智能工廠設(shè)計(jì)仿真 課件 第6章 智能工廠的同步運(yùn)行技術(shù)

智能工廠設(shè)計(jì)仿真第6章智能工廠的同步運(yùn)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(yùn)行對(duì)象描述6.2.1智能生產(chǎn)線的基本對(duì)象6.2基于物理空間的同步運(yùn)行對(duì)象描述6.2基于物理空間的同步運(yùn)行對(duì)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(yùn)行對(duì)象描述6.2基于物理空間的同步運(yùn)行對(duì)象描述6.2基于物理空間的同步運(yùn)行對(duì)象描述1.產(chǎn)品和托盤建模2.工業(yè)機(jī)器人建模6.2基于物理空間的同步運(yùn)行對(duì)象描述6.2基于物理空間的同步運(yùn)行對(duì)象描述6.2.3設(shè)備模型運(yùn)動(dòng)副1）運(yùn)動(dòng)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(dòng)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(dòng)數(shù)據(jù)的邏輯配置（1）生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)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(jìn)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(yùn)行數(shù)據(jù)主要是指在生產(chǎn)制造過(guò)程中生產(chǎn)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)、運(yùn)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(chǎng)的環(huán)境數(shù)據(jù)、生產(chǎn)過(guò)程中出現(xiàn)的生產(chǎn)故障、維護(hù)信息等影響正常生產(chǎn)的數(shù)據(jù)。6.3驅(qū)動(dòng)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(jī)器人數(shù)據(jù)類型6.3驅(qū)動(dòng)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(dòng)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(jī)器人數(shù)據(jù)的采集6.3驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)的邏輯配置3.數(shù)控機(jī)床數(shù)據(jù)的采集6.3.4控制信號(hào)配置（1）工業(yè)機(jī)器人設(shè)備信息表工業(yè)機(jī)器人設(shè)備信息表主要包括id（編號(hào)）、J1~J6（軸數(shù)據(jù)）、EXIT（外部軸數(shù)據(jù)）、DateTime（寫(xiě)入時(shí)間）等字段，見(jiàn)表6-3。6.3驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)的邏輯配置（2）數(shù)控機(jī)床設(shè)備信息表數(shù)控機(jī)床設(shè)備信息表主要包括id（編號(hào)）、model（機(jī)床型號(hào)）、state（機(jī)床狀態(tài)）、speed（主軸轉(zhuǎn)速）、feed（進(jìn)給速度）、toolnumber（刀具號(hào)）和time（加工時(shí)間）等字段，見(jiàn)表64。6.3驅(qū)動(dòng)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(hào)）、nameple（PIC點(diǎn)位名稱）、typeplc（PIC類型）、address（PIC監(jiān)聽(tīng)地址）、state（PLC狀態(tài)）、description（PLC點(diǎn)位描述）等字段。6.4孿生模型的實(shí)時(shí)映射6.4.1孿生系統(tǒng)的虛實(shí)交互1.大數(shù)據(jù)分析的自主決策機(jī)制2.數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的數(shù)字李生車間實(shí)時(shí)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(yùn)行原理6.4孿生模型的實(shí)時(shí)映射（1）物理實(shí)體物理實(shí)體是數(shù)字孿生技術(shù)實(shí)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(guò)各種先進(jìn)技術(shù)的有機(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品的加工、裝配及檢測(cè)等生產(chǎn)活動(dòng)。（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(guò)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(shí)現(xiàn)在數(shù)字空間內(nèi)的生產(chǎn)實(shí)時(shí)映射，對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行多角度的實(shí)時(shí)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(gè)環(huán)節(jié)，是確保系統(tǒng)穩(wěn)定流暢運(yùn)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(jī)運(yùn)行的保障，其中包括生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)至系統(tǒng)的連接、服務(wù)系統(tǒng)之間的連接、管理層級(jí)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(dòng)數(shù)據(jù)的分類（1）運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)如工業(yè)機(jī)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(duì)應(yīng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)，而不需要以對(duì)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行解析作為支撐。6.4孿生模型的實(shí)時(shí)映射（2）動(dòng)作信號(hào)動(dòng)作信號(hào)在數(shù)據(jù)變化至特定值時(shí)觸發(fā)虛擬世界相應(yīng)的回應(yīng)，例如工業(yè)機(jī)器人工具頭的抓取信號(hào)、輸送帶的正反轉(zhuǎn)信號(hào)、氣缸的動(dòng)作信號(hào)等。（3）狀態(tài)數(shù)據(jù)狀態(tài)信號(hào)對(duì)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(gè)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(jìn)行解析和轉(zhuǎn)化，從而控制數(shù)字空間的運(yùn)行。6.5面向加工過(guò)程的同步運(yùn)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(guò)程的同步運(yùn)行技術(shù)6.5面向加工過(guò)程的同步運(yùn)行技術(shù)6.5.3動(dòng)態(tài)建模6.5面向加工過(guò)程的同步運(yùn)行技術(shù)6.5面向加工過(guò)程的同步運(yùn)行技術(shù)1.基于三角面片離散法的刀具建模2.實(shí)時(shí)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(duì)毛坯添加切削組件（腳本）。2）在Hierarchy工作窗口中仿真過(guò)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