教學神器!可連接MES系統的智能製造虛擬仿真軟體,工業4.0教學

智能製造虛擬仿真軟體介紹

1、軟體介紹

該軟體是一款三維智能製造虛擬仿真軟體，基於海量元素模型，以拖拽方式快速搭建仿真工程。虛擬設備與真實設備具有相同特性，以實際的PLC程序、機器人程序、工具機數控程序等驅動虛擬設備運行，在虛擬場景中完成整個工程的調試與驗證。通過力學物理引擎、達到實際的運行效果。

軟體集成了PLC仿真、機器人仿真、智能工廠仿真等功能。提供用戶自主建模與自主布局功能，並開放底層接口，支持用戶二次開發。是一套工業4.0自動化的綜合設計仿真驗證平臺，並提供了豐富的教學資源。

工業領域應用，在生產線設計的初級概念階段就可以對整個系統進行完整的分析，包括虛擬調試、節拍驗證、風險評估，方案改進，降低項目技術風險。教育領域應用，通過對象虛擬化，解決了工程訓練成本高，場景少的問題。可用於大學生競賽，開放性實驗，畢業設計等。

工業4.0虛擬仿真系統

推薦硬體系統配置

為了保證系統流暢地使用，計算機系統的配置要求：

作業系統：Windows 7 SP1 及以上版本

系統類型：64位作業系統

處理器(CPU)：≥2.5Ghz（如果使用VR眼鏡，≥3.2Ghz）

內存：≥8GB

硬碟：≥5GB

顯存： ≥1GB（使用VR眼鏡，顯存 ≥6GB，如GTX1070）

.Net框架版本：V4.6.2及以上版本

軟體特色功能

1.工業4.0系統虛擬集成

包含自主開發模型、自動布局、電氣連接設計、編程、虛擬調試，整個系統集成過程。

2.多品牌PLC虛實結合仿真

支持各種主流品牌PLC的半實物仿真（虛實結合）、全虛擬仿真。

3.多品牌機器人虛實結合仿真

支持各種主流品牌工業機器人的半實物仿真（虛實結合）、全虛擬仿真。

4.智能製造虛實結合仿真

除了PLC與工業機器人，擴展了數控工具機、機器視覺、AGV、RFID等智能製造所需的元素。

5.MES系統接入

虛擬智能工廠具有MES數據採集接口，能無縫接入工業級MES系統，構建虛擬智能工廠。

6.智能工廠數字孿生

按1:1開發的虛擬生產線與現場生產線實時交換數據，同步運行，構成數字孿生系統。

7.豐富教學資源

開發了PLC、機器人、智能製造系列教學資源，教師授課省時省力。

2、軟體主要功能

1.自主布局

面向三維圖形，無需編程，用戶以拖拽方式快速搭建工程。可以對模型進行移動、旋轉、編輯、裝配等操作，布局完成後的模型可被各種外設驅動。

2.物理引擎

內置物理引擎，創建的三維模型具有物理屬性，能模擬現實生活中的物理現象，如：運動、旋轉和彈性碰撞等。在發生碰撞、摩擦、受力的運動模擬中，不同的物理屬性能得到不同的運動效果。

3.人機互動

虛擬設備工作由控制設備通過程序驅動，虛擬傳感器能反饋場景的狀態，賦予了虛擬設備與實際設備相同的特性，還能通過外部真實的控制面板或虛擬設備上的控制面板對虛擬設備進行操作。

4.場景三維操作

通過鍵鼠能完成平移、旋轉、縮放等操作，可快速切換視角。具有三視圖功能，支持頂視圖、前視圖、左視圖，可多視角同時查看三維場景。

場景三維操作

5.仿真場景操作嚮導

具有設備介紹功能，點擊設備，能顯示設備的詳細信息，設備信息可編輯。具有操作引導功能，引導使用者逐步完成操作，每一步操作都有相應提示，操作步驟可編輯。

仿真場景操作嚮導

6.VR眼鏡體驗

實現沉浸式虛擬實境3D體驗，包含逼真工業現場3D音效仿真，使體驗者身臨其境。通過手柄可與場景進行互動操作。

7.多授權模式

支持網絡授權模式與加密狗授權模式。

8.在線更新

軟體從雲端檢測是否有新版本，並提示相應操作。3D模型支持雲端更新，軟體可查看雲端模型並可在仿真場景內使用。

9.海量模型

包含一組完整且典型的工業設備的模型庫，在仿真場景中可直接拖拽使用，並可設置模型的參數。包含主流品牌工業機器人、傳送帶、氣動件、電機、按鈕開關、傳感器、視覺相機、數控工具機、立體倉庫、AGV、機器人夾具等。

海量模型

▲10.模型開發

從外部CAD文件導入3D部件，在軟體裡賦予其參數和運動特性，生成用戶自主開發的虛擬設備，虛擬設備能被外部控制器驅動，如PLC、機器人示教器等。導入3D文件格式支持： STEP、STP、OBJ、FBX、STL等。

11.外設埠映射

仿真場景的虛擬設備通過多種通訊協議與外部控制器進行數據交換，支持Modbus-RTU、Modbus-TCP、OPC UA、S7等總線通訊協議。通過設備數據映射表，把外部控制器埠與三維模型的內部埠建立映射關係，因此外部控制器能驅動虛擬設備工作，用戶可自行修改數據映射表。

12.電氣系統集成

用於電氣信號連接圖設計，仿真場景的電氣主控器件與被控制器件都有一個對應的電氣符號，電氣符號用圖形表示，有名稱與內部埠號。用畫線方式連接不同埠，不同類型埠用不同顏色線條表示，完成電氣信號連接圖後可導出Excel格式的IO表。

氣系統集成

▲13.自動考評

軟體具有數據實時採集與分析、自動評分功能。先由教師在軟體上出題，自動生成評分規則，學員在考核過程中，軟體實時記錄學員的操作過程、執行結果、異常事件，並根據考試評分規則計算最終成績，減輕教師批改工作量，提升教學質量。

自動考評

14.信號採集盒接入

信號採集盒實時採集外部控制器（PLC、單片機等）的信號，並驅動場景的虛擬設備運行。信號採集盒支持16DI/16DO，2AI/2AO，3路100K高速脈衝輸出與高速信號採樣，支持伺服電機脈衝定位控制。

▲15.硬體PLC仿真

軟體支持三菱、西門子等主流品牌的硬體PLC，與硬體PLC總線通訊，實時讀取PLC信號，硬體PLC實時驅動仿真場景的虛擬設備運行。

16.虛擬PLC仿真

軟體支持三菱、西門子等主流品牌的虛擬PLC仿真器，虛擬PLC實時驅動仿真場景的虛擬設備運行，PLC編程開發軟體能下載PLC程序、實時監視虛擬PLC的程序運行。

17.組態軟體調試

組態軟體開發的模擬人機界面，可控制虛擬PLC，對仿真場景的虛擬設備進行操作。

▲18.基於CAD數據軌跡設計

機器人運動軌跡可基於CAD數據，簡化軌跡生成過程，提高精度，利用工件模型可直接生成運動軌跡。支持通用CAD文件：stp、step等。

19.機器人離線編程

支持ABB、KUKA、Funac、安川、以及國內外主流品牌的工業機器人的離線編程操作。可導入工件三維模型並進行軌跡規劃，採用優化的空間正逆解算法仿真運動過程，一鍵即可完成複雜的編程過程。通過後置代碼功能，直接生成各品牌的機器人代碼，簡化工業機器人編程過程。

▲20.碰撞檢測

能檢測機器人兩個部件之間的碰撞，碰撞時兩個部件顏色自動變成紅色，同時記錄碰撞日誌，日誌包括碰撞設備名稱、位置、時間。

21.軌跡優化

離線編程時提供多種軌跡優化工具：碰撞檢測工具檢查仿真運行時是否發生過碰撞，防止真實應用時發生危險；軌跡分析工具對工業機器人的可達性、姿態奇異點、軸超限、節拍估算進行檢查，方便設計人員對機器人軌跡進行調整，避免實際運行時無故停機；機器人3D工作範圍球能直觀顯示機器人的最大工作範圍和最小工作範圍，提高調試效率。

▲22.豐富的工藝工具包

提供了多種工藝工具包：根據需求自定義工具模型和坐標參數，滿足個性化工作站設計要求。通過多點智能匹配算法實現虛擬設計環境與真實應用環境的坐標變換，在軌跡輪廓不變的情況下對所有標誌點進行變換，提高適應性。集成了機器人碼垛、機器人上下料、機器人焊接等典型工藝應用。

23.機器人拖動示教

支持拖動機器人法蘭末端或工具末端進行平移操作與旋轉操作獲取空間點位，空間點位可打開或關閉顯示，並可移動點位。

24.虛擬示教器編程

內置機器人虛擬示教器，功能、界面與真實的示教器一致。虛擬示教器程序驅動機器人運動與IO操作，完成機器人編程、運動仿真、機器人工藝訓練等功能。

▲25.硬體示教器編程

真實示教器通過乙太網總線接入軟體，在硬體示教器上完成機器人編程並控制虛擬機器人運動，完成各種機器人虛實結合仿真。在保證操作安全的同時，不影響操作體驗。

26.多機器人同時仿真

支持多種類型機器人，如直角機器人、SCARA機器人、4軸串聯機器人、6軸串聯機器人，每臺機器人都有獨立的運動控制器，分別編程，獨立運行。支持多品牌、多類型的機器人同時仿真運行。

▲27.機器視覺仿真

仿真場景中的虛擬相機，能與外部機器視覺軟體實時數據交換，組成機器視覺系統，實現對虛擬工件的在線視覺檢測。機器視覺軟體與虛擬機器人總線通訊，把工件坐標傳給虛擬機器人，引導虛擬機器人抓取工件。

機器視覺仿真

▲28.AGV仿真

虛擬AGV小車具有與實體AGV小車相同的特性，支持AGV循跡，站點停靠等操作。

AGV仿真

29.RFID仿真

具有虛擬RFID讀卡器與虛擬RFID標籤，RFID讀卡器能對RFID標籤讀取與寫入操作。PLC能讀取虛擬RFID讀卡器信息。

30.數控切削仿真

支持數控工具機切削仿真，包括車加工和銑加工。工件根據實際的G代碼執行動態切削加工，並輔以切屑、冷卻液等效果。配合虛擬測頭，支持虛擬在線測量。

▲31.MES系統接入

MES系統是智能製造生產系統的核心組成部分，與生產線系統實時數據交互。虛擬生產線與物理生產線具有相同的接口，虛擬生產線的機器人、PLC、工具機、工作站、立體倉庫等設備運行狀態能被MES系統實時採集，並接收MES生產指令，構建完整的工業4.0智能製造開發仿真環境。

MES系統接入

▲32.數字孿生功能

按實際設備特性開發的虛擬設備，按1:1布局生產線，虛擬生產線與實際生產線通過埠映射設置實時交互數據，並保持同步運行，構成數字孿生功能。可以在虛擬生產線中完成性能分析與優化。

▲33.支持雲端實驗

可與配套的教學資源網站完成在線實驗，步驟包括但不限於：課件學習、視頻學習、在線做仿真實驗、工程下載、工程打開、開始考試、完成考試自動考評、上傳考試結果。

▲34.課程資源一體化集成

基於軟體平臺開發的課程資源，包括知識點、課件、微課視頻、三維場景、參考程序、自動考核試卷等，通過標準格式導入到軟體平臺上，形成新形態互動一體化教材。相比傳統教材，通過知識點，微課視頻，三維場景互動操作等，提高學習效率。

35.仿真實驗資源

提供PLC基礎實驗仿真項目21個，工業機器人工作站仿真項目4個，智能製造生產線仿真實驗10個。

▲38.機械實訓安全教育虛擬仿真軟體：本軟體基於unity3d開發，可布置到雲伺服器端，也可在本地環境使用，軟體採用三維漫遊的形式，可通過鍵盤控制移動，滑鼠控制鏡頭方向，設有機械安全距離實驗，機械安全保護裝置實驗、機械安全防護設計基礎考核，實驗進行時，三維漫遊畫面採用箭頭與腳印圖案提示移動至實驗位置，機械對象周圍圓圈顯示了工作半徑，實驗過程伴有三維機器人的對話框提醒。

A、機械安全距離實驗內容包括防止上下肢觸及危險區的安全距離實驗（內分2種圍欄高度與開口大小），選擇進入後，鏡頭前彈出GB23821-2009《機械安全防止上下肢觸及危險區的安全距離》要求，錯誤示範：實驗過程為人體進入機械對象工作半徑受到傷害後，血色畫面與語音提醒收到機械傷害，並回至原位並進行下一實驗，最終一步為正確做法。

B、機械安全保護裝置實驗分為安全聯鎖開關、安全光幕、安全墊、安全雷射掃描儀等保護裝置實驗，可選類別（安全輸入、安全控制、安全輸出、其他）、生產廠家、產品列表（安全聯鎖開關、安全光幕、安全墊、安全雷射掃描儀、安全控制器、安全繼電器、安全護欄）。安裝位置有藍色閃爍框架提醒，實驗流程：選擇安全護欄並安裝、選擇安全連鎖開關（或選擇安全光幕、安全墊、安全雷射掃描儀）並安裝、選擇安全控制器並安裝至電氣控制箱、選擇安全繼電器並安裝至電氣控制箱、點擊電氣控制箱上的啟動按鈕。若進入危險區域時，系統將提示報警音，且機械對象停止工作，選擇電氣控制箱上的復位按鈕可停止。

C、機械安全防護設計基礎考核要求完成機械安全系統的安裝，正確安裝安全護欄、安全聯鎖開關、安全光幕、安全墊、安全雷射掃描儀、安全控制器、安全繼電器、24V電源、信號燈及急停按鈕，考核分為十個考核點，部分考核點有3個選項，由學生自由選擇，最終10項考核點選好後，提交確認，系統自動得出總分數以及各考核點的得分情況。

D、軟體須為整體同一平臺，不得以單獨的資源展現。