CN112817284A - 一种面向铸造机器人打磨的数字孪生监控方法 - Google Patents

一种面向铸造机器人打磨的数字孪生监控方法 Download PDF

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谢赛
段小刚
卿南平
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Abstract

本发明属于涉及一种面向铸造机器人打磨的数字孪生监控方法，对自动化生产设备的数据采集，采集的数据上传到服务器构成数据库，在开发的监控平台中，把数据库中的数据在平台中实时显示及监控。数据库中的数据亦可上传或下传至仿真软件中的虚拟模型中和现场的物理设备中，实现数字孪生的双向交互。通过工业互联网技术可以把各工厂的数据在监控平台中互联起来，构成大数据网络，从而实现在监控平台远程控制设备，形成数字孪生监控方法的闭环。

Description

一种面向铸造机器人打磨的数字孪生监控方法
技术领域
本发明涉及数字孪生领域，具体地说，是涉及一种面向铸造机器人打磨的数字孪生监控方法。
背景技术
随着人工费用成本的增加，同时由于工作环境的恶劣，铸造行业在大力推进绿色智能制造，使用智能化设备代替人工对铸件进行清理打磨。机器人打磨行业主要使用视频、MES的监控方式，该方式只是做到数据集中展示，不能形成数据远程监控，在公司或工厂内部各部门(产线、工作站设备)数据不能构成数据网，各个公司、部门设备数据不畅通，易形成数据、信息孤岛。不能有效对打磨场景的安全实时监控及预警，易发生安全风险。
发明内容
本发明的目的是提供一种面向铸造机器人打磨的数字孪生监控方法，其能对打磨场景的安全实时监控及预警，降低安全风险。
上述目的是通过如下技术方案实现：一种面向铸造机器人打磨的数字孪生监控方法，包括以下步骤：
S01、至少采集铸造打磨机器人、铸造产品定位夹具的设备数据；
S02、将采集的设备数据转换为统一格式的数据，并输出到数据传输系统；
S03、获取数据传输系统中的数据，并通过监控平台系统进行可视化监控；
S04、将采集的设备数据通过数据传输系统与机械仿真软件建立连接，实现采集的设备数据与虚拟数字系统之间的信息传输与交换；
虚拟数字系统，根据数据传输系统输入的数据，建立与采集的设备数据相对应的虚拟数字模型，所述虚拟数字模型的状态与所述采集的设备数据的状态一致。
进一步的技术方案是，在所述步骤S02中，数据传输系统将采集的设备数据上传到服务器或云服务器中，形成数据库资源。
进一步的技术方案是，所述数据传输系统把服务器中的数据上传和下传到仿真软件虚拟模型和现场物理设备中，实现虚拟模型和物理设备数据双向的交互。
进一步的技术方案是，所述监控平台系统包括数据展示、能耗监控、设备预警。
相比于现有技术，本发明的有益效果为：
本发明建立的面向铸造机器人打磨的数字孪生监控方法，实现了数字孪生模型呈现，能够更加高效地反映打磨等机床的实际运行状态，也能够提高信息共享和数据分析的效率。其对自动化生产设备的数据采集，采集的数据上传到服务器构成数据库，在开发的监控平台中，把数据库中的数据在平台中实时显示及监控。数据库中的数据亦可上传或下传至仿真软件中的虚拟模型中和现场的物理中，实现数字孪生的双向交互。通过工业互联网技术可以把各工厂的数据在监控平台中互联起来，构成大数据网络，从而实现在监控平台远程控制设备，形成数字孪生监控方法的闭环。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
图1为本发明所述面向铸造机器人打磨的数字孪生监控方法的结构框图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本发明的保护范围有任何的限制作用。此外，本领域技术人员根据本文件的描述，可以对本文件中实施例中以及不同实施例中的特征进行相应组合。
本发明实施例如下，一种面向铸造机器人打磨的数字孪生监控方法，包括以下步骤：
S01、至少采集铸造打磨机器人、铸造产品定位夹具的设备数据；
S02、将采集的设备数据转换为统一格式的数据，并输出到数据传输系统；
S03、获取数据传输系统中的数据，并通过监控平台系统进行可视化监控；
S04、将采集的设备数据通过数据传输系统与机械仿真软件建立连接，实现采集的设备数据与虚拟数字系统之间的信息传输与交换；
虚拟数字系统，根据数据传输系统输入的数据，建立与采集的设备数据相对应的虚拟数字模型，所述虚拟数字模型的状态与所述采集的设备数据的状态一致。
优选的是，在所述步骤S02中，数据传输系统将采集的设备数据上传到服务器或云服务器中，形成数据库资源。
优选的是，所述数据传输系统把服务器中的数据上传和下传到仿真软件虚拟模型和现场物理设备中，实现虚拟模型和物理设备数据双向的交互。
优选的是，所述监控平台系统包括数据展示、能耗监控、设备预警。
参见图1，本发明硬件设备可以包含：铸造打磨机器人、铸造打磨系统、铸造产品定位夹具、电气控制系统、数据采集系统、数据存储服务器(或云服务器)、监控系统等设备等；
软件设备包含：博途电气软件、机械仿真软件、监控系统开发软件、关系型数据库。
数据采集及数据存储步骤具体为：
1)数据采集系统需要使用博途软件(V16以上)，PLC电气柜(S7-1500)，SQL数据库；
2)设备数据采集前，在采集数据代码中，编写代码向数据库写入数据；
3)采集的数据可生成多张相对应的关系表；
4)数据库具备上传、读取的数据接口，监控系统可基于该接口读取数据。
数据监控步骤具体为：
1)建立与数据库通讯的数据源，读取数据库中的数据；
2)将数据绑定到组件(显示界面的各功能模块)中显示；
3)将组件集成到可视化界面中，对采集及开发的数据实时监控。如：打磨质量质量管控、打磨环境监测、打磨安全监测、打磨能耗监控、耗材使用预警、设备保养预警等。
数据交互应用步骤具体为：
1)将铸造打磨设备PLC电气柜与博途电气软件连接，博途电气软件使用OPC通讯协议与机械仿真软件建立连接；
2)连接成功后，在机械仿真软件中虚拟模型可驱动物理设备运动，同时物理设备亦可驱动虚拟模型运动，实现虚实数据的双向交互。
3)基于工业互联网技术，双向交互的数据可传输或上传到公司各部门监控系统中，构成数字孪生大数据网。
本发明所述的面向铸造机器人打磨的数字孪生监控方法，把内部各部门或各产线设备数据，上传到服务器(云服务器)中，形成数据库资源。数据库中的数据可通过工业互联网技术，读取并上传到监控系统中，并通过监控系统平台，把设备采集的数据在监控系统中展示出来。
其中，数据存储和数据读取的应用技术：把服务器中的数据上传和下传到仿真软件虚拟模型和现场物理设备中，实现虚拟模型和物理设备数据双向的交互，在监控系统平台中，可利用数据库存储的数据，及其机械仿真软件的虚拟仿真技术，远程控制及驱动物理设备的打磨工作。同时，物理设备的参数通过工业互联网传输技术，驱动监控系统中虚拟模型作相关联动作的虚拟验证工作。
监控系统开发技术：监控系统可对产品打磨质量管理，对产品的毛刺、披风的打磨效果及打磨过切的突发情况实时监控预警，保证产品打磨精度要求。监控系统可对打磨设备安全、能耗进行实时预警，实时监控现场设备的能耗情况，打磨耗材的监控预警，以及现场是否有非工作人员闯入的突发情况，确保现场设备使用的安全性。监控系统可对现场打磨环境实时监控，打磨环境中产生的金属粉末的浓度，实时分析是否会导致设备电路短路的情况，检测打磨烟雾对环境的影响，增加设备的使用寿命等。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种面向铸造机器人打磨的数字孪生监控方法，其特征在于，包括以下步骤：
S01、至少采集铸造打磨机器人、铸造产品定位夹具的设备数据；
S02、将采集的设备数据转换为统一格式的数据，并输出到数据传输系统；
S03、获取数据传输系统中的数据，并通过监控平台系统进行可视化监控；
S04、将采集的设备数据通过数据传输系统与机械仿真软件建立连接，实现采集的设备数据与虚拟数字系统之间的信息传输与交换；
虚拟数字系统，根据数据传输系统输入的数据，建立与采集的设备数据相对应的虚拟数字模型，所述虚拟数字模型的状态与所述采集的设备数据的状态一致。
2.根据权利要求1所述的面向铸造机器人打磨的数字孪生监控方法，其特征在于，在所述步骤S02中，数据传输系统将采集的设备数据上传到服务器或云服务器中，形成数据库资源。
3.根据权利要求2所述的面向铸造机器人打磨的数字孪生监控方法，其特征在于，所述数据传输系统把服务器中的数据上传和下传到仿真软件虚拟模型和现场物理设备中，实现虚拟模型和物理设备数据双向的交互。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的面向铸造机器人打磨的数字孪生监控方法，其特征在于，所述监控平台系统包括数据展示、能耗监控、设备预警。
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