机器人自动化集成系统设计(NX MCD) 课件 第3章 机电软协同设计.ppt

3.3.3协同设计3.3.3.3西门子实现方法Teamcenter通过系统与NX、CREO、CATIA、SolidWorks、SolidEdge等MCAD的集成接口来获取机械设计数据，并实现对机械设计的详细管理，如图3-6所示。图3-6支持各类MCAD在线集成3.3.3协同设计3.3.3.3西门子实现方法Teamcenter通过系统与Altium、Cadence、Mentor等ECAD的集成结构来获取电子设计数据，并实现对电子设计的详细管理，如图3-7所示。图3-7ECAD与Teamcenter集成3.3.3协同设计3.3.3.3西门子实现方法

Teamcenter通过VisualStudio、MPlabIDE、KEIL、IAR等软件开发工具的集成结构来获取软件开发程序数据，并实现对软件开发结果数据的详细管理，如图3-8所示。图3-8软件开发工具与Teamcenter集成3.2.2电气模块化电气模块化设计以产品最佳的独立功能单元和元器件对产品进行拆分，定义特定的通用接口，使之能够充分互换、拓展，以使机电设备变成可自由拓展的、有活力的“生命体”。

电气模块化设计与工艺流程、功能分布、机械结构相关，以部件易于标准化、提高柔性组装、易于维护为目的。3.2.2电气模块化3.2.2.1设计原则电气模块化设计应遵循如下原则：①标准化、专业化、系列化、集成化；②满足RAMS（可靠性-可用性-可维修性-安全性）设计原则；③符合电磁兼容性（EMC）设计原则；④具有标准的机械和电气接口，便于快速生产和装配；⑤具有灵活性，可选择性组合、替换和升级、维护、更换；

⑥具有相对独立性、完整性；

⑦具有相对通用性和互换性；

⑧满足地面电气准备施工要求；⑨尽可能用现场总线，并分设本地站接入本地外设。3.2.2电气模块化3.2.2.2总线连接采用总线有利于实现模块化设计的低耦合原则，是电气模块化设计的一大利器。总线是模块之间的纽带，进行能量输送和信息传递，将各个系统连接起来。各子系统间的通信路径经过的节点应尽可能少，以提高通信效率、减少时间延时。电气模块化设计应遵循就地解决、减少硬接线，尽量用现场总线，减少模块间数据流量的原则。3.2.2电气模块化3.2.2.3分布式设计电气系统的模块化设计要求电气系统采用分布式，即模块与模块之间只有现场总线、电源线的连接，而没有信号线的连接，这符合模块之间连线最少化原则。01采用分布式布置的优点在于模块接口更简洁，生产成本低，维护更容易。因为信号线就近接入，可减少线缆使用量和安装工时，降低出错概率。02设计时要求每一个模块相对独立运行，互为前提。模块化设计中非常重要、必不可少的工作就是定义并规范各模块的输入/输出硬件接口、数据接口。033.2.3软件模块化软件模块化设计是为了使软件模块在整合、测试中有更高的兼容性，避免后期修改带来诸多不便与损失，因为后期改动的代价高昂。软件模块化设计是把程序划分为多个模块，可以单独或并行开发，每个模块都是有着明确定义的输入-输出及特性的程序实体，把这些模块汇集在一起成为一个整体，可以完成指定的功能。这样设计有利于系统开发控制管理，有利于多人合作，有利于系统功能扩充。

软件模块化设计，在总体结构设计时要完成系统模块分解，各模块功能、接口以及交互数据应定义准确、规范，在详细设计时完成每个模块内部的控制算法和数据结构。3.2.3软件模块化3.2.3.1设计特点软件模块化设计的特点如下：①模块功能单一、相对独立。编写相对简单，可以独立编写调试。②可并行开发，缩短开发周期。不同模块由不同人员开发，最终合成为系统程序。③开发出的模块，可在不同的应用程序中多次使用，减少重复劳动，提高开发效率。④测试、更新以模块为单位进行，不会影响其他模块。

需要从功能视角，按高内聚、低耦合原则对控制软件进行模块化设计。模块化设计使得开发代码能实现重用，从而提高开发效率。3.2.3软件模块化3.2.3.2分层式设计软件分层式设计的优势如下：①个体开发人员可以只关注整个结构中的某一层；②可以很容易地用新的实现来替换原有层次的实现；③可以降低层与层之间的依赖；④有利于标准化；⑤有利于各层逻辑的复用。

分层式设计的目的是分散关注、松散耦合、逻辑复用、标准定义。

一个好的软件分层结构，可以使开发人员的分工更加明确。分层式设计可以灵活应对各种需求，而无须修改其他层的模块。模块化软件编程的分层操作要点是：每一层直接对下一层操作，尽量避免交叉调用或越级调用，这样的软件架构更易于维护、扩展。3.2.3软件模块化3.2.3.3