基于达索数字化工厂教学体系构建与实践

利用达索工业软件数字化应用平台3D EXPERIENCE,实现智能制造工程专业数字化工厂的数字化设计、数字化工艺和数字化车间项目化教学体系构建与实践。其中,两周的三维数字化制造实习主要实现减速器三维零件的数字化建模、装配、运动仿真和虚拟制造;两周的数字化车间仿真实习实现虚拟车间搭建、管理和生产线仿真。虚拟实践平台的构建,解决了教学设备不足、实训时间少、人机比低和实习安全等问题,降低了设备成本和实训成本。     

面向机器人实训生产线的仿真系统设计与研究

针对传统的工业机器人实践教学模式中存在的高成本、高风险等问题,提出了一种面向机器人实训生产线的仿真系统方法,建立了受控设备的统一模型框架,并基于统一模型框架提出一种生产线仿真方法。仿真系统由受控设备模型库、生产线搭建、生产过程仿真、通信、人机交互等模块组成,为用户提供可配置的生产过程模拟仿真功能,以辅助验证所设计的生产线的运行生产情况。从受控设备中将它们的属性模型、行为模型、交互模型等共同特征抽象出来,建立虚拟受控设备的逻辑模型的框架,并基于此框架实现生产过程的仿真;基于Unity引擎对生产线进行建模与仿真,构建了虚拟生产线场景和人机交互模块;建立了一个数据交换中间件,基于Profinet技术建立中间件与PLC之间的实时通信桥梁,实现对PLC的I/O数据的采集和传输;基于共享内存技术建立数据共享区,实现虚拟场景中受控设备模型与中间件之间的数据共享。最后,通过以机器人搬运与装配生产线为例,进行了生产线的系统建模及生产过程仿真,验证了该仿真系统设计方法的有效性。     

某机加工生产线3D虚拟监控系统设计与研发

针对制造车间中生产线多源异构数据采集困难、生产过程信息可视化水平较低和生产线监控实时性较差等问题,提出了基于实时数据采集的生产线3D虚拟监控方法及系统开发架构。以某机加工生产线为对象,通过搭建OPC UA(Open Platform Communications Unified Architecture)服务端以及开发相关应用程序,实现了不同品牌、不同类型及多设备运行实时数据的采集、融合与推送;借助相关软件工具,建立生产过程中不同工序的各设备三维模型,形成了完整的生产线三维虚拟场景;开发3D虚拟监控系统,实现了虚/实场景之间的同步映射,并验证了系统在Web平台的发布与运行。结果表明,通过对该生产线进行3D虚拟监控系统的研发,实现了对生产过程的三维可视化监控,虚/实场景同步的延时误差不超过500 ms,并大幅度降低了生产统计、协调和监控成本,提高了生产线的数字化水平。     

浅议基于汽车专业的虚拟仿真实训

传统的汽车实训课程主要依托实训设备进行教学,由于实训设备少,实训弊端多,造成实际教学效果不好,我校采购了汽车实训虚拟仿真软件,将虚拟仿真技术引入到汽车实训教学中,提高了学生学习积极性、节约了实训费用,实现了考核方式多样化和提高实训安全性,从而达到提高教学效果的目的。     

数据驱动的生产线数字孪生系统构建与应用

为满足生产线智能化的发展需求,针对传统生产线现场调试周期长,生产线三维可视化能力差,生产数据不同步,现场状态监控成本高等问题,结合数字孪生技术,以数据驱动为基础,构建了生产线数字孪生系统。首先运用Process Simulate构建生产线上的各类设备的数字孪生模型,根据数据通信网络和数据采集架构图,利用OPC UA和Modbus通信,读取生产线设备实时数据,并存入相应的数据库中作为驱动生产线数字孪生模型的数据源,从而实现数字孪生模型对物理实体的实时映射。最后,通过搭建虚拟仿真环境,对数字孪生系统进行虚拟调试,并通过构建实例验证平台,验证生产线数字孪生系统的有效性和可行性。     

高职模具虚拟现实技术在手机客户端的应用

当前职业院校模具专业教学中,由于受到设备、场地等多重条件的限制,降低了学生的学习效果。随着虚拟现实技术和智能手机的快速发展,开发富有现代职教体系特色的教学资源,是职业教育工作者不断探索的重要课题。通过探讨运用三维建模软件及虚拟现实软件构建虚拟模具及将虚拟模具移植到手机端的方法,实现虚拟模具交互控制的途径。     

汽车零部件生产线数字化建模及分析

汽车及所属零部件制造业是我国国民经济的支柱产业,凸轮轴属于汽车关键零部件,然而生产线布局技术研究对国民经济具有重要意义.对凸轮轴生产线布局问题进行了探讨,针对如何建立并优化数字化布局模型进行了研究,提出了一种基于SLP的生产线布局方法.方法主要通过E_Factory软件建立起凸轮轴生产线三维布局图和物流仿真模型并进行仿真分析,得到各个工人、加工设备、物料搬运设备的利用率、成本等指标,为生产线布局的优化提供理论依据.     

基于Pro／E的HT1型大盘卷卷取机的虚拟样机开发

针对国内大盘卷生产线的卷取设备被国外公司垄断的现状,开发了HT1型大盘卷卷取机。介绍了设备的组成、工作原理及技术参数;并利用Pro/E软件作为设计工具,构建了设备的三维实体模型,最终形成了虚拟样机。     

基于慧鱼创意组合模型的虚拟仿真设计

慧鱼创意组合模型的模仿、改进、创新的过程不仅锻炼学生对各种机械结构的认识,更锻炼了学生利用基本机械零件组建复杂设备的基本能力。随着参与的学生越来越多,不仅设备相应显得短缺,而且管理上也更加困难。于是,在使用慧鱼创意组合模型的实验、实训中利用Solid Works软件进行虚拟仿真设计就显得很有必要。     

基于数据手套的发动机虚拟装配系统

运用EON虚拟现实软件实现了直列四缸发动机的虚拟装配。利用CATIA软件建立发动机三维实体模型,通过3ds Max渲染使零件着色,建立真实的虚拟环境。在EON中添加数据手套、方位跟踪器等控制虚拟外设的节点,并建立虚拟手模型。通过数据手套和方位跟踪器驱动虚拟手模型,获得人手的空间坐标数据,并转换为虚拟手模型的虚拟坐标数据。在沉浸式虚拟环境中完成抓取、移动、释放物体等操作,实现发动机的虚拟装配过程。通过VB与EON Studio之间信息的传递实现发动机各个模块的集成,为操作者提供了良好的交互系统平台。     

智能制造数控加工生产线虚拟仿真实训项目

以智能制造数控加工生产线生产保险柜锁芯工件为例,设计了智能制造数控加工生产线虚拟仿真实训项目.介绍了项目的设备、工作流程,给出了项目的目标、实施步骤和评分标准,并对项目进行了总结.教学实践表明,这一项目能够有效完成工业机器人机床上下料工作站的布局和仿真,使学生系统掌握机器人智能制造数控加工生产线工作站的设计流程、机械装置的创建方法,以及多机器人通信协调和多机编程等技能,提高学生解决智能制造数控加工生产线实际问题的能力.     

基于MCD的多工位生产线运动仿真研究

为了演示多工位生产线的工作和调试过程,解决目前实训教学中面临的价格昂贵、安全事故频发、设备故障率高等问题,西门子NX MCD(Mechatronics Concept Design)机电概念设计仿真软件提供了一种解决方法。针对某工件的加工生产线,以多个工作站联合完成工件的自动取料、视觉检查、分拣、数控加工、自动打磨和自动仓储。学生通过该技术可以全面掌握机电、电气自动化、工业机器人等诸多学科知识和技能。     

宇龙仿真软件在高职数控加工实训教学中的应用

本文根据我院数控加工实训设备少、学生多的实际情况,以及数控加工实训教学中存在的问题进行了分析,提出了利用宇龙仿真软件进行数控仿真实训,经实践证明,使用该软件在虚拟的环境中进行零件的数控加工,可以有效的解决我校数控加工实训中存在的问题,同时还具有降低成本、提高效率、安全性高等优点,但也存在一些不足,并对不足之处提出相应的应对措施。     

大型、重型机械设备的三维仿真控制一体化平台开发

利用VRML、JAVA、组态软件等技术开发的大型、重型机械设备三维仿真控制一体化平台,具有真实性、交互性、先进性、经济性、安全性等特点.本文介绍了该操作平台的体系结构和三维虚拟仿真的实现机理,对其关键技术(复杂建模、模型优化和渲染速度)给出了具体的解决方法,并以棉花打包机为例进行验证.     

基于PLC控制的气动搬运机械手系统设计

气动机械手是自动生产设备和生产线上的重要装置之一,文中通过对气动搬运机械手功能进行分析,确定了机械手结构,设计了其气动控制回路,应用SolidWorks软件完成气动机械手虚拟设计.该气动机械手采用PLC控制,通过对机械手动作过程的分析,选择适合的PLC,并完成了控制系统软件和硬件设计.研究表明,该机械手具有结构简单、控制灵活、通用性强等优点.     

FluidSIM仿真在《液压与气动技术》课程中的应用与实践

《液压与气动技术》课程以往都是采用理论与实训相结合的教学模式,学生在实训中出现液压(气压)控制回路与电气控制线路连接错误及系统工作不协调的问题概率较高。本文基于FluidSIM仿真软件实现课程虚拟仿真实验教学,通过分析课程现状及FluidSIM仿真的优势,重点研究FluidSIM仿真在搭建液压(气压)控制回路中的应用与实践,加强学生对理论知识的理解,提升学生的实训能力及综合应用能力。     

基于诊断分析的生产线虚拟设计及其应用研究

利用离散事件仿真工具QUSET ,提出了基于诊断分析的生产线虚拟设计的体系结构、设计流程及其设计内容。详细研究了生产线的虚拟设备建模、虚拟工艺建模、虚拟控制建模等建模方法 ,并通过某生产线的实际工艺内容进行了生产验证 ,快速地诊断了其瓶颈工序 ,为生产线的设计、分析和调整提供了新的途径 ,为产品制造规划提供了有力的虚拟仿真工具 ,从而可以快速地响应市场变化和客户个性化生产需求     

交互式模具虚拟实验系统的开发

针对模具应用技术本科在实验教学中存在的问题,引入交互式模具虚拟实验系统开发设想。基于UG6.0软件,构建交互式模具虚拟实验系统,学生通过模具结构的功能演示、虚拟拆装实训、虚拟运动仿真、虚拟实验评价模块,可以快速提升学生对模具知识的理解和应用能力,实现了互动式实验教学,可推广应用于模具教学培训。     

工业CT三维图像处理与分析系统

工业CT机是应用于重要工业领域的先进无损检测和无损质量评价设备,三维图像处理与分析系统是为其研制的专用软件.系统以基于数据流模型的整体计算框架搭建,具有复杂曲面构造、立体显示、组合剖切等传统的三维可视化功能,此外还具有虚拟内窥、三维测量等新的处理和分析功能.通过解决内表面数据获取与处理、虚拟镜头控制、漫游轨迹规划等关键技术问题,实现工业虚拟内窥检查;利用像物空间系数,采用线积分方法实现三维任意曲面积和体积的测量.该系统已经实用于CD系列多种型号的工业CT机,应用表明系统可辅助技术人员方便、快捷地对工件状况进行分析和判读.     

基于Lightning的生产线仿真

采用基于Lightning的虚拟现实技术对生产线进行了模拟仿真。在仿真过程中采用多层模拟方法,根据在线设备的实时信号快速诊断在线设备的行为和工作状态,有效地加快了虚拟设备、工艺及控制的建模,实现了虚拟设备的行为仿真和生产线的控制过程仿真,为生产线工作状态预判及优化生产线设计提供了先进平台。