数字孪生仿真与调试实训平台的设计

近年来,制造业不断往数字化、网络化、智能化方向发展。机电装备的设计、制造和调试的复杂度也随之增加。设备产品的设计缺陷容易导致难以预测的运行故障,故复杂机电设备的研发成为当前智能制造的重点和难点。据统计,机电装备从研发到进入市场,系统缺陷及错误修正所耗费的时间,占据高达70%的生产周期。

中药配方颗粒袋自动发药机控制系统设计

目前大多数中医类医疗机构的中药房普遍采用"中药饮片+中药配方颗粒袋"组合的发药方式,但人工发药慢、易抓错药、劳动强度大等问题严重影响了中药房的发药效率。针对中药配方颗粒袋,以PLC为控制核心,触摸屏和组态软件为上位机监控系统,抓药机械手、搬运机械臂和分药装袋机构为主体控制对象,开发了一种自动发药机控制系统,重点介绍了控制系统的总体设计方案、抓药路径优化策略、抓药机械手动作流程以及上位机监控系统。该设计方案具有较强的可行性,研究结果有助于提高中药配方颗粒袋发药机的发药效率,也可为中药房自动化改造提供参考。

基于NX MCD的物料装配及分拣设备设计

为实现机电成套设备的优化设计,提出一种基于NX MCD环境建模,联合TIA博途自动控制设计,实现系统仿真与调试的方法。以物料自动化装配及分拣系统的研发为例,在NX MCD中完成机械建模、物理属性定义,构建虚拟样机;在TIA博途中完成PLC控制程序与HMI设计。借助PLCsim Advanced建立虚拟PLC与虚拟样机的信号映射,通过仿真调试对模型和程序进行验证。继而搭建硬件设备,以PROFINET工业以太网集成控制变频、伺服系统,实现实体整机运行。最后通过OPC UA通信使虚拟样机与硬件PLC进行数据交换,从而达到虚实协同运行。结果表明:装配分拣单元的虚拟模型与硬件设备运行动作逻辑一致,且实时同步。基于NX MCD的数字孪生设计方案为复杂机电产品的研发提供了行之有效的技术方案。