业界领先工厂和流程自动化企业使用机电一体化概念设计解决方案为化妆品行业开发灵活的包装机械

提供灵活的运输解决方案

当这家化妆品制造公司的库尔特·沃尔夫 (Kurt Wolff) 博士想要将 Alpecin 包装提量 20% 用作答谢客户的假日小礼物时，他不再需要停止生产线来重新装配机器设备。得益于费斯托和 Siemens PLM Software 联合开发的多载具运输系统 (MCS®)，只需一个按钮就可解决。使用 Mechatronics Concept Designer™ 软件模块，费斯托只需几分钟的时间就能根据客户要求设计如此灵活的运输解决方案。

机电一体化概念设计解决方案是 Siemens Digital Industries Software 基于 NX™ 软件计算机辅助设计 (CAD) 系统开发的一款解决方案，能够设计和仿真运动学及物理运动序列，并且可以对机器和设备（包括发动机、激励器和传感器）进行虚拟调试。它是系统工程的跨学科应用：机械工程师、电气工程师、软件工程师和自动化专家可以使用它来开发和验证机器概念，并在整个项目期间根据客户需求在共享系统环境中快速探索多个备选概念。这些学科的工程师可以使用机电一体化概念设计解决方案同时开展项目，将开发时间缩短高达 30%。

使用机电一体化概念设计解决方案，可以迅速设计和验证机电概念和细节，同时还能利用来自 CAD 系统的产品模型。此软件将 3D 建模与多体运动学和准确自动化的概念仿真融合在一起。无需构建昂贵的原型，机器和系统可以使用真实控制软件仿真并虚拟运行。

此软件帮助费斯托成功创建机器或系统的数字化双胞胎并进行虚拟调试。机器模型还连接到真实机器控制系统以测试整个应用程序的功能。这些功能使得机电工程师能够大幅提高实际机器的调试速度。

机电一体化概念设计解决方案为 NX 的典型设计功能提供真实仿真环境，在其中可以显示和仿真物理力和运动对象，因而能够实现设计功能的提升。机电一体化概念设计解决方案利用 Bullet 物理引擎，这是一个开源软件，可用来对刚体和非弹性体的物理属性进行仿真。运动序列通过虚拟凸轮轮廓定义，可以通过甘特图对其进行可视化和优化。

负责费斯托和全球客户运输解决方案实施的多载具运输系统项目经理斯特凡·布拉施克 (Stefan Blaschke) 说：“我们采用了 NX 中的组件，为它们注入了新的活力。”采用机电一体化概念设计解决方案，在整个生产阶段都可以模拟各个载具的运动。

费斯托和西门子联合开发

MCS® 由费斯托和西门子联合开发，旨在为化妆品行业提供尽可能灵活的包装机械。该行业客户的一个主要需求就是希望在一条生产线上完成不同产品和形式的填充及包装。使用 MCS 让制造商可以通过小型直线电动机驱动载具实现这种级别的灵活度，将各种容器运输到各个填充、打标和包装工位。

只有需要灵活性和智能性时，才会在生产过程中使用运输系统。生产线中的 MCS 区段，包括载具的回转路线通过经济、传统的运输系统相连。

随着工业 4.0 和数字化工厂的出现，灵活运输解决方案还与其他领域和应用发生了关联，比如装配线。这也是费斯托和西门子开始向更多客户推售 MCS 的原因所在。它让企业可以更加高效地设计运输解决方案，而无需不断重复劳动。

布拉施克说：“使用机电一体化概念设计解决方案有两个主要目标。”“一方面，我们希望能够测验我们是否能在周期速度、产出等方面满足客户需求并将结果展示给客户。机电一体化概念设计解决方案以一种易于理解的方式，向我们展示单个载具或多个载具组的运动序列。另一方面，我们需要一种可靠的仿真工具来准确设计多载具运输系统，因为它也可以正确考虑相关物理力。”

预制 CAD 运动学模型库

机电一体化概念设计解决方案可供您从 NX 或其他 CAD 系统导入组件和装配，赋予它们物理和运动属性并定义约束。这些模型随后可以保存到库中，并与给定的属性一起重用。譬如，费斯托复制了机电一体化概念设计解决方案中 MCS 的所有必要组件，这在很大程度上加快了新系统的设计。

MCS® 允许不受限制且同步地将生产零件运输到生产线上的不同工位，具有极大的生产灵活性。费斯托开发了多个 MCS 机电组件，例如线性电动机、载具、传感器、连接和装配组件，而 Siemens Digital Industries Software 用于为运输解决方案的控制和运营提供电子产品器件和软件。这个灵活的运输系统由费斯托和西门子联合研制。此系统可以自由配置、轻松集成到现有内部物流并以模块化方式与现有运输解决方案结合。

“只要输入客户需求，只需几分钟时间我们就可以生成第一批结果，当然，这些结果仍然需要优化，”布拉施克解释道。“由于我们向 NX 模型添加了运动学属性，因此大大缩短了在设计上花费的时间。”

客户参数（周期时间、加速，等等）通过自定义应用程序接口传输到机电一体化概念设计解决方案模板。这些参数从物理属性角度捕获设计运输解决方案的必要框架。可以将其视作通用运动学模型，由给定参数控制动力学属性。系统配置如何由项目工程师根据客户应用、生产线布局等定义。

视频动画为客户带来附加值

客户特定运输解决方案行为以 3D 方式根据给定参数仿真，可作为视频动画录制并展示给客户。

“这在市场上是独一无二的。它在报价阶段早期就为客户提供了应用程序保障。”布拉施克说。

但是机电一体化概念设计解决方案不仅提供动画图像，仿真数据还可以立即导出用于检查每个运动节段的载荷等。

“机电一体化概念设计解决方案为机器和系统设计节省了大量时间。”布拉施克强调说。

但是，用户必须首先花费一些时间才能知道如何节约时间。布拉施克解释说，尽管每个组件的准备相对迅速，但要为具备所有物理属性的完整系统建模以供存储在库中，则需要更多的准备时间。

未来，Siemens Digital Industries Software 仿真应用程序的用户要通过费斯托软件设计驱动组件，一切将更加简单。为了配合 CADENAS 3D 零件目录，公司规划为客户提供预制的运动学直线电动机和其他组件以供下载。这也是客户选择费斯托组件的另一大主要原因，因为买家可以在下单之前测试组件，查看这些组件是否执行所需的功能。