新增单元——无需改动其他部分
单元即模块
每个产线单元单独描述:输入、输出、步骤。新增单元不影响相邻单元的逻辑。
调试工程师读得懂的逻辑
步骤顺序和转换条件——采用自动化工程师熟悉的 IEC 61131-3 语言。
每个单元的状态
运行、等待、故障——针对每个单元以及整条产线;停机原因在屏幕上可见。
投产前验证产线逻辑
- 承诺
- 逻辑错误在桌前发现,而不是在机床旁。
- 工作原理
- 孪生中的单元 → 真实程序对照模拟器 → 同一模型与实际产线并行运行 — 即影子。
- 您获得什么
- 浏览器中的单元试运行——现已可用;带“模型在等——传感器无信号”偏差提示的影子模式——是实施内容。
- 适用对象
- 产线由不同厂商单元组成的集成商和工厂。
- 下一步
- 虚拟调试与产线影子 →
单元——机构的轴、输入和输出
自动化单元是物理机构的轴、输出和输入:机械臂、焊接变位机、导轨、夹爪、输送带。在平台中它被描述为一个单元块——一组通道以及与之相配的逻辑。
机床执行 G 代码并从零件推导轨迹。单元执行 IEC 61131-3 程序,其路径由作者指定。单元成功意味着循环到达最终步,单元处于 PackML Complete 状态。
因此,既可以为三轴铣床编写运动程序,也可以为单轴输送带编写:“机床性”是机构的能力,而不是它的类别。
| 通道 | 程序中的名称 | 是什么 |
|---|---|---|
| 轴 | srv0, srv1, … | 驱动关节——会动的部分 |
| 数字量输入 | di0, di1, … | 传感器点 |
| 数字量输出 | do0, do1, … | 执行端口 |
| 模拟量输入 | ai0, ai1, … | 压力、温度、液位、重量、电流、流量、距离、力 |
轴角色决定驱动器模式
| 角色 | 驱动器模式 | 单位 | 是什么 |
|---|---|---|---|
| 直线轴 | 按位置 | mm | 直线轴:沿坐标移动——滑块、进给、输送带 |
| 关节 | 按位置 | ° | 连杆之间的旋转轴:角度 |
| 主轴——旋转 | 按速度 | 转/分 | 无目标位置的旋转:输送带、螺旋、主轴 |
| 主轴——拧紧 | 按转矩 | N·m | 拧紧、压装、压紧 |
角色和机构是两回事
输送带和堆垛机立柱按角色都是直线轴,但外观和行为完全不同。轴机构单独选择:输送带、推杆、龙门轴、立柱、货叉、回转台、螺旋、拧紧主轴、压头、薄膜送料、测头轴、局部进给。
模拟信号格式
4–20 mA——断线可见:线路正常时不可能为零。0–20 mA、0–10 V、±10 V——断线不可见。断线监测单独设定:原始信号窗口、健康状态输入或“不监测”。
驱动器铭牌不是装饰
铭牌不完整的单元块带有“铭牌不完整”标记;若缺少铭牌则无法在驱动器上启动——标记为“伺服启动将被拒绝”。拒绝会提前说明,而不是在启动时才出现。
端口做什么、传感器知道什么
角色不是端子地址,而是含义声明。据此向程序作者提供动作,向操作员提供清楚的屏幕标签。
| 输出 | 动作 | 含义 |
|---|---|---|
| 夹取 | 夹取 / 释放 | 机械手夹爪在输出接通时夹住零件 |
| 夹紧 | 夹紧 / 松开 | 在工位上压紧零件:工作台、夹具、托盘锁 |
| 挡停器 | 挡住 / 放行 | 截停物流:输送带挡停器、料仓分离器 |
| 阀 | 打开 / 关闭 | 气动或介质:空气、吹扫、计量 |
| 标记器 | 标记零件 | 按检测结果标记零件 |
| 贴标器 | 贴附 | 标签、印章、滚压 |
| 分流器 | 切换物流 | 分拣中的路线分岔 |
| 真空 | 吸取 / 释放 | 真空吸取:与夹取含义相同,物理原理不同 |
| 涂胶 | 涂胶 | 向焊缝涂胶或密封剂 |
| 送料器 | 送出零件 | 从料仓逐件送出零件 |
| 输入 | 动作 | 含义 |
|---|---|---|
| 零件在位 | 等待零件 | 区域内有零件——产线上最常见的传感器 |
| 到达位置 | 等待到位 | 机构已到位:位置限位开关 |
| 事件 | 等待事件 | 物流中的外部事件:箱子到达、相邻单元发出启动 |
| 检测结论 | 等待结论 | 测量仪的结论:合格或不合格 |
| 填充量 | 等待装满 | 液位已到:计量器、料斗、容器 |
| 力已达到 | 等待力值 | 压紧或拧紧的确认 |
| 夹取已确认 | 等待确认 | 夹爪已合拢在零件上:“已夹住”,而不是“已发命令” |
| 标签间隙 | 等待标记 | 标签之间的间隙——送料同步 |
只向单元提供它自己的动作:没有在位传感器的单元块根本不会出现“等待零件”。盲目暂停就是没有明确结果的超时,结局是虚假的成功。
由导入机构生成的单元
目录样例是现成的单元:带几何模型的机构、通道铭牌和示例程序。通道组成不是手写的,而是从机构文件读取:有多少运动关节、名称是什么、行程限位是多少。
目录中有 6 轴机械臂、7 轴机械臂、焊接变位机、第七轴导轨、两指夹爪和空单元块。空单元块是合法的起点:轴、输入和输出手动添加,机构以文件导入。
样例数值都有标记
从样例继承的数值带“典型”标记——模板典型值,不是您硬件的测量值。标记存在期间,它只是讨论的起点。
每个通道都记得自己的来源
哪些来自样例、哪些是工程师手动添加的,在每根轴和每个端口上都能看到。样例更新时,添加内容不会丢失。
硬件绑定为空
驱动器、关节和引脚在调试时于具体试验台上设定。启动会检查绑定,若缺失则拒绝。
不支持从动关节:若机构声明某关节跟随另一关节,程序需显式控制主动关节。设备种类完整列表见 库.
从一个单元到整条产线
- 分配到试验台单元存在于云端,但运行在边缘盒上。轴和通道描述、回路行规和当前程序都会下发到那里。
- 启动单个单元单单元项目:输入由您通过强制提供。模式——虚拟伺服或驱动器;“循环”——一直运行到“停止”。
- 组建项目项目是产线的一个区域:由单元组成的 3D 场景和工艺流程。单元位于试验台的一台或多台机器上。
- 在“图”上连接从一个单元的输出连线到另一个单元的输入:标签为“写入方 Status → 读取方 Command”,每条连接只有一个写入方。
- 产线启动与停止一个按钮按实际状态切换,旁边是“仿真 / 驱动器”开关。
边缘盒上的包是自给自足的
循环在边缘盒上运行;云端接收事实并下发意图——程序以及“执行”和“停止”命令。点动和驱动器原始命令留在设备端。
总线只由一方占用
如果总线被其他模式占用,平台会说明是哪一个:调试还是自动化循环。单元可“热”更换,无需重启机床。
位置是形式化的
程序只知道 Pick 和 Place,项目指定实际点位:相邻输送带、地面。物料从一个单元的输出进入另一个单元的输入。
启动前——总线快照
驱动器启动会按试验台总线快照检查各单元的驱动器。驱动器不可用——拒绝并用文字说明原因。项目中若有机床,先启动机床,再启动单元。
安全回路不用标签实现
它单独布线,标签连线不能替代它。单元之间只通过标签通信,连接都是虚拟的。
导出为 AutomationML
项目导出为 AutomationML:ISA-88 角色、作为信号接口的 PackML 标签、按图边的连接。
单元所有轨道在同一时间轴上
单元驾驶舱同时显示伺服、输入和输出:“谁在何时转动”一目了然。每条轨道左侧显示驱动器状态、输入指示灯和实时位置。
示波器在所选轨道下方以同一时间轴展开:光标与程序块对齐,可以看到是哪一步产生了尖峰。
| 物理量 | 单位 | 含义 |
|---|---|---|
| 位置 | mm / 转 | 轴当前位置 |
| 速度 | mm/s / 转/s | 运动多快 |
| 转矩 | ‰ | 驱动器额定值的千分比 |
| 不同步 | 转 | 轴落后于指令多少 |
四窗口规则:单元的任何设置在孪生、试验台、调试工具和设备旁面板上读起来都一样。只在其中一处设置的通道,操作员会看不到。
第二个模块:把单元连成产线
程序来自模型屏幕,命令下发到您的驱动器——示意图中的其他模块可点击。
工程师具体获得什么
由单元组成的产线
- 什么算单元
- 机床、机器人、输送机、变位机、缠绕机、码垛机——任何有自己循环的设备。
- 不同厂商
- 不同供应商的单元在同一窗口中控制和监视。
- 输入与输出
- 传感器和执行器——与驱动器在同一总线上。
运行逻辑
- 语言
- 符合 IEC 61131-3 的控制器编程语言。
- 步骤与转换
- 单元操作顺序以及进入下一步的条件。
- 单元联动
- 相邻单元的就绪条件明确写在逻辑中——可以查看和检查。
- 检查
- 在设备上启动前,逻辑先在产线模型上运行。 验证如何进行 →
状态与诊断
- 状态
- 运行、等待、故障——针对每个单元;顶部显示产线总体状态。
- 停机原因
- 哪个单元在哪一步使产线停下——屏幕上可见。
- 机床面板
- 启动、停止和状态——无需云端。
阶段“SFC 逻辑与节拍”
- 周期
- 写入实施合同
- 成果
- 虚拟轴上的工作单元 SFC 逻辑与产线节拍——实施的第二次验收。
- 价格
- 按产线工作单元计价,最少 3 个——见本页下方“实施”板块。
兼容性——基于开放规范
| 标准 | 我们遵循的内容 | 在哪里验证过 |
|---|---|---|
| EtherCAT | 驱动器和耦合器总线;主站将从站带入 OP | 在试验台上运行 |
| CiA 402 | 驱动器行规:状态、CSP 和 CSV 模式;试验台上不同制造商的伺服驱动器 | 在试验台上运行 |
| IEC 61131-3:ST 和 SFC | 单元逻辑;编译器检查;在试验台上执行 | 在试验台上运行 |
| PLCopen Motion | 单元程序中的轴运动功能块 | 可用 |
| ISA-88 | 单元模型:单元由模块组成,模块由通道组成 | 可用 |
| PackML | 单元状态和 Command/Status 标签 | 可用 |
| AutomationML | 产线项目导出;在外部系统中导入是实施内容 | 已支持导出 |
| CANopen | 试验台上的驱动器:行程已测量 | 已在试验台验证 |
对集成商而言:您产线的逻辑、总线和驱动器都可以按开放规范阅读、验证和维护。
本模块要点
- 开放标准——逻辑采用 IEC 61131-3,驱动器采用 EtherCAT/CiA402:您的调试工程师能自行理解和修改系统。
- 在您的设备上——我们接入您已有或自选的驱动器、机床和机器人;无需从单一厂商购买整套设备。
关于本模块的问题
我们的调试工程师能自己修改逻辑吗?
逻辑采用 IEC 61131-3 语言编写——自动化工程师熟悉这些语言。向您团队移交的内容写入实施技术任务书。
需要更换 WMS 或 MES 吗?
它与您的 WMS/MES 和仓储平台并行工作——我们负责设备层。
如果其他厂商的单元不受支持怎么办?
单元兼容性在实施开始时检查并写入技术任务书;如果某个单元需要单独验证,这本身就是研究的一部分。
可以从一个单元开始吗?
实施按产线工作单元计价,最少 3 个工作单元;工作单元即产线单元。产线其余部分——依据验收结果作为下一阶段。
研发合同下的实施
产线虚拟调试实施:按产线工作单元计价,最少 3 个工作单元;按验收分阶段付款。
- 模型与工作单元布置孪生中的产线工作单元:机构来自库或您的 STEP,并在现场布置。
- SFC 逻辑与节拍工作单元的 SFC 程序在虚拟轴上运行;产线节拍取自运行结果。
- 报告与运行视频冲突与可达性报告以及产线运行视频。
工作单元即产线单元(ISA-88 单元)。范围——来自我们库中的机构或客户的 STEP,不从零建模。
实施价格与条件 →