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数字化孪生机械手实现设备零风险运行

来源:荣格 发布时间:2018-03-08 424
化工塑料橡胶塑料加工设备模具及零件材料处理、计量与检测
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凭借全新R9机械手控制系统的推出,威猛精彩地展示了通过运用最新硬件和软件技术,其可在效率以及运行安全方面实现的更多潜力。该系统所带来的一项重要功能就是数字化孪生机械手。这种功能已成为R9控制系统的标配,够虚拟地验证机械手在任意时刻的工作序列,从而确保加工设备和机械手实现零风险运行。

凭借全新R9机械手控制系统的推出,威猛精彩地展示了通过运用最新硬件和软件技术,其可在效率以及运行安全方面实现的更多潜力。该系统所带来的一项重要功能就是数字化孪生机械手。这种功能已成为R9控制系统的标配,够虚拟地验证机械手在任意时刻的工作序列,从而确保加工设备和机械手实现零风险运行。

真实的生产单元(在反面页上):在R9机械手控制终端上,通过数字化孪生机械手功能实现的相应虚拟结果。

R9控制系统最早在2016年的德国杜赛尔多夫国际塑料及橡胶博览会(K展)上推出。该系统带有一个10.1寸的大尺寸直式显示屏(之前R8系统的手动输入式终端上采用的是8.4寸的显示屏)以及一个反映了当前平板电脑趋势的电容式触摸表面。该触摸表面还支持手势命令,能够通过扫动来更换页面以及通过两个手指操作实现缩放,因此操作起来更加直观。R9还配备了几个多核处理器,以通过最佳的任务分工实现更佳性能。通过虚拟功能,该系统完全解决了以前存在的耗时和安全问题,进而确保最高的运行安全性,并在发生紧急事件时,做出最快的响应。

依托这些创新,威猛还开发了几种新途径,以便为机器操作人员提供更好的支持。其中就包括操作人员能够以虚拟的方式来验证自己所设定的机械手工作序列。

真实流程的虚拟显示

控制系统会根据所编程序,生成一个虚拟的生产单元,操作人员可通过随意可选的视角,缩放虚拟显示的各个部位,并随时进行更改。这样,就可以在控制系统内展示实际单元和/或机械手的数字化复制版(孪生版)。这个孪生版和现实中的设备拥有相同的属性和特性,因此能够模拟特定实际应用中的特定流程。

每当创建相关部分的机械手程序后,就可以通过控制系统的测试菜单进入仿真模式。为了能够无误地区分虚拟孪生设备和真实设备,当设备处于仿真模式时,R9 Teach Box的屏幕上就会出现一个发光的生产框架,同时虚拟机械手将会以示意图的形式显示在屏幕上。

R9机械手控制系统(欢迎界面屏幕)                                                    R9机械手臂控制系统,屏幕上正在显示生产单元的数字化孪生装置。

在这种模式下,系统可以根据所记录的关键参数,来模拟注塑机的工作。这样,操作人员就可以借助该仿真模式,迅速检测机械手程序中可能存在的各种严重错误,并根除真实测试运行中涉及到的风险情形。以前,一些最多可包含六种同时运动的复杂序列(例如机械手各轴运动再加上额外的旋转轴运动)可导致机械手与保护架或注塑机的系杆发生碰撞,而现在借助该孪生模拟设备,就有效地根除了这种“恐怖”的编程任务。

尤其是该功能还可以检测出序列逻辑中存在的错误以及存在空间和时间重叠的潜在同步问题。例如,我们只能确切地掌握气动轴的终点位置,因此,在发动命令后,系统需要不断检查该轴是否到达终点位置,然后才可发出新命令。与此不同,伺服轴能够以极短的间隔时间自动发送自身位置。

这款数字化孪生装置可在各种工作模式下用于整个加工流程,其中包括“空转运行”、手动操作或逐步操作模式。

在电脑上运行

除了能够在威猛的R9控制系统上运行外,这款数字化孪生装置还可在电脑上运行。只要能够提供相关的设备定义,就可以在程序进入机械手之前,先在计算机上执行模拟运行,从而及早发现可能存在的序列错误。这样,该数字化孪生装置还可最大限度地缩短在生产单元中设置机器时所花费的非生产时间。待机械手程序的逻辑序列在电脑上通过测试并加载到设备上后,唯一需要做的就是将机械手的真实位置告诉给系统。

除了使用该数字化孪生装置之外,R9控制系统还提供了另一种安全功能。在手动操作和空载运行循环中,R9控制系统会启动自已的防撞控制功能。该功能会持续地监测每个驱动系统的功率输入。

如果出现显著偏离标准值,进而可能导致机械手与生产单元内的其他部件发生碰撞的情形,该驱动系统就会立即关闭,停止运行。

“通过以脱离机器的方式虚拟地模拟机械手,我们的目的是缩短机器设置时间,并通过各种预防性措施确保设备安全无误地运行。”威猛集团机械手和自动化系统部门的国际销售经理 Martin stammhammer说道。


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