激烈的市场竞争，让公司面临着各种各样的挑战，如何能尽快的将有竞争性的产品投入市场？数字化双胞胎的解决方案，可以在产品制造阶段的同时进行机电一体化的调试，对产品设计提前进行验证，加快产品调试过程。本文通过虚拟机床对直接机器人的控制的虚拟调试对数字化双胞胎的产品解决方案和调试过程进行简单的探讨。
作为数字原生的数控系统SINUMERIK ONE有多种可扩展的数字化双胞胎解决方案：
1、Create MyVirtual Machine（以下简称CMVM）/ Operate, 这个软件作为基本的数字化双胞胎软件可以替代数控硬件在虚拟环境中对NC,PLC,HMI进行调试
2、Create MyVirtual Machine/ Operate + Open 通过开放式的端口解决方案，可以将虚拟数控系统的控制指令连接到外部的执行单元，比如第三方的CAM系统等
3、Create MyVirtual Machine/ Operate + 3D，将机床模型与虚拟机床进行集成，可以对加工程序、机床干涉进行仿真验证
4、Create MyVirtual Machine/ Operate + SIMIT&MCD 通过将虚拟机床与SIMIT同机械概念设计模块MCD连接，进行机电一体化的调试
SINUMERIK Run MyRobot /Direct Control
Run MyRobot /Direct Control 将机器人运动系统与SINUMERIK 数控系统之间建立基于驱动的连接（直接控制设计方案）。
将机器人机械装置集成到SINUMERIK数控系统中，不但提高了生产率和灵活性，还优化了工件精度和质量。
直接控制设计方案显著简化了控制系统硬件的配置。这意味着备件管理的优化。
所选机器人所对应的设定数据即可使用，调试和选型所需的时间和费用也得到降低。
借助 NX CAM Robotics 还可以将机器人（类似于机床）统一集成到 CAD/CAM 过程链中。
调试过程
通过CMVM对基本的NC参数 PLC程序进行设置调试，包括机器人直接控制的参数，编译循环等设置
通过MCD对机械三维模型进行刚体、铰链、位置控制进行设置
运行CMVM后将MCD的信号与虚拟机床控制信号连接映射
4. 通过虚拟机床与MCD对机器人的运动功能进行联合调试
视频：
https://www2.ad.siemens.com.cn/video/Course/202103/V2738.mp4
在调试6轴机器人运动过程中，复杂的运动链坐标定义及转换和实际机械运动的调试是直接控制机器人的核心难点，在此大负载机器人模型中和普通六轴机器人有一个不同点，两个关节有耦合关系，在调试机器人控制参数阶段并不能容易发现，由此导致坐标转换不对，而此时数字化双胞胎的强大仿真能力，找出了机械结构和参数的匹配问题，而此类问题在机床现场调试过程中占用大量的时间，通过虚拟调试将大大减少后期现场的调试时间。
如图所示，在只运动机器人的A2轴的时候，带杠杆机构的2-3轴手臂，和直驱直连结构的2-3轴手臂，其运动的结果是完全不同的。这类问题，面对一个没有太多机械经验的结构，也可借助强大的物理仿真能力，在无实物调试过程中发现，并进行正确的控制。
数字化双胞胎还可以为调试人员创造一个安全的环境，尤其在设置参数不正确的时候，在此次调试过程中，由于参数和运动链定义问题导致机器人运行超过机械设计位置，如果此问题发生在现场，可能会对机器或者人员造成损坏和伤害，虚拟的环境将极大的避免这类问题。
总结，通过机床数字化双胞胎可以将大量的调试工作放到办公室，极大的缩短现场调试的时间，减轻现场调试工程师压力，也能及早完善设备的控制程序，为新产品的及早上市提供可能。
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