基于西门子PS、博图17的产线虚拟仿真及有限元分析

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@小白创作中心

基于西门子PS、博图17的产线虚拟仿真及有限元分析

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CSDN

https://blog.csdn.net/qq_67896689/article/details/143730716

本文介绍了一个基于数字孪生技术的工业机器人仿真项目，使用ABB机器人实现圆柱形件的运输与摆放。项目涉及Solidworks建模、博图17信号控制和西门子PS仿真等多个技术环节，展示了工业自动化和智能制造领域的最新实践。

1. 任务分析

工业机器人是具有智能化且复合动作功能的机电设备，它的出现主要是为了替代人工，高效完成生产任务，其中机械手就是工业机器人中的代表[1]。ABB机器人以高精度、高速度和高可靠性而闻名，采用了先进的传感器和控制技术，能够在多种工业应用场景中实现精确的操作。人工智能作为推动机器人技术发展的关键驱动力，正在塑造一个全新的工业机器人时代，赋能各行各业实现更多可能。ABB已将人工智能融入全线业务，携手合作伙伴进一步增强AI创新实力，并支持客户提升效率和质量[2]。

此次实训任务就是基于数字孪生技术使用ABB机器人实现圆柱形件的运输与摆放,总体包含建模、信号控制及仿真三方面。建模部分使用Solidworks软件对已测量的实训装置进行建模、装配、整体布局；信号控制方面利用博图17对仿真所需信号进行逻辑编写,Advance4.0进行关联控制；仿真部分使用西门子PS软件,对已建模型给予动作控制及控制信号建立。最后，实现与现实比例一比一的孪生控制。

2. 系统方案设计

首先，我们依据实训平台的实际测量数据，精确地对所需零件进行三维建模，随后将这些零件组装成各个关键的装配体，包括输送装置、ABB机械手、机械爪、棋盘、吸盘以及支撑架。这一过程确保了每个部件的尺寸和配合度都符合设计要求。

紧接着，我们将这些模型通过Crossmanage软件进行格式转换，并顺利导入西门子的PS软件中。在PS软件中，我们进行了细致的组件分配，编辑了机构的动作逻辑，设置了仿真操作环境，并着手进行机器人路径的规划。同时，我们为机器人设置默认程序，创建了必要的信号，并进行了仿真模拟，以验证各部分的功能和协调性。

为了实现对整个系统的精准控制，我们使用了博图17。在博图软件中，我们为控制器创建了信号变量，编写控制程序。同时，对HMI的按键和I/O域进行了设计，并将这些设计与之前创建的变量进行了关联，从而实现了对系统的直观控制和监控。

在完成了软件部分的编程和设置后，我们启动了仿真系统，对整个流程进行了模拟运行。这一步骤不仅验证了软件程序的正确性，还让我们对系统的整体运行效果有了直观的了解。

此外，还对机械爪进行了有限元分析，以确保其在工作中的强度和稳定性。同时，也对整个实训平台的布局合理性以及机械手的路径规划进行了评估，以确保系统在实际应用中的高效性和安全性。

综上所述，我们按照系统方案的设计要求，逐步完成了从零件建模到系统集成、从软件编程到仿真模拟、从有限元分析到布局评估的整个过程，为系统的实际运行打下了坚实的基础。