基于NC-MCDS算法的拓扑生成技术研究

针对认知无线电系统本身的时变特性,将核心树算法与最小连通支配集算法应用于认知无线电系统的拓扑生成中。对于最小连通支配集算法,提出了一种适用于认知无线电系统的基于节点连通度的最小连通支配集算法(NCMCDS),并对核心树算法与NC-MCDS算法进行了Matlab仿真。通过仿真结果中不同情况下核心节点数与最小连通支配集中的元素个数的对比,比较并分析了核心树算法与NC-MCDS算法的性能。

MCDS:大规模移动通信数据计算的单机实现

移动数据具有数量庞大、类型多样、时效性强和高价值等特点.移动通信数据是一种重要的移动数据,对高效地存储和访问移动通信数据进行研究,并在此基础上更加有效地开展移动数据挖掘的相关研究,具有重大现实意义.当前,使用并行数据挖掘技术进行数据挖掘得到普遍认可,但并行数据挖掘技术需要较高的硬件成本,并行算法代码调试和优化较为困难.为此提出大规模移动通信数据的单机实现MCDS(mobile communication data processing system).MCDS基于GraphChi,改进了数据格式、分片机制、数据分片换入换出机制.实验结果验证了MCDS的有效性,为移动数据挖掘提供了切实可行的实验环境.

基于NXMCD的虚实映射实验交互系统设计与实践

该文基于数字孪生理念,结合NX MCD机电概念设计、PLC编程与控制和LabVIEW的图形化编程手段,完成了基于NX MCD的虚实映射实验交互系统设计与实践。以LabVIEW设计的UI界面为控制监测端,物理对象与MCD虚拟模型为执行端,实现了物理对象与MCD虚拟模型的虚实映射,同时MCD虚拟模型能够输出控制信号进而控制物理对象。在此基础上,设计了步进电机往复运动与MCD虚拟模型虚实映射实验案例。该实验案例可为本科生和研究生相关课程的实践教学提供虚实映射交互实验方法和手段,可显著提升学生的创新实践能力与水平,是对数字化实践教学研究的一次探索。

基于NX MCD的曲轴自动生产线数字孪生系统设计

阐述基于NX MCD的曲轴自动生产线数字孪生系统设计,通过数字化建模、虚拟仿真和优化算法,实现对生产线的实时监测、预测和优化,实现曲轴生产线的数字化转型。

数控机床伺服系统参数设计数字孪生实验平台

为解决数控机床伺服系统参数设计相关实验,在真实机床上难开展、高耗材、安全风险大等问题,提出了一种“基于MCD+PLCSIMAdvanced+TIA架构的伺服系统参数设计数字孪生实验平台”设计方案。该方案将机床模型实体与数字孪生实验平台有机地结合起来,以“单轴伺服系统参数优化设计实验”为例,对数字孪生实验平台伺服系统的相关参数进行了调试与优化,并在机床模型实体上对其所得参数的准确性进行了验证,同时也证实了该数字孪生实验平台设计方案的可靠性。

基于NX MCD与TIA的光伏电池组件追逐光源的虚拟调试研究

文章利用NX MCD和TIA软件,以全国职业院校技能大赛“风光互补系统安装与调试”赛项的光伏电池组件为模型,设计了一种虚拟调试与概念设计并行的虚拟系统。该系统可为“风光互补系统安装与调试”赛项提供赛前仿真培训,解决大中专院校缺少参赛设备的问题以及日常PLC课程教学缺少控制对象的问题。该虚拟调试技术为光伏发电系统的研究提供了一种新的方法,有助于提高光伏发电系统的性能和效率。

基于虚拟仿真技术的PLC实训平台设计研究

针对PLC实训平台的特点及受场地、成本限制等诸多问题,该文设计一种以虚拟仿真模型为控制对象的PLC实训平台。该实训平台主要包括PLC和虚拟控制对象2部分,其中,虚拟控制对象由西门子NX MCD应用模块构建,而两者的数据连接则采用OPC通信方式。结果表明,该实训平台的设计能为实践教学提供丰富的工业控制领域典型的虚拟控制对象,并能实现对控制程序的调试与仿真运行,有效地锻炼学生的PLC工程实践能力,也是对传统线下PLC实践教学的有益补充。

虚拟PLC驱动的生产线调试系统设计

针对目前生产线调试效率低、智能化程度不高的问题,提出一种通过虚拟PLC驱动的软件在环的虚拟调试方案。首先通过对生产线的建模装配,在NX软件的MCD模块中进行机电概念设计,其次利用TIA Portal软件编写PLC程序,最后通过PLCSIM Advanced启用虚拟仿真PLC,通过信号映射与MCD进行连接,完成虚拟调试系统搭建。该系统不需要任何实物设备,只需1台PC即可完成对生产线的调试,模拟生产线运作时各工位状态,经验证该方案可有效完成生产线虚拟调试任务,并获得设备运行数据。同时提出生产线虚拟调试概念模型,为组建生产线虚拟调试系统和生产线数字孪生建设提供了参考。

基于数字孪生技术的机电一体化虚拟实训设备设计与开发

该文以数字孪生技术为基础,通过NX MCD软件构建SX-815Q机电一体化综合实训设备的加盖拧盖单元模型,建立一套实训仿真系统,并用于机电一体化专业学生实际操作中,能够以近乎真实的场景,进行深入的专业综合训练,提升学生的专业技能和实践能力,取得良好效果。

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。

基于数字孪生的智能分拣装配生产线设计

随着生产要求的复杂化,传统的分拣装配生产线设计存在生产故障难以诊断、生产运行难以监测等问题。为了解决该问题,设计了基于数字孪生的智能分拣装配生产线。智能分拣装配的物理实物生产线配备多种传感器,能及时反馈生产线的运行状态,同时引入MES系统,实现了对生产线生产的调度及数据的采集。利用NX MCD软件构建了智能分拣装配生产线的数字孪生虚拟生产线,通过OPC UA协议的实时通讯,实现智能分拣装配实物生产线与虚拟生产线的数据实时传输,实现生产线虚实同步、信息互联互通。

基于改进RRT的清扫机器人全覆盖路径规划

针对钢筋轧制车间中大型非结构化环境下清扫机器人在全覆盖路径规划时所面临的算法运行成本高、避障性能差和区域覆盖率低等问题,提出了一种利用单元分解法分区覆盖和融合跳点搜索法的RRT区域转移的全覆盖路径规划算法。利用MCD(movement cell decomposition)算法实现自由区域覆盖,为了解决区域间路径规划时的避障问题,引入融合跳点搜索策略的RRT算法,通过增加节点扩展的导向性,使其更偏向目标区域进行搜索,并利用贪婪算法裁剪冗余点修正路径以及三次B样条曲线法平滑处理。通过仿真与实验验证了算法在不同环境下的可行性和有效性,相比于其他方法所规划的路径更短且大大降低了路径重复率,提高了机器人避障效率的同时实现了全区域路径覆盖。

基于MCD的龙门机械臂抛光机的运动仿真

龙门机械臂结构具有运动灵活性高,有效工作范围广和加工零件适应性强等优点,将此结构用于抛光工艺可以提高加工效率并提升加工质量。利用NX软件中机电概念设计模块(MCD)可以快速有效地进行龙门机械臂抛光机数字样机设计。通过规划抛光头中心点的运动轨迹,软件可以自动计算出龙门导轨与机械臂各个关节轴的实时位移量。龙门机械臂抛光机的数字模型和运动仿真数据为实体样机的生产和运动控制提供了关键的参考数据。

基于NX MCD的TWS蓝牙耳机充电仓磁铁装配自动线数字孪生体开发设计

基于NX MCD的TWS蓝牙耳机充电仓磁铁装配自动线数字孪生体设计项目,针对当前TWS蓝牙耳机市场的需求,开展基于NX MCD的TWS蓝牙耳机充电盒装配自动线数字孪生体设计研究,利用西门子数字孪生软件NX MCD(机电一体化概念设计软件)、TIA(PLC编程软件)、PLCsim Advanced(PLC高级仿真软件)完成TWS蓝牙耳机充电盒装配自动线数字孪生体机械模型的设计、PLC程序设计,并进行TWS蓝牙耳机充电盒装配线设备开发的技术创新、优化和验证控制方案,研究和设计具有安装容易、柔性化优等优点的装配线,并总结其特点,将此解决方案应用至其他各类异形插件生产线的开发生产中,服务3C数码企业生产,促进企业的数字化节能、创新、转型和发展。

基于UG NX与PLC的码垛机器人联合仿真分析

针对实现机器人自动化码垛的费用高和耗时长的问题,采用UG NX与PLC联合仿真,实现机器人自动化码垛的设计与分析。基于UG NX建立传送带和机器人等的三维模型,在UG NX的机电概念设计模块设置模型的运动副,刚体和碰撞体,添加传送面、产品对象源、传感器以及控制装置,并根据相应的运动逻辑为系统添加对应的信号适配器,以实现各个模型之间的联动、机器人运动路线的切换等功能。用PLCSIM信号通道连接MCD模型的信号与虚拟PLC,使MCD模型可以完成与PLC的联动,实现将输送带、机器人以及PLC等设备进行联动。通过HMI控制面板控制虚拟样机,以分析各组件的运行状态、速度、加速度以及运动轨迹等是否满足要求,验证设计方案的可行性,减少开发的时间及成本,加快设备投产的进程。

基于MCD的茶叶生产线数字孪生映射技术

为了提高生产效率、降低成本、提高产品质量,改善茶叶生产线在设计和运行过程中的容错率和效率,节约生产时间,将数字孪生技术和茶叶生产线进行了融合研究,主要介绍了茶叶压饼生产线的工艺流程和特点,并利用NXMCD数字孪生技术对生产线进行数字孪生构建。从基本对象设置、添加运动副、设置传感器、设置信号输出和虚实映射几个方面进行了研究。为茶叶生产企业的可持续发展提供技术支持和帮助。

基于指尖陀螺设备“以虚证实”的机电概念设计

为解决传统机电设计因缺少虚拟仿真、虚拟调试,而导致的机械结构和控制问题,文章提出一种基于NX MCD的“以虚证实”的设计理念。以指尖陀螺压制设备为例,通过OPC UA将NX MCD所搭建的数字化模型和TIA所编写的PLC程序进行数据映射,实现与物理设备功能一样的虚拟设计,验证设计的可行性和合理性,为实物设计提供依据,同时也为机电设备及自动化生产线的研发提供了新的研究思路和方法。

基于MCD的物料分拣搬运装置设计与仿真调试

机电产品开发前期运用机电一体化概念设计(MCD)对新产品进行虚拟调试验证,是验证新产品开发可行性的有效手段。项目组基于AHK机电一体化综合考试实训装置,利用MCD软件对装置进行改进设计,得到物料分拣搬运装置模型,结合TIA和S7-PLCSIM Advanced对改进后的装置虚拟样机进行虚拟调试。仿真结果表明,基于MCD的方法可以将所设计的物料分拣搬运装置在机械结构及电气控制等层面进行较为真实的仿真运行,为机电产品的开发调试提供有效的借鉴。为满足在现阶段实训设备不足情况下进行机电设备装调教学,提供了重要的技术支持。

基于NX/MCD光机电一体化数字孪生体虚拟实训平台的开发

根据职业院校机电一体化实训现状与需求,借鉴数字孪生技术的实践经验,提出了数字孪生机电一体化实训平台的开发思路。基于西门子NX/MCD,以原有的INGO-558光机电一体化实体设备为例,阐述了光机电一体化设备的组成、运动流程;运用SolidWorks 2019绘制三维模型;应用西门子NX/MCD软件配置三维模型机电属性、设置信号;利用博途(TIA)软件建立模型MCD信号和PLC变量连接;编写PLC程序,配置PLC硬件平台、网络通信、工艺流程程序以及设计HMI界面;编译程序后,利用PLCsim Advanced下载程序,启动SIMIT仿真验证PLC程序的正确性以及机械结构设计的合理性。当出现与预期不同的情况时,检查PLC程序运行状况和MCD中信号触发情况及仿真序列运行情况,根据对应错误进行修改;当符合预期时,将程序下载至设备的PLC中,快速完成对设备的调试。

数字孪生技术在机电一体化实训平台的应用研究

数字孪生技术以数据和模型为驱动,打通产业和管理层面的数据流,实时、连接、映射、分析、反馈物理结构,数字孪生的应用能够推动传统制造业智能化升级,在机电一体化生产线中能够有效整合全生命周期的设备运行及维护数据,构建实时监控与远程运维体系,推动生产数据全流程数字化管理。数字制造是未来制造业发展的方向,数字孪生技术作为工业智能化未来发展的有力抓手,对数字制造领域具有里程碑式的重大意义。鉴于此,围绕学校机电一体化实训平台存在的教学设备数量不足、学习门槛高、调试难度大、依赖实体设备程度高等不足,提出基于机电一体化实训平台的数字孪生仿真应用方法及研究过程,从而解决以上难题。