NI SoftMotion for SolidWorks – 常见问题与回答

概览：

此文件涉及了一些关于虚拟原型的常见问题与回答，你可以使用这个文件学习如何安装和评

估虚拟原型工具，以及如何使用这一新技术。同时，文件中还罗列了其他有用的资源和有价

值的信息，帮助你尽快学习。

目录：

基础

什么是虚拟原型？什么是 NI SoftMotion for SolidWorks？

什么样的资源能帮助我开始学习？

哪里可以找到支持信息，如提问、或者报告漏洞？

安装和许可

需要什么软件？

是否提供试用版？如何购买工具？

NI SoftMotion for SolidWorks 模块是否包含在院校软件使用权中？

如何用？

如何激活我的 NI SoftMotion for SolidWorks？

如何在 SolidWorks 开启运动仿真功能？

如何创建一个 LabVIEW 项目并与 SolidWorks 连接？

如何在 LabVIEW 中开始和停止一个 SolidWorks 仿真？

如何在运动控制应用中加入数字接近传感器反馈？

如何仿真摩擦力？

如何仿真弹簧/减震效果？

如何演示碰撞检测？

如何利用 NI CompactRIO 将我的运动控制应用下载到真实机器上？

使用技巧

电机、传感器和仿真的使用须知

LabVIEW 运动编程使用技巧

如何获得最快的仿真性能？

故障排除

故障排除建议与要点

已知的 NI SoftMotion for SolidWorks 技术问题

是否可以从 SolidWorks 导出曲线并应用于运动控制应用中？

这样可行吗？

SolidWorks 运动仿真支持速度模式吗？

能否在 SolidWorks 下使用 LabVIEW 自带的 NI SoftMotion 范例？

是否能自动保存 SolidWorks 仿真数据？

能否使用 NI SoftMotion for SolidWorks 调节 PID 控制循环或者仿真一个先进的闭环控制算

法？

我能够运行实时仿真吗？为什么仿真比真实情况要慢？

设计分析和优化

我如何在 LabVIEW 中计算电机和激励器的峰值、RMS 扭矩和转速？

运动控制概念

什么是运动轴，如何使用？

什么是坐标空间，何时可以用到？

什么是运动表格，何时可以用到？

什么是虚拟原型？什么是 NI SoftMotion for SolidWorks？

NI SoftMotion for SolidWorks 能够使机械，电气和控制工程师们合作创造一个运动控制系统

的虚拟原型，其融合了机械仿真，运动控制软件和传感器反馈。只要你有 CAD 制图，就可

以早在花费建造实体机器的费用前，开始机器设计的原型的设计和研究。这些新工具能够帮

助你：

可视化仿真机器操作

验证并重复演示设计中的机械、控制和电气部分

机器加工周期性能评估

核查碰撞或其它程序错误

计算应力分析中的压力/扭矩负载

选择和定制电机和机械传动零件

提高团队中工程师与客户的交流

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什么样的资源能帮助我开始学习？

多种自主教程、课程培训视频和软件帮助文档能够帮助你开始学习虚拟原型并熟练运用这一

技术。

自主教程

LabVIEW 入门教程和使用指南

动手课程：与 SolidWorks 连接，创建虚拟原型

http://www.ni.com/trylabview/http://zone.ni.com/devzone/cda/tut/p/id/10099#toc2

NI SoftMotion for SolidWorks 入门指南

免费网页培训视频

LabVIEW-SolidWorks 数字原型培训

范例与演示

你可以采用以下方式找到所有软件自带的范例，从而查看所有现成可用的运动控制命令：启

动 LabVIEW 2009，选择帮助>查找范例。在范例查找器中选择工具包和模块>运动控制> NI

SoftMotion。在机电一体化> SolidWorks 文件夹中你会找到用于 SolidWorks 的具体范例。

软件帮助文档

通过以下方式找到在线帮助信息：运行 LabVIEW，选择 帮助>查看 LabVIEW 帮助。在目

录下，点开 NI SoftMotion Module 标签，然后选择运动控制资源>与 SolidWorks 装配体集

成。

更多资源，请浏览

NI 虚拟原型网站

虚拟原型社区

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哪里可以找到支持信息，如提问、或者报告漏洞？

将你的问题和评论发布到 NI 虚拟原型社区。同时也可以在里面对你的应用进行讨论，分享

使用技巧，或者对虚拟原型工具进行评论。

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http://zone.ni.com/devzone/cda/tut/p/id/9566http://www.ni.com/digitalprototyping/traininghttp://www.ni.com/virtualprototyping/traininghttp://decibel.ni.com/content/groups/virtual-prototyping-communit

需要什么软件？

软件版本要求：

NI LabVIEW 2009 f2 (32-bit)或以上（基础、完整或专业版）

NI SoftMotion Module Standard or Premium for LabVIEW （其中包括 NI SoftMotion

SolidWorks 激活版）

SolidWorks 2009 Service Pack 2.1 或以上，或 SolidWorks 2010 和 SolidWorks Motion

Simulation （包括 SolidWorks Premium、 Simulation Premium 或 Simulation Professional）

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是否提供试用版？如何购买工具？

LabVIEW 和 SoftMotion Module 都提供 30 天试用版，可在网上购买。如需购买或试用

SolidWorks，请与当地经销商联系。

购买 试用

LabVIEW 2009 LabVIEW 2009 LabVIEW 2009*

NI SoftMotion 模块 NI SoftMotion Module** NI SoftMotion Module**

SolidWorks 2009 (SP2.1 或更高)

或 SolidWorks 2010

联系当地 SolidWorks 经

销商

联系当地 SolidWorks 经

销商

*你可以无需再安装就将试用版升级至授权版。只需购买软件后，收到 NI 许可证管理，并应用此激活码即可。

** 包含 NI SoftMotion for SolidWorks.

注意： 在安装时，会提示安装重要升级。请安装升级或手动下载安装这些升级。

LabVIEW 2009 f2 补丁

LabVIEW NI SoftMotion Module 2009f1 补丁

http://www.ni.com/labview/zhs/http://www.ni.com/trylabview/http://sine.ni.com/nips/cds/view/p/lang/en/nid/14234http://joule.ni.com/nidu/cds/view/p/id/1333/lang/enhttp://www.solidworks.com/sw/buy-software.htmhttp://www.solidworks.com/sw/buy-software.htmhttp://digital.ni.com/public.nsf/allkb/C3F88F3596A164AD86257647006FB022http://joule.ni.com/nidu/cds/view/p/id/1445/lang/en

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SolidWork 的 NI SoftMotion 模块是否包含在院校软件使用权中？

是的，NI SoftMotion 模块和 NI SoftMotion for SolidWorks 是院校软件使用权中，控制设计

和嵌入式系统选项的一部分（更多详细信息）

更多关于 NI 教育和研究产品

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如何激活我的 NI SoftMotion for SolidWorks？

NI SoftMotion for SolidWorks 需要在 NI SoftMotion 中的另外激活。这个激活码免费地包括在

已购买的 NI SoftMotion Module Standard 或 Premium 中，是通过特定的序列号激活。

激活产品步骤：

1. 启动 NI 许可证管理（开始>程序> National Instruments>NI 许可证管理）

2. 点击对话框中的激活。随后启动 NI 激活帮助工具。

3. 选择通过网络连接自动激活，点下一步

4. 在 LabVIEW 2009 NI SoftMotion for SolidWorks 旁边输入序列号 S12M00101

5. 根据提示语言完成激活步骤

6. 重启 LabVIEW

http://zone.ni.com/devzone/cda/tut/p/id/8115http://www.ni.com/academic/

注意：

你必须先激活 NI SoftMotion Module，然后再激活 NI SoftMotion for SolidWorks。

30 天后，软件会自动提示需要激活 NI SoftMotion for SolidWorks（当你打开 LabVIEW 项

目中包含 SolidWorks 或增加了一个 SolidWorks 在 LabVIEW 项目中的时候）。当然，你

也可以使用 NI 许可证管理提前激活。

为了使用 NI SoftMotion for SolidWorks，你必须同时也拥有 LabVIEW NI SoftMotion 模

块的许可证。登录 ni.com/motion/softmotion 了解更多关于不同版本的 LabVIEW NI

SoftMotion 模块的信息，并购买。

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如何在 SolidWorks 开启运动仿真功能？

运行 SolidWorks 后，你必须在 SolidWorks 的工具菜单中开启运动仿真(Motion Simulation)。

若你在左右的验证框中同时选择开启，就无需在之后每次使用 NI SoftMotion for SolidWorks

的时候重新开启运动仿真。

http://www.ni.com/motion/softmotion

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如何创建一个 LavVIEW 项目并与 SolidWorks 连接？

首先在 SolidWorks 运动分析中配置电机，设置为距离模式，并确认 SolidWorks 下的仿真能

够正常运行

现在你可以使用 LabVIEW 连接装配体文件并用 NI SoftMotion 功能模块创建运动序列，你

可以使用任何可提供的运动类型。完成如下步骤将 SolidWorks 装配体添加到 LabVIEW 项目

中：

打开 SolidWorks 装配体，启动 LabVIEW，选择文件>新建项目 弹出项目搜索窗口

右击我的电脑，选择属性，选择扫描引擎选项，并打开部署时开启扫描引擎单选框

右击我的电脑，在快捷菜单中选择新建> SolidWorks 装配体。打开从装配体文件中导

入轴对话框

选择要添加到 LabVIEW 项目中的 SolidWorks 装配体。如果 SolidWorks 装配体已打开，

从装配体文件中导入轴对话框会出现此路径。若有需要，还可以点击浏览，选择不同的

集成文件。

点击 OK。已选中的 SolidWorks 装配体已加入至项目浏览器窗口中，包括所有在

SolidWorks 运动系统中的电机。

右击我的电脑，选择新建> NI SoftMotion 轴，在轴管理器中，选择添加新轴。这些操

作将在 LabVIEW 创造了一个新的运动轴，并将其与 SolidWorks 电机资源捆绑。

可选操作：右击轴 1 并选择属性。点击最左边的图标完成轴设置。选择在转换成活动模

式时开启驱动。这一操作避免了在 LabVIEW 应用中通过添加 Power 功能块手动开启驱

动。

以上步骤的截图和指导，参见自主培训指南

详细：

如果 SolidWorks 装配体包含多个运动研究，通过选择运动研究对话框，将其加入到项

目中。若要改变项目中已用的运动研究，右击项目树中 SolidWorks 装配体选项，在快

键菜单中选择改变运动研究

SolidWorks 装配体是在我的电脑下增加的。所有在 SolidWorks 装配体下配置的电机是

在 SolidWorks 装配体在 LabVIEW 项目中的同名图标下添加的。现在你可以将

SolidWorks 电机关联至 NI SoftMotion 轴，并针对具体应用配置相关 I/O。

当你打开一个关联到有效 SolidWorkss 装配体的 LabVIEW 项目时，LabVIEW 会提示你

启动 SolidWorks(若 SolidWorks 当时没有打开)，并打开相应的模型。如果你选择此时不

启动 SolidWorks，你也可以通过稍后右击项目浏览器中的 SolidWorks 装配体，并选择

同步到装配体。

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如何在 LabVIEW 中开始和停止一个 SolidWorks 仿真？

在 NI 扫描引擎(Scan Engine)从配置模式(Configuration mode)转换到激活模式(Active mode)

时，SolidWorks 仿真开启；当扫描引擎从激活模式转换到配置模式时，SolidWorks 仿真停

止

http://zone.ni.com/devzone/cda/tut/p/id/10099#toc2

开启 SolidWorks 仿真

在项目中增加了一个 SolidWorks 装配体后，你可以只用 LabVIEW 启动 SolidWorks 仿真，

无需点击 SolidWorks 中的“计算”按钮

你可以采用如下方式启动 SolidWorks 仿真

1.)在第一次或者有更新内容的时候，部署 NI SoftMotion 资源。通过按住键并选中每

个资源，然后选择快捷菜单中的部署，可以一次部署所有资源，。

注意：如果你部署坐标轴，但没有对任何相关资源的配置改变，仿真不会开启，因为 NI 扫

描引擎不会切换到激活模式。在这种情况下，你必须采用其他方式手动切换到激活模式。

2.)通过在项目浏览器窗口中右击 SolidWorks 装配体，并在快捷菜单中选择工具>扫描引擎模

式>切换至激活，可以手动切换至激活模式。在此之前，你必须确保已部署 SolidWorks 装配

体下的运动部件，才能正确运行。

3.)使用 NI 分布式系统管理器，手动切换至激活模式。你必须确保已准确部署你的项目信息。

注意：

如果你在上一次仿真中对 SolidWorks 装配体进行了改动，在开始新的仿真前，在

SolidWorks 中重新导入你的装配体文件。

你不能在 SolidWorks 中点击计算后，同时在 LabVIEW 中切换到激活模式，并运行一个

仿真。在 SolidWorks 中开启仿真的唯一方式，是将 NI 扫描引擎切换到激活模式，手动

或通过部署激活都可以。

如果 SolidWorks 仿真在切换至激活模式后没有开始运行，可能在一个或多个轴中存在

错误。你可以在交互式测试面板中的浏览 NI SoftMotion 的错误信息。

在装配体的属性对话框中，SolidWorks 最大步长有一个缺省值，同样在目标属性对话

框中的扫描引擎页面中，NI 扫描引擎周期也有一个缺省值。它们会导致坐标轴的接入

错误。通过减小最大步长，可以使其比扫描引擎数值小，从而防止错误发生。

停止 SolidWorks 仿真

你可以采用如下方式停止 SolidWorks 仿真

1.)通过在项目浏览器中右击 SolidWorks 装配体选项，并在快捷菜单中选择工具>扫描引擎模

式>切换至配置模式来手动转换至配置模式

2.)使用 NI 分布式系统管理器手动切换至配置模式

注意：不推荐在 SolidWorks 点击停止。在这种情况下，NI SoftMotion 会在所有轴上弹出错

误号 FF82（外部中断错误），且 NI 扫描引擎仍将保持激活状态，但 SolidWorks 不会进一步

进行运动计算。这时，你必须手动切换到配置模式，然后再切换回激活模式来重新开始仿真。

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如何在运动控制应用中加入数字接近传感器反馈？

测量传感器会监控 SolidWorks 装配体某一维度的距离。在正确的操作下，你在 SolidWorks

下配置的传感器必须拥有一个配置正确的报警状态。在遇到制定情况时，警报状态会变为真。

你可以使用读取功能块，通过数字线或运动 I/O 的方法获取这个状态，这取决于你在映射传

感器对话框中使用何种输入方式来对应到传感器。

你可以通过在 LabVIEW 项目中，右击 SolidWorks 装配体选项，并选择映射传感器来打开配

置对话框，

注意：

你必须将 SolidWorks 电机或者 NI SoftMotion 坐标轴部署到已经绑定的电机上，而不是

SolidWorks 装配体选项，以此确保所有已经映射的传感器能部署到 LabVIEW 的项目中。

在使用读取功能块来获取传感器反馈时，请确保使用功能块中的 is valid 输出信号。范

例如下：

与 SolidWorks 下的报警对应的数据，其极性默认是低有效(active low)。若你希望将数据

的极性与 SolidWorks 下的报警状态关联，你可以使用上图中所示的否函数，或者通过

轴配置属性来变更运动 I/O 的激活状态。

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如何仿真摩擦力？

要将摩擦力加入 SolidWorks 的配合(mate)中，你可以右击配合，选择编辑特征。然后点击分

析选项卡，检查摩擦力对话框，并配置摩擦参数。详细内容可参见 SolidWorks 帮助文档。

注意：你也可以通过运动管理器工具栏，将 3D Contact 加入到你的运动研究(Motion Study)

中，来仿真摩擦力。但是使用 3D Contacts 时，仿真性能通常会比慢。

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如何仿真弹簧/减震效果？

要在 SolidWorks 的配合中加入弹簧/减震效果（机械约束），你可以右击配合，选择编辑特征。

然后选择分析选项卡，检查转接器(Bushing)对话框，并配置刚度(stiffness), 阻尼(damping)

和预紧力(preload force)参数。详细内容可参见 SolidWorks 帮助文档。

注意：你也可以通过运动管理器工具栏，在运动研究中添加弹簧来仿真弹簧/减震效果。

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如何演示碰撞检测？

有两种方式可以进行碰撞检测

1.在运动控制应用运行结束后，将扫描引擎切换至配置模式。（右击我的电脑>工具>扫描引

擎模式）然后，在 SolidWorks 运动研究的运动管理器工具栏中，右击树形栏中的置顶项（与

你的装配体同名）并选择检查干涉。然后选择你需要检测碰撞的零件，并选择现在查找。如

果碰碰撞发生，SolidWorks 会告诉你碰撞的时间以及重合的程度。

或者

2. You can use a distance sensor to detect collisions. In this case, LabVIEW can monitor the

sensor while the motion simulation is running and take action (such as stopping the move and

alerting you) if the sensor value changes. This also enables to to detect a "near miss" where the

parts came too close for comfort but didn't actually collide. To include proximity sensor feedback

in your LabVIEW control applications, add a dimension to your SolidWorks assembly and

connecting it to a Measurement sensor in SolidWorks with an Alert configured (for example, alert

if the distance is less than 5 mm). Then in LabVIEW, right-click on the SolidWorks assembly item

in the LabVIEW project and select Map Sensors. For an example, launch the LabVIEW Example

Finder (Help>Find Examples) and try running the shipping example called "Basic SolidWorks

Sensors.lvproj".

你也可以使用距离传感器来检测碰撞。在这种情况下，LabVIEW 可以在运动仿真运行同时

监测传感器，并在传感器值改变时采取行动（如停止运动或发出警报）。这种方式也能够以

帮助你检测可能过于靠近但不会发生碰撞的部件。要在 LabVIEW 控制应用中添加接近传感

器，你可以在 SolidWorks 装配体中添加一个维度，并将它与 SolidWorks 中的测量传感器连

接，并设置警报参数（如，在距离小于 5 毫米时发出警报）。然后在 LabVIEW 项目中，右

击 SolidWorks 装配体选项，选择映射传感器。例如，你可以启动 LabVIEW 范例查找器（帮

助>查找范例），并尝试运行 LabVIEW 自带的范例："Basic SolidWorks Sensors.lvproj"

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如何利用 NI CompactRIO 将我的运动控制应用下载到真实机器上？

当你配置你的 CompactRIO 运动轴时，必须确保比例单位与 SolidWorks 仿真中相配（线性运

动的单位是毫米，旋转运动的单位是角度）

需要了解如何将你的运动控制应用部署到 NI CompactRIO 可编程自动化控制器(PAC)平台，

更多信息参见以下网址

http://www.ni.com/motion/

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电机、传感器和仿真的使用须知

下文中罗列了在创建和使用 SolidWorks 装配体，并 NI SoftMotion 集成时主要的使用技巧和

http://www.ni.com/motion/

注意事项：

电机

所有在 SolidWorks 下配置的电机必须为位移电机。在这里最通用的是距离电机。

在使用线性电机时，NI SoftMotion 假定的转换率是 1 count/mm 对应于 encoder

counts/unit。

在使用旋转电机时，NI SoftMotion 假定的转换率是 1 count/degree 对应于 encoder

counts/unit

在使用旋转电机时，在一个扫描周期内，转速不能超过 360 度。注意：扫描周期可以在

RT 目标的属性对话框的扫描引擎页面下进行设置。

传感器

所有传感器必须是测量传感器，并且只有传感器的警报状态才能反馈到 NI SoftMotion。

只能使用位于 SolidWorks 传感器文件夹中顶层的传感器，在子装配体中设定的传感器

无法被读取到。

你不能将传感器映射到 home switch 上。

仿真

在运行运动仿真时，一次只能打开一个 LabVIEW 项目。

由于在 NI Softmotion for SolidWorks 的项目中会使用到 NI 扫描引擎，请确保在我的电

脑的属性对话框中，扫描引擎页面的在部署时启动扫描引擎(Start Scan Engine on Deploy)

的选择框处于选中状态。

在运行 VI 之前，需将 LabVIEW 项目中的所有选项部署。在部署所有资源并将 NI 扫描

引擎切换为激活模式之前运行 VI 可能会导致功能块返回错误结果。

当你在 LabVIEW 中开始一个仿真，只有已经部署过的 SolidWorks 电机才能够被

LabVIEW 控制。如果你没有部署 SolidWorks 电机和相关的 NI SoftMotion 坐标轴，

SolidWorks 电机会根据在 SolidWorks 装配体中的配置好的运动轨迹进行运动。

Due to the intense nature of the simulation calculations on the SolidWorks side, a scan period

is not guaranteed to last the amount of time you configure. For example, it may take 200 ms

to complete a scan period configured for 5 ms. The simulation is correct with respect to

simulation time, but it appears to move slower than actual hardware during calculations.

After the simulation is complete and you have switched the Scan Engine to Configuration

mode, you can play back the simulation in SolidWorks to view the calculated simulation in

real-time speed and verify the speed of the assembly in reality.

由于在 SolidWorks 下进行仿真运算会占用很多系统资源，扫描周期无法保证和你配置

的完全相同。例如，可能需要花 200ms 来完成一个被配置成 5ms 的扫描周期。虽然仿

真仍然可以正确执行，但在计算的时候，电脑显示的运行状况可能比实际的硬件系统来

得慢。在仿真结束后，你可以将扫描引擎切换至配置模式，然后在 SolidWorks 中进行

仿真过程的回放，以此来计算仿真的真实速度，同时确定真实情况下装配体的速度。

NI SoftMotion for SolidWorks 是对于内存和处理器的要求很高。NI 建议使用的最低配置

为 3 GHz Intel Pentium 4 处理器或类似配置，以及 2GB 闪存，以确保最优的表现。

在同一时间，你只可以打开一个 LabVIEW 项目与 SolidWorks 装配体相连。如果在尝试

部署时获得了一个拒绝访问(Access Denied)的错误，请关闭其他项目。

运动编程功能

你不可以将以下 NI SoftMotion 功能块或功能块方法使用在 SolidWorks 坐标轴上：

捕捉(Capture)功能块

比较(Compare)功能块

线性(Line)功能块中的相对捕捉(Relative to Capture)方法

参考(Reference)功能块中的索引(Index)方法

读取(Read)功能块中的捕捉数据和模拟线路(Capture Data and Analog Line)方法

写入(Write)功能块中的模拟线路与数字线路(Analog Line and Digital Line)方法

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LabVIEW 运动编程使用技巧

下文中的技巧能帮助你解决在 LabVIEW 中使用 NI SoftMotion 功能块编程时遇到的困难

功能块必须在位于 LabVIEW 项目中的 VI 上执行

功能块必须在一个循环中运行。根据你的应用需求，你可以使用 While 循环，并使用等

待下一个整数倍毫秒(Wait Until Next ms Multiple Function)来进行定时，或者如果你的

应用需要功能块以扫描周期执行，你也可以使用定时循环来同步到 NI 扫描引擎。

使用功能块的状态输出来决定功能块的执行顺序，而不是采用标准 LabVIEW 编程方法。

例如，不要将功能块放置在条件结构内部。

你必须在应用循环之外对所有需要用到的数组输出进行初始化，这样，功能块将不需要

分配内存。这样可以减少系统的漂移和误差。

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如何获得最快的仿真性能

LabVIEW

为了加速仿真性能，你可能需要在用 SolidWorks 进行仿真时，将扫描周期从 5ms 增加到

10ms。你可以通过右击我的电脑，点击属性，在扫描引擎选项卡中将扫描周期调整为 10ms。

最后，选择所有的运动项目并重新部署。

SolidWorks

如何加速运行 SolidWorks 信息有待添加。你可以浏览虚拟原型社区(Virtual Prototyping

Community)门户网站了解最新信息，或者提出问题。

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故障排除建议与要点

在使用 NI LabVIEW 控制 SolidWorks 模型前，请首先在 SolidWorks 下测试运动仿真。

同时检查 SolidWorks 中的每个电机的属性，以此确保所有将在 LabVIEW 中控制的电机

处于距离(Distance)模式。

你可以在这个入门教程中了解详细步骤。

确认SolidWorks Motion的添加项处于激活状态。你可以在SolidWorks中找到工具>Add

Ins，并选中 SolidWorks 运动选项左边和右边选择框。

确保 LabVIEW 项目中的扫描引擎被开启。在默认情况下，它是被关闭的。在 LabVIEW

项目中，右击我的电脑并选择属性。在扫描引擎选项卡，勾选部署时开启扫描引擎(Start

Scan Engine on Deploy)边上的选择框。同时你也需要将扫描周期从 5ms 改为 10ms。若

扫描周期的值在 5ms-10ms 之间，在部署时会弹出警告信息，但通常仍能够运行运动仿

真。

确保运动轴已启用。你可以逐一选择项目中的每个运动轴并依据下面进行操作来启用运

动轴。首先，在 LabVIEW 中选择运动轴，然后右击选择属性，点击最左边的按钮来配

置轴安装。确保已经选中 Enable Drive on Transition to Active Mode。或者，你可以使

用 LabVIEW 的 Power 功能块来编程启用坐标轴。

现在可以在 LabVIEW 项目中选择所有的运动选项（包括我的电脑的），右击，并选择

部署。通常，如果是第一次部署，程序会启动 SolidWorks 仿真，至此，你就可以运行

LabVIEW 自带的案例。如果仍然无法运行，右击我的电脑>工具>扫描引擎模式>切换

至激活模式。

一旦进入激活模式，并且仿真启动，右击运动轴可以进入交互式测试面板。在这里，你

可以看到坐标轴已经启用，并且没有返回错误。当你完成调试时，可以关闭测试面板，

并运行 LabVIEW 运动控制应用程序。

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http://decibel.ni.com/content/groups/virtual-prototyping-communithttp://decibel.ni.com/content/groups/virtual-prototyping-communithttp://zone.ni.com/devzone/cda/tut/p/id/10099#toc2

已知的 NI SoftMotion for SolidWorks 技术问题

此网页包涵一些已知技术问题

LabVIEW 2009 NI SoftMotion 的已知问题

如果你遇到新问题或需要技术支持 , 请把你的介绍和问题提交至虚拟原型社区(Virtual

Prototyping Community)。注意一定要包含截图和问题的详细描述。

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是否可以从 SolidWorks 导出曲线并应用于运动控制应用中？

如果你想要用 SolidWorks 画一条 2D 或 3D 的曲线，并在 LabVIEW 下执行，使之成为一个

运动轨迹，你可以在 SolidWorks 中将曲线的特征以文本格式导出。然后在你的 NI LabVIEW

SoftMotion 模块应用程序中添加一个轮廓线运动功能块。轮廓线运动是一种运动方式，这种

方式下定义了一系列的位置点，软件会自动根据这些点来生成平滑的运动曲线。

I. 从 SolidWorks 导出曲线，并转换成 LabVIEW 可以读取的格式：

1. 首先，将 SolidWorks 装配体的单位和尺寸标准改成 MMGS (即毫米，克，秒)的标准。要

实现这一点，可以通过工具>选项>文件属性>单位

2. 右键单击在 SolidWorks 下的曲线选项，并选择编辑特征。将曲线数据保存为文件。

3.在文本编辑器中打开.sldcrv 文本文件，选择编辑>替换。在查找(Find What)栏中键

入”mm”，替换为(Replace With)栏中不做任何修改，点击全部替换(Replace All)。最后将文

件另存为.txt 文件。现在你就可以如上文所述，将文件导入 LabVIEW 项目中了。

4. 如果你想要改变曲线上数据点之间的时间间隔，你可以在 LabVIEW 中读取文本文件，使

用 Align & Resample Express VI 的重采样特性来调节间隔。然后使用写入电子表格文件

(Write to Spreadsheet File)VI 来存储新文件。

II.在 LabVIEW 项目中导入 Tab 分隔的曲线文本文件：

1.右击我的电脑然后选择新建>NI SoftMotion 表格，找到已准备好的包含曲线数据点的 Tab

分隔的文本文件并打开。

2.将你创建好的 SoftMotion 表格资源连线到 LabVIEW 轮廓线运动功能块的表格输入端。

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SolidWorks 的运动仿真支持速度模式吗？

是的，NI SoftMotion for SolidWorks 支持速度模式。仅需要右击你的直线运动功能块，找到

选择方式>速度。这个操作将执行一个按照指定速度运行的直线运动，直到接收停止运动命

http://zone.ni.com/devzone/cda/tut/p/id/9051http://decibel.ni.com/content/groups/virtual-prototyping-communithttp://decibel.ni.com/content/groups/virtual-prototyping-communit

令，遇到限位开关或者你开始了一个另一个速度的运动。在速度模式下，你无法指定目标位

置。运动的方向将由你指定的速度的符号来决定。

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能否在 SolidWorks 下使用 LabVIEW 自带的 NI SoftMotion 范例？

是的。你可以采用下面的两种方法实现。

1. 将一个自带的范例 VI 添加到现有项目中：你可以打开任何一个自带的范例，并且将 VI

复制到一个你已经指定到某一 SolidWorks 装配体的项目。例如，你可以打开坐标空间直线

运动(Coordinate Straight Line Move)范例项目，然后将 Coordinate Straight Line Move.vi 复

制到你正准备用 SolidWorks 进行数字原型化的项目中。

2.将一个自带的范例项目关联到 SolidWorks：右键点击我的电脑来为项目添加一个

SolidWorks 装配体。然后点击运动轴选择绑定到另一个资源(Bind to Different Resource)，

从一个虚拟的轴改变为 SolidWorks 下的电机。最后，点击 Shift 或 Control 来选中项目中的

所有运动选项(包括我的电脑)，然后右击并部署。通常，如果这是你第一次进行部署，程序

会启动 SolidWorks 仿真。但在这种情况下，你已经可以运行 LabVIEW 中自带的范例了。如

果仍然不能运行，右键点击我的电脑，并选择工具>扫描引擎模式>切换至激活模式。

注意：大多数自带的范例默认你使用的是一个步进电机，并且并没有对轴设定刻度，如度数

或毫米。然而，在 SolidWorks 的运动控制中，默认旋转电机采用度作为单位进行控制，而

线性电机采用毫米作为单位。所以通常你在发出位置命令时，必需使用一个比默认值更小的

数值。例如，在Coordinate Straight Line Move.vi的范例中，你可以将位置命令从10000, 7500,

5000 (步数)改变为 100, 75, 50 (毫米)

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是否能自动保存 SolidWorks 仿真数据？

可以，你可以用 LabVIEW 测量格式文件记录仿真的位置，速度，加速度和扭矩等数据，只

需要在装配体属性(Assembly Properties)对话框中勾选记录数据(Log Data)选项。仿真开始

的同时开始记录数据，仿真完成或仿真中断，则停止记录。你可以通过将 NI 扫描引擎切换

到配置模式或者在 SolidWorks 中停止来中断仿真。若你在 SolidWorks 下停止仿真，你无法

立即获得记录下的仿真数据，除非 NI 扫描引擎被切换到配置模式，但这段时间内得数据不

会被添加到数据文件中。你还可以参考如果在 LabVIEW 中开始或者停止 SolidWorks 仿真来

获得更多信息。

记录文件的单位取决于 SolidWorks 的电机类型，如下面表格所示：

电机类型 记录文件的单位

线性电机 位置：毫米

速度：毫米/秒

加速度：毫米/秒 2

扭矩：牛顿（线性电机的力）

旋转电机 位置：度

速度：度/秒

加速度：度/秒2

扭矩：牛顿-毫米(旋转电机的力矩)

注意：当 NI 扫描引擎模式被切换至配置模式时，仿真数据开始被记录。这意味着如果你在

NI 扫描引擎处在激活模式时部署新的数据，NI 扫描引擎将切换至配置模式来保存这些改变，

然后将自动切换回激活模式，这时你的记录文件会被覆盖。

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能否使用 NI SoftMotion for SolidWorks 调节 PID 控制循环或者仿真一个先进的

闭环控制算法？

不行。如果你的目的是要仿真一个动态闭环系统，其中涉及到电机的机电公式（电压、电流，

反电动势，扭矩常量），电流回路的整定，PID 调节中位置和速度回路的超调/负超调比例，

或者是验证类似 LQR 或者 H-infinity 的高级控制算法，那么 NI SoftMotion for SolidWorks 并

不是最合适的工具。对于这类的应用，你可以使用诸如：MSC.Adams，MapleSim 或者 NI

Control Design and Simulation Module 等相关工具软件及模块。在 LabVIEW 2009 下，相关模

块已经包含了针对伺服电机、异步电机以及像全风力发电机组这类机电设备的仿真范例。

NI SoftMotion for SolidWorks 能从 LabVIEW 中将位置轨迹点信息发送到 SolidWorks，然后

再由 SolidWorks 中的机械仿真计算出运动轨迹中所有必要的力和扭矩。由于在 SolidWorks

Motion 中仿真是一个理想的运动轨迹，所以这种方法称为间接动态（indirect dynamics）。这

种“理想化轨迹”有助于验证运动控制策略和逻辑，检查碰撞，分析功率和转速要求以方便

电机和线性驱动器的规格确定和选型，计算力和扭矩负载以便进行应力分析，计算机械周期

时间/吞吐性能，将在控制软件下的机器实际运行状况可视化，确定机械部件（像电机联轴

器）的强度是否足够，确定机电设备足够稳定而不会发生震动，以及其他诸多方面。对于应

力/应变和安全分析来说，借助 NI SoftMotion for SolidWorks 工具，你可以测定运动控制系

统下力/扭矩负载的量。因为力和扭矩计算是基于实际的运动配置（直线、圆弧、轮廓），而

且实际运动控制系统有速度、加速度和阶跃的限制，所以仿真结果应该比理论的计算更为精

确，又因为过程中不涉及数学运算，从而仿真结果更加容易获取。

学习更多关于使用这些工具来分析你的机器设计以避免常见设计失误。

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我能够运行实时仿真吗？为什么仿真比真实情况要慢？

不行。运动仿真实际上是运行在一个仿真时间间隔里，叫做“虚拟时间”，在这个“虚拟时

间”中 LabVIEW 和 SolidWorks 进行逐点地通信。这个虚拟时间的精度由 LabVIEW 的扫描

精度（常用 5ms）来定义。

然而，在这个时间间隔里，SolidWorks 计算仿真结果所需要的时间通常大于 5ms。一个仿真

步骤所花费的时间取决于模型复杂度，LabVIEW 扫描引擎的扫描精度和 SolidWorks 仿真精

度要求。而且在 SolidWorks 仿真内部是通过不断调节来仿真结果来满足精度要求。所以就

造成了仿真速度会受很多不同的因素影响。

一旦仿真完成并且已经设定好扫描引擎至配置模式，你可以在 SolidWorks 中以更快的速率

进行回放仿真。并且可以在 SolidWorks Motion Manager Toolbar 中使用回放速度控件来调节

速度。

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我如何在 LabVIEW 中计算电机和激励器的峰值、RMS 扭矩和转速？

照下述方法即可行。例如，打开名为“Cell Phone Test Machine Advanced.lvproj”的项目然后运

行名为“LabVIEW Motion Control - 2D Straight Line Move with Performance Monitoring.vi”的

范例。这个范例可在这个 SolidWorks 入门指导的子文件“..\Exercise 2 (SolidWorks)\Advanced”

中找到。

这个范例计算了单轴扭矩和转速的峰值和均方根值。并将结果存放在一个数组中，数组中每

个元素都代表着一次运动操作（运算）。

http://zone.ni.com/devzone/cda/tut/p/id/10099#toc2

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什么是运动轴，如何使用？

一个运动轴提供了一个可从 LabVIEW 中控制的运动资源引用。而一个 NI SoftMotion 轴能

将仿真硬件和实际硬件联系在一起。通过 Axis Manager 对话框你就可将 NI SoftMotion 轴和

你的实际硬件联系在一起。

根据 NI SoftMotion 轴联系的实际硬件，你能在创建以下几种轴的类型：

NI 951x axis (Scan Interface Mode) NI 951x 轴（扫描接口模式）

Simulated axis 仿真轴

SolidWorks axis SolidWorks 轴

Unbound axis 无约束轴

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什么是坐标空间，何时可以用到？

一个坐标空间是多个轴的逻辑组合，同时也作为 NI SoftMotion 功能块的输入，这样就能使

用坐标资源和多轴精确协同运动。使用坐标，可以通过多轴实现一个指令动作并且保证各个

轴能同步开始和停止。（用设置不同位置点的方式来实现直线移动是否正确呢？）

这种方法可与单轴开始的方法形成对比，在单轴开始方法中这些轴并不组成坐标系，单轴基

于软件同步实现同步开始但不能同步停止。操作者可以通过 Configure Coordinate Space(配

置坐标空间)对话框来配置轴组成坐标系。

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什么是运动表格，何时可以用到？

使用 Configure Table 对话框可为轮廓或凸轮运动添置一个表格。表格资源包括了轮廓或凸轮

运作位置信息。

轮廓系统表格

轮廓系统表格提供了类似定位分隔文本文件的形式，其中每行提供了一套轴位置序列信息。

使用 Check Status（检查状态）和 Update Points（更新点）轮廓移动方法，你可以更新在执

行轮廓移动中原始表格数据创建的轮廓缓冲区。

凸轮系统表格

凸轮系统表格提供了从动位置信息用于在电子凸轮操作中确定凸轮的实际轮廓。用指定的主

动周期可将凸轮系统表格分为相等的部分。这些部分定义了主动/从动的位置序列。凸轮系

统表格为了从动冲程可能需要指定一个非零值。而这个输入可被用来补偿在凸轮系位置表格

中开始与结束位置不同。

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