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专利号: 202410987697X
申请人: 东莞理工学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-10-21
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种生产线分拣与包装系统的虚拟调试方法,其特征在于,包括:利用NX软件创建自动化生产线中分拣工位和包装工位的三维模型,并对所述三维模型进行装配;

利用所述NX软件的机电概念设计模块对装配后的三维模型配置物理属性、传动属性、运行属性、电气信号和创建仿真序列,构建MCD仿真模型;

利用TIA Portal软件设计对所述MCD仿真模型的PLC控制程序和HMI监控画面;

利用PLCSIM Advanced软件将所述PLC控制程序的输出与输入信号分别与所述MCD仿真模型的输入与输出信号进行映射,实现基于所述PLC控制程序和HMI监控画面对所述MCD仿真模型的虚拟调试;

所述分拣工位的三维模型包括:

生产物品;

分拣传送带,用于接收PLC控制器的第一信号,根据所述第一信号对所述生产物品进行传输;

视觉检测器,用于检测所述分拣传送带上传输的生产物品的质量,并根据所述质量向所述PLC控制器传输第二信号;

收集箱,用于收集所述质量不合格的生产物品;

滑道,用于引导所述质量不合格的生产物品至所述收集箱;

气缸,用于接收所述第二信号,在所述生产物品的质量不合格的情况下,根据所述第二信号将所述生产物品推进所述滑道;

分道器,用于将所述分拣传送带规划为多条分道,并根据所述PLC控制器的第三信号进行换道操作;

围栏和隔板,用于将不同分道的所述生产物品进行分隔;

根据视觉传感器确定的不合格的生产物品的数量,确定不合格的生产物品的比例;

在该比例大于第一预设阈值的情况下,对视觉传感器进行调试;

在该比例小于等于第一预设阈值的情况下,根据气缸推杆的仿真运行曲线图确定气缸推杆的推出次数;

比较气缸推杆的推出次数与不合格的生产物品的数量是否一致,如果不一致,说明气缸推杆的控制有误,对气缸推杆进行调试;

如果一致,确定收集箱中收集的不合格的生产物品与视觉传感器确定的不合格的生产物品的数量是否一致;

如果不一致,则根据气缸推杆的仿真运行曲线图确定气缸推杆推出的最大距离是否均大于第二预设阈值;

如果不是均大于第二预设阈值,则对气缸推杆进行调试;

如果均大于第二预设阈值,则调试气缸推杆、滑道和收集箱之间的相对位置。

2.根据权利要求1所述的生产线分拣与包装系统的虚拟调试方法,其特征在于,所述包装工位的三维模型包括:自动装箱机,用于将所述分拣工位分拣后的生产物品自动装箱;

包装箱,所述包装箱包括打开状态和封闭状态;

包装传送带,用于输送所述包装箱,并联动所述自动装箱机将所述生产物品自动装箱至所述包装箱。

3.根据权利要求2所述的生产线分拣与包装系统的虚拟调试方法,其特征在于,所述自动装箱机为二轴桁架机械臂,所述二轴桁架机械臂包括:支架;

横轴导轨,固定在所述支架上;

竖轴导轨,可滑动地固定在所述横轴导轨上;

滑块,可滑动地固定在所述竖轴导轨;

吸盘,固定在所述滑块上。

4.根据权利要求3所述的生产线分拣与包装系统的虚拟调试方法,其特征在于,配置所述物理属性包括定义所述三维模型中的碰撞体、刚体和添加对象源;

配置所述传动属性包括配置固定副、滑动副和铰链副;

配置所述运行属性包括配置碰撞传感器、位置控制、传送带类型和吸盘状态;

配置电气信号包括配置所述分拣工位的信号控制与传输,以及所述包装工位的信号控制。

5.根据权利要求2所述的生产线分拣与包装系统的虚拟调试方法,其特征在于,所述仿真序列包括生产物品出料序列、气缸序列、分道器序列、自动装箱序列和包装传送带序列。

6.根据权利要求2所述的生产线分拣与包装系统的虚拟调试方法,其特征在于,所述PLC控制程序用于:在所述视觉检测器每次检测到质量合格的所述生产物品的情况下,第一计数器和第二计数器均加1;

在所述第一计数器等于n/2时,输出换道信号,以控制所述分道器进行换道,n为每个包装箱内待装的生产物品的数量,并将所述第一计数器清零;

在所述第二计数器等于n时,输出自动装箱信号,以控制所述自动装箱机进行装箱操作,并将所述第二计数器清零;

通过按钮实现总电源控制;

检测所述MCD仿真模型的仿真动作,获取所述MCD仿真模型的运行状态;

对所述自动化生产线的产量数据进行统计。

7.根据权利要求2所述的生产线分拣与包装系统的虚拟调试方法,其特征在于,所述HMI监控画面中显示的内容包括所述三维模型中各组件运行状态的指示灯、电源开关和数据清零的控制按钮,以及所述自动化生产线的产量数据。

8.根据权利要求2所述的生产线分拣与包装系统的虚拟调试方法,其特征在于,对所述MCD仿真模型的虚拟调试包括:获取所述气缸的气缸推杆的位置、所述分道器的位置和所述自动装箱的机械臂的位置各自随时间的变化曲线;

根据气缸推杆的位置、所述分道器的位置和所述机械臂的位置随时间的变化曲线,对所述MCD仿真模型进行调试。

9.一种生产线分拣与包装系统的虚拟调试装置,其特征在于,应用于权利要求1‑8任一所述的生产线分拣与包装系统的虚拟调试装置,包括:建模模块,用于利用NX软件创建自动化生产线中分拣工位和包装工位的三维模型,并对所述三维模型进行装配;

配置模块,用于利用所述NX软件的机电概念设计模块对装配后的三维模型配置物理属性、传动属性、运行属性、电气信号和创建仿真序列,构建MCD仿真模型;

控制模块,用于利用TIA Portal软件设计对所述MCD仿真模型的PLC控制程序和HMI监控画面;

调试模块,用于利用PLCSIM Advanced软件将所述PLC控制程序的输出与输入信号分别与所述MCD仿真模型的输入与输出信号进行映射,实现基于所述PLC控制程序和HMI监控画面对所述MCD仿真模型的虚拟调试。