DigitalTwinFactory第一章數(shù)字孿生基礎(chǔ)簡介第一節(jié)虛擬仿真基礎(chǔ)知識DesignedByJ&C虛擬仿真的定義與作用020103虛擬仿真技術(shù)是指通過建立與物理世界對等的數(shù)字模型，利用虛擬模型仿真技術(shù)驗(yàn)證設(shè)計(jì)的正確性，優(yōu)選性能參數(shù)，評價(jià)設(shè)備或系統(tǒng)性能，實(shí)現(xiàn)設(shè)備健康狀態(tài)監(jiān)測和預(yù)防性維護(hù)，以及輔助決策等的技術(shù)。虛擬仿真技術(shù)通過視覺、聽覺和觸覺等多種傳感器采集物理系統(tǒng)信息，加載至虛擬系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)虛實(shí)信息實(shí)時(shí)交互和同步運(yùn)行。虛擬仿真技術(shù)可以模擬物理系統(tǒng)行為、現(xiàn)象和過程，再現(xiàn)物理系統(tǒng)運(yùn)行過程或行為，模擬構(gòu)想的系統(tǒng)。虛擬仿真的應(yīng)用場合虛擬仿真技術(shù)在軍事模擬和飛行模擬領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，并逐漸普及到其他領(lǐng)域，如工程設(shè)計(jì)、產(chǎn)品制造、醫(yī)療衛(wèi)生、教育娛樂等。虛擬仿真技術(shù)應(yīng)用范圍廣泛，包括娛樂、教育、培訓(xùn)、工程等領(lǐng)域。虛擬仿真技術(shù)融合虛擬現(xiàn)實(shí)（VirtualReality）：基于計(jì)算機(jī)模擬物理環(huán)境的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，通過手柄、頭戴式顯示器等設(shè)備，將物理世界與用戶隔離，使用戶身臨其境地感受虛擬環(huán)境。虛擬樣機(jī)（VirtualPrototype）：使用計(jì)算機(jī)程序模擬產(chǎn)品或系統(tǒng)物理性能和技術(shù)特征的技術(shù)，可以在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段完成交互式仿真，預(yù)測產(chǎn)品在物理環(huán)境中的功能和性能。虛擬臨床試驗(yàn)（VirtualClinicalTrial）：使用計(jì)算機(jī)程序模擬臨床試驗(yàn)的過程，可以在臨床試驗(yàn)室之外實(shí)施試驗(yàn)，避免試驗(yàn)條件的限制和風(fēng)險(xiǎn)。虛擬實(shí)驗(yàn)室（VirtualLaboratory）：使用計(jì)算機(jī)程序模擬科學(xué)實(shí)驗(yàn)和技術(shù)實(shí)驗(yàn)環(huán)境，可以在實(shí)驗(yàn)室外開展實(shí)驗(yàn)，避免實(shí)驗(yàn)設(shè)備的限制和實(shí)驗(yàn)風(fēng)險(xiǎn)。計(jì)算機(jī)模擬（ComputerSimulation）：使用計(jì)算機(jī)程序模擬物理現(xiàn)象或過程的技術(shù)，包括數(shù)學(xué)模型、算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，模擬特定領(lǐng)域的行為和過程。0103050402虛擬仿真技術(shù)的特性及優(yōu)點(diǎn)虛擬仿真技術(shù)融合了多種技術(shù)，包括仿真技術(shù)、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、計(jì)算機(jī)視覺等，具備沉浸感、交互感、真實(shí)感的基本特性。01虛擬仿真技術(shù)的主要優(yōu)點(diǎn)包括解決需通過破壞性試驗(yàn)或危險(xiǎn)性試驗(yàn)才能決策的實(shí)際問題，縮減試驗(yàn)周期，檢驗(yàn)理論分析結(jié)論的完善性，研發(fā)人員擁有“仿真實(shí)驗(yàn)室”，仿真結(jié)果直觀等。02DigitalTwinFactory第一章虛擬仿真基礎(chǔ)知識第二節(jié)認(rèn)識數(shù)字孿生蕪湖安普機(jī)器人產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院有限公司DesignedByJ&C數(shù)字孿生的基礎(chǔ)概念數(shù)字孿生是通過綜合應(yīng)用物理模型、傳感器數(shù)據(jù)和運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測信息，構(gòu)建一個(gè)涵蓋多學(xué)科、多物理量、多尺度及多概率的仿真系統(tǒng)，在虛擬空間中實(shí)現(xiàn)映射，以此反映對應(yīng)的實(shí)體裝備在其整個(gè)生命周期中的過程。數(shù)字孿生技術(shù)基于云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等先進(jìn)技術(shù)，連接物理世界與虛擬世界，為工業(yè)制造、智能城市、智慧醫(yī)療、航空航天等領(lǐng)域提供了全新的解決方案。數(shù)字孿生的特點(diǎn)分析01數(shù)字孿生的核心優(yōu)勢在于能夠?qū)ξ锢韺ο筮M(jìn)行實(shí)時(shí)的動態(tài)模擬，包括物理實(shí)體的即時(shí)狀態(tài)和外部環(huán)境的變化。02數(shù)字孿生的特性主要圍繞“全生命周期”、“實(shí)時(shí)/近實(shí)時(shí)”以及“雙向交互”這三個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)展開。03數(shù)字孿生技術(shù)具有全生命周期的特點(diǎn)，可以應(yīng)用于產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造和運(yùn)維等全生命周期，通過數(shù)字模型仿真和預(yù)測物理產(chǎn)品，提高產(chǎn)品性能和效率。數(shù)字孿生的本質(zhì)數(shù)字孿生技術(shù)是一種基于信息的建模技術(shù)，通過連接和交互物理世界中的物體、系統(tǒng)或過程與虛擬世界的數(shù)字模型，實(shí)現(xiàn)虛擬和物理兩個(gè)世界之間的信息交流和互動。01數(shù)字孿生技術(shù)的本質(zhì)是關(guān)于建模與仿真技術(shù)，目標(biāo)在于在數(shù)字虛擬環(huán)境中創(chuàng)建出與物理世界中的實(shí)體在行為上完全對應(yīng)的數(shù)字模型。02數(shù)字孿生的發(fā)展歷程01數(shù)字孿生的概念最早由美國航空航天局（NASA）在2009年提出，通過建立物理模型，利用傳感器采集物理系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)物理實(shí)體數(shù)字化映射和狀態(tài)監(jiān)測。02數(shù)字孿生技術(shù)在美國空軍研究實(shí)驗(yàn)室、美國通用電氣公司等機(jī)構(gòu)和企業(yè)得到廣泛應(yīng)用和推廣。03中國在2015年左右開始研究數(shù)字孿生技術(shù)，并在工業(yè)4.0、智能制造等領(lǐng)域得到快速發(fā)展。數(shù)字孿生在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用數(shù)字孿生技術(shù)可以建立生產(chǎn)工藝流程的數(shù)字模型，通過模擬和仿真優(yōu)化生產(chǎn)工藝流程，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。數(shù)字孿生技術(shù)可以建立設(shè)備數(shù)字模型，實(shí)現(xiàn)設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)控和故障預(yù)測，減少設(shè)備故障對生產(chǎn)的影響。數(shù)字孿生技術(shù)可以模擬生產(chǎn)計(jì)劃和流程排程，分析生產(chǎn)過程的各種約束因素和條件，制定合理的生產(chǎn)計(jì)劃和排產(chǎn)計(jì)劃。數(shù)字孿生技術(shù)可以揭示產(chǎn)品質(zhì)量的影響因素，制定合理的質(zhì)量控制方案，確保產(chǎn)品符合標(biāo)準(zhǔn)和要求。01020304數(shù)字孿生在裝備領(lǐng)域的應(yīng)用數(shù)字孿生技術(shù)可以模擬裝備功能、使用方法和故障判別，受訓(xùn)人員可以在虛擬環(huán)境中反復(fù)練習(xí)，提高操作技能和故障處理能力。數(shù)字孿生技術(shù)在裝備領(lǐng)域的應(yīng)用可以減少裝備損耗，縮短培訓(xùn)周期，提高培訓(xùn)質(zhì)量，降低培訓(xùn)成本，提高培訓(xùn)效率，強(qiáng)化培訓(xùn)深度，降低安全風(fēng)險(xiǎn)。數(shù)字孿生在工藝領(lǐng)域的應(yīng)用數(shù)字孿生技術(shù)可以應(yīng)用于生產(chǎn)工藝仿真，模擬生產(chǎn)過程和物流過程，評估生產(chǎn)線的能效指標(biāo)，優(yōu)化生產(chǎn)過程，提高生產(chǎn)效率。數(shù)字孿生技術(shù)可以模擬不同生產(chǎn)策略和資源配置方案，尋找最優(yōu)方案，優(yōu)化生產(chǎn)過程，選擇最優(yōu)方案，提高生產(chǎn)效率和質(zhì)量。數(shù)字孿生技術(shù)可以幫助企業(yè)更好地理解生產(chǎn)線的工藝流程和設(shè)備布局，充分了解各個(gè)設(shè)備之間的協(xié)作關(guān)系，以及生產(chǎn)過程中的瓶頸和限制因素。數(shù)字孿生技術(shù)可以預(yù)測和控制生產(chǎn)過程中的故障和異常情況，提前采取措施，避免或解決這些問題，降低成本和停機(jī)時(shí)間，提高生產(chǎn)效率和質(zhì)量。DigitalTwinFactory第一章數(shù)字孿生基礎(chǔ)簡介第三節(jié)數(shù)字孿生平臺軟件DigitalTwinFactory蕪湖安普機(jī)器人產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院有限公司DesignedByJ&CDTF軟件概述數(shù)字孿生工廠軟件DigitalTwinFactory是一款國際領(lǐng)先的智能制造3D數(shù)字化仿真系統(tǒng)，集3D工藝仿真、裝配仿真、人機(jī)協(xié)作、物流仿真、機(jī)器人仿真調(diào)試、設(shè)備虛擬調(diào)試、數(shù)字孿生等功能于一體。DTF軟件特點(diǎn)及功能DTF軟件具備工業(yè)機(jī)器人、機(jī)械設(shè)備、PLC、電氣及周邊設(shè)備三維虛擬仿真與數(shù)字孿生功能，向用戶提供工程規(guī)劃、工程驗(yàn)證、工藝分析、邏輯驗(yàn)證等全流程數(shù)字化工廠解決方案。01DTF軟件主要功能包括標(biāo)準(zhǔn)CAD轉(zhuǎn)換接口、模型偏移定位、機(jī)器人手工示教、三維虛擬仿真、自動碰撞檢查、機(jī)器人離線自動編程、后置處理器、數(shù)據(jù)庫支持、Layout快速構(gòu)建、DXFLayout布局圖、3DPDF輸出，高分辨率圖片輸出、物料統(tǒng)計(jì)報(bào)表生成、數(shù)模輸入和控制、組件建模與運(yùn)動控制、Python二次接口開發(fā)、無人工廠大模型支持、云數(shù)據(jù)支持、拓?fù)渲悄軋D形識別、自動特征識別等。02DTF軟件關(guān)鍵技術(shù)DTF軟件具備全面的數(shù)據(jù)接口，操作簡單，不限制組件廠家品牌，不局限導(dǎo)入文件格式，具有開放的二次開發(fā)端口，滿足各行業(yè)需求。DTF軟件具備出色的模擬仿真功能，可以完成全部仿真，不需要跨平臺軟件支持，并可以實(shí)時(shí)驗(yàn)證PLC和I/O信號。DTF軟件具備開放的運(yùn)動控制算法，支持各種常見裝備的運(yùn)動控制器，允許運(yùn)用模板和Python語言，定制各種機(jī)器人和自動化工具的運(yùn)動控制器。DTF軟件具備開放的工藝庫，用戶可以自行定義和設(shè)置自己獨(dú)特的工藝，任何添加指令都能注入機(jī)器人數(shù)據(jù)庫。DTF軟件具備強(qiáng)大的工業(yè)機(jī)器人數(shù)據(jù)庫，包含全球四十多個(gè)知名品牌機(jī)器人，近萬個(gè)運(yùn)動算法模型，并實(shí)時(shí)更新。0102030504DTF軟件的應(yīng)用0102DTF軟件可以用于教學(xué)培訓(xùn)，培養(yǎng)智能工廠設(shè)計(jì)開發(fā)人員，通過建立智能工廠虛擬仿真系統(tǒng)、工業(yè)機(jī)器人綜合實(shí)訓(xùn)工作站，轉(zhuǎn)換工業(yè)典型案例為教學(xué)資源。DTF軟件可以用于多樣化方案設(shè)計(jì)，減少工程更改成本，預(yù)見并減少規(guī)劃風(fēng)險(xiǎn)，減少工藝規(guī)劃時(shí)間，提高規(guī)劃質(zhì)量，成熟組件庫幫助用戶快速確定方案。DigitalTwinFactory第二章應(yīng)用基礎(chǔ)第一節(jié)軟件主界面簡介DesignedByJ&CDigitalTwinFactory軟件對電腦硬件配置有一定要求，過低的硬件配置會影響軟件設(shè)計(jì)效率，計(jì)算機(jī)配置需求見下表。類別最低配置推薦配置CPUi5-3xxx或同等處理器及以上i7-8xxx或同等處理器內(nèi)存8GB及以上16GB硬盤可用空間4GB及以上8GB及以上顯卡(集成核顯)InterHDGraphics4400及以上(獨(dú)立顯卡)顯存4GB及以上，例如GeForceGTX1080圖形分辨率1280×1024及以上1920×1080及以上操作系統(tǒng)Win10-64位Win10-64位配置要求當(dāng)前項(xiàng)目名稱功能選項(xiàng)卡菜單欄電子目錄（自帶模型）單元組件類別（當(dāng)前項(xiàng)目包含的模型）快捷工具欄快捷操作按鈕運(yùn)行控制器視角快捷切換器輸出窗口所選對象的屬性軟件開始頁面3D視圖區(qū)復(fù)制粘貼復(fù)制-粘貼-刪除組-取消組將多個(gè)組件設(shè)定為一個(gè)“組”后，選中其中任一組件，其余組件都會被選中，方便進(jìn)行批量移動、定位等操作。剪切板選擇以多種方式選中虛擬世界中的組件。移動被選中組件的原點(diǎn)處將出現(xiàn)空間坐標(biāo)指示框，通過拖拽可改變組件位置。PnP具備物理接口的組件之間，進(jìn)行快捷連接的方式。交互以類似物理世界的方式操作具備動作屬性的組件。操作自動尺寸始終捕捉網(wǎng)格捕捉模型將以線性方式移動，即隨鼠標(biāo)拖拽移動，其位置數(shù)據(jù)可以為任意值。即使鼠標(biāo)不在刻度線上，模型仍會按一個(gè)整數(shù)值間距（“尺寸”框內(nèi)數(shù)據(jù)）進(jìn)行移動。測量捕捉工具用于測定模型上被選取目標(biāo)點(diǎn)之間的距離或角度，選取方式有多種。依次選取目標(biāo)點(diǎn)即可完成測量，測量結(jié)果在虛擬場景和輸出框中顯示，包含兩點(diǎn)直線距離，以及在X、Y、Z方向上投影距離。用于模型快速定位。選中一個(gè)模型后，進(jìn)入捕捉狀態(tài)。此時(shí)，可用鼠標(biāo)在目標(biāo)位置選點(diǎn)，再快速移動選中的模型至選定點(diǎn)。移動時(shí)，模型原點(diǎn)作為移動參考點(diǎn)。選取目標(biāo)點(diǎn)時(shí)，可在右側(cè)功能框內(nèi)修改目標(biāo)位置類型、選點(diǎn)方式、對齊方向。利用“捕捉”功能，可以在設(shè)計(jì)布局時(shí)，快速、精準(zhǔn)調(diào)整模型之間的位置關(guān)系。對齊樣式工具一種調(diào)節(jié)模型姿態(tài)或位置的方法，。選中物體后，單擊“對齊”，進(jìn)入選點(diǎn)模式。首先在模型上選擇需要調(diào)節(jié)的位置，再選擇參照物上的位置。與“捕捉”類似，在“對齊”操作中，也可以切換選擇目標(biāo)的類型。其中，“設(shè)定位置”和“設(shè)定方位”表示在調(diào)整模型時(shí)可分別操作模型的位置和姿態(tài)。類似于其他三維建模工具中的“陣列”功能。通過設(shè)置參數(shù)，可實(shí)現(xiàn)線性、夾角兩種陣列方式布置模型。白色線框用于預(yù)覽陣列中各模型的位置分布。線性角度的尺寸可用于虛擬世界中兩點(diǎn)間距離標(biāo)注?！敖嵌取庇糜跇?biāo)注模型上兩個(gè)相交邊的夾角。與“測量”功能不同，這種尺寸標(biāo)注的數(shù)據(jù)始終顯示，并且還可以修改標(biāo)注數(shù)據(jù)的屬性?？捎糜谔摂M世界中模型上兩個(gè)相交邊的夾角標(biāo)注。與“測量”功能不同，這種尺寸標(biāo)注的數(shù)據(jù)始終顯示，并且還可以修改標(biāo)注數(shù)據(jù)的屬性。接口信號連接顯示當(dāng)前選中模型中包含與其他組件相連接的端口。綠色表示該模型已經(jīng)與其他模型的接口存在連接，黃色表示有可連接的端口但尚未連接，灰色表示不具有連接條件的端口，無法連接.模型具有指定屬性的接口，是模型之間或模型內(nèi)部信息交互方式，可以控制模型執(zhí)行動作，還可以通過拖拽操作，直接連接兩個(gè)信號面板之間的端口。附加分離層級控制、查看模型之間包含或?qū)蛹夑P(guān)系。當(dāng)模型A附加到模型B上之后，模型A會隨模型B一起移動。使模型從父級模型中脫離，保持獨(dú)立關(guān)系。選中一個(gè)模型后，“分離”按鈕沒有亮，則表示沒有附加其他模型。導(dǎo)入用于導(dǎo)入在其他三維建模軟件中繪制的模型至DTF軟件，支持多數(shù)主流文件格式。導(dǎo)出“幾何元”選項(xiàng)導(dǎo)出選中或者全部幾何模型，支持多種主流格式。導(dǎo)出幾何元導(dǎo)出圖像“圖像”將當(dāng)前視角幾何模型轉(zhuǎn)化成圖片輸出，在此選項(xiàng)中可以修改圖片尺寸、分辨率和圖像渲染方式。導(dǎo)出“視頻”記錄當(dāng)前項(xiàng)目仿真運(yùn)行過程，并按指定格式輸出。導(dǎo)出視頻導(dǎo)出PDF“PDF”與導(dǎo)出視頻類似，也能自動運(yùn)行項(xiàng)目，項(xiàng)目運(yùn)行過程記錄在PDF文件中，需要使用專業(yè)的PDF瀏覽器觀看。統(tǒng)計(jì)“統(tǒng)計(jì)”通過圖形方式顯示當(dāng)前項(xiàng)目運(yùn)行過程和變量變化情況、顯示方式、采樣間隔時(shí)間以及圖示類型都可以自行修改，還可以將圖表信息打印輸出。統(tǒng)計(jì)相機(jī)動畫師“相機(jī)動畫師”可以在項(xiàng)目運(yùn)行的某個(gè)時(shí)間點(diǎn)，自定義一個(gè)視角并記錄項(xiàng)目運(yùn)行，突出當(dāng)前時(shí)刻運(yùn)行展示。當(dāng)啟動項(xiàng)目運(yùn)行時(shí)，會按照時(shí)間順序，在設(shè)定的視角之間自動轉(zhuǎn)換，項(xiàng)目運(yùn)行過程更加美觀、自然，常用客戶展示。原點(diǎn)“捕捉”修改模型原點(diǎn)，可以直接在虛擬世界中選點(diǎn)，修改后，單擊“應(yīng)用”，完成修改。捕捉移動“移動”則是原點(diǎn)參數(shù)化修改，修改后，單擊“應(yīng)用”，完成修改。窗口“恢復(fù)窗口”可以恢復(fù)DTF軟件默認(rèn)布局。在“顯示”下拉列表中，可勾選需要顯示的窗口。顯示Blenderer2.2此功能需要安裝Blender插件，此插件具有建模、渲染功能。通過此插件，可以渲染當(dāng)前選中的模型，輸出渲染圖片，也可以自行確定渲染結(jié)果的導(dǎo)出位置。通過修改參數(shù)、添加虛擬光源，幾何模型可生成高質(zhì)量、精美的渲染圖片。運(yùn)行控制器工作區(qū)上方工具欄為運(yùn)行控制器，單擊最左側(cè)齒輪狀圖標(biāo)，可以修改項(xiàng)目運(yùn)行時(shí)間顯示格式和運(yùn)行總時(shí)間，單擊“預(yù)熱時(shí)間”則可以直接跳轉(zhuǎn)到項(xiàng)目運(yùn)行后的某個(gè)時(shí)刻，便于項(xiàng)目調(diào)試。視角控制器視圖控制器包含6個(gè)標(biāo)準(zhǔn)視圖(主視圖、俯視圖、左視圖、右視圖、仰視圖、后視圖)，形成一個(gè)快捷交互式導(dǎo)航控件?？蓡螕粢晥D控制器上任意位置，實(shí)現(xiàn)視圖快速轉(zhuǎn)換。F、B、L、R分別對應(yīng)主視圖、后視圖、左視圖、右視圖。單擊T，轉(zhuǎn)換為俯視圖，雙擊T，則轉(zhuǎn)換為仰視圖。單擊標(biāo)準(zhǔn)視圖間隙處，可切換為處于兩種標(biāo)準(zhǔn)視圖中間狀態(tài)的視角。快捷工具欄3D快捷工具欄可以控制虛擬世界，顯示相關(guān)的信息。(1)全部顯示單擊快捷按鈕，自動縮放調(diào)整工作區(qū)視角，顯示當(dāng)前虛擬世界全景布局。(2)顯示選中目標(biāo)在選擇目標(biāo)的情況下，單擊快捷按鈕，工作區(qū)自動縮放調(diào)整視角，當(dāng)前選中的目標(biāo)顯示在工作區(qū)視角中央。(3)照明燈模擬光照下模型渲染效果，根據(jù)需求確定是否需要開啟。(4)正交模式此快捷按鈕用于切換虛擬世界模型顯示方式。未激活時(shí)，虛擬世界呈現(xiàn)近大遠(yuǎn)小等視覺效果。激活后模型以正交投影方式顯示。(5)渲染模式此快捷按鈕用于切換渲染模式，多種渲染方式便于操作者觀察、調(diào)整模型等。(6)坐標(biāo)框顯示控制此快捷按鈕用于控制各種坐標(biāo)框顯示。(7)位置框顯示選項(xiàng)此快捷按鈕用于控制坐標(biāo)框信息顯示方式。(8)查看編輯器此快捷按鈕搭配“相機(jī)動畫師”功能，用于顯示、切換相機(jī)動畫師創(chuàng)建的各種視角。DigitalTwinFactory第二章應(yīng)用基礎(chǔ)第二節(jié)軟件功能選項(xiàng)蕪湖安普機(jī)器人產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院有限公司DesignedByJ&C“打開”頁面DigitalTwinFactory導(dǎo)航菜單位于程序視圖左上角，鼠標(biāo)左鍵單擊“文件”和下文菜單命令選項(xiàng)，可打開各導(dǎo)航信息后臺頁面?！扒宄小卑存I“清除所有”將清空當(dāng)前虛擬場景，新建一個(gè)空場景。若當(dāng)前虛擬場景不為空，則會詢問是否需要保存。存儲管理“保存”與“另存為”用于保存項(xiàng)目文件，在“另存為”功能欄中，DTF軟件右側(cè)顯示信息設(shè)定，需要注意三個(gè)選項(xiàng)，“包含組件”、“組件原始路徑”、“自動增量版本”，如右圖所示。勾選“包含組件”，表示保存文件時(shí)，模型信息將直接保存至項(xiàng)目；只勾選“包含組件原始路徑”時(shí)，只保存項(xiàng)目路徑信息，不保存模型信息；當(dāng)模型文件位置改變時(shí)，項(xiàng)目將無法讀取模型；勾選“自動增量版本”在每次保存項(xiàng)目文件時(shí)，自動生成一個(gè)“*.bk”格式文件，該文件是當(dāng)前項(xiàng)目的備份文件，可以直接拖至軟件工作區(qū)，建議這三個(gè)選項(xiàng)全部勾選。打印管理“打印”欄可設(shè)定打印目標(biāo)、設(shè)備、模式、區(qū)域等信息，右側(cè)為打印預(yù)覽。選項(xiàng)設(shè)置“通用-個(gè)性化-主題”，可將軟件設(shè)置為黑色或白色風(fēng)格。選項(xiàng)設(shè)置“顯示-地面顯示選項(xiàng)”用于設(shè)定虛擬場景顏色、地面網(wǎng)格尺寸等信息，這里建議勾選“世界原點(diǎn)坐標(biāo)框”。勾選后，虛擬世界原點(diǎn)出現(xiàn)一個(gè)坐標(biāo)框，便于布局時(shí)選擇固定參照物?！帮@示-繪畫視圖”用于控制項(xiàng)目導(dǎo)出文件渲染精度，根據(jù)電腦性能或使用需求選擇合適檔位。選項(xiàng)設(shè)置“通用-附加-連通性”用于DTF軟件與外部設(shè)備或系統(tǒng)通信連接，是數(shù)字孿生的重要功能，需要啟用。所有設(shè)置結(jié)束后，需要單擊右下角保存選項(xiàng)，“附加”功能在軟件重啟后生效。DigitalTwinFactory第二章應(yīng)用基礎(chǔ)第三節(jié)簡單仿真場景設(shè)計(jì)及運(yùn)行控制蕪湖安普機(jī)器人產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院有限公司DesignedByJ&C電子目錄DigitalTwinFactory自帶模型庫，即“電子目錄”。電子目錄按多種方式分類軟件自帶模型，分別有“按類型的模型”、“按制造商的模型”兩種。另外，還可以自行添加收藏及收藏組。可將常用模型整理至自定義收藏，方便調(diào)用。模型拖拽至自定義收藏文件圖標(biāo)處，即可完成收藏操作。在電子目錄中找出目標(biāo)模型或場景后，鼠標(biāo)指針移至模型文件處，再按住鼠標(biāo)左鍵，拖拽至工作區(qū)，即可完成自帶模型添加至虛擬世界。由于電子目錄中模型數(shù)量較多，逐個(gè)尋找模型極為不便，可通過搜索框查找。場景搭建第一步，添加組件發(fā)生器，這是一個(gè)可以生成物料的“產(chǎn)品源”，用于仿真設(shè)定好的產(chǎn)品。在“按類型的模型”分類中，逐級打開“Feeders-VisualComponents”文件夾，拖拽“BasicFeeder”組件至工作區(qū)。場景搭建第二步，添加輸送線組件，這里添加了三種輸送線，Conveyor、ConveyorY-merging、CurveConveyor。添加后，修改輸送線長度、速度值等屬性，以及轉(zhuǎn)彎輸送線方向、角度等屬性。再通過“PNP”方式連接輸送線和組件發(fā)生器。場景搭建設(shè)置第二個(gè)組件發(fā)生器，生成部件。在電子目錄中選擇生成的組件，右擊，選擇“在Explorer中顯示”，復(fù)制其地址。在組件發(fā)生器屬性中打開“部件”標(biāo)識“1”，并粘貼至標(biāo)識“2”處，最后選擇標(biāo)識“3”處目標(biāo)組件。還有另一種方式，修改組件發(fā)生器生成目標(biāo)產(chǎn)品。右擊目標(biāo)模型，選擇“查看元數(shù)據(jù)”，在彈出窗口中，復(fù)制“VCID”。關(guān)閉窗口后，選中組件發(fā)生器，在其屬性“部件”中輸入“VCID:”，粘貼剛剛復(fù)制的VCID，最后回車。也可以設(shè)定組件發(fā)生器生成的目標(biāo)模型。運(yùn)行控制單擊“項(xiàng)目運(yùn)行控制器”，項(xiàng)目自動開始運(yùn)行，可以看到組件發(fā)生器生成物體，并運(yùn)送至輸送線上。通過控制器運(yùn)行速率控制器，可以加快或減慢仿真運(yùn)行速度，本場景可直觀反映輸送線轉(zhuǎn)運(yùn)物體速度變快或變慢。DigitalTwinFactory第三章工藝應(yīng)用第一節(jié)軟件工藝模塊簡介DesignedByJ&C軟件自帶工藝項(xiàng)目DTF軟件自帶多個(gè)工藝場景項(xiàng)目。上圖為DTF軟件自帶工藝項(xiàng)目之一，這個(gè)項(xiàng)目較為簡單，工藝流程包含輸送線轉(zhuǎn)運(yùn)、機(jī)器人搬運(yùn)、人工操作，流程單一，無需過多自定義編輯，可用于初學(xué)練習(xí)。軟件自帶工藝項(xiàng)目DTF軟件自帶多個(gè)工藝場景項(xiàng)目。上圖為DTF軟件自帶較復(fù)雜的工藝項(xiàng)目，包含多個(gè)工藝流程，虛擬工人、堆垛機(jī)、輸送線、AGV小車、工業(yè)機(jī)器人等設(shè)備通過工藝節(jié)點(diǎn)連接。工藝頁面菜單欄工藝模塊菜單欄如上圖。其中，剪切板、操作、網(wǎng)格捕捉、工具前四項(xiàng)功能與開始頁面相同，此處不再贅述。下面按操作過程逐步介紹?！熬庉嬈鳌笔枪に嚹K最核心的功能，具備“產(chǎn)品”、“工藝”、“流動”三個(gè)選項(xiàng)。“產(chǎn)品”用于定義整個(gè)工藝項(xiàng)目涉及的生產(chǎn)目標(biāo)。利用此功能，可以快捷地定義某個(gè)節(jié)點(diǎn)的產(chǎn)品種類，直觀地表現(xiàn)產(chǎn)品從原料到成品的變化過程；“工藝”用于修改某個(gè)節(jié)點(diǎn)的工藝程序，例如模擬加工、產(chǎn)品類型轉(zhuǎn)變、拆分、組合產(chǎn)品模型等；“流動”用于設(shè)定某個(gè)產(chǎn)品類型的工藝流程，對應(yīng)實(shí)際加工過程。產(chǎn)品類型編輯器“產(chǎn)品類型編輯器”，上左圖中“Parts”、“Assembly”表示兩種流動組。流動組“Parts”的“Spacer”、“BrakeDisk”、“DriveGear”代表產(chǎn)品類型，表示該流動組涉及的產(chǎn)品，“Inventories”為產(chǎn)品裝配步驟。一種流動組代表一條工藝流程，不同流動組的產(chǎn)品類型可以相同。上右圖為“流動”功能鍵對應(yīng)的“工藝流動編輯器”，“工藝步驟”連接工藝節(jié)點(diǎn)，連接方式代表產(chǎn)品的轉(zhuǎn)運(yùn)方式。工藝模型位置工藝項(xiàng)目的設(shè)備模型，需具備工藝節(jié)點(diǎn)屬性。軟件自帶多種工藝項(xiàng)目模型。如機(jī)床、組件發(fā)生器、堆垛機(jī)、立體倉庫、叉車、AGV小車、路徑規(guī)劃等，這些模型主要保存“PM”開頭的文件夾內(nèi)。DigitalTwinFactory第三章工藝應(yīng)用第二節(jié)工藝場景搭建蕪湖安普機(jī)器人產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院有限公司DesignedByJ&C案例展示1243產(chǎn)品序號標(biāo)識1產(chǎn)品12產(chǎn)品23產(chǎn)品34產(chǎn)品4當(dāng)前案例中設(shè)計(jì)了四種類型的產(chǎn)品，每一種產(chǎn)品對應(yīng)一條輸送和分揀路線，同時(shí)表示不同的處理方法。人工搬運(yùn)產(chǎn)品1至工作臺，經(jīng)過一段時(shí)間人工處理(模擬)，再由人工轉(zhuǎn)運(yùn)至另一條輸送線。產(chǎn)品2到達(dá)輸送線末端后，機(jī)器人轉(zhuǎn)運(yùn)產(chǎn)品2至機(jī)床，二次加工(模擬)，加工結(jié)束得到產(chǎn)品3，即第三條分揀輸送線末端為產(chǎn)品3。機(jī)器人轉(zhuǎn)運(yùn)產(chǎn)品3至托盤，每個(gè)托盤容納2層，每層4行4列，共32個(gè)產(chǎn)品，托盤再由AGV小車接收。產(chǎn)品4到達(dá)輸送線末端后，堆垛機(jī)轉(zhuǎn)運(yùn)產(chǎn)品4至立體倉庫。本項(xiàng)目包含較多生產(chǎn)設(shè)備，同時(shí)含有人工操作。通過工藝運(yùn)行過程仿真，分析產(chǎn)線布局的合理性、物流效率和原料供應(yīng)等生產(chǎn)因素，能夠?yàn)楫a(chǎn)線設(shè)計(jì)開發(fā)提供極大幫助，降低研發(fā)和設(shè)計(jì)成本。。工藝項(xiàng)目開發(fā)首先，設(shè)置目標(biāo)產(chǎn)品。在數(shù)字孿生軟件的電子目錄中，找到文件夾“PMFlowComponents”內(nèi)工藝組件發(fā)生器(Feeder)，添加到虛擬世界。在文件夾“ProductsandContainers”中找到“LatheComp1”、“LatheComp2”、“LatheComp3”、“FastProduct”，分別添加到虛擬世界，作為四種目標(biāo)產(chǎn)品，分別對應(yīng)前面描述的產(chǎn)品1至產(chǎn)品4。為了方便分辨四種產(chǎn)品，可在“物料”選項(xiàng)卡內(nèi)修改屬性，各產(chǎn)品模型標(biāo)識不同顏色，如左圖所示。工藝項(xiàng)目開發(fā)接下來將產(chǎn)品模型與流動組對應(yīng)起來，即設(shè)置產(chǎn)品類型編輯器。刪除舊的流動組，重新添加新的流動組，并選擇對應(yīng)產(chǎn)品模型。工藝項(xiàng)目開發(fā)按照上述操作，四個(gè)流動組中的產(chǎn)品類型分別與四種產(chǎn)品模型關(guān)聯(lián)。接下來，四種產(chǎn)品類型設(shè)定為組件發(fā)生器的生成目標(biāo)。選中組件發(fā)生器，切換其屬性至“ProductCreator”一欄，其中“供給模式”改為“分布”，代表組件發(fā)生器隨機(jī)生成四種產(chǎn)品，再按圖修改其他參數(shù)。“供給模式”中的“單項(xiàng)”表示組件發(fā)生器只生成一種產(chǎn)品，“批處理”和“表格”用于人為設(shè)定規(guī)則，生成多種不同產(chǎn)品。工藝項(xiàng)目開發(fā)完成上述設(shè)定后，需要搭建簡單結(jié)構(gòu)來驗(yàn)證設(shè)置是否正確從“Conveyors”文件夾中，拖拽一條直線輸送線(Conveyor)至虛擬世界，輸送線與組件發(fā)生器用PNP方式連接。運(yùn)行項(xiàng)目，觀察組件發(fā)生器，隨機(jī)生成設(shè)定的四種產(chǎn)品，表示組件發(fā)生器設(shè)定正確，可以后續(xù)操作。工藝項(xiàng)目開發(fā)設(shè)定第一條分揀線。從“Conveyors”文件夾中，拖拽分揀輸送線(ConveyorY-divert)、轉(zhuǎn)彎輸送線(CurveConveyor)至虛擬世界，再分別設(shè)定二者屬性，使分揀輸送線支路通過轉(zhuǎn)彎輸送線，連接至最后添加的直線輸送線，修改其長度為合適值，本例修改為了3500mm，再用PNP方式連接。關(guān)于分揀輸送線的分揀設(shè)定，涉及具體產(chǎn)品類型，后續(xù)詳細(xì)介紹。工藝項(xiàng)目開發(fā)按照相同操作方法，拖拽分揀輸送線、轉(zhuǎn)彎輸送線、直線輸送線至虛擬世界，分別設(shè)置長度、分揀輸送線及轉(zhuǎn)彎輸送線角度等屬性。最后，用PNP方式連接。工藝項(xiàng)目開發(fā)此時(shí)，每一段分揀輸送線還要設(shè)置運(yùn)輸規(guī)則，才能控制四種產(chǎn)品流入不同的輸送線。以組件發(fā)生器側(cè)為基準(zhǔn)，從左到右為1號至4號輸送線，對應(yīng)產(chǎn)品類型1至產(chǎn)品類型4。以1號輸送線為例，介紹設(shè)定方法，其他輸送線操作方法相同。選中1號輸送線，將右側(cè)屬性欄切換至“Materials”。在“RoutingRule”中，修改“類型”為“產(chǎn)品類型規(guī)則”，單擊下方“添加連接或者規(guī)則”按鈕，新添加的規(guī)則變量設(shè)置為“產(chǎn)品類型#1”，連接設(shè)置為“Side”。此時(shí)，產(chǎn)品類型1自動流入1號輸送線。其他分揀輸送線，只要修改產(chǎn)品類型規(guī)則中的規(guī)則變量。工藝項(xiàng)目開發(fā)接下來，針對每種產(chǎn)品類型，設(shè)定一個(gè)加工方式。針對該加工方式，布局生產(chǎn)設(shè)備。產(chǎn)品類型1，包含操作工作業(yè)的加工過程，需要添加操作工模型(Human，位于PMResources文件夾)、操作臺(ManualWorkstation，位于PMFlowComponents文件夾)。另外，還需要使用驅(qū)動器(HumanTransportController，位于PMTransportControllers文件夾)，控制操作工動作。設(shè)定路徑區(qū)間(PathwayArea，位于PMResourcesUtilities文件夾)，規(guī)定操作工移動范圍和方向。設(shè)定待機(jī)位置(IdleLocation，位于PMResourcesUtilities文件夾)，確定操作工無工作任務(wù)狀態(tài)的等待點(diǎn)。切換至“交互”模式，可以調(diào)節(jié)路徑區(qū)間(PathwayArea)大小。勾選屬性中的“OneWay”，設(shè)定該段區(qū)間為單向路徑，同時(shí)設(shè)定路徑方向，在項(xiàng)目運(yùn)行時(shí)確保操作工模型按設(shè)定方向移動。最后，添加一段直線輸送線，接收加工得到的產(chǎn)品，注意輸送線擺放的方向。移動各組件，確保布局合理。工藝項(xiàng)目開發(fā)在本項(xiàng)目設(shè)計(jì)中，3號產(chǎn)品源于2號產(chǎn)品的加工品。在布局規(guī)劃時(shí)，要兼顧兩種產(chǎn)品類型的操作。對于產(chǎn)品類型2，采用機(jī)器人搬運(yùn)，移動至機(jī)床待加工。加工結(jié)束后，得到與產(chǎn)品類型3，再由機(jī)器人取走，搬運(yùn)至另一條輸送線的托盤上。產(chǎn)品類型3不加工，由機(jī)器人直接轉(zhuǎn)運(yùn)至另一條輸送線的托盤上。兩種產(chǎn)品均由機(jī)器人搬運(yùn)，因此要添加機(jī)器人地軌(GenericServoTrack，位于RobotPositioners文件夾)，再添加一款運(yùn)動范圍合適的機(jī)器人。這里選擇IRB2400L，同時(shí)添加一個(gè)工具夾爪(Generic3-JawGripper，位于RobotTools文件夾)，以PNP方式連接至機(jī)器人末端。在工藝項(xiàng)目中，通過機(jī)器人驅(qū)動器(RobotTransportController，位于PMTransportControllers文件夾)實(shí)現(xiàn)機(jī)器人程序自動生成，無需手動編程。最后，添加一款機(jī)床(FTC-350，位于Machines文件夾)，以及一條直線輸送線，用于生成托盤，高度、長度、寬度設(shè)置為合適值，本節(jié)教程高度設(shè)置為500，寬度設(shè)置為1300。將機(jī)器人、地軌、驅(qū)動器用PNP方式連接。注意驅(qū)動器與地軌PNP連接后，高度會變成0；調(diào)節(jié)機(jī)器人地軌的長度為合適值，確保機(jī)器人能夠抓取到兩條分揀輸送線末端的產(chǎn)品。上述設(shè)備擺放至合適位置。工藝項(xiàng)目開發(fā)這里，機(jī)器人搬運(yùn)產(chǎn)品至直線輸送線托盤處。那么，托盤滿載后，將需要下一步轉(zhuǎn)運(yùn)，所以還需要一輛AGV小車，用于接收滿載的托盤。添加一輛AGV小車(MiR100，位于PMMobileUtilities文件夾)，與添加操作工類似。AGV小車同樣需要驅(qū)動器控制，添加AGV小車驅(qū)動器(MobileRobotTransportController，位于PMTransportControllers文件夾)；路徑區(qū)間(PathwayArea，位于PMResourcesUtilities文件夾)，限定AGV小車活動范圍和方向，以及模擬實(shí)際生產(chǎn)中AGV小車充電區(qū)域的待機(jī)位置(IdleLocation，位于PMResourcesUtilities文件夾)。該組件需要放置在小車活動范圍內(nèi)，布局如圖所示。工藝項(xiàng)目開發(fā)為豐富本項(xiàng)目的工藝流程，產(chǎn)品類型4采用堆垛機(jī)取料，搭配立體倉庫，完成入庫工藝操作，如圖所示。故需要添加堆垛機(jī)(StackerCrane-Single，位于PMCranes文件夾)，堆垛機(jī)控制器軌道(SingleRailTransportController，位于PMTransportControllers文件夾)，立體倉庫(WarehouseShelf，位于PMWarehousing)。工藝項(xiàng)目開發(fā)堆垛機(jī)和控制器通過PNP方式連接，堆垛機(jī)可以在控制器軌道上移動。因此需要修改控制器長度，保證堆垛機(jī)能夠到達(dá)所有倉位，教程修改為12000，調(diào)整好控制器軌道相對于輸送線的位置；再設(shè)定立體倉庫的屬性，確保倉位尺寸適合當(dāng)前產(chǎn)品。工藝項(xiàng)目開發(fā)完成工藝布局，整個(gè)布局中包含出料單元、輸送單元、加工單元、AGV單元、立體倉庫單元等仿真機(jī)構(gòu)，可以幫助學(xué)生充分了解實(shí)際生產(chǎn)場景，理解工藝流程設(shè)計(jì)的意義。DigitalTwinFactory第三章工藝應(yīng)用第三節(jié)工藝流程編輯DesignedByJ&C工藝節(jié)點(diǎn)設(shè)定在每一條輸送線末端添加工藝節(jié)點(diǎn)，輸送線(FromConveyorProcess，位于PMFlowComponents文件夾)；該節(jié)點(diǎn)可以運(yùn)用PNP方式連接至輸送線末端。注意PNP連接成功后，箭頭起始處三角形連接指示變?yōu)榫G色，則連接正確，表明該工藝節(jié)點(diǎn)可以正常接收產(chǎn)品。另外，工藝節(jié)點(diǎn)正確連接后，仍可以改變角度。節(jié)點(diǎn)帶有位置指示，表示操作工取料位置。為了合理設(shè)定操作工與物取料相對位置，即操作工站位設(shè)在輸送線末端，面對運(yùn)行方向，此工藝節(jié)點(diǎn)旋轉(zhuǎn)90度，如圖所示。工藝節(jié)點(diǎn)設(shè)定按照同樣操作方法和注意事項(xiàng)，添加其余輸送線工藝節(jié)點(diǎn)。運(yùn)輸托盤輸送線，需要添加一個(gè)自定義工藝節(jié)點(diǎn)，自行編程控制工藝動作。添加自定義工藝節(jié)點(diǎn)(ProcessNode，位于PMFlowComponents文件夾)，與輸送線通過PNP方式連接，并移動至合適位置，如圖所示。設(shè)定托盤初始位置，保證機(jī)器人可以擺放產(chǎn)品至托盤。工藝節(jié)點(diǎn)設(shè)定前面在設(shè)計(jì)產(chǎn)品類型1工藝時(shí)，計(jì)劃利用一條輸送線接收人工處理后的產(chǎn)品。所以，要在接收產(chǎn)品輸送線入口處添加工藝節(jié)點(diǎn)，輸送線(ToConveyorProcess，位于PMFlowComponents文件夾)，PNP方式連接至輸送線入口位置。同樣注意箭頭方向末端三角形指示器由黃色變?yōu)榫G色，則代表連接正確，如圖所示。另外，連接成功后，旋轉(zhuǎn)此節(jié)點(diǎn)，合理設(shè)定操作工與輸送線間的位置。若無法連接，應(yīng)檢查輸送線方向的正確性。由于此輸送線代表轉(zhuǎn)運(yùn)加工結(jié)束后的產(chǎn)品，后續(xù)工藝流程不再設(shè)計(jì)，此輸送線末端無需任何操作。工藝節(jié)點(diǎn)設(shè)定AGV小車接收滿載3號產(chǎn)品的托盤，因此在托盤運(yùn)送輸送線末端不能使用“來自輸送線”的工藝節(jié)點(diǎn)，應(yīng)采用自定義工藝節(jié)點(diǎn)(ProcessNode，位于PMFlowComponents文件夾)，PNP方式與輸送線連接，如圖所示。工藝節(jié)點(diǎn)設(shè)定當(dāng)AGV小車接收滿載托盤后，需轉(zhuǎn)運(yùn)至指定地點(diǎn)，模擬生產(chǎn)線轉(zhuǎn)運(yùn)。因此，添加AGV小車轉(zhuǎn)運(yùn)貨物的下沉節(jié)點(diǎn)(SinkProcess，位于PMFlowComponents文件夾)。注意此節(jié)點(diǎn)需擺放至AGV小車的路徑區(qū)間內(nèi)，如圖所示。驅(qū)動器連接在本工藝項(xiàng)目中，選擇操作工驅(qū)動器、機(jī)器人驅(qū)動器、AGV小車驅(qū)動器、堆垛機(jī)驅(qū)動器。其中，操作工驅(qū)動器和AGV驅(qū)動器涉及動作對象、運(yùn)動范圍等屬性，需要手動連接。切換至“開始”頁面，單擊“連接”工具欄“接口”選項(xiàng)卡，再單擊“人物驅(qū)動器”按鈕，在支持連接對象處出現(xiàn)連接窗口。單擊操作工模型，可完成連接，如圖所示。驅(qū)動器連接AGV需要同樣操作，連接AGV驅(qū)動器、AGV小車、路徑區(qū)間、待機(jī)點(diǎn)，如圖所示。連接時(shí)，可以手動連線，即單擊接口面板的灰色圓圈，按住鼠標(biāo)左鍵，拖拽至待連接模型的接口；也可以直接單擊連接對象的模型，自動快速連接。需要注意，連接路徑區(qū)間只能選擇AGV運(yùn)動區(qū)間，避免錯(cuò)選、漏選情況。流程編輯在前面的操作中，完成了必要工藝節(jié)點(diǎn)的添加，接下來編輯工藝流程。單擊工具欄編輯器的“流動”按鈕，進(jìn)入工藝流程編輯模式?？梢杂^察到，工藝節(jié)點(diǎn)用藍(lán)色圓點(diǎn)表示，驅(qū)動器用菱形圖案表示，白底表示該驅(qū)動器未激活。驅(qū)動器激活后將變?yōu)辄S色，如圖所示。流程編輯在前面的操作中，完成了必要工藝節(jié)點(diǎn)的添加，接下來編輯工藝流程。單擊工具欄編輯器的“流動”按鈕，進(jìn)入工藝流程編輯模式?？梢杂^察到，工藝節(jié)點(diǎn)用藍(lán)色圓點(diǎn)表示，驅(qū)動器用菱形圖案表示，白底表示該驅(qū)動器未激活。驅(qū)動器激活后將變?yōu)辄S色，如圖所示。流程編輯工藝流程編輯用于按照一定規(guī)則和順序連接工藝節(jié)點(diǎn)。人工完成1號產(chǎn)品輸送線轉(zhuǎn)運(yùn)作業(yè)，所以首先單擊操作工驅(qū)動器，使其處于激活狀態(tài)，再將鼠標(biāo)移至1號輸送線末端節(jié)點(diǎn)。此時(shí)，節(jié)點(diǎn)將變?yōu)辄S色，黃點(diǎn)顯示一個(gè)方框，方框顯示節(jié)點(diǎn)名稱等信息，如圖所示。流程編輯單擊方框內(nèi)的節(jié)點(diǎn)名稱，選中該節(jié)點(diǎn)，顯示藍(lán)圈黃底的原點(diǎn)。同時(shí)，在下方“工藝流動編輯器”的“工藝步驟”中，出現(xiàn)對應(yīng)的工藝節(jié)點(diǎn)名稱，如圖所示。流程編輯此時(shí)，根據(jù)預(yù)設(shè)工藝，單擊下一節(jié)點(diǎn)名稱框，即可完成一個(gè)工藝步驟編輯。但是，當(dāng)鼠標(biāo)移至下一個(gè)工藝節(jié)點(diǎn)名稱框位置時(shí)，發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)多條虛線，如圖所示。當(dāng)前設(shè)定1號輸送線產(chǎn)品工藝，故此現(xiàn)象不合理。錯(cuò)誤的原因在于工藝節(jié)點(diǎn)名稱相同，因此需要修改各工藝節(jié)點(diǎn)名稱，防止名稱相同，出現(xiàn)流程錯(cuò)誤。操作方法為切換至“工藝”編輯模式，單擊需要修改名稱的節(jié)點(diǎn)，在右側(cè)屬性框中修改名稱。最后，關(guān)閉彈出的工藝程序編輯窗。流程編輯完成名稱修改后，繼續(xù)前面操作。在操作工驅(qū)動器激活狀態(tài)下，依次單擊1號輸送線末端工藝節(jié)點(diǎn)、操作臺工藝節(jié)點(diǎn)、成品轉(zhuǎn)運(yùn)輸送線入口工藝節(jié)點(diǎn)，三個(gè)工藝節(jié)點(diǎn)之間自動生成連線。同時(shí)，“工藝流動編輯器”的“流動組1”將出現(xiàn)對應(yīng)步驟，每個(gè)步驟之間出現(xiàn)操作工驅(qū)動器標(biāo)識，表示人工完成轉(zhuǎn)運(yùn)工序，如圖所示，最后取消操作工驅(qū)動器的激活狀態(tài)。流程編輯項(xiàng)目仿真運(yùn)行時(shí)，當(dāng)1號產(chǎn)品移動至1號輸送線末端節(jié)點(diǎn)位置時(shí)，可以觀察到操作工取料，搬運(yùn)至操作臺。產(chǎn)品在操作臺上停留一段時(shí)間，表示加工工序需要一定時(shí)間。最后操作工從操作臺上取走產(chǎn)品，搬運(yùn)至下道工序輸送節(jié)點(diǎn)的位置，如圖所示。流程編輯2號產(chǎn)品輸送線，首先需在“工藝流動編輯器”中選擇“流動組#2”。流動組被選中后，底色單擊為藍(lán)色。后續(xù)與1號輸送線操作方法相同，激活機(jī)器人驅(qū)動器，圖標(biāo)底色由白色變?yōu)辄S色，再依次2號輸送線末端節(jié)點(diǎn)、機(jī)床節(jié)點(diǎn)、托盤運(yùn)送輸送線節(jié)點(diǎn)。觀察節(jié)點(diǎn)之間連接線方向的正確性，以及“流動組#2”出現(xiàn)的步驟，如圖所示。最后，取消機(jī)器人驅(qū)動器激活狀態(tài)。運(yùn)行項(xiàng)目，觀察運(yùn)行狀況。流程編輯在項(xiàng)目運(yùn)行中，可以觀察到機(jī)器人自2號輸送線末端節(jié)點(diǎn)取料，搬運(yùn)至機(jī)床，機(jī)床隨后自動加工，并耗費(fèi)一段時(shí)間。加工結(jié)束后，機(jī)器人自動取走物料，擺放至收料輸送線上，如圖所示。流程編輯在前面工藝設(shè)計(jì)過程中，為了項(xiàng)目仿真更接近實(shí)際情況，機(jī)床完成加工后，計(jì)劃將2號產(chǎn)品替換為3號產(chǎn)品。為了實(shí)現(xiàn)上述工序，需要編輯工藝程序。首先在“流動組#2”中添加一個(gè)新的產(chǎn)品類型，此產(chǎn)品類型與3號產(chǎn)品關(guān)聯(lián)，如圖所示。流程編輯接下來，切換至“工藝”模式，單擊機(jī)床工藝標(biāo)簽，選中“CustomMachineProcess”，此行語句表示機(jī)床模擬加工，加工結(jié)束的后續(xù)動作需要在“CustomMachineProcess”語句后添加，如圖所示。流程編輯添加“改變類型”語句，在右側(cè)屬性框“新類型”中，設(shè)置“產(chǎn)品類型#5”，如圖所示?！爱a(chǎn)品類型#5”已經(jīng)與3號產(chǎn)品關(guān)聯(lián)，加工結(jié)束后，2號產(chǎn)品被替換為3號產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)加工結(jié)果模擬。需要注意，已知“產(chǎn)品類型#3”同樣關(guān)聯(lián)3號產(chǎn)品，但“產(chǎn)品類型#3”屬于“流動組#3”。因此，在設(shè)定“改變類型”語句“新類型”屬性時(shí)，如果選擇“產(chǎn)品類型#3”。那么，加工結(jié)束后，3號產(chǎn)品同樣替換2號產(chǎn)品，但后續(xù)無法被機(jī)器人取走。因?yàn)?，機(jī)器人取料動作屬于“流動組#2”。綜上，產(chǎn)品替換屬于“流動組#2”工藝過程，需要在此流動組內(nèi)此添加對應(yīng)產(chǎn)品。流程編輯接下來，在輸送線添加托盤，用于接收3號產(chǎn)品。添加一個(gè)托盤(Pallet1200x1200，位于ProductsandContainers文件夾)，擺放至輸送線旁，如圖所示。流程編輯切換至“工藝”模式，選擇輸送線上節(jié)點(diǎn)(Process#1)，進(jìn)入工藝程序編輯窗口，如圖所示。流程編輯這里的工藝程序創(chuàng)建一個(gè)托盤，并按自定義碼垛規(guī)則，接收機(jī)器人轉(zhuǎn)運(yùn)的產(chǎn)品，這些產(chǎn)品同時(shí)附加到托盤上，托盤能夠攜帶產(chǎn)品一起移動。最后，進(jìn)入該輸送線末端節(jié)點(diǎn)(Process#2)。刪除窗口所有語句，再依次添加以下語句，延遲、創(chuàng)建、運(yùn)輸模式入、依附、流出等，如圖所示。為了方便觀察托盤的出現(xiàn)，故在第一行使用延時(shí)語句，“創(chuàng)建”產(chǎn)生一個(gè)托盤復(fù)制體，“運(yùn)輸模式入”規(guī)定了機(jī)器人擺放產(chǎn)品的規(guī)則，“依附”附加這些產(chǎn)品至托盤，可以隨托盤移動，“流出”運(yùn)送滿載產(chǎn)品的托盤至下一節(jié)點(diǎn)，即該輸送線末端節(jié)點(diǎn)。流程編輯分析上述指令語句，可以知道這一段輸送線執(zhí)行托盤工藝流程，故需要創(chuàng)建托盤流動組和產(chǎn)品類型。添加新的流動組和產(chǎn)品類型，關(guān)聯(lián)此新產(chǎn)品類型與托盤，如圖所示。流程編輯準(zhǔn)備工作完成后，可以設(shè)定每一條產(chǎn)線工藝程序?qū)傩?。單擊“延遲”指令，其右側(cè)屬性欄中“分布”修改為“5”，即延時(shí)5秒。單擊“創(chuàng)建”指令，屬性中“產(chǎn)品類型”修改為“產(chǎn)品類型#6”，“產(chǎn)品位置坐標(biāo)框”修改為“MainFrame”。項(xiàng)目運(yùn)行5秒后，輸送線上節(jié)點(diǎn)(Process#1)位置出現(xiàn)托盤，代表指令設(shè)定正確，如圖所示。流程編輯指令“運(yùn)輸模式入”規(guī)定了機(jī)器人碼垛規(guī)則。所以，需要先創(chuàng)建一個(gè)坐標(biāo)框，用于碼垛作業(yè)時(shí)指示機(jī)器人擺放第一個(gè)產(chǎn)品的位置。選中Process#1節(jié)點(diǎn)，再單擊“助手工具”中“創(chuàng)建框架”，設(shè)定框架名稱和初始位置。單擊創(chuàng)建按鈕，創(chuàng)建成功后DTF軟件下方輸出欄顯示提示信息，如圖所示。流程編輯現(xiàn)在需要調(diào)整坐標(biāo)框“Put”位置。為了方便確定位置，項(xiàng)目運(yùn)行到機(jī)器人擺放第一個(gè)產(chǎn)品節(jié)點(diǎn)時(shí)，暫停項(xiàng)目運(yùn)行。選中Process#1節(jié)點(diǎn)，切換至“建模”頁面，可在左下方特征框看到“Put”，單擊選，坐標(biāo)框處于可移動狀態(tài)，如圖所示。流程編輯碼垛規(guī)則設(shè)定為2層4行4列。根據(jù)此規(guī)則，移動“Put”坐標(biāo)框至合適位置，如圖所示。流程編輯重置終止，運(yùn)行項(xiàng)目。單擊“運(yùn)輸模式入”，設(shè)置屬性“產(chǎn)品位置框”為“Put”，模式計(jì)數(shù)表示碼垛規(guī)則，模式步驟表示每個(gè)產(chǎn)品之間的距離，屬性設(shè)置如圖所示。流程編輯在項(xiàng)目運(yùn)行時(shí)，可調(diào)增運(yùn)行倍率，方便快速觀察結(jié)果。若機(jī)器人按照預(yù)定規(guī)則碼垛，表示程序調(diào)試成功。如果機(jī)器人未能按照碼垛規(guī)則運(yùn)行，應(yīng)檢查“流動組#2”設(shè)置的正確性，以及Process#1節(jié)點(diǎn)中工藝程序設(shè)置的正確性。流程編輯“依附”指令執(zhí)行產(chǎn)品附加到托盤上的功能，默認(rèn)即可。最后一條“流出”指令，需要將屬性的“產(chǎn)品變量名稱”修改為“ProductOut”。這是因?yàn)榍懊嬷噶钪袆?chuàng)建的托盤名稱為“ProductOut”，這里的流程是托盤在輸送線上移動并進(jìn)入下一個(gè)節(jié)點(diǎn)，因此輸出對象為托盤。切換至“流動”模式，在下方“工藝流動編輯器”單擊選中“流動組#5”，依次單擊Process#1節(jié)點(diǎn)、Process#2節(jié)點(diǎn)。項(xiàng)目運(yùn)行時(shí)能夠觀察到托盤滿載(4行4列2層)，裝載產(chǎn)品往輸送線末端移動，則代表流程設(shè)定正確。流程編輯重置(終止)項(xiàng)目運(yùn)行，激活A(yù)GV小車驅(qū)動器，再依次單擊Process#2節(jié)點(diǎn)、Sink節(jié)點(diǎn)，最后取消AGV小車驅(qū)動器激活。項(xiàng)目運(yùn)行時(shí)可以觀察到滿載產(chǎn)品的托盤運(yùn)行至輸送線末端Process#2節(jié)點(diǎn)，AGV小車自動運(yùn)行至接料位置，并運(yùn)送至Sink節(jié)點(diǎn)。Process#1節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生新托盤，繼續(xù)裝載產(chǎn)品。流程編輯重置(終止)項(xiàng)目運(yùn)行，選中下方“工藝流動編輯器”的“流動組#3”，再激活機(jī)器人驅(qū)動器，依次單擊3號輸送線末端節(jié)點(diǎn)、輸送線上Process#1節(jié)點(diǎn)，如圖所示。流程編輯再選中下方“工藝流動編輯器”的“流動組#4”，再激活堆垛機(jī)驅(qū)動器，依次單擊4號輸送線末端節(jié)點(diǎn)、立體倉庫Buffer節(jié)點(diǎn)，如圖所示。流程編輯至此，4種產(chǎn)品工藝流程設(shè)定完畢。項(xiàng)目運(yùn)行時(shí)觀察每種產(chǎn)品轉(zhuǎn)運(yùn)過程。若符合預(yù)期，則表明設(shè)計(jì)正確，如圖所示。如果發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品流動過程不正確，則應(yīng)檢查問題對應(yīng)工序的工藝步驟，也可依據(jù)下方輸出窗口的報(bào)錯(cuò)信息，正確判斷問題產(chǎn)生的原因。DigitalTwinFactory第四章建模應(yīng)用第一節(jié)建模頁面功能簡介DesignedByJ&C建模頁面菜單欄DigitalTwinFactory軟件建模功能，可以勝任簡單模型建模。在設(shè)計(jì)前期不考慮模型具體結(jié)構(gòu)時(shí)，可以創(chuàng)建外形簡單的立方體代替具體設(shè)備，可提高設(shè)計(jì)開發(fā)效率。此外，可以導(dǎo)入其他三維建模軟件繪制的幾何模型，再完成二次復(fù)雜建模定義，DTF軟件支持多數(shù)主流幾何建模軟件的文件格式。在導(dǎo)入時(shí)，可選擇模型輕量化處理，減小模型的數(shù)字量和占用的內(nèi)存空間。建模頁面菜單欄如上圖所示，其中，剪切板、操作、網(wǎng)格捕捉、工具、連接、導(dǎo)入、原點(diǎn)、窗口、Render等功能欄與開始頁面相同，不再贅述。兩種移動模式結(jié)構(gòu)“結(jié)構(gòu)”功能欄中“創(chuàng)建鏈接”，可以在當(dāng)前選中的模型中創(chuàng)建一個(gè)新“鏈接”，常用于確定自定義建模坐標(biāo)框的位置；“顯示”描述設(shè)備模型的鏈接關(guān)系，上圖顯示機(jī)器人關(guān)節(jié)處的鏈接關(guān)系。特征左上圖顯示“特征”選項(xiàng)的下拉欄，包含了“原始幾何元”、“其他”、“移動”、“克隆”、“生成”五種元素。在DTF軟件中，模型都由上述元素構(gòu)成。“其他”和“移動”用于模型特征輔助設(shè)定，以及位置標(biāo)注等，后面內(nèi)容介紹常見用法；“克隆”和“生成”針對當(dāng)前選中特征的操作。綜上，“特征”功能欄中包含針對模型特征的主要操作，本軟件建模的核心功能之一，在建模時(shí)經(jīng)常用到，必須掌握。工具上圖為“工具”選項(xiàng)下拉欄，包含了“特征工具”、“提取”、“簡化”、“物料”四種操作元素，同樣屬于針對模型特征的操作。在自定義建模中，導(dǎo)入DTF軟件模型，都需要進(jìn)一步處理。例如，拆分、合并等，還可通過“物料”操作改變模型外觀，期望模型逼真、美觀，具體操作后續(xù)介紹。行為左圖為“行為”選項(xiàng)下拉欄，包含“接口”、“信號”、“MaterialFlow”、“機(jī)器人學(xué)”、“運(yùn)動學(xué)”、“傳感器”、“物理學(xué)”、“ProcessModel”、“雜項(xiàng)”等九類行為元素。在自定義建模時(shí)，添加模型“行為”，定義與實(shí)際設(shè)備運(yùn)行狀況一致的虛擬設(shè)備，后續(xù)結(jié)合實(shí)例介紹。屬性左圖為“屬性”選項(xiàng)下拉欄，包含“基坐標(biāo)”、“物體”兩類屬性元素。添加模型“屬性”，結(jié)合“行為”定義操作，可實(shí)現(xiàn)設(shè)備復(fù)雜建模，后續(xù)結(jié)合實(shí)例介紹。向?qū)ё髨D為“向?qū)А边x項(xiàng)下拉欄，包含8種向?qū)ь惒僮髟?，這些操作均與DTF軟件API開放接口有關(guān)，可運(yùn)用Python語言編寫程序，開發(fā)定制功能模塊。在自定義建模過程中，借助向?qū)Чδ埽梢钥焖俣x機(jī)器人、抓取工具、信號控制動作、機(jī)床、輸送線等設(shè)備，后續(xù)結(jié)合設(shè)備建模，介紹常用向?qū)Р僮?。ModelingToolbox建模頁面菜單欄最右側(cè)為ModelingToolbox--建模工具箱，包含兩個(gè)輔助建模工具，“SasaHelper”為三角形輔助建模工具。操作方法為在虛擬世界隨便選擇3個(gè)點(diǎn)，三個(gè)點(diǎn)構(gòu)建三角形，輸出三角形邊長和角度?！癝asssaHelper”為四邊形輔助建模工具，操作方法與“SasaHelper”類似，在虛擬世界選擇4個(gè)點(diǎn)，四個(gè)點(diǎn)構(gòu)建四邊形，輸出四邊形邊長和角度。借助這兩個(gè)輔助建模工具，可以快速獲取模型的相關(guān)參數(shù)，方便自定義建模操作。DigitalTwinFactory第四章建模應(yīng)用第二節(jié)簡單建模DesignedByJ&C制作組件發(fā)生器--創(chuàng)建特征首先需要創(chuàng)建一個(gè)立方體，作為組件發(fā)生器本體。進(jìn)入建模頁面，單擊“組件”功能欄的“新的”，再選擇“特征”選項(xiàng)下拉欄“箱體”，則在虛擬世界原點(diǎn)位置創(chuàng)建了一個(gè)立方體，如左上圖所示?，F(xiàn)在修改立方體尺寸，與輸送線等外部設(shè)備連接，方便測試使用。在右側(cè)屬性框中，分別修改“長度”、“寬度”、“高度”屬性，分別設(shè)定“500”、“600”、“700”，如左下圖所示。制作組件發(fā)生器--添加“創(chuàng)造”行為組件發(fā)生器具有創(chuàng)建產(chǎn)品特性的功能，添加“行為”定義產(chǎn)品特性。在左側(cè)上方組件圖形中，單擊選中“新組件”，再單擊“行為”選項(xiàng)下拉欄“組件創(chuàng)建者”，完成行為添加，如上圖所示。制作組件發(fā)生器--添加單向路徑使用DTF軟件自帶的組件發(fā)生器，創(chuàng)建產(chǎn)品后，可以觀察產(chǎn)品從中心移動至邊緣，最終轉(zhuǎn)運(yùn)至下一設(shè)備。因此，這里需要自行添加路徑，單擊“行為”選項(xiàng)下拉欄“單向路徑”，添加產(chǎn)品的運(yùn)動行為，如上圖所示。制作組件發(fā)生器--添加坐標(biāo)框添加兩個(gè)坐標(biāo)框，按照添加立方體(箱體特征)操作方法，添加兩個(gè)坐標(biāo)框，并分別修改名稱為“生成點(diǎn)”、“方向點(diǎn)”。制作組件發(fā)生器—調(diào)整坐標(biāo)框位置完成坐標(biāo)框添加后，需要設(shè)定位置。選中“生成點(diǎn)”坐標(biāo)框，單擊“工具”菜單欄“捕捉”，鼠標(biāo)指針移至立方體上表面中心，系統(tǒng)自動捕捉中心點(diǎn)，如上左圖所示。單擊中心點(diǎn)，完成坐標(biāo)框移位操作。按同樣方法，修改“方向點(diǎn)”坐標(biāo)框位置，修改至立方體邊緣，如上右圖所示。制作組件發(fā)生器—屬性修改設(shè)置組件圖形的“行為”。在左側(cè)組件圖形區(qū)，選中“組件創(chuàng)建者(ComponentCreator)”的“Output”選項(xiàng)，修改右側(cè)屬性欄“連接”，改為“OneWayPath”，“端口”改為“Input”，如左上圖所示。上述操作用于生成物添加至路徑，期望物體移動。選中“單向路徑(OneWayPath)”，單擊右側(cè)“路徑”一欄雙向箭頭，在彈出窗口依次單擊“生成點(diǎn)”、“方向點(diǎn)”，選擇后關(guān)閉窗口；再修改“路徑軸”為“Y-正”，如左下圖所示。制作組件發(fā)生器—設(shè)置接口使用DTF軟件自帶的組件發(fā)生器，運(yùn)用PNP方式連接輸送線。所以，需要添加自定義組件發(fā)生器接口，具備PNP連接功能。重置項(xiàng)目運(yùn)行，切換至建模頁面，單擊“行為”選項(xiàng)下拉欄中“一對一(OneToOneInterface)”，在“節(jié)段和字段”中，在“節(jié)段框坐標(biāo)”欄選定“方向點(diǎn)”，并添加新節(jié)段“Flow”。設(shè)置“Container”為“OneWayPath”，設(shè)置“PortName”為“Output”。自定義組件發(fā)生器的“方向點(diǎn)”設(shè)置為PNP接口，路徑中的物體傳輸至PNP連接設(shè)備。自定義輸送線設(shè)定—創(chuàng)建特征與制作組件發(fā)生器類似，首先創(chuàng)建一個(gè)立方體，作為輸送線本體。進(jìn)入建模頁面，單擊“組件”功能欄“新的”，再選擇“特征”選項(xiàng)下拉欄“箱體”，則在虛擬世界原點(diǎn)位置創(chuàng)建一個(gè)立方體。在右側(cè)屬性框中，分別修改“長度”、“寬度”、“高度”屬性，數(shù)值分別設(shè)定為“1800”、“500”、“700”。再添加兩個(gè)坐標(biāo)框，分別修改名稱為“in”、“out”，兩個(gè)坐標(biāo)框確定輸送線的入口和出口。分別移動兩個(gè)坐標(biāo)框箱體至邊緣兩側(cè)中點(diǎn)位置，注意兩個(gè)坐標(biāo)框方向一致。自定義輸送線設(shè)定—設(shè)置路徑輸送線具備兩種“行為”，一是可以運(yùn)輸物體，二是可以通過PNP模式與其他設(shè)備連接。所以，需要添加“單向路徑(OneWayPath)”和兩個(gè)“一對一(OneToOneInterface)”，設(shè)定“單向路徑”中的“路徑軸”從“in”至“out”。自定義輸送線設(shè)定—設(shè)置接口添加兩個(gè)“一對一”接口，作為對應(yīng)輸送線入口、出口。為了更好地區(qū)分兩個(gè)接口，第一個(gè)接口名稱設(shè)定為“IN”，修改“節(jié)段框坐標(biāo)”為“in”，添加新字段“Flow”，設(shè)置“Container”為“OneWayPath”，設(shè)置“PortName”為“Input”，輸送線接收到的物體添加至路徑。同理，設(shè)置另一個(gè)接口名稱為“OUT”，修改“節(jié)段框坐標(biāo)”為“out”，添加新字段“Flow”，設(shè)置“Container”為“OneWayPath”，設(shè)置“PortName”為“Output”，輸送線路徑上的物體傳送至當(dāng)前連接的設(shè)備。制作機(jī)器人地軌—創(chuàng)建并調(diào)整特征添加一個(gè)箱體特征到新組件。在右側(cè)屬性框中，定義“長度”、“寬度”、“高度”屬性，分別修改為“6000”、“500”、“100”，修改名稱為“軌道”。再創(chuàng)建機(jī)器人地軌滑臺部分，同樣方法添加一個(gè)立方體，定義“長度”、“寬度”、“高度”屬性，分別修改為“500”、“500”、“100”，修改名稱為“滑臺”。此時(shí)，代表軌道和滑臺的立方體，發(fā)生了模型重疊。所以，需要調(diào)整滑臺位置。選中左側(cè)下方特征窗口“滑臺”，鼠標(biāo)單擊坐標(biāo)框豎直向上箭頭(Z軸)，往上拖拽滑臺。同時(shí)，鼠標(biāo)靠近刻度線，按整數(shù)倍移動，滑臺立方體向上移動100即可。制作機(jī)器人地軌—設(shè)定運(yùn)動部分滑臺作為機(jī)器人地軌的移動部件，在DTF軟件中需要設(shè)定滑臺“鏈接”屬性，滑臺才能移動。選中“滑臺”特征，右鍵彈出窗口，選擇“提取鏈接”。執(zhí)行上述操作后，可以觀察到軟件左側(cè)上方“組件圖形”區(qū)域，出現(xiàn)了一個(gè)新鏈接“Link_1”，再單擊“新組件”，添加“行為”的“伺服控制器”至“組件圖形”區(qū)域。制作機(jī)器人地軌—設(shè)定鏈接屬性“伺服驅(qū)動器”行為組件用于驅(qū)動鏈接中的移動物體。選中“Link_1”，在右側(cè)屬性欄中設(shè)置相應(yīng)屬性，先選擇“Controller”為上一步創(chuàng)建的伺服驅(qū)動器；再修改“軸”為“+X”，指示滑臺運(yùn)動方向。運(yùn)動方向參照虛擬世界坐標(biāo)系，虛擬世界坐標(biāo)系方向在軟件操作區(qū)左上角。修改“最大限制”為5500，代表滑臺的移動范圍，再修改“最大速度”為1000。制作機(jī)器人地軌—添加并修改新鏈接修改菜單欄“移動模式”一欄為“選中的”，再單擊選中“Link_1”。選擇“結(jié)構(gòu)”中“創(chuàng)建鏈接”，可以觀察到“Link_1”層級下出現(xiàn)了一個(gè)“Link_2”。最后，通過“工具”欄中“捕捉”，修改“Link_2”位置至滑臺上表面中心。制作機(jī)器人地軌—使用向?qū)Чδ苁髽?biāo)移至“向?qū)А边x項(xiàng)下拉欄中“定位器”，自動彈出解釋文字。根據(jù)解釋文字，了解此功能使用方法。需要定義組件動力結(jié)構(gòu)和伺服控制器，兩個(gè)條件具備后，可以執(zhí)行下一步操作。選中“Link_2”，單擊“定位器”向?qū)Чδ?。在右?cè)屬性窗口中，修改“定位器類型”為“RobotPositioner”，確定“凸緣鏈接”為“Link_2”，單擊“應(yīng)用”。當(dāng)下方輸出窗口出現(xiàn)提示信息，RobotPositionerbehaviorscreated.Youmayclosethewizardnow，則代表機(jī)器人地軌與機(jī)器人連接創(chuàng)建成功。DigitalTwinFactory第四章建模應(yīng)用第三節(jié)復(fù)雜建模DesignedByJ&C制作三色燈—導(dǎo)入模型并調(diào)整設(shè)備模型導(dǎo)入有兩種操作方法，一種是直接導(dǎo)入，模型不做任何預(yù)處理，拖拽模型文件至DTF軟件操作區(qū)，完成導(dǎo)入。另一種方式，通過DTF軟件菜單欄“導(dǎo)入”中“幾何元”，預(yù)處理模型，此方法常用于大型設(shè)備。先使用快捷導(dǎo)入方法，拖拽名為“三色燈模型.STEP”至DTF軟件操作區(qū)，完成模型導(dǎo)入。一般情況下，根據(jù)虛擬世界坐標(biāo)系，豎直放置模型。調(diào)節(jié)模型坐標(biāo)框，繞X軸旋轉(zhuǎn)90度，或者直接修改屬性中“Rx”的值為90。制作三色燈—修改模型原點(diǎn)“開始”頁面下，選中三色燈模型，單擊“原點(diǎn)”選項(xiàng)欄中“移動”，第二章第一節(jié)已介紹“捕捉”與“移動”用法，只需調(diào)節(jié)模型原點(diǎn)的方向，不調(diào)整位置，所以選擇“移動”按鈕。在右側(cè)窗口，顯示了當(dāng)前模型原點(diǎn)在虛擬世界坐標(biāo)系下的姿態(tài)，可以觀察到“Rx”值為“90”，表示模型原點(diǎn)相對于虛擬世界坐標(biāo)系，在X軸方向偏移了90度。單擊“Rx”，可將其值歸零，或手動將“90”改為“0”。最后，單擊“應(yīng)用”，完成原點(diǎn)方向調(diào)整。制作三色燈—第一次拆分模型制作三色燈的思路是在三色燈發(fā)光位置變換同種顏色圓柱體，模擬三色燈點(diǎn)亮和熄滅。所以，處理三色燈模型的第一步，確定發(fā)光位置，并在該位置上創(chuàng)建尺寸合適的圓柱體，模擬發(fā)光效果。進(jìn)入“建模頁面”，拆分三色燈發(fā)光位置的模型?？梢赃x擇“工具”選項(xiàng)欄中“分開”功能。單擊“工具”選項(xiàng)欄中的“分開”后，按住“Ctrl”鍵，依次單擊需要拆分的特征，如圖4.48所示。選中三色燈發(fā)光位置，再單擊右下角“分開”。選中部位拆分為單獨(dú)特征。為了方便觀察，拖拽出來。制作三色燈—第二次拆分模型可以觀察到，在三色燈模型發(fā)光位置，仍有多余特征，影響后續(xù)操作。所以，還需執(zhí)行依次“分開”操作。此次“分開”操作，需要修改“分開等級”為“面”，才能選中目標(biāo)特征。制作三色燈—模型缺失部分測量可以觀察到，三色燈模型多余部分已經(jīng)拆分，可以刪除多余部分，剩余部分僅為外殼，中間部分沒有實(shí)體，影響視覺效果，先將三色燈外殼部分填充完整。根據(jù)模型構(gòu)造，可以選擇圓柱體填充，使用測量功能，確定填充部分圓柱體尺寸。制作三色燈—模型缺失部分填充單擊“特征”下拉欄“圓柱體”，創(chuàng)建一個(gè)圓柱體特征，修改半徑為“30”，高度為“20”，再通過“捕捉”或“對齊”等方法，移動圓柱體至空殼位置，完成填充。使用多邊形繪制擬合圓形，“圓柱體”特征屬性的“截面”，表示多邊形的邊數(shù)，默認(rèn)為12，可以明顯觀察到邊角。因此，修改為了36，圓形變得更平滑。在半徑尺寸不合適的前提下，繼續(xù)增加數(shù)量，可以獲得更好外觀效果，但模型數(shù)字量將增加，可能導(dǎo)致運(yùn)行卡頓。按照同樣方式，創(chuàng)建同等尺寸圓柱體，移動至合適位置，填充外殼模型。制作三色燈—模型特征合并當(dāng)前所有特征均代表三色燈外殼部分，可以合并這些特征。首先，選中所有特征，單擊鼠標(biāo)右鍵，出現(xiàn)彈窗，選擇彈窗中“塌陷特征”。此操在于消除特征屬性，修改為不可變的幾何元，再單擊“合并特征”，如圖4.56所示。合并后，當(dāng)前所有特征合并為一個(gè)特征。按照同樣方式，創(chuàng)建同等尺寸圓柱體，移動至合適位置，填充外殼模型。制作三色燈—修改模型顏色進(jìn)入“工具”下拉欄中“指定”，修改外殼顏色。此操作修改模型外觀的協(xié)調(diào)性，不是必須操作。制作三色燈—“燈管”部分空間測量為了區(qū)分各模型特征，修改當(dāng)前特征名稱為“三色燈殼體”。接下來，開始制作三色燈發(fā)光位置和效果。同樣使用測量功能，確認(rèn)“發(fā)光”范圍，即三色燈發(fā)光時(shí)，發(fā)光位置出現(xiàn)對應(yīng)顏色的圓柱體。該圓柱體半徑在前面已經(jīng)測量過，現(xiàn)在測量高度。制作三色燈—“燈管”部分模型設(shè)定創(chuàng)建三個(gè)圓柱體，分別修改名稱為“綠”、“黃”、“紅”，并修改材料屬性與顏色對應(yīng)，最后移動至對應(yīng)位置。制作三色燈—添加“開關(guān)”特征現(xiàn)在添加三個(gè)帶有顏色的圓柱體，模擬三色燈點(diǎn)亮效果。接下來，通過信號控制圓柱體出現(xiàn)和消失，模擬三色燈點(diǎn)亮和熄滅。添加了三個(gè)“開關(guān)”特征，并修改其名稱。另外，拖拽對應(yīng)顏色圓柱體至其中，作為其子特征。可以觀察到，這些圓柱體都消失不見。那么，現(xiàn)在只要關(guān)聯(lián)信號與這些“開關(guān)”特征，則實(shí)現(xiàn)了信號控制模擬三色燈模型“亮滅”。制作三色燈—添加屬性向三色燈模型中添加“布爾”屬性，并修改對應(yīng)的名稱與顏色。制作三色燈—屬性與特征關(guān)聯(lián)完成“布爾”屬性添加后，即設(shè)定控制“亮滅”信號。所以，現(xiàn)在需要關(guān)聯(lián)三個(gè)信號與“開關(guān)”特征起來。單擊“開關(guān)”特征，在其右側(cè)屬性“選擇”欄，輸入對應(yīng)顏色的控制信號名稱，注意名稱一定要與“布爾”屬性的名稱一致，否則會報(bào)錯(cuò)。制作三色燈—添加“燈罩”模型在燈沒有點(diǎn)亮?xí)r，模型外觀不太自然。所以，最后收尾工作，美化完善三色燈模型，力氣顯示效果更加逼真。按照前面相同方法，再次創(chuàng)建三個(gè)圓柱體，并移動至發(fā)光位置，按照對應(yīng)的位置顏色，分別修改圓柱體材料屬性為“transp_green”、“transp_yellow”、“transp_red”。使用彩色透明圓柱體，模擬“燈罩”。制作發(fā)動機(jī)模型—導(dǎo)入模型導(dǎo)入設(shè)備模型有兩種操作方法，一種是直接導(dǎo)入，模型不作任何預(yù)處理，模型文件拖拽至DTF軟件操作區(qū)，完成導(dǎo)入。另一種方式，通過軟件菜單欄“導(dǎo)入”中“幾何元”，預(yù)處理模型，此方法常用于大型設(shè)備。這里使用快捷導(dǎo)入方法，拖拽名為“第四章第三節(jié)模型.SLDPRT”至DTF軟件操作區(qū)，完成模型導(dǎo)入。通過測量功能，可以觀察模型當(dāng)前尺寸，發(fā)現(xiàn)尺寸比較小。制作發(fā)動機(jī)模型—模型處理模型尺寸太小，操作時(shí)調(diào)節(jié)視角不方便。所以，需要調(diào)節(jié)模型尺寸，放大模型尺寸。切換至建模頁面，在左側(cè)下方特征框，選中父級特征，在右側(cè)特征屬性表達(dá)式中輸入“Sz(3).Sy(3).Sx(3)”，分別在x、y、z軸上等比例放大模型。制作發(fā)動機(jī)模型—原點(diǎn)位置設(shè)定當(dāng)前模型姿態(tài)不方便調(diào)整視角，模型原點(diǎn)不在模型上，姿態(tài)調(diào)整不方便。所以，首先修改模型原點(diǎn)。這里選擇的原點(diǎn)位置僅做參考點(diǎn)，操作者可自行選擇原點(diǎn)位置，最終調(diào)整發(fā)動機(jī)模型至豎直方向。選擇一個(gè)平整表面，方便后續(xù)姿態(tài)調(diào)整。在側(cè)面轉(zhuǎn)軸處選擇一個(gè)點(diǎn)，單擊應(yīng)用，完成原點(diǎn)設(shè)定。設(shè)定模型原點(diǎn)后，可以方便快捷地調(diào)整模型姿態(tài)。調(diào)整模型至豎直方向。在調(diào)整模型位置時(shí)，還可創(chuàng)建一個(gè)新的箱體組件，借助“對齊”功能，發(fā)動機(jī)模型的原點(diǎn)面與箱體某個(gè)面對齊。即快速調(diào)整發(fā)動機(jī)模型的姿態(tài)。制作發(fā)動機(jī)模型—重置原點(diǎn)方向與前面制作三色燈類似，調(diào)整姿態(tài)后，重置模型原點(diǎn)方向，與虛擬世界坐標(biāo)系方向一致。制作發(fā)動機(jī)模型—模型整理接下來，完成“塌陷特征”操作，消除所有特征屬性，并統(tǒng)一原點(diǎn)，方便后續(xù)操作。接下來，拆分發(fā)動機(jī)模型中各運(yùn)動件，保持互相獨(dú)立特征。通過“分開”功能，模型拆分為包含多個(gè)幾何元特征，此處不再贅述，與前面三色燈模型拆分類似。為了方便讀者理解，拆分各動作部件為獨(dú)立特征后，從模型本體中拖出。在實(shí)際定義操作中，拆分特征即可。根據(jù)曲柄連桿機(jī)構(gòu)的組成，命名各運(yùn)動件。制作發(fā)動機(jī)模型—鏈接分配需要注意，提取鏈接順序?yàn)榍糠?、連桿1、活塞1、連桿2、活塞2、從動件。接著，根據(jù)從動關(guān)系，設(shè)定以上鏈接的層級。顯然，連桿在繞轉(zhuǎn)軸運(yùn)動時(shí)，還會隨曲柄轉(zhuǎn)動?；钊死@轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，還隨連桿移動。根據(jù)這些從動關(guān)系，“Link_3”拖拽至“Link_2”中，再拖拽“Link_2”至“Link_1”中。連桿2、活塞2鏈接處理方法與上述相同。制作發(fā)動機(jī)模型—Link1運(yùn)動屬性設(shè)定主動件曲柄提取為“Link_1”，添加“行為”：“伺服控制器(ServoController)”，再設(shè)定“Link_1”對應(yīng)的屬性，與“伺服控制器(ServoController)”連接。制作發(fā)動機(jī)模型—設(shè)定輔助坐標(biāo)框接下來，設(shè)定連桿和活塞的運(yùn)動規(guī)則，即推導(dǎo)曲柄連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動規(guī)律。所以，需要測量當(dāng)前曲柄連桿機(jī)構(gòu)的初始夾角。先在“殼體”模型特征樹下，創(chuàng)建三個(gè)輔助坐標(biāo)框，并移動至曲柄連桿機(jī)構(gòu)的各轉(zhuǎn)軸位置。利用三個(gè)輔助坐標(biāo)框，計(jì)算曲柄連桿機(jī)構(gòu)各桿件間的初始角度。制作發(fā)動機(jī)模型—輔助建模計(jì)算參數(shù)單擊選中“Link_2”，可以觀察到轉(zhuǎn)軸坐標(biāo)框位置不合適，需要調(diào)整。操作方法為修改“移動模式”為“選中的”。注意這里修改只針對“Link_2”，所以一定要在“選中的”狀態(tài)下修改轉(zhuǎn)軸位置，否則其子鏈接也會被修改。再使用“工具”菜單欄中“捕捉”功能，把“Link_2”轉(zhuǎn)軸位置修改至曲柄銷中心。按照同樣操作方法，修改“Link_3”轉(zhuǎn)軸位置。制作發(fā)動機(jī)模型—Link2運(yùn)動規(guī)則設(shè)定選中“Link_2”，利用前面SASA輔助建模工具，測量角度和長度值，以及曲柄連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動規(guī)律，得出連桿角度與曲柄角度間的變化關(guān)系。這里“VALUE”表示曲柄運(yùn)動角度，通過曲柄連桿機(jī)構(gòu)相關(guān)公式，可以得出“Link_2”--連桿的運(yùn)動公式，填入對應(yīng)位置，如圖4.85所示。這里僅介紹方法，不推導(dǎo)運(yùn)動公式，讀者可自行嘗試。公式中，“asind”表示“arcsin”，“sind”表示“sin”，屬于軟件規(guī)定的寫法。制作發(fā)動機(jī)模型—Link3運(yùn)動規(guī)則設(shè)定同理，按照類似方法推導(dǎo)“Link_3”--活塞運(yùn)動規(guī)則。需要注意，連桿和活塞都作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，運(yùn)動合成效果導(dǎo)致活塞平移。制作發(fā)動機(jī)模型—連桿2運(yùn)動規(guī)則設(shè)定DigitalTwinFactory第四章建模應(yīng)用第三節(jié)腳本程序建模DesignedByJ&C制作推料氣缸—導(dǎo)入模型制作推料氣缸—檢查模型結(jié)構(gòu)在軟件左側(cè)下方特征樹中，出現(xiàn)氣缸模型，具備多個(gè)特征。單擊模型各部分，可以發(fā)現(xiàn)氣缸的殼體、推桿、螺母都保持相互獨(dú)立的模型特征。表明不需要完成塌陷特征、合并特征、切分模型等操作。接下來，選定模型中主動件特征，檢查是否完全選中，準(zhǔn)備后續(xù)提取鏈接。按住“Ctrl”鍵，選擇氣缸推桿和推桿前部的螺母。全部選中后，按住坐標(biāo)框Z軸，拖拽選中部分，檢查有沒有漏選或者錯(cuò)選。檢查無誤后，按下“Ctrl”鍵和“Z”鍵，撤銷剛才移動操作。制作推料氣缸—模型運(yùn)動部分處理保持選中運(yùn)動件模型特征，完成“提取連接”操作，運(yùn)動件提取為“Link_1”，再添加“伺服控制器”。上一節(jié)已詳細(xì)介紹了此部分操作方法，故不再贅述。設(shè)置“Link_1”運(yùn)動屬性，包括類型、方向、控制器、行程，設(shè)置完成后，使用“交互”測試運(yùn)動狀態(tài)，檢查正確性。制作推料氣缸—推料擋板處模型設(shè)定制作推料氣缸—推料擋板處添加坐標(biāo)框接下來，完成推料動作設(shè)定。首先分析推料動作實(shí)現(xiàn)的思路，在推塊的表面添加傳感器和容器組件，當(dāng)傳感器檢測到物料，添加物料至容器，物料隨推塊移動，即實(shí)現(xiàn)推料作業(yè)。當(dāng)推桿運(yùn)動到最大位置，即物料被推到極限位置，由于容器組件不具備釋放功能，表示推桿縮回時(shí)，物料仍會隨推塊移動。所以物料需要由推塊容器轉(zhuǎn)移至新的容器，令其停留。根據(jù)上述思路，添加兩個(gè)坐標(biāo)框，移動至推塊對角位置，用于確定傳感器位置。制作推料氣缸—添加并設(shè)置體積傳感器再添加“體積傳感器(VolumeSensor)”、“布爾信號(BooleanSignal)”、“組件信號(ComponentSignal)”三種行為至“Link_1”。再設(shè)置體積傳感器屬性，關(guān)聯(lián)兩個(gè)信號。設(shè)定前一步創(chuàng)建的兩個(gè)坐標(biāo)框，設(shè)定體積傳感器檢測范圍。制作推料氣缸—?dú)飧讋幼髟O(shè)定在氣缸“行為”根目錄下，添加四個(gè)布爾信號，修改名稱為Open、Close、OpenState、CloseState，分別對應(yīng)氣缸動作狀態(tài)，激活伸出動作、激活縮回動作、打開狀態(tài)、縮回狀態(tài)；添加一個(gè)Python腳本，修改名稱為“motion”，后續(xù)用此腳本控制氣缸動作。再關(guān)聯(lián)四個(gè)布爾信號與Python腳本。制作推料氣缸—編寫動作腳本制作推料氣缸—編寫推料效果腳本制作三軸取放料機(jī)構(gòu)—模型導(dǎo)入在非標(biāo)設(shè)備開