擺剪線三維仿真模擬系統及實現方法
2023-05-20 22:20:46 1
專利名稱：擺剪線三維仿真模擬系統及實現方法
技術領域：
本發明涉及鋼鐵剪切線培訓、考核及生產領域，特別是一種以動態模擬操作為平臺，以三維動態圖像顯示各操作環節的三維仿真模擬系統及實現方法。
背景技術：
目前，在鋼板材加工的企業，擺剪線為大型現代化的設備，不僅價格昂貴，而且技術含量高，使用和操作難度大。一旦出現操作失誤，會造成設備損壞進而導致企業停產，給企業帶來損失。現實情況是，熟練掌握擺剪線操作技術的員エ熟練有限，並且經常發生流動，這對新的技術操作人員培訓提出了更高的要求。而傳統的培訓平臺大多是採用信號模擬擺剪線各個動作，不僅不能親身體驗操作過程加深印象，而且也不能通過三維可視化技術來全程直觀了解整個擺剪線的工作環節。
發明內容
本發明目的是提供一種能夠以三維動態圖像模擬完成擺剪線操作培訓的作業系統及實現方法。具體提供一種擺剪線三維仿真模擬系統及實現方法，該系統可以通過操作臺按鈕模擬進行擺剪線的生產過程，並通過三維仿真平臺模塊以三維動態圖形的方式顯示不同按鈕功能，能夠幫助使用者完成鋼卷上料、對中、穿帯、進入矯直機、剪切、堆垛等一系列機組流程的模擬操作，是提高員エ操作技術水平，提高工作效率的重要手段。本發明之擺剪線三維仿真模擬系統包括有一操作臺面板模塊，通過操作臺面操作按鈕發出操作指令；ー顯示模塊，包括有主顯示器和副顯示器，主顯示器顯示操作流程節點，副顯示器顯示操作按鈕功能圖像；—多個工作平臺，包括有操作開關、操作按鈕、信號端子板、電路接線板及多個用於控制所述的操作臺面模塊運動方式的PLC控制器，多個工作平臺運行仿真控制軟體，與PLC通訊獲取控制信號以操作仿真平臺功能實現擺剪線的控制；本發明之擺剪線三維仿真模擬系統的實現方法包括如下步驟(I)使用者打開電源開關，並將系統調試至工作狀態，根據副顯示器上擺剪流程的工作點，提示操作者使用不同的操作按鈕，並在主顯示器上觀看各個功能按鈕的實際剪切動作畫面；(2)上料在擺剪線仿真實訓平臺的操作臺上轉動「芯軸移近、移出」按鈕，系統將控制信號和邏輯連鎖結果提供給上位三維圖形仿真平臺，由三維仿真控制系統模擬出芯軸移近、移出的實際動作；最後在主顯示器上顯示上料過程中把芯軸移近待料小車的帶鋼中的的動作過程，在從顯示器上顯示整條擺剪線的運行情況；(3)對中在擺剪線仿真實訓平臺的操作臺上點擊「引料導板上升、下降」按鈕，由三維圖形仿真平臺模擬出引料導板上升、下降的實際動作；主顯示器上顯示穿帶鋼時引料導板上升的動作過程和帶鋼進入矯直機後引料導板下降的動作過程；同時在虛擬界面上顯示該步驟的文字解釋和注意事項；從顯示器上顯示虛擬環境中整條擺剪線的運行情況；(4)穿帯在擺剪線仿真實訓平臺的操作臺上點擊「穿帯」的相關操作按鈕，系統將控制信號和邏輯連鎖結果提供給上位三維圖形仿真平臺，由模擬出穿帶過程的一系列實際動作；(5)進入矯直機在擺剪線仿真實訓平臺的操作臺上點擊「夾送輥上升、下降」按鈕，由三維仿真控制系統模擬出夾送輥上升、下降的實際動作，主顯示器上顯示帶鋼送入矯直機後夾送輥上升的動作過程和帶鋼在沒進入矯直機前下降夾送輥把帶鋼送入矯直機的動作過程，並在顯示器上顯示相關步驟的文字提示信息，從顯示器上顯示整條擺剪線的運行情況；(6)剪切在擺剪線仿真實訓平臺上按下「擺剪線自動剪切」按鈕，由三維仿真控制系統模擬出擺剪線自動剪切的實際動作，最後在主顯示器上顯示生產作業過程中擺剪自動剪切的動作過程，在從顯示器上顯示整條擺剪線的運行情況；(7)堆垛在擺剪線仿真實訓平臺上按下「磁力皮帶正轉」按鈕，主顯示器上顯示磁力皮帶正轉把剪切下來的板料輸送至堆垛臺的動作過程，從顯示器上顯示整條擺剪線的運行情況(8)操作結束關閉電源，關閉作業系統。本發明的有益效益(I)縮短員エ操作培訓時間，提高培訓效率；(2)電腦模擬作業系統，減少了實體生產線的購買，降低成本；(3)以圖像顯示各個操作流程節點及按鈕功能，增強員エ培訓興趣；(4)三維動態顯示模擬，加深員エ操作印象，提高動手操作能力。
圖1為本發明的結構示意圖。
具體實施例方式請參閱圖1所示，本發明之擺剪線三維仿真模擬系統包括有操作臺面板模塊2、顯示模塊5、三維仿真平臺模塊I和多個工作平臺3，其中多個工作平3包括六個具體剪切工作模塊上料模塊、對中模塊、穿帶模塊、矯直機模塊、剪切模塊、堆垛模塊，通過操作臺面板模塊2上的控制按鈕和控制開關來操作多個工作平臺模塊3，並通過三維仿真平臺模塊I以三維動態圖形的方式顯示不同按鈕功能，從而完成整個剪切線的生產模擬，並通過在顯示模塊5上的主從液晶顯示器中進行顯示，便於觀察實際操作效果，更直觀的了解擺剪線的操作流程。本發明之擺剪線三維仿真模擬系統的實現方法包括以下步驟(I)、打開擺剪線三維仿真模擬系統，根據副顯示器的擺剪流程選擇不同的功能按鈕，主要流程及工作按鈕包括上料、對中、穿帯、進入矯直機、剪切及堆垛；(2)、上料在擺剪線仿真實訓平臺的操作臺上轉動「芯軸移近、移出」按鈕，系統將控制信號和邏輯連鎖結果提供給上位三維圖形仿真平臺，由三維仿真控制系統模擬出芯軸移近、移出的實際動作；最後在主顯示器上顯示上料過程中把芯軸移近待料小車的帶鋼中的的動作過程，在從顯示器上顯示整條擺剪線的運行情況。(3)、對中在擺剪線仿真實訓平臺的操作臺上點擊「引料導板上升、下降」按鈕，由三維圖形仿真平臺模擬出引料導板上升、下降的實際動作；主顯示器上顯示穿帶鋼時引料導板上升的動作過程和帶鋼進入矯直機後引料導板下降的動作過程；同時在虛擬界面上顯示該步驟的文字解釋和注意事項，從顯示器上顯示虛擬環境中整條擺剪線的運行情況；(4)、穿帶在擺剪線仿真實訓平臺的操作臺上點擊「穿帯」的相關操作按鈕，系統將控制信號和邏輯連鎖結果提供給上位三維圖形仿真平臺，由三維仿真控制系統模擬出穿帶過程的一系列實際動作；(5)、進入矯直機在擺剪線仿真實訓平臺的操作臺上點擊「夾送輥上升、下降」按鈕，由三維仿真控制系統模擬出夾送輥上升、下降的實際動作，主顯示器上顯示帶鋼送入矯直機後夾送輥上升的動作過程和帶鋼在沒進入矯直機前下降夾送輥把帶鋼送入矯直機的動作過程，並在顯示器上顯示相關步驟的文字提示信息，從顯示器上顯示整條擺剪線的運行情況；(6)、剪切在擺剪線仿真實訓平臺上按下「擺剪線自動剪切」按鈕，由三維仿真控制系統模擬出擺剪線自動剪切的實際動作，最後在主顯示器上顯示生產作業過程中擺剪自動剪切的動作過程，在從顯示器上顯示整條擺剪線的運行情況；(7)、堆垛在擺剪線仿真實訓平臺上按下「磁力皮帶正轉」按鈕，主顯示器上顯示磁力皮帶正轉把剪切下來的板料輸送至堆垛臺的動作過程，從顯示器上顯示整條擺剪線的運行情況；(8)操作結束關閉電源，關閉作業系統。
權利要求
1.一種擺剪線三維仿真模擬系統，其特徵在於該系統包括有 一操作臺面板模塊，操作臺面板模塊通過操作臺面操作按鈕發出操作指令； ー顯示器模塊，包括主顯示器和副顯示器，主顯示器顯示操作流程節點，副顯示器顯示操作按鈕功能圖像； 多個工作平臺，包括有操作開關、操作按鈕、信號端子板、電路接線板及多個用於控制所述的操作臺面模塊運動方式的PLC控制器，多個工作平臺運行仿真控制軟體，與PLC通訊獲取控制信號以操作仿真平臺功能實現擺剪線的控制。
2.一種擺剪線三維仿真模擬系統的實現方法，該方法包括如下步驟 (1)使用者打開電源開關，並將系統調試至工作狀態，根據副顯示器上擺剪流程的工作點，提示操作者使用不同的操作按鈕，並在主顯示器上觀看各個功能按鈕的實際剪切動作畫面； (2)上料在擺剪線仿真實訓平臺的操作臺上轉動「芯軸移近、移出」按鈕，系統將控制信號和邏輯連鎖結果提供給上位三維圖形仿真平臺，由三維仿真控制系統模擬出芯軸移近、移出的實際動作；最後在主顯示器上顯示上料過程中把芯軸移近待料小車的帶鋼中的的動作過程，在從顯示器上顯示整條擺剪線的運行情況； (3)對中在擺剪線仿真實訓平臺的操作臺上點擊「引料導板上升、下降」按鈕，由三維圖形仿真平臺模擬出引料導板上升、下降的實際動作；主顯示器上顯示穿帶鋼時引料導板上升的動作過程和帶鋼進入矯直機後引料導板下降的動作過程；同時在虛擬界面上顯示該步驟的文字解釋和注意事項；從顯示器上顯示虛擬環境中整條擺剪線的運行情況； (4)穿帶在擺剪線仿真實訓平臺的操作臺上點擊「穿帯」的相關操作按鈕，系統將控制信號和邏輯連鎖結果提供給上位三維圖形仿真平臺，由模擬出穿帶過程的一系列實際動作； (5)進入矯直機在擺剪線仿真實訓平臺的操作臺上點擊「夾送輥上升、下降」按鈕，由三維仿真控制系統模擬出夾送輥上升、下降的實際動作，主顯示器上顯示帶鋼送入矯直機後夾送輥上升的動作過程和帶鋼在沒進入矯直機前下降夾送輥把帶鋼送入矯直機的動作過程，並在顯示器上顯示相關步驟的文字提示信息，從顯示器上顯示整條擺剪線的運行情況； (6)剪切在擺剪線仿真實訓平臺上按下「擺剪線自動剪切」按鈕，由三維仿真控制系統模擬出擺剪線自動剪切的實際動作，最後在主顯示器上顯示生產作業過程中擺剪自動剪切的動作過程，在從顯示器上顯示整條擺剪線的運行情況； (7)堆垛在擺剪線仿真實訓平臺上按下「磁力皮帶正轉」按鈕，主顯示器上顯示磁力皮帶正轉把剪切下來的板料輸送至堆垛臺的動作過程，從顯示器上顯示整條擺剪線的運行情況 (8)操作結束關閉電源，關閉作業系統。
全文摘要
本發明公開了一種擺剪線三維仿真模擬系統及實現方法，該系統包括操作臺面板模塊、顯示器模塊，多個工作平臺以及仿真平臺模塊；所述的操作臺面板模塊有集成操作開關、操作按鈕、信號端子板，電路接線板等硬體設備；所述的顯示模塊由主、從液晶顯示器構成；多個工作平臺包括上料、對中、穿帶、進入矯直機、剪切、堆垛模塊；三維仿真平臺模塊採用三維虛擬仿真軟體製作擺剪線現場操作環境的三維模型，同時通過數據採集系統採集各類電氣信號，通過可編程控制器PLC進行擺剪的邏輯連鎖，並將控制信號和邏輯連鎖結果提供給上位三維圖形仿真平臺，最後由三維仿真控制系統模擬出擺剪的實際動作。這種實訓作業系統能縮短員工培訓操作時間，降低培訓成本，提高培訓效率。
文檔編號G09B5/02GK103065541SQ201310000378
公開日2013年4月24日 申請日期2013年1月2日 優先權日2013年1月2日
發明者郭三明 申請人:長春寶鋼鋼材貿易有限公司