數(shù)字仿真深度應(yīng)用，打造智慧物流“虛擬調(diào)試”加速引擎
沈陽新松機器人自動化股份有限公司（以下簡稱“新松”）成立于2000年，是一家以機器人技術(shù)和智能制造解決方案為核心的高科技上市公司。新松擁有國家級研發(fā)創(chuàng)新團隊，堅持走自主創(chuàng)新之路，書寫了中國機器人發(fā)展史上百余項“行業(yè)首創(chuàng)”！作為國家機器人產(chǎn)業(yè)化基地，新松以智能制造為業(yè)務(wù)主攻方向，為產(chǎn)業(yè)升級提供全體系核心支撐，打造了以自主核心技術(shù)、核心零部件、核心產(chǎn)品及行業(yè)系統(tǒng)解決方案為一體的全產(chǎn)業(yè)價值鏈。
- 物理碰撞效果不合理、難以實現(xiàn)
- 傳統(tǒng)電氣調(diào)試費時費力成本高
- 缺乏簡單、高效、低成本的系統(tǒng)設(shè)計方案驗證途徑
- Emulate3D數(shù)字化仿真平臺
- 驗證了貨位計算和避讓程序
- 避免不合理的物理碰撞
- 提高現(xiàn)場調(diào)試效率，方便內(nèi)部技術(shù)交流
- 提高客戶信任度和滿意度，助力市場拓展
挑戰(zhàn)
放眼當下，成熟的數(shù)智技術(shù)已經(jīng)如水般滲透并滋養(yǎng)著各細分行業(yè)。在機器人與物流集成領(lǐng)域，以數(shù)字孿生仿真為代表的技術(shù)的深度應(yīng)用，正大幅提升企業(yè)從設(shè)計、調(diào)試到運營的效率。
多年來，新松機器人自動化股份有限公司（簡稱“新松機器人”）憑借領(lǐng)先的移動機器人和智能倉儲物流解決方案，為國內(nèi)外各行業(yè)頭部用戶，打造了許多標桿工程。在關(guān)鍵的電氣調(diào)試環(huán)節(jié)，該企業(yè)借助羅克韋爾自動化的Emulate3D?數(shù)字化仿真平臺，打開了一扇通往“虛擬調(diào)試”的大門。
解決方案
數(shù)字孿生仿真：電氣調(diào)試的更優(yōu)解
如今的現(xiàn)代化生產(chǎn)，需要非常多的自動化設(shè)備，而傳統(tǒng)的安裝調(diào)試需要機械、電氣、自動化等工程師，在車間現(xiàn)場耗時費力地協(xié)作。如此不僅成本高，想解決調(diào)試階段出現(xiàn)的問題，周期也非常長。如何簡單、直觀、高效，并且低成本地驗證系統(tǒng)設(shè)計方案，是當前許多企業(yè)面臨的共同痛點。
在物流集成領(lǐng)域，采用傳統(tǒng)電氣調(diào)試的企業(yè)仍占多數(shù)，已經(jīng)越來越難滿足市場對敏捷響應(yīng)和復(fù)雜應(yīng)用場景的需求。以新松機器人為例，其過去的橡膠卷輸送系統(tǒng)會采用貨物撞擊阻擋，靠撞停延時保證貨物位置準確的方案。但由于貨架都是不規(guī)格的異形結(jié)構(gòu)，很多復(fù)雜的物理碰撞并不合理、難以實現(xiàn)，傳統(tǒng)調(diào)試又無法快速驗證避讓和貨位計算程序。
有幸的是，近年來，數(shù)字孿生技術(shù)的深度應(yīng)用，拓寬了傳統(tǒng)機械仿真的范疇，讓“虛擬調(diào)試”功能得到更多關(guān)注。綜合來看，“虛擬調(diào)試”可在設(shè)備進場前完成輔助設(shè)計，驗證程序邏輯、動作干涉、生產(chǎn)流程等，不僅能減少調(diào)試時間和成本，企業(yè)還能識別潛在改進機會，讓設(shè)備的自動化等功能更加完善。
與此同時，“虛擬調(diào)試”提升了電氣調(diào)試過程中軟件使用的占比，十分契合當前的智能化發(fā)展浪潮，也成為了新松機器人提升自身數(shù)字化競爭力的不二之選。
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卓越仿真軟件，三步走助力破局
針對過去廠內(nèi)大量非標自動化系統(tǒng)程序驗證難的痛點，新松機器人選擇與羅克韋爾自動化攜手，期望借助領(lǐng)先的電氣仿真軟件Emulate3D完成數(shù)智升級。
在項目實施過程中，羅克韋爾自動化用三步走，幫助其高效、高質(zhì)量地實現(xiàn)了虛擬調(diào)試功能：
①真實模型搭建：眾所周知，仿真模型的準確度會直接決定虛擬調(diào)試的最終效果。因此在建模環(huán)節(jié)，為達到逼真效果，項目團隊基于Emulate3D在系統(tǒng)內(nèi)圍繞貨架的長寬高尺寸設(shè)置、位置擺放，搭建了堆垛機等系統(tǒng)的真實機械模型。
值得一提的是，Emulate3D能支持導(dǎo)入和導(dǎo)出多種主流的3D格式文件，模型還可根據(jù)動作屬性劃分層級，并通過靜止對象合并實現(xiàn)簡化，十分方便客戶未來的編輯工作。
②動作添加：為了更好地連接PLC，導(dǎo)入的模型通過Emulate3D軟件QuickLogic圖形化語言的方式，可實現(xiàn)自定義腳本和數(shù)據(jù)接口的創(chuàng)建。其中，客戶現(xiàn)場的輸出信號主要涉及提升機高低速切換、堆垛機位置控制等，輸入信號則包含提升機限位開關(guān)反饋、堆垛機位置反饋等。
得益于Emulate3D高效的開發(fā)體系和簡單的操作步驟，新松機器人可以更快完成數(shù)據(jù)和邏輯的映射，這也為快速和精準實現(xiàn)虛擬調(diào)試功能，打下了堅實基礎(chǔ)。
③虛擬調(diào)試：在完成動作添加后，項目團隊將軟件打造的仿真模型，分別與輸送機和堆垛機的PLC連接，通過PLC與模型交互模擬出入庫動作。與此同時，團隊對人物動作也做了進一步編程，使用示教點指定行走和手臂運動的目標位置，實現(xiàn)了人物行走、搬運貨物、點擊按鈕等動作。
目前，該項目已進入試運行階段。借助Emulate3D的強大性能與羅克韋爾自動化專業(yè)的工程實施服務(wù)，新松機器人已經(jīng)成功在計算機上驗證了貨位計算和避讓程序，避免了不合理的物理碰撞，有效提高了現(xiàn)場調(diào)試效率。
成果
多年來，羅克韋爾的Emulate3D數(shù)字化仿真軟件，以其豐富的設(shè)備組件庫、便捷的虛擬電控調(diào)試功能、領(lǐng)先的虛擬現(xiàn)實技術(shù)、逼真的細節(jié)表現(xiàn)力，以及靈活的二次開發(fā)能力，獲得了物流、鋼鐵、醫(yī)藥、OEM等眾多行業(yè)頭部企業(yè)的青睞。
借助Emulate3D優(yōu)秀的高精度模型，新松機器人能在無需物理硬件的情況下，還原復(fù)雜的真實物理碰撞效果，高效完成測試、調(diào)試和優(yōu)化應(yīng)用程序代碼。不僅如此，Emulate3D還支持多種主流通訊協(xié)議和各品牌PLC。新松機器人借助內(nèi)置豐富的通用工具、設(shè)備組件庫，以及JS、QuickLogic等通用編程語言，可以更高效地完成建模和二次開發(fā)，節(jié)省大量時間和精力。這對于物流這類對交付周期要求高的行業(yè)而言，能較大程度釋放“虛擬調(diào)試”帶來的價值。
一直以來，作為生產(chǎn)性服務(wù)業(yè)鏈主企業(yè)，羅克韋爾自動化致力于幫助中國企業(yè)擁抱數(shù)字化浪潮，進一步提升面向海外市場的核心競爭力?，F(xiàn)如今，基于Emulate3D強大的數(shù)字孿生硬實力，新松機器人得以在國外內(nèi)的大型展會上，將自身智能倉儲物流等解決方案，用酷炫直觀的3D動畫形式展示給更多合作伙伴和客戶，為提高客戶信任度和滿意度，以及未來拓展市場貢獻巨大力量。
展望未來，隨著數(shù)字虛擬模型的準確度、運行速度不斷提升，羅克韋爾自動化也將繼續(xù)為新松機器人新增更多的功能，包括三維實時監(jiān)控系統(tǒng)的開發(fā)、維修和操作人員虛擬培訓(xùn)等。與此同時，羅克韋爾自動化也將為更多細分行業(yè)企業(yè)插上數(shù)智技術(shù)的翅膀，擁抱高質(zhì)量發(fā)展的未來。
發(fā)布時間 2024年3月1日
