本书面向汽车工程和机械工程方向，重点介绍基于UG 中的MCD 模块对机床单机和自动化单元进行的虚拟仿真与调试，解决院校在智能产线教学中遇到的产线高投入、高损耗、高风险及难实施、难观摩、难再现等诸多问题，用大量彩色图片代替文字表述，使读者在实训操作中更容易上手。

本书包含7 个项目。项目1 介绍机床的MCD 运动定义，项目2 介绍TNC640 加工程序编写，项目3 介绍单机虚拟调试，项目4 介绍机器人MCD 运动定义，项目5 介绍RobotStudio 机器人路径规划，项目6 介绍PLC 控制程序与HMI 画面组态，项目7 介绍智能产线虚拟调试。

本书可供汽车制造与试验技术、数控技术、模具设计与制造、机电一体化、电气自动化等专业学生学习使用，也可作为汽车和机械相关领域管理人员和技术人员的培训教材。

丛书序

前 言

项目 1

机床的MCD 运动定义

任务1.1 机床模型导入 / 001

1.1.1 E700U 模型导入/ 001

1.1.2 创建加工零件/ 001

1.1.3 将加工零件导入机床中并装配/ 003

1.1.4 练习/ 004

任务1.2 机床刚体属性定义 / 005

1.2.1 刚体定义/ 005

1.2.2 定义X 轴/ 005

1.2.3 定义Z 轴/ 006

1.2.4 定义B 轴/ 006

1.2.5 定义C 轴/ 007

1.2.6 定义机床门刚体/ 008

1.2.7 练习/ 009

任务1.3 机床运动定义（滑动副、铰链副）/ 009

1.3.1 运动定义（滑动副） / 009

1.3.2 定义X 方向滑动副/ 010

1.3.3 定义Y 方向滑动副/ 010

1.3.4 定义Z 方向滑动副/ 011

1.3.5 定义B 轴方向铰链副/ 012

1.3.6 定义C 轴方向铰链副/ 012

1.3.7 定义机床门滑动副/ 013

1.3.8 练习/ 014

任务1.4 机床运动控制运动副/ 015

1.4.1 添加X 轴运动副的位置控制/ 016

1.4.2 添加Y 轴运动副的位置控制/ 016

1.4.3 添加Z 轴运动副的位置控制/ 017

1.4.4 添加B 轴运动副的位置控制/ 017

1.4.5 添加C 轴运动副的位置控制/ 018

1.4.6 添加机床门运动副的位置控制/ 018

1.4.7 练习/ 019

任务1.5 创建信号表关联位置控制/ 020

1.5.1 创建信号表/ 020

1.5.2 创建X 轴信号/ 021

1.5.3 创建Y 轴信号/ 021

1.5.4 创建Z 轴信号/ 021

1.5.5 创建B 轴信号/ 022

1.5.6 创建C 轴信号/ 023

1.5.7 练习/ 024

任务1.6 创建机床开关门信号/ 024

1.6.1 创建主门信号/ 024

1.6.2 创建进给信号/ 025

任务1.7 创建仿真序列绑定信号/ 026

1.7.1 创建主门控制仿真序列/ 026

1.7.2 创建进给门控制仿真序列/ 027

1.7.3 练习/ 028

项目 2

TNC640 加工程序

编写

任务2.1 基本组态/ 029

2.1.1 标准坐标定义/ 029

2.1.2 键盘功能说明/ 030

2.1.3 机床确认掉电信息和移至原点/ 032

2.1.4 设置刀具/ 033

2.1.5 控制主轴和冷却液的M 功能/ 035

任务2.2 创建加工程序/ 035

2.2.1 新建程序/ 035

2.2.2 定义工件毛坯尺寸/ 036

2.2.3 工件加工的刀具运动编程/ 037

2.2.4 路径轮廓——直角坐标/ 039

任务2.3 仿真运行/ 043

2.3.1 测试运行/ 043

2.3.2 程序运行/ 044

任务2.4 系统功能设置/ 046

2.4.1 IP 设置/ 046

2.4.2 PLC 设置（I/O 表）/ 049

2.4.3 练习/ 051

项目 3

单机虚拟调试

任务3.1 MCD 调试准备/ 052

3.1.1 NX 配置TCP/ 052

3.1.2 NX 信号映射/ 053

任务3.2 TNC640 准备调试/ 053

3.2.1 打开PLC 设置/ 053

3.2.2 RS 中间件/ 053

任务3.3 虚拟调试/ 055

项目 4

机器人MCD 运动定义

任务4.1 机器人在MCD 中的数字化模型/ 056

4.1.1 模型导入/ 056

4.1.2 机器人刚体属性定义/ 058

4.1.3 机器人夹具握爪定义/ 060

4.1.4 机器人运动定义（铰链副）/ 061

4.1.5 机器人运动控制驱动（位置控制）/ 063

4.1.6 创建信号关联机器人驱动/ 064

4.1.7 练习/ 067

任务4.2 机床在MCD 中的数字化模型/ 067

4.2.1 模型导入/ 067

4.2.2 机床刚体属性定义/ 068

4.2.3 机床运动定义（滑动副）/ 069

4.2.4 机床门运动控制驱动（位置控制）/ 070

4.2.5 创建信号并关联机床门驱动/ 070

4.2.6 添加运行时表达式检测机床开关门/ 072

4.2.7 练习/ 073

任务4.3 检测机在MCD 中的数字化模型/ 073

4.3.1 模型导入/ 073

4.3.2 检测机刚体属性定义/ 074

4.3.3 检测机运动定义（滑动副）/ 076

4.3.4 检测机运动控制（位置控制）/ 078

4.3.5 仿真序列控制检测机检测/ 079

4.3.6 练习/ 081

任务4.4 电极料架在MCD 的数字化模型/ 081

4.4.1 模型导入/ 081

4.4.2 电极料架刚体属性定义/ 082

4.4.3 固定电极座/ 083

4.4.4 练习/ 084

任务4.5 创建总装配/ 084

4.5.1 绘制地板/ 084

4.5.2 添加组件/ 084

4.5.3 进入MCD 模块/ 085

项目 5

RobotStudio 机器人

路径规划

任务5.1 基本组态/ 086

5.1.1 新建项目/ 086

5.1.2 添加机器人/ 086

5.1.3 添加系统/ 087

5.1.4 示教器简单操作/ 089

5.1.5 练习/ 091

任务5.2 信号创建及交互/ 091

5.2.1 添加I/O 板卡/ 091

5.2.2 添加I/O 信号/ 093

5.2.3 PROFINET 网络设置/ 095

5.2.4 练习/ 098

任务5.3 添加与PLC 通信信号/ 098

5.3.1 添加信号/ 098

5.3.2 输入信号与系统信号关联/ 099

5.3.3 练习/ 101

任务5.4　在示教器中添加程序/ 102

5.4.1 添加初始化程序/ 102

5.4.2 设置开机启动项/ 104

5.4.3　导入标准区域块程序模块/ 105

5.4.4 练习/ 106

任务5.5 RobotStudio 数据备份/ 106

5.5.1　RobotStudio 文件共享/ 106

5.5.2　机器人备份导入/ 107

项目 6

PLC 控制程序与HMI

画面组态

任务6.1 工艺流程分析/ 109

任务6.2　I/O 表分配/ 109

任务6.3　PLC 项目创建/ 111

6.3.1　PLC 组态及HMI 组态/ 111

6.3.2　PLC 硬件属性设置/ 115

6.3.3　练习/ 116

任务6.4　PLC 程序编写/ 117

6.4.1　21 机器人控制程序（FC21）/ 117

6.4.2　201 从料架取零件（FC201）/ 118

6.4.3　202 放零件到机床（FC202）/ 118

6.4.4　203 从机床取零件（FC203）/ 118

6.4.5　204 放零件到测量机（FC204）/ 119

6.4.6　205 测量机开始测量（FC205）/ 119

6.4.7　206 从测量机取零件（FC206）/ 120

6.4.8　207 加工完成放回零件（FC207）/ 120

6.4.9　练习/ 121

任务6.5　HMI 画面组态/ 121

6.5.1　画面创建/ 121

6.5.2　基本画面/ 121

6.5.3　绑定变量/ 121

6.5.4　练习/ 122

项目 7

智能产线虚拟调试

任务7.1　PLC 调试准备/ 124

7.1.1　启动 PLC 的OPC UA 服务器及设置

参数/ 124

7.1.2　启动虚拟PLC（Advanced）/ 125

7.1.3　PLC 程序下载/ 126

7.1.4　程序在线与监视/ 128

7.1.5　HMI 界面仿真/ 129

7.1.6　练习/ 131

任务7.2　MCD 调试准备/ 131

7.2.1 NX 配置OPC UA/ 131

7.2.2　NX 信号映射/ 134

7.2.3　练习/ 134

任务7.3　机器人准备调试/ 134

7.3.1　准备机器人环境/ 134

7.3.2　RS 中间件/ 135

7.3.3　练习/ 136

任务7.4　虚拟调试/ 136

7.4.1　机器人的程序调试/ 136

7.4.2　PLC 调试/ 138

7.4.3　MCD 仿真/ 140

7.4.4　最终效果/ 141

参 考 文 献/ 142