Komatsu NTC Ltd.
Industrial Machinery & Heavy Equipment Industrial Machinery NX for Design
Komatsu NTC Ltd.

硬件在环阶段进行虚拟调试,大幅提升流程效率

小松制作所 (Komatsu) 使用机电概念设计解决方案来测试通过虚拟形象重现实际机械的控制程序,以缩短上市时间,削减成本

Industrial Machinery & Heavy Equipment Industrial Machinery NX for Design

硬件在环阶段进行虚拟调试,大幅提升流程效率

小松制作所 (Komatsu) 使用机电概念设计解决方案来测试通过虚拟形象重现实际机械的控制程序,以缩短上市时间,削减成本

quotation marks 借助机电一体化概念设计解决方案,我们可以通过横截面仿真来查看现实中不可见区域的运动情况。据此提高测试和调试工作的效率,并确保测试人员的安全。 Takafumi Asatani, 开发部系统开发中心控制开发人员 Komatsu NTC Ltd.
挑战
  • 提高机床设计流程的效率
  • 缩短开发时间
  • 加强部门之间的信息整合
  • 确保调试安全
成功的关键
  • 引入机电一体化概念设计解决方案,加速机械设计和控制设计团队之间的信息共享
  • 在虚拟空间中进行仿真,反映实际机器的情况
结果
  • 并行机械设计与控制设计大大缩短了开发时间
  • 在虚拟空间中运行控制程序,提高了调试效率,并确保了测试期间工作人员的安全
  • 尽早发现机械设计问题,降低了制造成本,缩短了建造时间

Komatsu NTC Ltd.

小松主营传送机、专用机和其他机床的设计、制造和销售业务。

quotation marks 跨全层次(从应用程序到基础架构)交付整体解决方案的行业厂商寥寥无几,西门子正是其中之一。我们的愿景是,通过西门子综合解决方案,积极推动下一代制造业的蓬勃发展。我们还计划拓展业务版图,走出亚洲,积极进军欧洲地区 Yoshiharu Oyabe, 开发部系统开发中心主任 Komatsu NTC Ltd.
quotation marks 借助机电一体化概念设计解决方案,我们可以通过横截面仿真来查看现实中不可见区域的运动情况。据此提高测试和调试工作的效率,并确保测试人员的安全。 Takafumi Asatani, 开发部系统开发中心控制开发人员 Komatsu NTC Ltd.

并行机械设计与控制设计可避免后期返工

小松 NTC 是一家机床制造商,主营传送机、专用机、磨床、加工中心、曲轴铣床和线锯等设备的设计、制造和销售业务。作为小松集团旗下的一员,该公司秉承“质量第一”和“提高客户效率满意度”的原则,致力于打造世界一流产品。同时,小松集团及其旗下企业还谨遵环境友好型制造准则。

开发部系统开发中心主任 Yoshiharu Oyabe 指出:“机械组态软件愈发重要,开发流程也越来越复杂,而客户对交付时间和成本的要求也越来越苛刻。不过,对于电气和软件控制设计,我们只有等机械设计完成,从他们提交的绘制蓝图中收集相关信息才能开始工作,因此难以缩短交付时间,降低成本,不过以前我们别无选择。”

之前,机械设计和控制设计团队之间会在开发期间各个环节的沟通会议上相互交流意见。如果手头工作太忙,团队之间就难有机会去交流分享想法。结果导致深化设计工作在继续推进,但没有收到规格变化等信息,最终导致项目出错。例如,有时候直到设计流程的最后阶段,设计人员才发现机械和电气部件相互干扰,甚至直到机器无法如期正常运行才发现出了问题。

此外,机械设计团队有时会在控制设计流程中创建原型;为此,控制设计团队必须修改控制程序以能达到相应技术要求。为了避免由此造成的返工,工程师需要一款工具,能够让他们在设计流程的早期阶段对控制区域进行 3D 建模,并在各个开发环节验证电气设计和控制程序的有效性。

在系统开发中心控制开发部门工作的 Takafumi Asatani 解释称:“在基于工业 4.0 的下一代制造业中,现实和虚拟世界的融合是一个关键组成部分和重要主题。我们希望能够实现虚拟调试,在可通过虚拟形式重现实际机械的环境中进行有效的控制软件开发。”

机电概念设计解决方案可进行完全的虚拟调试

小松 NTC 于 2015 年开始选择工具实现虚拟调试。该公司使用多种评估标准比较并考虑了几款工具。根据评估结果,最终选择在控制设计区域安装西门子 NX 软件及可选的机电一体化概念设计解决方案模块。机械设计领域使用的则是另一家供应商的 3D 计算机辅助设计 (CAD) 软件解决方案,因此,必须能够无缝交换和重用现有 CAD 软件的设计资产。

Asatani 指出:“借助机电概念设计解决方案,我们可以执行相应开发步骤,从概念设计阶段起,确保机械设计和控制设计之间步调一致。机电一体化概念设计解决方案是唯一一款配备了硬件在环 (HIL) 所需功能的工具,可以实现完全的虚拟调试。其他关键功能包括改变重力和摩擦力的值,并运用计算模拟坠落、碰撞和反弹等运动,以及与我们所用西门子 CNC 控制器的兼容性。”

该公司仅用了 6 个月的开发时间就搭建了实施和使用 NX 和机电一体化概念设计解决方案所需的环境。开始运行后,控制设计团队开展了基础和应用培训,同时得到了来自 Siemens Digital Industries Software 的支持。NX 和机电一体化概念设计解决方案的操作直观易懂,因此安装十分顺利。

实现 HIL 虚拟调试,提高开发流程的效率

小松 NTC 使用 NX 和机电一体化概念设计解决方案来加速机械设计和控制设计团队之间的信息共享,以提高开发过程的效率。例如,控制设计团队可借助机电一体化概念设计解决方案,根据要求改变机器零件的形状和尺寸。这些更改可以立即与机械设计团队共享,如此一来,两个团队都能参考最新设计信息执行一体化开发流程。

小松 NTC 使用 NX 和机电一体化概念设计解决方案来加速机械设计和控制设计团队之间的信息共享,以提高开发过程的效率。例如,控制设计团队可借助机电一体化概念设计解决方案,根据要求改变机器零件的形状和尺寸。这些更改可以立即与机械设计团队共享,如此一来,两个团队都能参考最新设计信息执行一体化开发流程。

Asatani 解释称:“在采用机电概念设计解决方案之前,由于部件之间相互干扰或设计错误导致的故障,有些原型会在测试时被破坏。借助机电一体化概念设计解决方案,我们可以通过横截面仿真来查看现实中不可见区域的运动情况。据此提高测试和调试工作的效率,并确保测试人员的安全。

展望未来,小松 NTC 计划将机电一体化概念设计解决方案与计算机辅助制造 (CAM) 软件有机结合,衡量机械运动导致的部件磨损和摩擦。该公司计划构建用于评估机械的产品生命周期的系统,以便利用机电概念设计解决方案提供远程支持,例如在机器交付后出现故障时进行维修。具体来说,小松 NTC 计划通过使用故障前后的 NC-PLC 数据,创建早期解决方案的框架。使用机电一体化概念设计解决方案重现问题后,技术人员无需造访客户现场即可确定问题的根本原因。

Oyabe 解释道:“跨全层次(从应用程序到基础架构)交付整体解决方案的行业厂商寥寥无几,西门子正是其中之一。我们的愿景是,通过西门子综合解决方案,积极推动下一代制造业的蓬勃发展。我们还计划拓展业务版图,走出亚洲,积极进军欧洲地区。”

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quotation marks 跨全层次(从应用程序到基础架构)交付整体解决方案的行业厂商寥寥无几,西门子正是其中之一。我们的愿景是,通过西门子综合解决方案,积极推动下一代制造业的蓬勃发展。我们还计划拓展业务版图,走出亚洲,积极进军欧洲地区 Yoshiharu Oyabe, 开发部系统开发中心主任 Komatsu NTC Ltd.