基于NX-MCD的搬运机械手虚实结合调试平台设计

唐月夏 李光平

（南宁学院机电与质量技术工程学院,广西 南宁 530200）

自动化生产线调试过程中要完成电路设计、程序编写、软硬件调试等工作。目前，调试的方式主要有2种：①直接在实际设备上调试，这种方式耗时长，对于设备及人员安全存在一定的危险性[1-2]；②利用虚拟仿真技术，对自动化生产线进行可视化的虚拟仿真，完成结构、功能、行为以及用户的思维过程和行为动态性的模拟[3-4]。通过操作这些虚拟仿真的实验对象，即可进行各种调试。这种模式下，只对程序进行调试，不涉及硬件，调试结果不能直接用于实际设备。

NX-MCD是NX设计软件中一个集机械、电气、自动化设计于一体的全新的机电产品概念设计模块。该模块的仿真平台采用NVIDIA PhysX 物理运算引擎，其特有的动力学仿真设计使仿真效果更加接近物理环境[5-7]。目前已有不少基于MCD模块的设计应用，如赵飞等设计基于数字孪生的刀具前处理机[8]，吴雁等研究基于 MCD 平台的数控车床上下料机械手机电一体化概念设计[9]。大部分研究只运用了NX-MCD的运动仿真，仿真与硬件同时进行的较少，而且基本使用西门子系列PLC，没有涉及其他品牌的PLC[10-12]。

针对目前自动化生产线调试中存在的问题，以自动化生产线中最复杂的搬运机械手为例，基于NX-MCD设计了搬运机械手虚实结合的调试平台。该平台利用虚拟仿真模型，观察程序运行结果，解决现场实操中风险等问题。通过IO接口电路板验证电路设计，解决纯虚拟仿真不涉及硬件设计问题。……