基于数字孪生的加工生产线虚实交互技术研究

针对传统加工生产线运行过程中设备数据采集困难和可视化程度低的问题,研究了数字孪生(DT)技术在加工生产线虚实交互方面的应用问题。首先,以某电机外壳加工生产线为例,分析了生产线的加工流程,设计了虚实交互技术的总体框架,并提出了具体的方法;然后,对加工生产线进行了数字孪生体建模,对模型中的关键要素,几何、物理、行为属性及通讯接口的构建进行了详细的阐述;最后,采用过程控制的对象链接和嵌入(OPC)技术进行了加工生产线中多源异构数据的采集与处理,完成了实时数据间的映射。研究结果表明:采用虚实交互技术可以完成物理生产线与数字孪生体间的实时映射;电机外壳加工生产线中机械臂虚实交互的可靠性为99.95%,可满足精确性要求;采用服务模块能够更加直观、有效地反映生产线的实际加工状态,可满足加工过程信息动态可视化要求,证明了该方案具有可行性和有效性。

基于数字孪生的电机基座码垛线虚拟调试技术研究

针对PLC和ABB工业机器人联合控制的生产系统现场调试成本高、仿真平台难以驱动机器人仿真等问题,以电机基座码垛线为研究对象,提出一种基于仿真平台NX MCD的电机基座码垛线虚拟调试方法。首先,基于数字孪生技术在NX MCD中构建产线的仿真模型;其次,设计虚拟调试方案的通信框架,主要利用C#语言并基于PC SDK对机器人仿真器进行二次开发以实现对机器人的控制和数据读取;最后,利用OPC UA技术完成PLC控制、机器人控制和NX MCD模型之间信号和数据的实时传输和反馈,完成产线联合调试。仿真结果表明:基于NX MCD的电机基座码垛线虚拟调试方案可行,能及时规避产线缺陷,缩短调试周期,降低开发成本。

基于小波变换的焊接起始点图像去噪方法研究

针对传统去噪方法在焊接起始点图像去噪中峰值信噪比较小的问题,文中通过建立此类图像实际工况条件下的噪声模型,在Python3.2环境下,采用传统空域去噪方法与基于频域去噪的小波变换去噪方法进行图像去噪,试验分别采用不同的小波基与分解层数进行去噪处理,并通过峰值信噪比(PSNR)判定去噪效果。试验数据表明:当小波基函数为sym3,分解层数为5时,图像的峰值信噪比相较传统空域去噪方法提高12.48%。试验结果表明:采用以上小波基与分解层数能够准确、稳定地满足实际工况条件下此类图像的去噪要求。

Y型管接头组对焊接间隙视觉检测方法研究

针对目前Y型管接头组对焊接间隙人工检测误差较大的问题,提出了一种基于改进Canny算法的Y型管接头组对焊接间隙视觉检测方法。该方法首先对Y型管接头间隙图像进行多尺度细节增强处理,减少滤波导致图像细节信息缺失的影响;其次,利用Otsu最大类间方差法进行阈值选择,降低了人工选取阈值带来的缺陷;最后设计了一种提取特征点计算间隙量的算法,实现了对Y型管接头间隙的测量。实验结果表明,本文使用的方法能够准确、直接检测出Y型管接头组对的间隙量,满足了实际生产中管接头间隙质量检测的要求。