基于MCD和PLC的机器人运料和AGV小车入库虚拟仿真控制系统设计

随着数字孪生技术的发展及OPCUA广泛应用于工业场景之中,西门子NX MCD机电设备仿真软件可有效仿真,实现技能训练的虚拟化。本文基于西门子NX软件的机电一体化概念设计功能,设计AGV小车智能仓储平台,建立工业机器人、打标签、传送带、AGV小车、仓储的三维模型,通过虚拟PLC信号控制MCD中各个运动功能的动作。验证了数字孪生模型在智能仓储系统中的可行性,有效节约了时间成本,提高了设备调试效率。     

欠驱动步行机器人实时仿真系统设计

开发了异构多软件平台融合的机器人实时仿真系统。在欠驱动步行机器人动力学建模中引入虚拟样机技术,利用ADAMS软件生成动力学模型,利用MATLAB软件设计控制器,二者通过接口实现联合仿真;在开发人机界面及连接各个模块的接口中引入MATLAB和VC＋＋混合编程技术,完成对硬件的驱动控制及系统平台的操作。该仿真系统实现对欠驱动步行机器人进行理论步态仿真、控制方法的开发及实验研究,对实体机器人的控制调试、实时控制算法的设计。     

PLC在基于工业机器人的智能加工生产线中的应用

为培养出适应社会新需求的技能人才,武汉软件工程职业学院联合多家企业对原有机加工设备进行智能改造升级,本文全面的描述了PLC在基于工业机器人的智能加工生产线中的应用,充分的体现了PLC运行可靠、检测灵活、维护方便的优点.通过PLC与机器人、MES系统、数控机床、RFID等设备之间的信号交互以及监控,使得整条生产线具有操作简便、开放性强、设备成本低等特点.同时,生产线也为自动化、工业机器人、数控等专业培养复合型技能人才提供了贴合实际工程应用的教学平台.     

基于Ethernet的开放式机器人等离子熔射成形系统研究

提出了基于工业以太网（Ethernet）的机器人等离子熔射成形系统．基于Ethernet建立PC与Motoman UP 20机器人之间的通讯连接,开发了机器人控制软件,实现了PC对机器人的主机控制以及作业文件交互等功能．基于MPI（Multi Point Interface）网络连接PC与等离子熔射设备的控制核心Siemens S7 300型PLC．最终实现了以PC机为核心,集成成形过程监控、机器人熔射路径自适应调整和机器人实时监控等子功能的开放式机器人等离子熔射成形系统,并自主开发了SprayMonitor成形过程监控软件．实验结果表明,该系统能够根据熔射皮膜温度、厚度等在线检测信息进行熔射路径智能自适应调整和加工策略自行调度,实现了等离子熔射成形与机器人运动执行的一体化控制,提高了成形系统的柔性．     

制造系统虚拟仿真的设计和实现

介绍了制造系统虚拟仿真的设计和实现问题。给出了虚拟仿真的体系结构和设计思想 ,并分别论述了设计制造系统虚拟仿真的几个主要问题及其实现细节。包括仿真模型和使用的仿真算法 ,基于OpenGL的动态几何建模 ,定义和描述虚拟设备的加工活动 ,场景组织、声音的合成、及系统与用户的交互 ,并给出了一个基于PC的仿真实例。     

基于虚拟现实的煤矿大型设备培训系统研究

针对煤矿设备操作培训中存在的不足,设计并实现了一种基于虚拟现实技术的煤矿大型设备虚拟培训系统,利用三维建模软件Maya对井下主要设备采煤机、液压支架、刮板输送机等生产机械设备进行三维模型的创建,结合虚拟现实制作软件Unity3D进行虚拟场景整合与交互设计,利用C#编程语言实现对煤矿大型设备运动仿真控制.通过接口电路实现用户与虚拟场景设备的真实交互.经测试表明,系统不仅实现了煤矿大型设备操作培训的功能,而且增加了系统的交互性,弥补了传统培训方式的不足,节约了培训成本,缩短了培训周期.     

基于数字孪生的力能控制式压力机虚拟调试

为降低调试周期和成本,提前预知系统级风险,基于数字孪生的虚实一致特性,提出了一种基于数字孪生的力能控制式压力机虚拟调试方法,设计了虚拟调试系统.根据力能控制式压力机的多系统协同调试任务,建立了其多物理领域统一模型,即机械、电气等的多领域数字孪生模型,并构建了虚拟控制系统,包括虚拟控制器和控制器-模型接口.通过应用于压力机虚拟调试的实例,展示了基于此数字孪生模型进行虚拟调试的有效性,构建的虚拟调试系统能够验证机械系统、电气系统和控制程序的设计,并确定和优化运行参数,有效避免了实机调试成本高、风险大、周期长等弊端.     

基于路径参数协同的多移动机器人编队控制

为了使每个机器人沿期望的跟踪路径运动,建立了一种基于路径参数协同的多移动机器人编队控制模型.模型将整个系统的控制分为两部分:-部分用Lyapunov和反演技术设计了路径跟踪控制器,另-部分为路径参数协同控制器,保证每个机器人期望跟踪路径的参数变量能够实现协同,进而达到对编队的控制.采用结构模型完全＞分布,并且适用于机器人不同集群任务需求,可易于仿真实现.使用控制方案仅需要机器人之间交互路径参数信息,通讯需求量小,满足实际工程需求.仿真结果验证了所提算法的有效性.     

基于Unity 3D的智能家装系统的设计与实现

针对家装行业在展示效果方面逼真度、交互性方面的不足,本文使用Unity 3D开发引擎实现虚拟场景漫游及智能交互功能.本系统利用Unity 3D游戏引擎进行开发,利用3ds Max建模软件进行样板间以及家具、家电的建模,并以C#为脚本语言,来实现虚拟场景漫游及智能交互功能.     

基于RobotStudio的机器人上下料工作站设计与仿真

以机器人上下料工作站为研究对象,针对其轨迹优化和自动化生产协调之间难度大的问题,提出了利用RobotStudio仿真软件进行机器人上下料工作站的离线编程和动态模拟.给出了工作站的结构布局及上下料平台的Smart组件设计,结合机器人离线编程对工作站进行了仿真调试.在此基础上,设计出实际的模拟机器人上下料工作站,工作站由双爪机器人、供料单元、机床卡盘、立体仓库及主控PLC等组成.给出了工作站主控系统架构和设备间的通信方式,将仿真工作站的程序导入实际工作站进行设备调试.这种由虚拟仿真到实际设计制造的方式,大大缩短了工作站的开发调试周期,对于传统机械加工类企业进行设备升级改造具有很好的借鉴意义.     

基于嵌入式软PLC技术的智能控制器设计

市场现存的智能控制器控制成功率低,控制过程消耗时间过长,整体性能较差。为了解决上述问题,基于嵌入式软PLC技术设计了一种新的智能控制器,在硬件元件功能方面进行优化设计,选用PLC6ED1055-1CB00-0BA0型号编辑器作为编辑模块主参考元件,设定智能控制器编辑模块,选用8460+8560系列增量型编码器作为智能控制器编码模块的核心设备,选用ZQWL-CANET-1C111型号调试器实现智能控制器调控。以嵌入式为主的软件操作主要采用直接存址方式进行系统数据储存,通过离散化处理实现控制程序,在理论操作的过程中需不断注意对主系统软件程序的保护,确保控制器工作过程的稳定性。为了验证控制器效果,设定对比实验,结果表明,基于嵌入式软PLC技术的智能控制器控制成功率比传统控制器高出15.28%,消耗时间更短,实用价值更高。     

基于PLC的数控车床装料机械手控制系统设计

本文介绍了数控车床装料机械手的工艺流程,提出了基于PLC的控制系统解决方案。分析了步进电机的控制原理和实现方法,并对顺序控制过程进行了阐述,同时,设计了控制梯形图。     

Cell control system

FANUC has recently developed a machining cell capable of a wide range of manufacturing activities.

This machining cell consists of a Computer Numerically Controlled (CNC) machine tool, an industrial robot and monitoring units. Any number of these cells can be grouped together in a factory to create a highly effective manufacturing system.

This paper outlines the Cell Control System using distributed control and integrated processing.     

Dynamic visual servo control of a 4-axis joint tool to track image trajectories during machining complex shapes

A large part of the new generation of computer numerical control systems has adopted an architecture based on robotic systems. This architecture improves the implementation of many manufacturing processes in terms of flexibility, efficiency, accuracy and velocity. This paper presents a 4-axis robot tool based on a joint structure whose primary use is to perform complex machining shapes in some non-contact processes. A new dynamic visual controller is proposed in order to control the 4-axis joint structure, where image information is used in the control loop to guide the robot tool in the machining task. In addition, this controller eliminates the chaotic joint behavior which appears during tracking of the quasi-repetitive trajectories required in machining processes. Moreover, this robot tool can be coupled to a manipulator robot in order to form a multi-robot platform for complex manufacturing tasks. Therefore, the robot tool could perform a machining task using a piece grasped from the workspace by a manipulator robot. This manipulator robot could be guided by using visual information given by the robot tool, thereby obtaining an intelligent multi-robot platform controlled by only one camera.     

Dynamic performance of industrial robot in corner path with CNC controller

The industrial robot has already been used for machining tasks in the industry. In order to improve the machining accuracy, a CNC controller is proposed as a control system for the industrial robot. This article concentrates on the performance of the industrial robot motion accuracy guided by a CNC controller. Corner paths are studied in consideration of different running speeds. The path accuracy and the influence of motion acceleration are both thoroughly analyzed. The performance of the same paths running in a conventional controller is evaluated for comparison.     

三维虚拟加工环境及其关键技术的研究

在分析虚拟制造特点的基础上,提出了三维可视化虚拟加工环境的系统结构,介绍了支持三维建模仿真的组件设计、基于装配模型的三维实体建模方法、NC代码解析器的设计方案以及基于毛坯表面三角片离散化的加工过程仿真算法,并开发了虚拟加工环境原型系统,该系统能够实时地反映零件虚拟原型的加工成形过程仿真,并进行可加工性分析。     

An advanced STEP-NC controller for intelligent machining processes

Major improvements in high speed machining technologies are not followed by suitable evolutions of the programming standard ISO 6983, also called G-code. New STEP-NC standard aims at performing high level intelligent NC programming adapted to modern machining issues. The integration of manufacturing level in the numerical chain CAD–CAM–Simulation–CNC allows the implementation of a unique file gathering of all the needed information of a part that is directly machined without post-processing. In this paper, the authors show the new possibilities in terms of the following criteria: integrating simulation and optimization of the machining parameters, providing feedback to CNC controller, allowing modifications of the geometry and machining parameters on the CNC, computing new algorithms for tool-paths generation, adaptation to machine structure and characteristics, etc. A STEP-NC interface has been developed for CNC machine tools. It enables parts machining from a STEP-NC file and integrates several new possibilities and opens the way of intelligent high level programming including the machine model and an adaptation to machining real conditions.     

STEP-NC based high-level machining simulations integrated with CAD/CAPP/CAM

With the development of manufacturing,numerical control(NC) machining simulation has become a modern tool to obtain safe and reliable machining operations.Although some research and commercial software about NC machining simulations is available,most of them is oriented for G&M code.It is a low-level data model for computer numerical control(CNC),which has inherent drawbacks such as incomplete data and lack of accuracy.These limitations hinder the development of a real simulation system.Whereas,standard for the exchange of product data-compliant numerical control(STEP-NC) is a new and high-level data model for CNC.It provides rich information for CNC machine tools,which creates the condition for an informative and real simulation.Therefore,this paper proposes STEP-NC based high-level NC machining simulations solution integrated with computer-aided design/computeraided process planning/computer-aided manufacturing(CAD/CAPP/CAM).It turned out that the research provides a better informed simulation environment and promotes the development of modern manufacturing.