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自动化设备的调试方法及系统与流程

作者:德尔机床,自动化设备,平床身数控车床,全技能数控车床,曲轴专用车床,数控机床 浏览: 发表时间:2022-07-04 18:33:50 来源:http://www.xjishu.com/zhuanli/54/201910403215.html/

背景技术:

目前,自动化设备的调试方法主要包括设备实际运行状态下的在线调试和基于离线仿真软件的模拟调试。

在线调试需要根据自动化设备的实际运行状况以判断各运动机构之间是否存在干涉、碰撞、过速及奇异等问题,若出现问题,则可能损坏设备,甚至会对调试人员的人身安全造成威胁。而模拟调试则是通过离线仿真软件构建自动化设备的三维模型及虚拟仿真环境,以在离线仿真软件中模拟自动化设备的运行,并据此判断自动化设备是否存在干涉、碰撞、过速及奇异等故障。

然而,模拟调试方法虽可解决在线调试方法存在的问题,但是,由于模拟调试下的设备运行参数全部为自定义的虚拟参数,因此,其无法模拟自动化设备的真实运行状况。



技术实现要素:

本发明的主要目的在于提出一种自动化设备的调试方法,以解决现有的离线模拟调试方法存在的无法模拟自动化设备的真实运行状况的技术问题。

为解决上述技术问题,本发明提出一种自动化设备的调试方法,该自动化设备的调试方法包括:获取自动化设备的仿真模型;从所述仿真模型中分离出第一调试对象和第二调试对象,所述第一调试对象和第二调试对象包括构成所述仿真模型的运动机构;接收由实际运行状态下的自动化设备上传的第一调试对象的实际运动参数,并接收预先设定的所述第二调试对象的仿真运动参数;根据所述第一调试对象的实际运动参数和第二调试对象的仿真运动参数,驱动所述仿真模型的仿真运动;采集所述第二调试对象的仿真运动数据,并根据所述仿真运动数据判断所述第二调试对象是否存在运动故障。

优选地,所述获取自动化设备的仿真模型包括:根据接收的所述自动化设备的工艺参数,生成所述自动化设备的仿真模型;或者,接收导入的所述自动化设备的仿真模型。

优选地,所述从所述仿真模型中分离出第一调试对象和第二调试对象包括:根据所述仿真模型中的运动机构的运动复杂程度将运动机构分为第一调试对象和第二调试对象。

优选地,在所述接收由运行状态下的真实设备上传的第一调试对象的实际运动参数的步骤之前,所述自动化设备的调试方法还包括:采集实际运行状态下的自动化设备中与所述第一调试对象对应的运动机构的物理模拟量,并转换成所述第一调试对象的运动参数;通过tcp协议或rs232串口通信协议上传所述第一调试对象的运动参数。

优选地,所述第二调试对象的运动故障包括干涉、碰撞、过速和奇异中的至少一种。

本发明还提出一种自动化设备的调试系统,该自动化设备的调试系统包括:模型获取模块,用于获取自动化设备的仿真模型,模型分离模块,用于从所述仿真模型中分离出第一调试对象和第二调试对象,所述第一调试对象和第二调试对象包括构成所述仿真模型的运动机构;参数设定模块,用于接收由实际运行状态下的自动化设备上传的第一调试对象的实际运动参数,并接收预先设定的所述第二调试对象的仿真运动参数;运动仿真模块,用于根据所述第一调试对象的实际运动参数和第二调试对象的仿真运动参数,驱动所述仿真模型的仿真运动;运动分析模块,用于采集所述第二调试对象的仿真运动数据,并根据所述仿真运动数据判断所述第二调试对象是否存在运动故障。

优选地,所述模型获取模块包括:第一模型生成单元,根据接收的所述自动化设备的工艺参数,生成所述自动化设备的仿真模型;第二模型生成单元,接收导入的所述自动化设备的仿真模型。

优选地,所述模型分离模块包括:调试对象分离单元,用于根据所述仿真模型中的运动机构的运动复杂程度将运动机构分为第一调试对象和第二调试对象。

优选地,所述参数设定模块包括:参数采集模块,用于采集实际运行状态下的自动化设备中与所述第一调试对象对应的运动机构的物理模拟量,并转换成所述第一调试对象的运动参数;参数上传模块,用于通过tcp协议或rs232串口通信协议上传所述第一调试对象的运动参数。

优选地,所述第二调试对象的运动故障包括干涉、碰撞、过速和奇异中的至少一种。

本发明实施例的有益效果在于:对自动化设备的仿真模型进行调试对象的分离,即第一调试对象和第二调试对象,第一调试对象由真实设备在运行状态下反馈的实际运动参数进行驱动,而第二调试对象则由预先设定的仿真运动参数驱动,从而实现由虚实数据共同驱动的自动化设备的调试方式。本发明所提出的自动化设备的调试方法可使得自动化设备的仿真运动更加真实,从而使得自动化设备的调试结果更加可靠。

附图说明

图1为本发明自动化设备的调试方法第一实施例的流程图;

图2为本发明自动化设备的调试方法第二实施例的流程图;

图3为本发明自动化设备的调试方法第三实施例的流程图;

图4为本发明自动化设备的调试系统一实施例的功能模块图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制,基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

需要说明的是,本发明技术方案中提及的运动参数包括运动机构的位置、姿态、速度、力矩及传感器触发信号等驱动数据。

为解决上述技术问题,本发明提出一种自动化设备的调试方法,参见图1,该自动化设备的调试方法包括:

步骤s10,获取自动化设备的仿真模型;

本实施例中,为构建待调试的自动化设备的虚拟场景,需获取自动化设备的仿真模型,即自动化设备的三维模型。需要说明的是,仿真模型可通过三维建模软件或仿真软件按照待调试的自动化设备的工艺参数,在其内部生成,还可通过模型导入的方式将预先设计的待调试的自动化设备的三维模型导入自动化设备的调试系统中,包括但不限于此,本领域技术人员可根据实际情况作出其它选择。

步骤s20,从仿真模型中分离出第一调试对象和第二调试对象,第一调试对象和第二调试对象包括构成仿真模型的运动机构;

本实施例中,在获取到待调试的自动化设备的仿真模型后,可根据用户的需求,从仿真模型中分离出由不同数据驱动的第一调试对象和第二调试对象。具体的,待调试的自动化设备的仿真模型中包括多个相互联动的运动机构,该运动机构可被用户设定,设定后的运动机构的运动仿真由真实设备运行时反馈的数据驱动,而其它运动机构则由预先设定的虚拟数据驱动。

更具体的,第一调试对象为根据用户指令设定的由真实设备运行时反馈的数据驱动的运动机构的集合,而第二调试对象则为据用户指令设定的由预先设定的虚拟数据驱动的运动机构的集合。

步骤s30,接收由实际运行状态下的自动化设备上传的第一调试对象的实际运动参数,并接收预先设定的第二调试对象的仿真运动参数;

本实施例中,在构建待调试的自动化设备的仿真模型及按照用户需求分离出第一调试对象和第二调试对象后,为模拟该自动化设备的仿真运动,需输入用于驱动自动化设备进行仿真运动的运动参数。其中,用于驱动第一调试对象的运动参数由运行状态下的真实设备上传,即第一调试对象由真实设备的实际运行参数驱动,而用于驱动第二调试对象的运动参数则由自动化设备的调试系统预先设定,即第二调试对象由预先设定的仿真运动参数驱动。

可以理解的是,待调试的自动化设备的第一调试对象由实际运动参数驱动,而第二调试对象则是由仿真运动参数驱动,其不同于传统的全部由仿真运动参数驱动的仿真运动,本发明所提出的技术方案通过虚实数据共同驱动仿真模型的仿真运动,从而使得仿真模型的仿真运动更加真实,调试结果更加可靠。

步骤s40,根据第一调试对象的实际运动参数和第二调试对象的仿真运动参数,驱动仿真模型的仿真运动;

本发明实施例中,在设定第一调试对象和第二调试对象的运动参数后,虚拟控制器将读入的运动参数转换为相应运动机构的机械运动,即启动待调试的自动化设备的仿真运动。

步骤s50,采集仿真模型的仿真运动数据,并根据仿真运动数据判断仿真模型是否存在运动故障。

本发明实施例中,在待调试的自动化设备完成仿真运动后,将产生对应的运动数据。采集仿真模型的仿真运动数据,并对该仿真模型的仿真运动数据进行分析,以判断仿真模型是否存在运动故障。

具体的,仿真模型的运动故障包括干涉、碰撞、过速和奇异等,包括但不限于此。

其中,干涉是指在机器运行过程中,两个或两个以上的部件同时占有一个位置而导致的冲突;碰撞是指在机器运行过程中,两个部件之间发生碰撞;过速是指某个或多个电机转轴的转速超出预设速度或安全速度;而奇异是指当工业机器人处于奇异点或奇异构型时,工业机器人会出现自由度减少的状况。

为便于理解,以基于四轴机械臂的皮带线动态抓取设备为例,对本发明技术方案做简单阐述,具体的:

基于四轴机械臂的皮带线动态抓取设备的主要功能为:物料经皮带线流动,固定相机拍摄物料获取位姿(位置/姿态),并将位姿反馈给机械臂,机械臂跟踪到抓取位置,抓取物料,并放置在储藏位置。结合本发明技术方案,将皮带线流动、相机拍摄位姿信号及夹抓开合信号分离为第一调试对象,而将机械臂的运动分离为第二调试对象。

上述对于基于四轴机械臂的皮带线动态抓取设备的分离依据为:不确定其是否有超运动区域情况、干涉情况,节拍计算。

在本发明一较佳实施例中,参见图2,上述步骤s20包括:

步骤s21,根据仿真模型中的运动机构的运动复杂程度将运动机构分为第一调试对象和第二调试对象。

在本发明实施例中,可根据各运动机构的运动特性,例如运动轨迹的复杂程度,将仿真模型中的运动机构分离成第一调试对象和第二调试对象。具体的,复杂运动包括但不限于高次曲线运动、样条曲线运动、多段圆弧运动及多段直线运动等,单一运动包括但不限于少段直线运动及少段圆弧运动等。

进一步的,还可根据运动机构的运动确定性将仿真模型中的运动机构分离成第一调试对象和第二调试对象,例如将运动轨迹不确定或运动节拍不确定的运动机构分离为第二调试对象。

在本发明另一较佳实施例中,参见图3,在上述步骤s30之前,本发明所提出的自动化设备的调试方法还包括:

步骤s60,采集实际运行状态下的自动化设备中与第一调试对象对应的运动机构的物理模拟量,并转换成第一调试对象的运动参数;

本实施例中,通过传感器采集真实设备中与第一调试对象对应的运动机构的物理模拟量,并通过a/d模数转换器将采集到的物理模拟量转换为对应的第一调试对象的运动参数。

可以理解的是,上述提及的物理模拟量为电流、电压或电阻,包括但不限于此。

步骤s70,通过tcp协议或rs232串口通信协议上传第一调试对象的运动参数。

本实施例中,在获取到真实设备中与第一调试对象对应的运动机构的运动参数后,通过tcp协议或rs232串口通信协议将其上传,并由自动化设备的调试系统接收。

基于上述提出的自动化设备的调试方法,本发明还提出一种自动化设备的调试系统,参见图4,该自动化设备的调试系统包括:

模型获取模块1,用于获取自动化设备的仿真模型,

模型分离模块2,用于从仿真模型中分离出第一调试对象和第二调试对象,第一调试对象和第二调试对象包括构成仿真模型的运动机构;

参数设定模块3,用于接收实际由运行状态下的自动化设备上传的第一调试对象的实际运动参数,并接收预先设定的所述第二调试对象的仿真运动参数;

运动仿真模块4,用于根据第一调试对象的实际运动参数和第二调试对象的仿真运动参数,驱动仿真模型的仿真运动;

运动分析模块5,用于采集仿真模型的仿真运动数据,并根据仿真运动数据判断仿真模型是否存在运动故障。

在本发明一实施例中,模型获取模块1包括:

第一模型生成单元11,根据接收的自动化设备的工艺参数,生成所述自动化设备的仿真模型;

第二模型生成单元,接收导入的所述自动化设备的仿真模型。

在本发明另一实施例中,模型分离模块包括2:

调试对象分离单元21,用于根据仿真模型中的运动机构的运动复杂程度将运动机构分为第一调试对象和第二调试对象。

在本发明又一较佳实施例中,参数设定模块3包括:

参数采集单元31,用于采集实际运行状态下的自动化设备中与第一调试对象对应的运动机构的物理模拟量,并转换成第一调试对象的运动参数;

参数上传单元32,用于通过tcp协议或rs232串口通信协议上传第一调试对象的运动参数。

上述记载的自动化设备的调试系统中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于计算机设备中,也可以以软件形式存储于存储器中,以便于计算机设备调用并执行以上各个模块对应的功能。上述各功能模块的工作原理及其所起作用可参见图1至图3中所示的自动化设备的调试方法的实现过程,在此不再赘述。

以上所述的仅为本发明的部分或优选实施例,无论是文字还是附图都不能因此限制本发明保护的范围,凡是在与本发明一个整体的构思下,利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换,或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明保护的范围内。



自动化设备的调试方法及系统与流程
背景技术:目前,自动化设备的调试方法主要包括设备实际运行状态下的在线调试和基于离线仿真软件的模拟调试。在线调试需要根据自动化设备的实际运行状况以判断各运动机构之
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