智能生产线数字化规划与仿真-PDPS工程应用技术基础 课件 项目1 PDPS软件的基础应用

智能生产线数字化规划与仿真—PDPS工程应用技术基础项目1PDPS软件的基础应用如何实现规模化定制，从而既能满足客户的个性化需求，又能控制生产成本，是企业当前普遍遭遇的挑战。为了应对这些挑战，制造商需要利用企业知识和产品的三维模型及相关资源，以虚拟方式对制造流程进行事先验证。制造工程师能在其中重用、创建和验证制造流程序列来仿真真实的过程，优化生产周期和节拍，这样将大大减少试错的成本，并且可以不断调优，助力定制产品的快速生产上市。TECNOMATIXPDPS软件为生产线的虚拟仿真验证提供了强大支持。1）了解TECNOMATIXPDPS软件的功能和应用场景。2）掌握智能生产线数字化模型的转换与预处理方法。3）掌握PDPS工程的建立与保存方法。【项目引入】【学习目标】【教学重点】研判新闻价值，设计并实施采访。【教学难点】掌握采访提问方法。【教学方式】分组讨论；小组代表发言；分组实践。任务1.1TECNOMATIXPDPS软件的认知任务1.2智能产线数字化模型的转换与预处理任务1.3PD工程项目基础操作1.1.1PDPS简介1.1.2PDPS项目实施过程1.2.1从CAD软件导出轻量化格式文件1.2.2使用第三方工具软件进行格式转换1.2.3目标数模文件的预处理1.3.1PD工程项目的创建1.3.2PD工程项目的保存1.3.3PD工程项目的打开任务1.1

TECNOMATIXPDPS软件的认知1.1.1PDPS简介1.1.1PDPS简介Tecnomatix是西门子公司一套全面的数字化制造解决方案，PDPS是ProcessDesigner&ProcessSimulate的简称，是Tecnomatix下的产品之一。PDPS包含两个不同功能的软件模块，即PD（ProcessDesigner的简称）和PS（ProcessSimulate的简称）。PD的主要功能是数据管理与工艺规划，PS的主要功能是实现仿真验证与离线编程。1.1.1PDPS简介 PDPS可以为生产企业提供多种以下便利： 1）协助工艺人员进行工艺方案设计和验证； 2）协助设计人员完成工装夹具、焊钳等生产设备的干涉性验证与修改； 3）通过工业机器人可达性验证以及负载计算，为工业机器人选型提供参考依据； 4）使生产过程可视化，提前预知和排除风险点，提高生产的良品率； 5）优化工艺路径，使工作节拍满足生产需求；1.1.1PDPS简介6）模拟多种生产场景，将生产风险降到最低；7）可输出工业机器人离线程序，大大提高工业机器人调试的工作效率；8）通过模拟人在生产过程中的劳动场景，提供人因工程的评价；9）通过模拟产品生命周期中真实的流程来提高流程质量；10）在虚拟环境中对生产设备和PLC程序进行早期调试和验证。1.1.1PDPS简介PDPS具有多种功能模块，这些功能模块所提供的方案能够使现场的工艺问题在数字化环境下提前得到分析和处理，从而缩短产品工艺准备周期，提高工艺设计质量。1.虚拟装配仿真分析包含装配环境因素的装配过程，避免动态过程中可能的干涉。2.装配路径自动计算通过系统自动计算零件安装到装配位置的位移和转动，可保证零件在装配过程中不与周围工装、其他零件等实体发生干涉。3.人因工程分析通过精确的人体仿真，可以开发更安全、更符合人机工程学原理的人工操作。4.工业机器人仿真和离线编程为工业机器人的应用开发工艺流程并进行仿真，生成已充分验证的工业机器人离线程序并下载到实体工业机器人中。5.生产线虚拟试运行方便的与PLC通信，实现虚拟生产过程验证、工业机器人程序验证、安全互锁测试、执行系统诊断测试等功能。6.生产线节拍平衡

分析每个工序的节拍时间，调整工序间的负荷分配，使各个工序达到能力平衡。1.1.2PDPS项目实施过程1.1.2PDPS项目实施过程PDPS项目实施过程大致可以分为四个。1.数据整理1）数字模型及制造特征数据导入，形成工程库。2）定制工艺操作库。3）构建产品对象。4）创建孪生的生产资源树与工艺操作树。2.工艺流程初步规划1）根据工艺设计要求选择合适的生产设备分配到生产资源树中所对应的工作站之中。2）根据工艺设计要求选择合适的工艺操作分配到工艺操作树中所对应的工作站之中。3）根据工艺设计要求创建产品的生产工艺流程。4）将制造特征数据与产品进行关联并分配到对应的工作站之中。5）根据工艺设计要求对生产资源进行规划布局。6）建立PS示教接口进行工艺仿真及虚拟调试。3.工艺流程仿真验证1）对所有需要执行动作的生产设备进行运动学定义。2）定义生产设备执行工艺操作所需要的动作姿态。3）对工业机器人的末端执行器进行工具定义并根据需要安装。4）详细规划工业机器人的工艺路径及其他生产设备的工艺操作，并进行仿真验证。5）对生产线整体工艺过程进行仿真验证并调整优化。4.虚拟调试1）生产线仿真模式下创建物料流，以便产品零件对象在工艺流程中正确显示。2）定义传感器和智能组件，使生产设备能够在外部信号控制下执行工艺动作。3）工业机器人交互信号设定与多工艺路径程序编写。4）建立PS与PLC之间的连接，通过运行PLC程序来控制PS中的生产线工艺流程运转。任务1.2

智能产线数字化模型的转换与预处理1.2.1从CAD软件导出轻量化格式文件1.2.1从CAD软件导出轻量化格式文件在NX中创建的数字模型，其默认保存格式是PRT文件，需要选择软件主界面“文件”菜单→“导出”→JT命令进行保存。1.2.1从CAD软件导出轻量化格式文件

在弹出的“导出JT”对话框中可以对导出文件进行设置。在“文件”选项卡的“输出文件”选项中设定输出文件的路径和文件名称，并在“组织JT文件”选项的下拉列表框中选择“作为单个文件”，其余设置保持默认。1.2.2使用第三方工具软件进行格式转换打开CrossManager软件后，在软件主界面单击“添加文件”按钮，把需要转换的文件加载进来。数字模型文件添加完毕后，在“输入格式”选项的下拉列表框中选择数字模型文件的类型，比如UGNX3D格式；在“输出格式”选项的下拉列表框中选择PDPS所使用的JT文件格式；在“输出到文件夹”选项的文本框中设置转换后的文件存放路径。1.2.2使用第三方工具软件进行格式转换所有设置完毕后在软件主界面单击“执行转换”按钮，等待文件转换成功后，软件主界面列表框中文件所对应的状态栏会显示“确认”字样。1.2.3目标数模文件的预处理JT格式的数字模型文件在PDPS中不能直接使用，需要将生产线每个对象的JT格式文件存放到各自独立的文件夹下，同时这个文件夹名字的后缀必须是.cojt才会被PDPS所识别。任务1.3

PD工程项目基础操作1.3.1PD工程项目的创建在Windows操作系统中找到ProcessDesigner快捷方式以打开PD软件。在弹出的登录界面中，Username文本框内键入用户名，Password文本框内键入密码，然后单击OK按钮即可进入PD软件主界面。1.打开PD软件1.PD软件主界面介绍PD软件主界面实际是由很多窗口组合而成，如图所显示的是默认标准配置下的窗口布局形式。1.PD软件主界面介绍软件主界面的上方的是菜单栏。底部则是状态信息显示栏。软件主界面的左侧由NavigationTree（导航树）窗口、OperationTree（操作树）窗口、RelationViewer（关联查看器）窗口组成，其中NavigationTree窗口、OperationTree窗口叠加成一个合成窗口处于RelationViewer窗口上方。软件主界面的中间是GraphicViewer（图形观察器）窗口，用来显示三维数字模型场景。GraphicViewer窗口内的上方上还悬浮着GraphicViewer工具栏，该工具栏包含了关于图形对象的常用操作功能按钮。GraphicViewer窗口内的左下侧是视图导航立方体，用于快速切换视图到所选择的视角以显示和观察对象。软件主界面的右侧由ProductTree（产品树）窗口和ResourceTree（资源树）窗口组成，这两个窗口叠加在一起，以合成窗口的形式位于软件主界面的右侧。1.PD软件主界面介绍在软件主界面→View菜单→ScreenLayout栏→LayoutManager下内置了多种布局设置方案，用户可以根据自己的需要来定制各种窗口显示与否以及它们的位置和大小。2.设置系统根目录路径选择软件主界面File菜单→Options命令或是按〈F6〉键，打开Options对话框。2.设置系统根目录路径在SystemRoot选项区中设定本工程项目所使用的SystemRoot路径。小贴士：目前PDPS仅支持英文路径，如果路径中包含中文，打开工程项目时PD软件会报错；SystemRoot路径内必须囊括工程项目中所用到的所有对象文件，否则PD软件会报告找不到相关对象文件。3.创建工程项目设定SystemRoot路径完毕后，选择软件主界面File菜单→Project→NewProject命令以新建工程项目。3.创建工程项目在弹出的NewProject对话框中，NewProjectName文本框内键入工程项目名称，比如myline，然后单击OK按钮，以完成工程项目的创建。1.3.2PD工程项目的保存1.保存工程项目到本地数据库在软件主界面的NavigationTree窗口中单击选中工程项目的根节点，再选择软件主界面File菜单→SaveScenario指令，即可将工程项目数据保存在计算机本地数据库中。2.导出工程项目数据标记文件在软件主界面的NavigationTree窗口中单击选中工程项目的根节点，再选择软件主界面Preparation菜单→Export栏→ExportProject命令，在弹出的Export对话框中，设定工程项目数据标记文件保存的路径和名称，然后单击Export对话框的“保存”按钮，以完成PD工程项目数据的导出保存。3.导出工程项目压缩文件在软件主界面的NavigationTree窗口中单击选中工程项目根节点，再选择软件主界面File菜单→Import/Export→PackandGoExport命令。3.导出工程项目压缩文件在弹出的ExportPackandGo向导对话框中，用户可以根据向导逐步进行设置，一般只需保持默认设置并单击Next按钮进入下一步即可。需要注意的是，必须在2.1ExportOption步骤的ZipFile选项区的Location选项中设定压缩文件存放的路径和名称。3.导出工程项目压缩文件并在2.3Files步骤的AdditionalFiles选项区中单击AddFolder按钮添加当前工程项目的SystemRoot路径，以便将当前工程项目的所有对象文件作为附加文件添加到所要导出的压缩文件中。1.3.3PD工程项目的打开1.通过本地数据库打开工程项目选择软件主界面File菜单→OpenProject命令。1.通过本地数据库打开工程项目在弹出的OpenProject对话框中，单击ProjectsList列表框内所需打开的工程项目，然后单击OK按钮即可打开该工程项目。2.通过数据标记文件导入工程项目选择软件主界面Preparation菜单→Import栏→ImportProject命令，然后在弹出的对话框中找到工程项目对应的数据标记文件（.xml文件），再单击对话框中的Import按钮，以完成工程项目数据的导入。3.通过压缩文件导入工程项目在软件主界面的NavigationTree窗口中单击选中工程项目，再选择软件主界面File菜单→Import/Export→PackandGoImport命令。3.通