1.2 添加机器人/ 086
5.1.3 添加系统/ 087
5.1.4 示教器简单操作/ 089
5.1.5 练习/ 091
任务5.2 信号创建及交互/ 091
5.2.1 添加I/O 板卡/ 091
5.2.2 添加I/O 信号/ 093
5.2.3 PROFINET 网络设置/ 095
5.2.4 练习/ 098
任务5.3 添加与PLC 通信信号/ 098
5.3.1 添加信号/ 098
5.3.2 输入信号与系统信号关联/ 099
5.3.3 练习/ 101
任务5.4 在示教器中添加程序/ 102
5.4.1 添加初始化程序/ 102
5.4.2 设置开机启动项/ 104
5.4.3 导入标准区域块程序模块/ 105
5.4.4 练习/ 106
任务5.5 RobotStudio 数据备份/ 106
5.5.1 RobotStudio 文件共享/ 106
5.5.2 机器人备份导入/ 107
项目 6
PLC 控制程序与HMI
画面组态
任务6.1 工艺流程分析/ 109
任务6.2 I/O 表分配/ 109
任务6.3 PLC 项目创建/ 111
6.3.1 PLC 组态及HMI 组态/ 111
6.3.2 PLC 硬件属性设置/ 115
6.3.3 练习/ 116
任务6.4 PLC 程序编写/ 117
6.4.1 21 机器人控制程序（FC21）/ 117
6.4.2 201 从料架取零件（FC201）/ 118
6.4.3 202 放零件到机床（FC202）/ 118
6.4.4 203 从机床取零件（FC203）/ 118
6.4.5 204 放零件到测量机（FC204）/ 119
6.4.6 205 测量机开始测量（FC205）/ 119
6.4.7 206 从测量机取零件（FC206）/ 120
6.4.8 207 加工完成放回零件（FC207）/ 120
6.4.9 练习/ 121
任务6.5 HMI 画面组态/ 121
6.5.1 画面创建/ 121
6.5.2 基本画面/ 121
6.5.3 绑定变量/ 121
6.5.4 练习/ 122
项目 7
智能产线虚拟调试
任务7.1 PLC 调试准备/ 124
7.1.1 启动 PLC 的OPC UA 服务器及设置
参数/ 124
7.1.2 启动虚拟PLC（Advanced）/ 125
7.1.3 PLC 程序下载/ 126
7.1.4 程序在线与监视/ 128
7.1.5 HMI 界面仿真/ 129
7.1.6 练习/ 131
任务7.2 MCD 调试准备/ 131
7.2.1 NX 配置OPC UA/ 131
7.2.2 NX 信号映射/ 134
7.2.3 练习/ 134
任务7.3 机器人准备调试/ 134
7.3.1 准备机器人环境/ 134
7.3.2 RS 中间件/ 135
7.3.3 练习/ 136
任务7.4 虚拟调试/ 136
7.4.1 机器人的程序调试/ 136
7.4.2 PLC 调试/ 138
7.4.3 MCD 仿真/ 140
7.4.4 最终效果/ 141
参 考 文 献/ 142
^ 收 起
前 言
项目 1
机床的MCD 运动定义
任务1.1 机床模型导入 / 001
1.1.1 E700U 模型导入/ 001
1.1.2 创建加工零件/ 001
1.1.3 将加工零件导入机床中并装配/ 003
1.1.4 练习/ 004
任务1.2 机床刚体属性定义 / 005
1.2.1 刚体定义/ 005
1.2.2 定义X 轴/ 005
1.2.3 定义Z 轴/ 006
1.2.4 定义B 轴/ 006
1.2.5 定义C 轴/ 007
1.2.6 定义机床门刚体/ 008
1.2.7 练习/ 009
任务1.3 机床运动定义（滑动副、铰链副）/ 009
1.3.1 运动定义（滑动副） / 009
1.3.2 定义X 方向滑动副/ 010
1.3.3 定义Y 方向滑动副/ 010
1.3.4 定义Z 方向滑动副/ 011
1.3.5 定义B 轴方向铰链副/ 012
1.3.6 定义C 轴方向铰链副/ 012
1.3.7 定义机床门滑动副/ 013
1.3.8 练习/ 014
任务1.4 机床运动控制运动副/ 015
1.4.1 添加X 轴运动副的位置控制/ 016
1.4.2 添加Y 轴运动副的位置控制/ 016
1.4.3 添加Z 轴运动副的位置控制/ 017
1.4.4 添加B 轴运动副的位置控制/ 017
1.4.5 添加C 轴运动副的位置控制/ 018
1.4.6 添加机床门运动副的位置控制/ 018
1.4.7 练习/ 019
任务1.5 创建信号表关联位置控制/ 020
1.5.1 创建信号表/ 020
1.5.2 创建X 轴信号/ 021
1.5.3 创建Y 轴信号/ 021
1.5.4 创建Z 轴信号/ 021
1.5.5 创建B 轴信号/ 022
1.5.6 创建C 轴信号/ 023
1.5.7 练习/ 024
任务1.6 创建机床开关门信号/ 024
1.6.1 创建主门信号/ 024
1.6.2 创建进给信号/ 025
任务1.7 创建仿真序列绑定信号/ 026
1.7.1 创建主门控制仿真序列/ 026
1.7.2 创建进给门控制仿真序列/ 027
1.7.3 练习/ 028
项目 2
TNC640 加工程序
编写
任务2.1 基本组态/ 029
2.1.1 标准坐标定义/ 029
2.1.2 键盘功能说明/ 030
2.1.3 机床确认掉电信息和移至原点/ 032
2.1.4 设置刀具/ 033
2.1.5 控制主轴和冷却液的M 功能/ 035
任务2.2 创建加工程序/ 035
2.2.1 新建程序/ 035
2.2.2 定义工件毛坯尺寸/ 036
2.2.3 工件加工的刀具运动编程/ 037
2.2.4 路径轮廓——直角坐标/ 039
任务2.3 仿真运行/ 043
2.3.1 测试运行/ 043
2.3.2 程序运行/ 044
任务2.4 系统功能设置/ 046
2.4.1 IP 设置/ 046
2.4.2 PLC 设置（I/O 表）/ 049
2.4.3 练习/ 051
项目 3
单机虚拟调试
任务3.1 MCD 调试准备/ 052
3.1.1 NX 配置TCP/ 052
3.1.2 NX 信号映射/ 053
任务3.2 TNC640 准备调试/ 053
3.2.1 打开PLC 设置/ 053
3.2.2 RS 中间件/ 053
任务3.3 虚拟调试/ 055
项目 4
机器人MCD 运动定义
任务4.1 机器人在MCD 中的数字化模型/ 056
4.1.1 模型导入/ 056
4.1.2 机器人刚体属性定义/ 058
4.1.3 机器人夹具握爪定义/ 060
4.1.4 机器人运动定义（铰链副）/ 061
4.1.5 机器人运动控制驱动（位置控制）/ 063
4.1.6 创建信号关联机器人驱动/ 064
4.1.7 练习/ 067
任务4.2 机床在MCD 中的数字化模型/ 067
4.2.1 模型导入/ 067
4.2.2 机床刚体属性定义/ 068
4.2.3 机床运动定义（滑动副）/ 069
4.2.4 机床门运动控制驱动（位置控制）/ 070
4.2.5 创建信号并关联机床门驱动/ 070
4.2.6 添加运行时表达式检测机床开关门/ 072
4.2.7 练习/ 073
任务4.3 检测机在MCD 中的数字化模型/ 073
4.3.1 模型导入/ 073
4.3.2 检测机刚体属性定义/ 074
4.3.3 检测机运动定义（滑动副）/ 076
4.3.4 检测机运动控制（位置控制）/ 078
4.3.5 仿真序列控制检测机检测/ 079
4.3.6 练习/ 081
任务4.4 电极料架在MCD 的数字化模型/ 081
4.4.1 模型导入/ 081
4.4.2 电极料架刚体属性定义/ 082
4.4.3 固定电极座/ 083
4.4.4 练习/ 084
任务4.5 创建总装配/ 084
4.5.1 绘制地板/ 084
4.5.2 添加组件/ 084
4.5.3 进入MCD 模块/ 085
项目 5
RobotStudio 机器人
路径规划
任务5.1 基本组态/ 086
5.1.1 新建项目/ 086
5.1.2 添加机器人/ 086
5.1.3 添加系统/ 087
5.1.4 示教器简单操作/ 089
5.1.5 练习/ 091
任务5.2 信号创建及交互/ 091
5.2.1 添加I/O 板卡/ 091
5.2.2 添加I/O 信号/ 093
5.2.3 PROFINET 网络设置/ 095
5.2.4 练习/ 098
任务5.3 添加与PLC 通信信号/ 098
5.3.1 添加信号/ 098
5.3.2 输入信号与系统信号关联/ 099
5.3.3 练习/ 101
任务5.4 在示教器中添加程序/ 102
5.4.1 添加初始化程序/ 102
5.4.2 设置开机启动项/ 104
5.4.3 导入标准区域块程序模块/ 105
5.4.4 练习/ 106
任务5.5 RobotStudio 数据备份/ 106
5.5.1 RobotStudio 文件共享/ 106
5.5.2 机器人备份导入/ 107
项目 6
PLC 控制程序与HMI
画面组态
任务6.1 工艺流程分析/ 109
任务6.2 I/O 表分配/ 109
任务6.3 PLC 项目创建/ 111
6.3.1 PLC 组态及HMI 组态/ 111
6.3.2 PLC 硬件属性设置/ 115
6.3.3 练习/ 116
任务6.4 PLC 程序编写/ 117
6.4.1 21 机器人控制程序（FC21）/ 117
6.4.2 201 从料架取零件（FC201）/ 118
6.4.3 202 放零件到机床（FC202）/ 118
6.4.4 203 从机床取零件（FC203）/ 118
6.4.5 204 放零件到测量机（FC204）/ 119
6.4.6 205 测量机开始测量（FC205）/ 119
6.4.7 206 从测量机取零件（FC206）/ 120
6.4.8 207 加工完成放回零件（FC207）/ 120
6.4.9 练习/ 121
任务6.5 HMI 画面组态/ 121
6.5.1 画面创建/ 121
6.5.2 基本画面/ 121
6.5.3 绑定变量/ 121
6.5.4 练习/ 122
项目 7
智能产线虚拟调试
任务7.1 PLC 调试准备/ 124
7.1.1 启动 PLC 的OPC UA 服务器及设置
参数/ 124
7.1.2 启动虚拟PLC（Advanced）/ 125
7.1.3 PLC 程序下载/ 126
7.1.4 程序在线与监视/ 128
7.1.5 HMI 界面仿真/ 129
7.1.6 练习/ 131
任务7.2 MCD 调试准备/ 131
7.2.1 NX 配置OPC UA/ 131
7.2.2 NX 信号映射/ 134
7.2.3 练习/ 134
任务7.3 机器人准备调试/ 134
7.3.1 准备机器人环境/ 134
7.3.2 RS 中间件/ 135
7.3.3 练习/ 136
任务7.4 虚拟调试/ 136
7.4.1 机器人的程序调试/ 136
7.4.2 PLC 调试/ 138
7.4.3 MCD 仿真/ 140
7.4.4 最终效果/ 141
参 考 文 献/ 142
^ 收 起
成都航空职业技术学院汽车工程学院党总支副书记，讲师、高级技师，硕士研究生（在读博士）。主要研究方向为汽车智能制造技术和难加工材料切削。以第一作者发表SCI一篇，EI一篇，北大中文核心期刊4篇、省级期刊7篇，授权发明专利2项、实用新型专利8项，做为副主编在机械工业出版社出版《UG NX12.0零基础编程实例教程》一本，主编校本教材2本，主持校级科研项目2项，横向课题到账金额400多万。获评成都市技术能手、优秀教师、优秀共产党员、优秀辅导员、优秀工会干部和优秀工会会员称号。指导学生参加全国职业院校技能大赛机械部件创新设计与制造技能比赛三等奖，“中行杯？四川省职业院校技能大赛”(高职）工业设计技术赛项中荣获一等奖，获得优秀指导教师，四川省教学能力大赛三等奖。
本书以汽车智能制造为方向，内容主要基于UG中的MCD模块进行单机到智能产线虚拟调试操作。第一章到第四章讲解智能制造概述、机床模型导入、机床部件刚体属性定义、机床各轴运动和运动副的控制定义、创建信号关联机床运动部件位置关系、编制数控程序，对单机进行虚拟调试；第五章到第七章讲解导入机器人、物料库、机床、检测设备进行相应的配置并完成产线的虚拟调试。
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