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机器智能与创新——贝加莱基于模型的工程开发

时间:2021-05-18 20:57:51来源:贝加莱工业自动化(中国)有限公司

导语:​在2020年,贝加莱提出了针对机器智能与创新开发的“简 • 易”自动化理念,首要进行的便是简单的规划与设计,贝加莱与众多的建模仿真软件商都有着紧密的合作,贝加莱的集成开发平台软件Automation Studio与MATLAB/Simulink、MapleSim、IndustrialPhysics有着紧密合作,在不同的层面实现机电系统与控制系统平台之间的协同仿真,以加速开发过程,本文以IndustrialPhysics为例展开。

      如图2所示,对于生产和制造商而言,生产的工艺配方、尺寸规格、材料对象、工艺流程、设备状态、订单规模、人员水平等都是变化,而生产又是紧迫的,因此,也会要求机器必须具有非常强的适应变化的能力,这就为机器与产线制造商提出了挑战:

  

贝加莱与建模仿真软件不同应用的连接

  图 1 贝加莱与建模仿真软件不同应用的连接

  对于机器与产线集成商而言,提供应变能力的设备与产线成为了必然,但是,测试验证是非常昂贵且耗时的环节,得益于数字化设计技术的发展,可以对整个机器的生产流程进行仿真,并与控制系统实现协作,在机械的速度、摩擦力情况下的工作状态可以被3D方式呈现,也可以在后续的人员操作培训阶段,通过AR/VR连接,实现交互式培训。

  这是智能制造的难题,也是今天产业特别重视“工业软件”的原因,因为,它包含了大量已有的机械对象模型在IndustrialPhysics这类软件中,也包括像Automation Studio 中,快速构建一个机器的电控系统,并通过两者的衔接实现机电测试仿真,提供基于模型的开发便利。

  它如何运行?

  为什么说“简 • 易”,就是要使用起来方便快捷,IndustrialPhysics B&R Edition是由贝加莱与machineering 公司共同开发,支持与Automation Studio接口连接的版本, 支持基于模型开发,无论其实现的细节程度如何——建模、仿真和虚拟调试全都融入其整个产品组合中。

  B&R industrialPhysics使用CAD数据来创建数字孪生。数据以STEP格式导入,这意味着仍然可以使用CAD 设计中最重要的属性,例如质量和密度。此外,B&R industrialPhysics还为各个机械组件提供了额外的属性,以及组件和控制器接口的自由度。开发人员可以立即在PC上启动虚拟模型,并连接到软件或硬件在环配置中的控制器。

  总是在变化的生产与制造流程

图 2 总是在变化的生产与制造流程


  • 更为使得机器具有适应变化生产的能力?

  • 机器最大的极限产能在哪里?

  • 在不同状态下的工艺最优参数应该如何?

  • 如何让知识复用,加速开发?

  • 如何快速交机?

通过 IndustrialPhysics 可以与 Automation Studio 建立连接

图 3 通过 IndustrialPhysics 可以与 Automation Studio 建立连接

  工作流程,如图3所示,简述如下:

1、将CAD(*.step文件)导入industrialPhysics;

2、在industrialPhysics中定义模型接口(I/O列表);

  3、配置目标(PLC)的TCP/IP连接并使用HIL(硬件在环)助手导出I/O列表,将创建一个包含通信库的ZIP文件;

  4、将I/O列表导入机器的AS项目,这些连接将链接到AS 中的机器软件,将项目下载到目标;

  5、在industrialPhysics开始仿真时,目标和仿真之间的通信是通过TCP/IP建立的。

  它可以做什么?

  

建模仿真开发可以实现的能力

  图 4 建模仿真开发可以实现的能力

  • 加速产品上市:即使机器在变化,也能快速测试并出机,交付客户。

  案例

  01机器开发或虚拟培训

  对于企业的机器开发,以及大学教学或实验,可以采用IndustrialPhysics等构建一个机器或产线进行虚拟测试与验证,也可以进行人员培训与实验,其中有一些已有的开发的机器应用,如:针对卧式包装的过程、针对飞剪的过程。

02构建产线的数字孪生系统

  ACOPOStrak的生产运行仿真,空间干涉等测试验证, 如:ACOPOStrak的数字孪生体。

  03AR/VR场景

  针对教学与机器培训,可以让操作人员对机器进行基于AR/VR的连接,并可以有最为直观的体验,提升培训效率。

  如何获得 IndustrialPhysics ?

  请访问贝加莱官方网站“下载”,选择Sof tware/Simulation,即可看到包括IndustrialPhysics贝加莱版的下载链接,点击下载。

  如图4,建模仿真可以达到以下效果:

  • 加速开发周期:因为数字化环境中的设备可以快速的调整;

  • 硬件在环测试:通过HiL测试,即可快速生成代码并直接到PLC上运行;

  • 实现并行工程:在机器的设计制造阶段,即可进行测试验证;

  • 早期安全测试:无论是空间碰撞、干涉,还是人员安全,可以安全环境下进行优化;

  • 物理极限测试:在实际机器上,这是危险的,而在虚拟环境下,这个可以大胆尝试;

  • 确认项目瓶颈:提前发现问题,避免返工带来的成本和时间浪费;

  • 优化沟通效率:不管是项目的多方协调,还是售前展示、或者培训交流,都是可行的;

  • 创新时间空间:赋予工程师各种可能性的测试验证;

  IndustrialPhysics 的官网下载

图 5 IndustrialPhysics 的官网下载

  下载IndustrialPhysics B&R 版本软件并注册,可以基于已有的模型做开发,对于更高级的自建模型开发若需要获得支持及授权,可直接联系贝加莱技术支持与培训部:021- 54644800,也可以在微信服务号中留言,留下您的信息,可以获得贝加莱TM培训模块或本地工程师编写的应用指南。

 

标签: 贝加莱自动化工业软件

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