Plataforma de experimentos de simulación virtual gemelo digital de fabricación inteligente DY

1. Introducción al software
Este software es un software de simulación virtual de fabricación inteligente tridimensional. Se basa en modelos de elementos masivos y puede crear rápidamente proyectos de simulación arrastrando y soltando. El equipo virtual tiene las mismas características que el equipo real. El equipo virtual es controlado por programas PLC reales , programas de robot, programas CNC de máquina herramienta , etc., y la depuración y verificación de todo el proyecto se completa en la escena virtual. A través del motor mecánico y físico, se logran efectos operativos reales.
El software integra simulación de PLC, simulación de robots, simulación de fábrica inteligente y otras funciones. Proporcione a los usuarios funciones de diseño y modelado independientes, y abra la interfaz subyacente para respaldar el desarrollo secundario del usuario. Es una plataforma integral de verificación de simulación de diseño para la automatización de la Industria 4.0 y proporciona ricos recursos didácticos.
Para aplicaciones en el campo industrial, se puede realizar un análisis completo de todo el sistema en la etapa de concepto inicial del diseño de la línea de producción, incluida la depuración virtual, la verificación del ritmo, la evaluación de riesgos, la mejora de la solución y la reducción de los riesgos técnicos del proyecto. Las aplicaciones en el campo educativo resuelven los problemas de altos costos de capacitación en ingeniería y pocos escenarios a través de la virtualización de objetos. Se puede utilizar para competiciones de estudiantes universitarios, experimentos abiertos, proyectos de graduación, etc.
Configuración recomendada del sistema de hardware
Para garantizar un uso fluido del sistema, los requisitos de configuración del sistema informático:
Sistema operativo: Windows 7 SP1 y superior
Tipo de sistema: Sistema operativo de 64 bits
Procesador (CPU): ≥2,5 Ghz (si usa gafas VR, ≥ 3,2 Ghz)
Memoria: ≥8 GB
Disco duro: ≥5 GB
Memoria de vídeo: ≥1 GB (usando gafas VR, memoria de vídeo ≥6 GB, como GTX1070)
Versión de .Net framework: V4.6.2 y superior
Características del software
1. Integración virtual del sistema Industry 4.0
Incluye desarrollo independiente Modelado, diseño automático, diseño de conexiones eléctricas , programación, depuración virtual, todo el proceso de integración del sistema.
2. Simulación combinada virtual y real de PLC multimarca:
admite simulación semifísica (combinación de virtual y real) y simulación virtual completa de varias marcas principales de PLC.
3. Simulación combinada virtual y real de robots multimarca:
admite simulación semifísica (combinación de virtual y real) y simulación virtual completa de varias marcas principales de robots industriales.
4. Simulación virtual y real de fabricación inteligente
Además de PLC y robots industriales, también amplía los elementos necesarios para la fabricación inteligente, como máquinas herramienta CNC, visión artificial, AGV y RFID.
5. Acceso al sistema MES:
la fábrica inteligente virtual tiene una interfaz de recopilación de datos MES , que puede conectarse sin problemas al sistema MES de grado industrial para construir una fábrica inteligente virtual.
6. Gemelo digital de fábrica inteligente:
la línea de producción virtual desarrollada 1:1 intercambia datos con la línea de producción in situ en tiempo real y se ejecuta de forma sincrónica para formar un sistema gemelo digital.
7. Enriquecer los recursos didácticos.
Se ha desarrollado una serie de recursos didácticos para PLC, robots y fabricación inteligente para ahorrar tiempo y esfuerzo a los profesores en la enseñanza.
2. Funciones principales del software
1. Diseño independiente
Para gráficos tridimensionales, no se requiere programación. Los usuarios pueden crear proyectos rápidamente arrastrando y soltando. El modelo se puede mover, rotar, editar, ensamblar y realizar otras operaciones, y el modelo después del diseño puede ser controlado por varios periféricos.
2. Motor de física
: motor de física incorporado, el modelo tridimensional creado tiene propiedades físicas y puede simular fenómenos físicos en la vida real, como: movimiento, rotación, colisión elástica, etc. En simulaciones de movimiento donde ocurren colisiones, fricción y fuerza, diferentes atributos físicos pueden producir diferentes efectos de movimiento.
3. Interacción persona-computadora
El trabajo del dispositivo virtual es impulsado por el dispositivo de control a través del programa. El sensor virtual puede retroalimentar el estado de la escena, dándole al dispositivo virtual las mismas características que el dispositivo real. a través de un panel de control real externo o un panel de control en el dispositivo virtual para operar.
4. Operación de escena tridimensional:
las operaciones de panorámica, rotación, zoom y otras se pueden completar a través del teclado y el mouse, y la perspectiva se puede cambiar rápidamente. Tiene una función de tres vistas, que admite vista superior, vista frontal y vista izquierda, y puede ver escenas tridimensionales desde múltiples perspectivas al mismo tiempo.
2. Funciones principales del software
1. Diseño independiente
Para gráficos tridimensionales, no se requiere programación. Los usuarios pueden crear proyectos rápidamente arrastrando y soltando. El modelo se puede mover, rotar, editar, ensamblar y realizar otras operaciones, y el modelo después del diseño puede ser controlado por varios periféricos.
2. Motor de física
: motor de física incorporado, el modelo tridimensional creado tiene propiedades físicas y puede simular fenómenos físicos en la vida real, como: movimiento, rotación, colisión elástica, etc. En simulaciones de movimiento donde ocurren colisiones, fricción y fuerza, diferentes atributos físicos pueden producir diferentes efectos de movimiento.
3.
El trabajo del dispositivo virtual de interacción persona-computadora es controlado por el dispositivo de control a través del programa. El sensor virtual puede retroalimentar el estado de la escena, dándole al dispositivo virtual las mismas características que el dispositivo real. a través de un panel de control real externo o un panel de control en el dispositivo virtual para operar.
4. Operación de escena tridimensional:
las operaciones de panorámica, rotación, zoom y otras se pueden completar a través del teclado y el mouse, y la perspectiva se puede cambiar rápidamente. Tiene una función de tres vistas, que admite vista superior, vista frontal y vista izquierda, y puede ver escenas tridimensionales desde múltiples perspectivas al mismo tiempo.
5. El asistente de operación de escena de simulación
tiene una función de introducción del dispositivo. Haga clic en el dispositivo para mostrar información detallada sobre el dispositivo. La información del dispositivo se puede editar. Tiene una función de guía de operación para guiar a los usuarios a completar las operaciones paso a paso. Cada operación tiene indicaciones correspondientes y los pasos de la operación se pueden editar.
6. La experiencia con gafas VR
realiza una experiencia inmersiva de realidad virtual 3D, que incluye una simulación de audio 3D de una escena industrial realista, sumergiendo al experimentador en la escena. Puedes interactuar con la escena a través del mango.
7. Múltiples modos de autorización:
admite el modo de autorización de red y el modo de autorización de dongle.
8. Actualización en línea:
el software detecta si hay una nueva versión de la nube y solicita las operaciones correspondientes. El modelo 3D admite actualizaciones en la nube y el software puede ver el modelo en la nube y usarlo en la escena de simulación.
9. Modelos masivos
: una biblioteca de modelos que contiene un conjunto completo de equipos industriales típicos, que se pueden arrastrar y utilizar directamente en la escena de simulación, y se pueden configurar los parámetros del modelo. Incluyendo robots industriales de marcas convencionales, cintas transportadoras, piezas neumáticas , motores , interruptores de botón, sensores, cámaras de visión, máquinas herramienta CNC, almacenes tridimensionales, AGV, accesorios para robots, etc.
10. Desarrollo de modelos
: importe piezas 3D desde archivos CAD externos, asígneles parámetros y características de movimiento en el software y genere dispositivos virtuales desarrollados de forma independiente por los usuarios. Los dispositivos virtuales pueden ser controlados por controladores externos, como PLC y dispositivos de enseñanza de robots. , etc. Importe formatos de archivos 3D compatibles: STEP, STP, OBJ, FBX, STL, etc.
11. Mapeo de puertos periféricos:
el dispositivo virtual en el escenario de simulación intercambia datos con el controlador externo a través de una variedad de protocolos de comunicación, compatibles con Modbus-RTU, Modbus-TCP, OPC UA, S7 y otros protocolos de comunicación de bus. A través de la tabla de mapeo de datos del dispositivo, se establece una relación de mapeo entre el puerto del controlador externo y el puerto interno del modelo 3D. Por lo tanto, el controlador externo puede hacer que el dispositivo virtual funcione y el usuario puede modificar la tabla de mapeo de datos por sí mismo. .
12. La integración del sistema eléctrico
se utiliza para el diseño de diagramas de conexión de señales eléctricas. El dispositivo de control eléctrico principal y el dispositivo controlado en el escenario de simulación tienen un símbolo eléctrico correspondiente. El símbolo eléctrico se representa gráficamente, con un nombre y número de puerto interno. Utilice el dibujo lineal para conectar diferentes puertos. Los diferentes tipos de puertos se representan mediante líneas de diferentes colores. Después de completar el diagrama de conexión de la señal eléctrica, puede exportar la tabla IO en formato Excel.
13.
El software de evaluación automática tiene funciones de recopilación y análisis de datos en tiempo real y puntuación automática. Primero, el profesor establece preguntas en el software y genera automáticamente reglas de puntuación. Durante el proceso de evaluación, el software registra el proceso de operación del estudiante, los resultados de la ejecución y los eventos anormales en tiempo real, y calcula la puntuación final de acuerdo con las reglas de puntuación del examen. reduciendo la carga de trabajo correctivo del profesorado y mejorando la calidad de la enseñanza.
15. Simulación de PLC de hardware:
el software admite PLC de hardware de marcas convencionales como Mitsubishi y Siemens , se comunica con el bus del PLC de hardware, lee señales de PLC en tiempo real y el PLC de hardware controla el equipo virtual de la escena de simulación para que se ejecute en real. tiempo.
16. Simulación de PLC virtual
El software admite simuladores de PLC virtuales de marcas convencionales como Mitsubishi y Siemens. El PLC virtual controla el equipo virtual que se ejecuta en el escenario de simulación en tiempo real. El software de desarrollo de programación de PLC puede descargar programas de PLC y monitorear la operación del programa. del PLC virtual en tiempo real.
17. Depuración del software de configuración
La interfaz hombre-máquina simulada desarrollada por el software de configuración puede controlar el PLC virtual y operar el equipo virtual en la escena de simulación.
18. Diseño de trayectoria basado en datos CAD
La trayectoria de movimiento del robot se puede basar en datos CAD para simplificar el proceso de generación de trayectoria y mejorar la precisión. El modelo de pieza de trabajo se puede utilizar para generar trayectorias de movimiento directamente. Admite archivos CAD comunes: stp, step, etc.
19. La programación de robots fuera de línea
admite operaciones de programación fuera de línea de robots industriales de ABB, KUKA, Funac, Yaskawa y marcas convencionales nacionales y extranjeras. Se puede importar el modelo tridimensional de la pieza de trabajo y se puede realizar la planificación de la trayectoria. El algoritmo optimizado de solución espacial directa e inversa se utiliza para simular el proceso de movimiento y el complejo proceso de programación se puede completar con un solo clic. A través de la función de código postal, se pueden generar directamente códigos de robot de varias marcas para simplificar el proceso de programación de robots industriales.
20. La detección de colisiones
puede detectar la colisión entre dos partes del robot. Cuando ocurre la colisión, el color de las dos partes se vuelve rojo automáticamente y se registra un registro de colisión que incluye el nombre, la ubicación y la hora de la colisión. dispositivo.
21. La optimización de trayectoria
proporciona una variedad de herramientas de optimización de trayectoria durante la programación fuera de línea: la herramienta de detección de colisiones verifica si se ha producido una colisión durante la ejecución de la simulación para evitar peligros en aplicaciones reales; la herramienta de análisis de trayectoria detecta la accesibilidad, los puntos singulares de actitud y el exceso de eje; de robots industriales verifique el límite y la estimación de ritmo para facilitar a los diseñadores ajustar la trayectoria del robot y evitar paradas irrazonables durante la operación real; la bola de rango de trabajo 3D del robot puede mostrar visualmente el rango de trabajo máximo y mínimo del robot, mejorando la eficiencia de depuración.
22. Los ricos kits de herramientas de proceso
proporcionan una variedad de paquetes de herramientas de proceso: modelos de herramientas personalizados y parámetros de coordinación según las necesidades para cumplir con los requisitos de diseño de estaciones de trabajo personalizados. A través del algoritmo de coincidencia inteligente multipunto, se realiza la transformación de coordenadas entre el entorno de diseño virtual y el entorno de aplicación real, y todos los puntos de referencia se transforman mientras el contorno de la trayectoria permanece sin cambios, lo que mejora la adaptabilidad. Integra aplicaciones de procesos típicas, como paletización robótica, carga y descarga robótica y soldadura robótica.
23. La enseñanza de arrastre del robot
admite arrastrar el extremo de la brida del robot o el extremo de la herramienta para realizar operaciones de traslación y rotación para obtener puntos espaciales. La visualización de puntos espaciales se puede activar o desactivar, y los puntos se pueden mover.
24. Programación del colgante de enseñanza virtual
: colgante de enseñanza virtual con robot incorporado, las funciones y la interfaz son consistentes con el colgante de enseñanza real. El programa colgante de enseñanza virtual impulsa el movimiento del robot y las operaciones de E/S para completar funciones como programación de robots, simulación de movimiento y entrenamiento de procesos de robots.
25. Programación del colgante de programación de hardware:
el colgante de programación real se conecta al software a través del bus Ethernet, y la programación del robot se completa en el colgante de programación de hardware y el movimiento del robot virtual se controla para completar la simulación virtual y real de varios robots. Si bien garantiza la seguridad operativa, no afecta la experiencia operativa.
26. Simulación simultánea de múltiples robots.
Admite múltiples tipos de robots, como robots de ángulo recto, robots SCARA, robots tándem de 4 ejes y robots tándem de 6 ejes. Cada robot tiene un controlador de movimiento independiente, se programa por separado y funciona de forma independiente. Admite la operación de simulación simultánea de múltiples marcas y tipos de robots.
27. Simulación de visión artificial
La cámara virtual en la escena de simulación puede intercambiar datos en tiempo real con un software de visión artificial externo para formar un sistema de visión artificial para lograr la inspección visual en línea de piezas de trabajo virtuales. El software de visión artificial se comunica con el bus del robot virtual, transmite las coordenadas de la pieza de trabajo al robot virtual y lo guía para agarrar la pieza de trabajo.
28. Simulación de AGV
El vehículo AGV virtual tiene las mismas características que el vehículo AGV físico y admite el seguimiento de AGV, el estacionamiento del sitio y otras operaciones.
29. La simulación RFID
tiene un lector RFID virtual y etiquetas RFID virtuales. El lector RFID puede leer y escribir etiquetas RFID. El PLC puede leer la información del lector RFID virtual.
30. La simulación de corte CNC
admite la simulación de corte de máquinas herramienta CNC, incluidos torneado y fresado. La pieza realiza un corte dinámico según el código G real, complementado con efectos como virutas y refrigerante. Junto con la sonda virtual, admite mediciones virtuales en línea.
31. Acceso al sistema MES
El sistema MES es el componente central del sistema de producción de fabricación inteligente e interactúa con el sistema de la línea de producción en datos en tiempo real. La línea de producción virtual tiene la misma interfaz que la línea de producción física. El sistema MES puede recopilar y recibir en tiempo real el estado operativo de los robots, PLC, máquinas herramienta, estaciones de trabajo, almacenes tridimensionales y otros equipos de la línea de producción virtual. Instrucciones de producción MES para construir un entorno completo de simulación de desarrollo de fabricación inteligente de Industria 4.0.
32. Función de gemelo digital:
el equipo virtual se desarrolla de acuerdo con las características del equipo real y la línea de producción se distribuye 1:1. La línea de producción virtual y la línea de producción real configuran datos interactivos en tiempo real a través del puerto. mapeo y sigue ejecutándose sincrónicamente, formando una función de gemelo digital. El análisis y la optimización del rendimiento se pueden completar en la línea de producción virtual.
33. Admitir experimentos en la nube
y completar experimentos en línea con sitios web de recursos didácticos de respaldo. Los pasos incluyen, entre otros: aprendizaje de material didáctico, aprendizaje por video, experimentos de simulación en línea, descargas de proyectos, apertura de proyectos, inicio de exámenes, finalización de evaluaciones automáticas de exámenes y carga. resultados del examen.
34. Integración de recursos del curso Integre
los recursos del curso desarrollados en base a la plataforma de software, incluidos puntos de conocimiento, material didáctico, videos de microcursos, escenas tridimensionales, programas de referencia, trabajos de evaluación automática, etc., e impórtelos a la plataforma de software a través de formatos estándar para formar una nueva forma de integración interactiva de libros de texto de química. En comparación con los libros de texto tradicionales, la eficiencia del aprendizaje se mejora a través de puntos de conocimiento, videos de microconferencias, operaciones interactivas de escenas tridimensionales, etc.
35. Recursos para experimentos de simulación
: proporcione 21 proyectos de simulación de experimentos básicos de PLC, 4 proyectos de simulación de estaciones de trabajo de robots industriales y 10 experimentos de simulación de líneas de producción de fabricación inteligente.
36. El software del sistema de simulación virtual de primeros auxilios de seguridad eléctrica y descargas eléctricas
utiliza una pantalla virtual que combina bidimensionales y tridimensionales para enseñar a los estudiantes la seguridad de la electricidad y los métodos de primeros auxilios. El software tiene descargas eléctricas monofásicas y bifásicas. descarga eléctrica, descarga eléctrica escalonada y descarga eléctrica de bajo voltaje. Principios de primeros auxilios, primeros auxilios de descarga eléctrica de alto voltaje, método de rescate con respiración artificial, método de rescate con respiración manual, métodos de rescate y compresión cardíaca torácica, etc. reparación de descargas eléctricas monofásicas, desconexión en vivo, reparación de descargas eléctricas de enchufes, descargas eléctricas en exteriores y otras demostraciones de principios. La enseñanza de descargas eléctricas de bajo voltaje y descargas eléctricas de alto voltaje explica y demuestra principalmente a los estudiantes cómo rescatar a personas que sufren una descarga eléctrica de bajo voltaje o una descarga eléctrica de alto voltaje. Método de rescate por respiración artificial, método de rescate respiratorio con la mano. y el método de rescate por compresión cardíaca torácica se demuestran utilizando tecnología de simulación virtual 3D después de renderizarlo y pulirlo para que el modelo parezca la pieza real y parezca realista. A través de la capacitación práctica, se puede educar a los estudiantes sobre el uso seguro de la electricidad en la sala de capacitación, mejorar la conciencia de seguridad de los estudiantes y permitirles aprender algunos métodos de autorrescate, de modo que los estudiantes puedan tomar ciertas medidas de seguridad para protegerse cuando se encuentren en peligro. y familiarizarse con las diversas causas de accidentes eléctricos y las medidas prácticas para abordarlas y reducir la aparición de accidentes eléctricos.
37. Software de simulación virtual de ensamblaje mecánico y ensamblaje de instaladores.
Basado en el diseño de unity3d, los usuarios pueden elegir diferentes tamaños de interfaz interactiva según la configuración de la computadora y hay seis niveles de calidad de imagen disponibles. 4 tipos de componentes de ejes de engranajes cilíndricos , 4 tipos de componentes de ejes de engranajes cónicos y 6 tipos de componentes de ejes helicoidales están disponibles para instalación, desmontaje, montaje, medición de piezas (divididas en medición de eje y medición de base), evaluación, etc. Hay recordatorios inteligentes durante los pasos de desmontaje y montaje de piezas. Los estudiantes seleccionan manualmente las piezas correspondientes y las mueven a la estructura del eje. Solo seleccionando las piezas en el orden correcto se pueden instalar. modelos, producidos por 3Dmax, y después de renderizar y pulir, el modelo tiene el mismo aspecto que la pieza real. Tiene una biblioteca de piezas no estándar (8 tipos de piezas), una biblioteca de piezas estándar (12 tipos de piezas) y una. Biblioteca de herramientas de medición (regla de acero, calibrador a vernier) para su desmontaje y montaje. El software está equipado con preguntas e instrucciones integradas de evaluación de experimentos electrónicos para el propósito, los pasos y los requisitos del experimento. Cuando se utiliza la función de evaluación, se dan preguntas para que los estudiantes respondan. Cuando los estudiantes terminan de responder las preguntas, se otorgan puntuaciones de evaluación. Cada pregunta tiene 8 puntos (una de las preguntas es de opción múltiple). pregunta, que representa 12 puntos). Solo los seleccionados La respuesta conduce a la siguiente pregunta. El software debe poder rotar, acercar y alejar en todas las direcciones para ver sus detalles. El software debe estar en la misma plataforma en su totalidad y no debe mostrarse como recursos separados.
38. Software de simulación virtual de educación en seguridad para capacitación mecánica: este software está desarrollado en base a unity3d y puede implementarse en el servidor en la nube o usarse en un entorno local. El software adopta la forma de itinerancia tridimensional y puede controlarse mediante el teclado. mueva y el mouse para controlar la dirección de la lente. Hay experimentos de distancia de seguridad mecánica, experimentos de dispositivos de protección de seguridad mecánica y evaluaciones básicas del diseño de protección de seguridad mecánica. Cuando el experimento está en progreso, la pantalla itinerante tridimensional utiliza flechas y huellas para indicar. para moverse a la ubicación experimental. El círculo alrededor del objeto mecánico muestra el radio de trabajo. El proceso experimental va acompañado de un recordatorio de diálogo para el robot 3D.
A. El contenido del experimento de distancia de seguridad mecánica incluye el experimento de distancia de seguridad para evitar que las extremidades superiores e inferiores toquen la zona de peligro (dividida en dos alturas de cerca y tamaños de apertura después de seleccionar la entrada, GB23821-2009 "Seguridad mecánica para prevenir"). Las extremidades superiores e inferiores tocan la zona de peligro" aparece frente a la cámara. Requisitos de "Distancia segura", demostración de error: El proceso experimental es que después de que el cuerpo humano ingresa al radio de trabajo del objeto mecánico y se lesiona, el rojo La pantalla y la voz indican que el cuerpo humano ha recibido daños mecánicos, regresa a la posición original y realiza el siguiente experimento. El último paso es el enfoque correcto.
B. Los experimentos con dispositivos de protección de seguridad mecánica se dividen en interruptores de enclavamiento de seguridad, cortinas de luz de seguridad, tapetes de seguridad, escáneres láser de seguridad y otros experimentos de dispositivos de protección (entrada de seguridad, control de seguridad, salida de seguridad, otros), fabricantes y lista de productos (. interruptor de bloqueo de seguridad, cortina fotoeléctrica de seguridad, alfombra de seguridad, escáner láser de seguridad, controlador de seguridad, relé de seguridad, barandilla de seguridad). Hay un recordatorio de marco azul parpadeante en la ubicación de instalación. Proceso experimental: seleccione la barandilla de seguridad e instálela, seleccione el interruptor de bloqueo de seguridad (o seleccione la cortina de luz de seguridad, la alfombra de seguridad, el escáner láser de seguridad) e instálelo, seleccione la seguridad. controlador e instálelo en la caja de control eléctrico, seleccione el relé de seguridad e instálelo en la caja de control eléctrico, haga clic en el botón de inicio en la caja de control eléctrico. Si ingresa a un área peligrosa, el sistema hará sonar una alarma y el objeto mecánico dejará de funcionar. Seleccione el botón de reinicio en la caja de control eléctrico para detenerse.
C. La evaluación básica del diseño de protección de seguridad mecánica requiere la finalización de la instalación del sistema de seguridad mecánico y la instalación correcta de barandillas de seguridad, interruptores de enclavamiento de seguridad, cortinas de luz de seguridad, tapetes de seguridad, escáneres láser de seguridad, controladores de seguridad, relés de seguridad. , fuentes de alimentación de 24 V, luces de señalización y botón de parada de emergencia. La evaluación se divide en diez puntos de evaluación. Algunos puntos de evaluación tienen 3 opciones, que los estudiantes eligen libremente. Después de seleccionar los 10 puntos de evaluación finales, se envían para confirmación y el sistema. Obtendrá automáticamente la puntuación total y la puntuación de cada punto de evaluación.
D. El software debe estar en la misma plataforma en su totalidad y no debe mostrarse como recursos separados.