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题名手术钳落料工作站数字孪生系统设计与应用
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作者
杜贤震
李家鹏
侯杰
李玉胜
李致远
王好臣
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机构
山东理工大学机械工程学院
山东万斯达科技股份有限公司
山东工智科技有限公司
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出处
《机床与液压》
北大核心
2025年第10期207-214,共8页
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基金
教育部供需对接就业育人项目(20230101644)
山东省科技型中小企业创新能力提升工程项目(2023TSGC0981)。
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文摘
针对手术钳坯料落料效率低、劳动强度高且对其自动化生产研究较少的情况,通过分析其落料工艺过程,基于模块化设计方法在SolidWorks中设计手术钳落料工作站。结合数字孪生技术设计了工作站的数字孪生系统架构,并在Visual Components中建立了工作站的数字孪生模型。基于OPC UA技术设计了工作站数字孪生系统的通信架构,实现了工作站物理实体与孪生模型的实时通信和数据交互。通过手术钳落料工作站数字孪生系统的运行测试,验证了数据通信的可行性和稳定性。结果表明:所设计的数字孪生系统弥补了传统工作站不具备可视化功能的缺陷,实现了工作站的虚拟调试、全息监控、碰撞预警和数据分析等功能,并使生产效率提高了45%。
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关键词
数字孪生
信息物理融合
可视化功能
手术钳
落料工作站
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Keywords
digital twin
cyber-physical fusion
visualization function
surgical forceps
blanking workstation
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分类号
TP278
[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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题名手术钳整形工作站数字孪生系统设计与应用
- 2
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作者
李致远
高洪辉
杜贤震
李玉胜
王好臣
李家鹏
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机构
山东理工大学机械工程学院
齐河县职业中等专业学校(齐河县技工学校)
山东工智科技有限公司
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出处
《机床与液压》
北大核心
2025年第15期174-183,共10页
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基金
教育部供需对接就业育人项目(20230101644)
山东省科技型中小企业创新能力提升工程项目(2023TSGC0981)。
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文摘
针对手术钳整形自动化程度低、劳动强度大及生产效率低等问题,通过分析其整形工艺过程,基于模块化设计方法在SolidWorks中设计手术钳整形工作站,通过3DMAX进行轻量化处理。结合数字孪生技术,在Visual Components中,对模型进行连接属性、行为逻辑及运动规则等多层次开发,构建工作站数字孪生系统。基于OPC UA设计工作站数字孪生通信架构,实现工作站物理实体与虚拟模型之间的数据交互和实时通信。通过搭建虚拟仿真平台,对手术钳整形工作站数字孪生系统进行运行测试,验证所设计工作站孪生系统的可行性。结果表明:设计的手术钳整形工作站数字孪生系统实现了虚拟调试、碰撞检测和数据分析等功能,并使手术钳整形效率提高了30.8%。
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关键词
数字孪生
手术钳整形工作站
物理信息融合
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Keywords
digital twin
surgical forceps shaping workstation
physical information fusion
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分类号
TP278
[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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题名工业机器人装箱与码垛工作站数字孪生系统设计与优化
被引量：7
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作者
李家鹏
王剑
李学伟
王好臣
李永华
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机构
山东理工大学机械工程学院
山东工智科技有限公司
淄博永华滤清器制造有限公司
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出处
《现代制造工程》
CSCD
北大核心
2023年第10期44-49,共6页
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基金
国家自然科学基金青年基金项目(51505265)
教育部产学研合作协同育人项目(202101264005)
淄博市重点研发计划项目(2019ZBCX585)。
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文摘
为优化工业机器人装箱与码垛的作业效率,结合数字孪生技术,在Visual Components软件中搭建了数字孪生模型,完成了基于Siemens S7和Modbus协议的信息物理融合系统架构设计,实现了物理实体与数字模型的实时链接。采用遗传算法规划了工业机器人装箱与码垛最优路径,利用Visual Components软件完成了编程与数字孪生同步验证。利用搭建的数字孪生模型对动力辊道线和机器人的参数进行优化后消除了码垛机器人的怠工状态,同时将装箱与码垛工作站的工作效率提高了13%。该研究可对装箱与码垛工作站提供参考和理论依据。
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关键词
工业机器人
装箱与码垛
数字孪生
信息物理融合
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Keywords
industrial robot
packing and palletizing
digital twin
cyber-physical fusion
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分类号
TP278
[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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题名H型钢梁多机器人焊接工作站设计与仿真
被引量：4
- 4
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作者
李家鹏
王剑
李学伟
王好臣
李玉胜
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机构
山东理工大学机械工程学院
山东工智科技有限公司
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出处
《机床与液压》
北大核心
2023年第15期21-25,共5页
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基金
国家自然科学基金青年科学基金项目(51505265)
淄博市重点研发计划项目(2019ZBCX585)。
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文摘
针对H型钢梁人工焊接效率低、成本高、劳动强度大且对其自动化生产的研究较少的情况,通过分析其焊接过程,设计一种由两台焊接机器人和一台搬运机器人组成的自动化焊接工作站。利用SolidWorks设计了扩大机器人工作范围的第七轴和保证机器人运行轨迹与焊缝不发生偏离的焊缝自动跟踪系统,在数字化仿真软件Visual Components中搭建机器人焊接工作站布局,采用遗传算法规划最优焊接路径,利用仿真软件完成了编程与仿真。仿真结果表明所建立工作站布局的正确性。
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关键词
H型钢梁
焊接
机器人
Visual
Components软件
仿真
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Keywords
H-shaped steel beam
Welding
Robot
Visual Components software
Simulation
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分类号
TP249
[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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题名基于OPC UA的数字孪生车间信息物理融合系统
被引量：19
- 5
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作者
王剑
王好臣
李学伟
郑苏芮
李家鹏
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机构
山东理工大学机械工程学院
山东工智科技有限公司
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出处
《现代制造工程》
CSCD
北大核心
2023年第4期43-50,共8页
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基金
国家自然科学基金青年基金项目(51505265)
教育部产学研合作协同育人项目(202101264005)
淄博市重点研发计划项目(2019ZBCX585)。
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文摘
针对生产车间数据集成和分享难度大、实时可视化监控成本高等问题,基于OPC统一架构(Unified Architecture,UA)与数字孪生技术,提出一套面向生产车间的数字孪生车间信息物理融合系统方案。首先,设计了数字孪生车间信息物理融合系统架构,分析了系统架构的组成要求,建立了面向生产车间的通用OPC UA信息模型层次架构;然后,通过信息模型建模、OPC UA服务器开发和OPC UA客户端访问构建了数字孪生车间的统一接口;最后,将该系统方案应用于某生产车间,经验证该方案为生产车间数据集成和统一管理、智能化与可视化监控以及各系统程序之间的数据共享提供了保障,是推动智能制造的有效方案。
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关键词
数据集成
OPC统一架构
数字孪生
信息模型
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Keywords
data integration
OPC Unified Architecture(UA)
digital twin
information model
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分类号
TP274
[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
TP278
[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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