智能工廠設(shè)計仿真 課件 第6章 智能工廠的同步運行技術(shù)

智能工廠設(shè)計仿真第6章智能工廠的同步運行技術(shù)6.1數(shù)字孿生概述6.2基于物理空間的同步運行對象描述6.2.1智能生產(chǎn)線的基本對象6.2基于物理空間的同步運行對象描述6.2基于物理空間的同步運行對象描述6.2.2功能模型的構(gòu)建6.2基于物理空間的同步運行對象描述6.2基于物理空間的同步運行對象描述6.2基于物理空間的同步運行對象描述1.產(chǎn)品和托盤建模2.工業(yè)機器人建模6.2基于物理空間的同步運行對象描述6.2基于物理空間的同步運行對象描述6.2.3設(shè)備模型運動副1）運動關(guān)系鏈設(shè)置。2）坐標(biāo)軸方向調(diào)整。3）模型坐標(biāo)系軸位置校準(zhǔn)。6.3驅(qū)動數(shù)據(jù)的邏輯配置6.3.1構(gòu)建數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)6.3驅(qū)動數(shù)據(jù)的邏輯配置（1）生產(chǎn)現(xiàn)場工況數(shù)據(jù)主要包括人員數(shù)據(jù)、質(zhì)量數(shù)據(jù)、生產(chǎn)執(zhí)行數(shù)據(jù)（任務(wù)數(shù)據(jù)和進度數(shù)據(jù)）、物料數(shù)據(jù)、產(chǎn)品數(shù)據(jù)、設(shè)備數(shù)據(jù)等。（2）設(shè)備運行數(shù)據(jù)主要是指在生產(chǎn)制造過程中生產(chǎn)設(shè)備的運行狀態(tài)數(shù)據(jù)、運行參數(shù)數(shù)據(jù)。（3）其他數(shù)據(jù)主要是指生產(chǎn)現(xiàn)場的環(huán)境數(shù)據(jù)、生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的生產(chǎn)故障、維護信息等影響正常生產(chǎn)的數(shù)據(jù)。6.3驅(qū)動數(shù)據(jù)的邏輯配置6.3.2構(gòu)建設(shè)備數(shù)據(jù)模型1.工業(yè)機器人數(shù)據(jù)類型6.3驅(qū)動數(shù)據(jù)的邏輯配置2．加工設(shè)備數(shù)據(jù)模型6.3驅(qū)動數(shù)據(jù)的邏輯配置6.3.3數(shù)字空間的數(shù)據(jù)通信1.西門子PLC數(shù)據(jù)的采集2.工業(yè)機器人數(shù)據(jù)的采集6.3驅(qū)動數(shù)據(jù)的邏輯配置3.數(shù)控機床數(shù)據(jù)的采集6.3.4控制信號配置（1）工業(yè)機器人設(shè)備信息表工業(yè)機器人設(shè)備信息表主要包括id（編號）、J1~J6（軸數(shù)據(jù)）、EXIT（外部軸數(shù)據(jù)）、DateTime（寫入時間）等字段，見表6-3。6.3驅(qū)動數(shù)據(jù)的邏輯配置（2）數(shù)控機床設(shè)備信息表數(shù)控機床設(shè)備信息表主要包括id（編號）、model（機床型號）、state（機床狀態(tài)）、speed（主軸轉(zhuǎn)速）、feed（進給速度）、toolnumber（刀具號）和time（加工時間）等字段，見表64。6.3驅(qū)動數(shù)據(jù)的邏輯配置（3）PIC數(shù)據(jù)信息表PLC數(shù)據(jù)信息表主要包括id（編號）、nameple（PIC點位名稱）、typeplc（PIC類型）、address（PIC監(jiān)聽地址）、state（PLC狀態(tài)）、description（PLC點位描述）等字段。6.4孿生模型的實時映射6.4.1孿生系統(tǒng)的虛實交互1.大數(shù)據(jù)分析的自主決策機制2.數(shù)據(jù)驅(qū)動的數(shù)字李生車間實時三維可視化3.全要素集成互聯(lián)化6.4.2數(shù)字孿生系統(tǒng)的運行原理6.4孿生模型的實時映射（1）物理實體物理實體是數(shù)字孿生技術(shù)實現(xiàn)的基石，主要包括設(shè)備、產(chǎn)品、工裝、傳感器、環(huán)境等，它們通過各種先進技術(shù)的有機結(jié)合，實現(xiàn)對產(chǎn)品的加工、裝配及檢測等生產(chǎn)活動。（2）孿生模型孿生模型的構(gòu)建是數(shù)字孿生技術(shù)的核心。（3）服務(wù)系統(tǒng)服務(wù)系統(tǒng)除了提供生產(chǎn)過程管控、設(shè)備健康管理等傳統(tǒng)生產(chǎn)服務(wù)外，還可以利用生產(chǎn)線孿生模型實現(xiàn)在數(shù)字空間內(nèi)的生產(chǎn)實時映射，對生產(chǎn)現(xiàn)場進行多角度的實時監(jiān)控。（4）李生數(shù)據(jù)李生數(shù)據(jù)貫穿于系統(tǒng)的每一個環(huán)節(jié)，是確保系統(tǒng)穩(wěn)定流暢運行的血液。（5）連接高效穩(wěn)定的數(shù)據(jù)通信連接是系統(tǒng)有機運行的保障，其中包括生產(chǎn)現(xiàn)場至系統(tǒng)的連接、服務(wù)系統(tǒng)之間的連接、管理層級之間的連接乃至工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的接入等。6.4.3驅(qū)動數(shù)據(jù)的分類（1）運動驅(qū)動數(shù)據(jù)如工業(yè)機器人的關(guān)節(jié)角、AGV的坐標(biāo)位置、氣缸的行程值等，這類數(shù)據(jù)可以直接利用生產(chǎn)中對應(yīng)的實時數(shù)據(jù)驅(qū)動，而不需要以對運動機構(gòu)進行解析作為支撐。6.4孿生模型的實時映射（2）動作信號動作信號在數(shù)據(jù)變化至特定值時觸發(fā)虛擬世界相應(yīng)的回應(yīng)，例如工業(yè)機器人工具頭的抓取信號、輸送帶的正反轉(zhuǎn)信號、氣缸的動作信號等。（3）狀態(tài)數(shù)據(jù)狀態(tài)信號對應(yīng)著工件、設(shè)備、環(huán)境等的狀態(tài)信息。（4）指令數(shù)據(jù)智能工廠的各個系統(tǒng)和模塊發(fā)出生產(chǎn)控制指令，數(shù)字空間需要根據(jù)指令含義進行解析和轉(zhuǎn)化，從而控制數(shù)字空間的運行。6.5面向加工過程的同步運行技術(shù)6.5.1建模方法6.5.2單元網(wǎng)格劃分6.5面向加工過程的同步運行技術(shù)6.5面向加工過程的同步運行技術(shù)6.5.3動態(tài)建模6.5面向加工過程的同步運行技術(shù)6.5面向加工過程的同步運行技術(shù)1.基于三角面片離散法的刀具建模2.實時切削1）在Hierarchy工作窗口中仿真系統(tǒng)添加毛坯、夾具等模型，并對毛坯添加切削組件（腳本）。2）在Hierarchy工作窗口中仿真過程添加虛擬車床元素。3）在Hierarchy工作窗口中仿真工作添加加工所需的刀具，將刀具網(wǎng)格模型拖拽到毛坯的切削組件上，設(shè)定本次車削加工的