CN114212609A - 一种数字孪生纺织成套装备卷装作业方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种数字孪生纺织成套装备卷装作业方法，包括：设计纺织成套装备卷装作业数字孪生模块，该模块基于数字孪生技术构建卷装作业关键虚拟场景，包括卷丝机呼叫落丝机、落丝机接丝饼并存入丝箱、丝饼处理、丝饼出入库、丝饼称重及包装等；设计纺织成套装备卷装作业虚实交互协议模块，该模块定义了实际卷装作业与数字孪生卷装作业间的交互协议，包括数字孪生卷装作业对实际卷装作业下发的控制指令，涉及立体库层列排、堆垛机高中低速度、纺位编号等；也包括实际卷装作业给数字孪生卷装作业的状态反馈信号，涉及当前立体库层列排、堆垛机货叉运动方向、报警状态等。
Description
技术领域
本发明属于电子工程和计算机科学领域，具体涉及一种数字孪生纺织成套装备卷装作业方法。
背景技术
涤纶化纤加工过程涉及众多离散工序，传统监控方法主要通过PLC采集各点位传感数据并设计组态界面完成现场监控，此种传统监控手段一般都是在监控对象存在之后，无法做到前置设计与评估，为此，本发明公开了一种数字孪生纺织成套装备卷装作业方法，能在一定程度上实现纺织成套装备卷装作业工艺前置验证和提升虚实交互效率。
发明内容
本发明要解决的技术问题为：提供一种数字孪生纺织成套装备卷装作业方法，包括纺织成套装备卷装作业数字孪生模块设计、纺织成套装备卷装作业虚实交互协议模块设计，能在一定程度上实现纺织成套装备卷装作业工艺前置验证和提升虚实交互效率。
本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：一种数字孪生纺织成套装备卷装作业方法，包括如下步骤：
步骤(1)、利用纺织成套装备卷装作业数字孪生模块基于数字孪生技术构建卷装作业关键虚拟场景，具体包括：
(1.1)卷丝机提前呼叫落丝机到达指定纺位；
(1.2)落丝机从卷丝机接丝饼并存入丝箱；
(1.3)落丝机从丝箱取丝饼并放置到丝车上；
(1.4)穿梭车将丝车转运至临时存储区进行处理，如找出丝头、去除多余丝等；
(1.5)穿梭车将丝车转运至立体库指定巷道，并由堆垛机将丝车搬运至立体库指定货架存储；
(1.6)堆垛机从指定货架取丝车，并由抓取机械手将丝车上的丝饼取下称重、筛选，由码垛机械手将丝饼码垛成品，最后使用包装机械手完成成品的包装；
步骤(2)、基于纺织成套装备卷装作业虚实交互协议模块，对卷装作业关键虚拟场景中的实施数据进行采集和交互。
进一步的，所述步骤(2)、基于纺织成套装备卷装作业虚实交互协议模块，对卷装作业关键虚拟场景中的实施数据进行采集和交互，具体实现如下：
(2.1)设计数字孪生卷装作业对实际卷装作业下发的控制指令帧格式，包括帧头、立体库目标层、立体库目标排、立体库目标列、纺位目标编号、丝箱目标排、丝箱目标列、堆垛机目标速度、堆垛机货叉目标运动方向、丝车目标编号、校验字段、帧尾；其中帧头、帧尾用户可任意设置，字段宽度为一个字节；校验字段为除去帧头、帧尾、校验字段外的其他字段之和的低字节，字段宽度为一个字节；除去帧头、帧尾、校验字段外的其他字段的宽度均为两个字节；
(2.2)设计实际卷装作业给数字孪生卷装作业的状态反馈信号帧格式，包括帧头、立体库当前层、立体库当前排、立体库当前列、纺位当前编号、丝箱当前排、丝箱当前列、堆垛机当前速度、堆垛机货叉当前运动方向、丝车当前编号、报警状态、校验字段、帧尾；其中帧头、帧尾用户可任意设置，字段宽度为一个字节；校验字段为除去帧头、帧尾、校验字段外的其他字段之和的低字节，字段宽度为一个字节；除去帧头、帧尾、校验字段外的其他字段的宽度均为两个字节。
进一步的，所述(1.2)落丝机从卷丝机接丝饼并存入丝箱，中间的交互过程如下：
卷丝机按照步骤(2.2)反馈信号给数字孪生卷装作业、落丝机按照步骤(2.2)反馈信号给数字孪生卷装作业；
进一步的，所述(1.3)落丝机从丝箱取丝饼并放置到丝车上，中间的交互过程如下：
数字孪生卷装作业按照步骤(2.1)下达控制指令给落丝机，同时丝箱按照步骤(2.2)反馈信号给数字孪生卷装作业；
进一步的，所述步骤(1.4)穿梭车将丝车转运至临时存储区进行处理，数字孪生卷装作业按照(2.1)下达控制指令给穿梭车。
进一步的，所述步骤(1.5)穿梭车将丝车转运至立体库指定巷道，并由堆垛机将丝车搬运至立体库指定货架存储；具体交互过程如下：
数字孪生卷装作业按照步骤(2.1)下达控制指令给穿梭车和堆垛机，同时立体库按照步骤(2.2)反馈信号给数字孪生卷装作业。
进一步的，所述步骤(1.7)堆垛机从指定货架取丝车，并由抓取机械手将丝车上的丝饼取下称重、筛选，由码垛机械手将丝饼码垛成品，最后使用包装机械手完成成品的包装，具体交互过程如下：
数字孪生卷装作业按照(2.1)下达控制指令给堆垛机和码垛机，同时堆垛机和码垛机按照(2.2)反馈信号给数字孪生卷装作业。
本发明与现有技术相比的优点在于：传统监控方法主要通过PLC采集各点位传感数据并设计组态界面完成现场监控，此种传统监控手段一般都是在监控对象存在之后，无法做到前置设计与评估；本发明能在一定程度上实现纺织成套装备卷装作业前置工艺验证和提升虚实交互效率。
附图说明
图1为本发明的一种数字孪生纺织成套装备卷装作业方法的结构框图；
图2为本发明的数字孪生卷装作业对实际卷装作业下发的控制指令帧格式结构框图；
图3为本发明的实际卷装作业给数字孪生卷装作业的状态反馈信号帧格式结构框图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细的描述。
本发明涉及一种数字孪生纺织成套装备卷装作业方法，包括纺织成套装备卷装作业数字孪生模块设计、纺织成套装备卷装作业虚实交互协议模块设计，能在一定程度上实现纺织成套装备卷装作业工艺前置验证和提升虚实交互效率。
本发明的结构框图如图1所示，图1中的1表示纺织成套装备卷装作业数字孪生模块、图1中的2表示纺织成套装备卷装作业虚实交互协议模块；数字孪生卷装作业对实际卷装作业下发的控制指令帧格式如图2所示、实际卷装作业给数字孪生卷装作业的状态反馈信号帧格式如图3所示。具体实施方式如下：
一种数字孪生纺织成套装备卷装作业方法，包括如下步骤：
步骤(1)、利用纺织成套装备卷装作业数字孪生模块基于数字孪生技术构建卷装作业关键虚拟场景，具体包括；
(1.1)卷丝机提前呼叫落丝机到达指定纺位；
(1.2)落丝机从卷丝机接丝饼并存入丝箱；
(1.3)落丝机从丝箱取丝饼并放置到丝车上；
(1.4)穿梭车将丝车转运至临时存储区进行处理，如找出丝头、去除多余丝等；
(1.5)穿梭车将丝车转运至立体库指定巷道，并由堆垛机将丝车搬运至立体库指定货架存储；
(1.6)堆垛机从指定货架取丝车，并由抓取机械手将丝车上的丝饼取下称重、筛选，由码垛机械手将丝饼码垛成品，最后使用包装机械手完成成品的包装；
步骤(2)、基于纺织成套装备卷装作业虚实交互协议模块，对卷装作业关键虚拟场景中的实施数据进行采集和交互。
进一步的，所述步骤(2)、基于纺织成套装备卷装作业虚实交互协议模块，对卷装作业关键虚拟场景中的实施数据进行采集和交互，具体实现如下：
(2.1)设计数字孪生卷装作业对实际卷装作业下发的控制指令帧格式，包括帧头、立体库目标层、立体库目标排、立体库目标列、纺位目标编号、丝箱目标排、丝箱目标列、堆垛机目标速度、堆垛机货叉目标运动方向、丝车目标编号、校验字段、帧尾；其中帧头、帧尾用户可任意设置，字段宽度为一个字节；校验字段为除去帧头、帧尾、校验字段外的其他字段之和的低字节，字段宽度为一个字节；除去帧头、帧尾、校验字段外的其他字段的宽度均为两个字节；
(2.2)设计实际卷装作业给数字孪生卷装作业的状态反馈信号帧格式，包括帧头、立体库当前层、立体库当前排、立体库当前列、纺位当前编号、丝箱当前排、丝箱当前列、堆垛机当前速度、堆垛机货叉当前运动方向、丝车当前编号、报警状态、校验字段、帧尾；其中帧头、帧尾用户可任意设置，字段宽度为一个字节；校验字段为除去帧头、帧尾、校验字段外的其他字段之和的低字节，字段宽度为一个字节；除去帧头、帧尾、校验字段外的其他字段的宽度均为两个字节。
进一步的，所述(1.2)落丝机从卷丝机接丝饼并存入丝箱，中间的交互过程如下：
卷丝机按照步骤(2.2)反馈信号给数字孪生卷装作业、落丝机按照步骤(2.2)反馈信号给数字孪生卷装作业；
进一步的，所述(1.3)落丝机从丝箱取丝饼并放置到丝车上，中间的交互过程如下：
数字孪生卷装作业按照步骤(2.1)下达控制指令给落丝机，同时丝箱按照步骤(2.2)反馈信号给数字孪生卷装作业；
进一步的，所述步骤(1.4)穿梭车将丝车转运至临时存储区进行处理，数字孪生卷装作业按照(2.1)下达控制指令给穿梭车。
进一步的，所述步骤(1.5)穿梭车将丝车转运至立体库指定巷道，并由堆垛机将丝车搬运至立体库指定货架存储；具体交互过程如下：
数字孪生卷装作业按照步骤(2.1)下达控制指令给穿梭车和堆垛机，同时立体库按照步骤(2.2)反馈信号给数字孪生卷装作业。
进一步的，所述步骤(1.7)堆垛机从指定货架取丝车，并由抓取机械手将丝车上的丝饼取下称重、筛选，由码垛机械手将丝饼码垛成品，最后使用包装机械手完成成品的包装，具体交互过程如下：
数字孪生卷装作业按照(2.1)下达控制指令给堆垛机和码垛机，同时堆垛机和码垛机按照(2.2)反馈信号给数字孪生卷装作业。
综上所述，本发明公开了一种数字孪生纺织成套装备卷装作业方法，包括纺织成套装备卷装作业数字孪生模块设计、纺织成套装备卷装作业虚实交互协议模块设计，能在一定程度上实现纺织成套装备卷装作业工艺前置验证和提升虚实交互效率。
本发明说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
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 (7)
1.一种数字孪生纺织成套装备卷装作业方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤(1)、利用纺织成套装备卷装作业数字孪生模块基于数字孪生技术构建卷装作业关键虚拟场景，具体包括：
(1.1)卷丝机提前呼叫落丝机到达指定纺位；
(1.2)落丝机从卷丝机接丝饼并存入丝箱；
(1.3)落丝机从丝箱取丝饼并放置到丝车上；
(1.4)穿梭车将丝车转运至临时存储区进行处理；
(1.5)穿梭车将丝车转运至立体库指定巷道，并由堆垛机将丝车搬运至立体库指定货架存储；
(1.6)堆垛机从指定货架取丝车，并由抓取机械手将丝车上的丝饼取下称重、筛选，由码垛机械手将丝饼码垛成品，最后使用包装机械手完成成品的包装；
步骤(2)、基于纺织成套装备卷装作业虚实交互协议模块，对卷装作业关键虚拟场景中的实施数据进行采集和交互。
2.根据权利要求1所述的一种数字孪生纺织成套装备卷装作业方法，其特征在于，所述步骤(2)、基于纺织成套装备卷装作业虚实交互协议模块，对卷装作业关键虚拟场景中的实施数据进行采集和交互，具体实现如下：
(2.1)设计数字孪生卷装作业对实际卷装作业下发的控制指令帧格式，包括帧头、立体库目标层、立体库目标排、立体库目标列、纺位目标编号、丝箱目标排、丝箱目标列、堆垛机目标速度、堆垛机货叉目标运动方向、丝车目标编号、校验字段、帧尾；其中帧头、帧尾用户可任意设置，字段宽度为一个字节；校验字段为除去帧头、帧尾、校验字段外的其他字段之和的低字节，字段宽度为一个字节；除去帧头、帧尾、校验字段外的其他字段的宽度均为两个字节；
(2.2)设计实际卷装作业给数字孪生卷装作业的状态反馈信号帧格式，包括帧头、立体库当前层、立体库当前排、立体库当前列、纺位当前编号、丝箱当前排、丝箱当前列、堆垛机当前速度、堆垛机货叉当前运动方向、丝车当前编号、报警状态、校验字段、帧尾；其中帧头、帧尾用户可任意设置，字段宽度为一个字节；校验字段为除去帧头、帧尾、校验字段外的其他字段之和的低字节，字段宽度为一个字节；除去帧头、帧尾、校验字段外的其他字段的宽度均为两个字节。
3.根据权利要求2所述的一种数字孪生纺织成套装备卷装作业方法，其特征在于，所述(1.2)落丝机从卷丝机接丝饼并存入丝箱，中间的交互过程如下：
卷丝机按照步骤(2.2)反馈信号给数字孪生卷装作业、落丝机按照步骤(2.2)反馈信号给数字孪生卷装作业。
4.根据权利要求2所述的一种数字孪生纺织成套装备卷装作业方法，其特征在于，所述(1.3)落丝机从丝箱取丝饼并放置到丝车上，中间的交互过程如下：
数字孪生卷装作业按照步骤(2.1)下达控制指令给落丝机，同时丝箱按照步骤(2.2)反馈信号给数字孪生卷装作业。
5.根据权利要求2所述的一种数字孪生纺织成套装备卷装作业方法，其特征在于，所述步骤(1.4)穿梭车将丝车转运至临时存储区进行处理，数字孪生卷装作业按照(2.1)下达控制指令给穿梭车。
6.根据权利要求2所述的一种数字孪生纺织成套装备卷装作业方法，其特征在于，所述步骤(1.5)穿梭车将丝车转运至立体库指定巷道，并由堆垛机将丝车搬运至立体库指定货架存储；具体交互过程如下：
数字孪生卷装作业按照步骤(2.1)下达控制指令给穿梭车和堆垛机，同时立体库按照步骤(2.2)反馈信号给数字孪生卷装作业。
7.根据权利要求2所述的一种数字孪生纺织成套装备卷装作业方法，其特征在于，所述步骤(1.7)堆垛机从指定货架取丝车，并由抓取机械手将丝车上的丝饼取下称重、筛选，由码垛机械手将丝饼码垛成品，最后使用包装机械手完成成品的包装，具体交互过程如下：
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