一种复合肥配料生产线可视化模拟方法技术

本发明专利技术涉及一种复合肥配料生产线可视化模拟方法，该方法首先在三维建模软件中建立生产线各设备三维模型并画出整个产线的二维布局图；然后将各设备模型及布局图依次导入数字化工厂仿真软件Visual Components中，将各设备模型放置在布局图相应位置并建立各设备模型的属性及行为特征；连接各设备间相关联的信号和接口，创建产线生产参数的统计图表；运行仿真，观察图表中参数是否达到目标要求，若未达到，调整各设备模型生产参数、设备数量、生产布局等，直至满足要求。此方法旨在论证生产线方案可行性，通过直观的三维动态展示和统计图表，在方案设计阶段尽可能的发现产线中潜在问题，极大降低后期产线的调试及维护成本，也可在一定程度上缩短整个项目交付周期。

【技术实现步骤摘要】
一种复合肥配料生产线可视化模拟方法
本专利技术属于仿真
，具体涉及一种复合肥配料生产线可视化模拟方法。
技术介绍
近年来，世界各国为提高产品质量、降低成本、缩短研制周期，制定了多项先进制造发展战略与规划，调整产业架构，促进产业转型。为了满足市场瞬息万变的需求和激烈的竞争环境，要求制造过程有更高的灵活性、敏捷性。在工业4.0的热潮冲击下，越来越多的企业走上了转型升级的道路，车间自动化设备的投入越来越大，但目前对整条生产线进行自动化改造升级却存在很多问题，因为整条产线的生产过程是一个动态变化的复杂过程，很难通过单纯的数学计算去评估整个产线的生产情况，这样便可能造成方案设计时不能及时发现存在的问题，增加了后期调试与维护的成本，也会出现产线布局不合理、生产效率不高的问题，另外存在的一个问题是产线的柔性化生产程度不够，无法实现多品种、小批量的生产要求，很难满足客户定制化生产的需求。所以目前大多数车间的自动化程度还是很低，大多采用一些自动化专机设备、机器人工作站实现少数几道工序的自动化升级改造，而实现整条生产线的自动化升级还有一段距离。
技术实现思路
为了解决现有技术中的上述问题，本专利技术提供一种复合肥配料生产线可视化模拟方法，可提前验证生产线设计方案的合理性，降低后期调试及维护的成本，提高产线的生产效率。本专利技术采用的技术方案具体如下：步骤一：在三维建模软件中建立生产线各设备模型，将设备模型按照配置文件进行布局装配组成生产线的初始模型，并导出此所述初始模型的CAD布局图；步骤二：将各设备模型及CAD布局图导入虚拟仿真软件中，调整各设备原点位置保证各设备处于正确的姿态，调整好后通过平移旋转设备坐标系的方式将各设备模型放置在CAD布局图上相应的位置以形成仿真模型；步骤三：根据各设备模型在实际生产中具备的功能及生产工艺流程，在仿真模型中建立相应的节点、属性、行为、几何体颜色；步骤四：连接各设备模型间相关联的信号、接口；步骤五：根据生产线目标要求，创建相应的统计图表；步骤六：运行仿真，观察三维显示窗口中动态的生产过程及统计图表中仿真结果是否满足，若不满足则调整各设备工艺参数、设备数量、生产线布局等，直至满足目标要求；步骤七：选择导出视频或导出3DPDF选项，运行满足要求的生产线布局，将生产过程导出为视频动画或3DPDF文件。进一步的，所述步骤一进一步包括：所述的生产线设备包括：自动配料设备、爬斗提升运输设备、混料搅拌设备、全自动包装设备、缝包设备、推袋设备、称重设备、颠带输送线设备、码垛机器人、栈板、叉车。进一步的，步骤三中所述的工艺流程包括：a五种原料化肥的计量、称重、混料；b爬斗提升机将混料后的复合肥运输并倒入搅拌机内；c另一台爬斗提升机将搅拌后的复合肥倒入全自动包装秤中；d全自动包装秤抓取化肥包装袋并将复合肥倒入包装袋中；e将装好复合肥后的包装袋运输到缝包机上缝包；f待缝包好的化肥袋输送到推袋设备处推到；g进行整袋的称重检测，不合格则推下输送线；h码垛机器人进行码垛；g叉车将码垛好的产品叉走。进一步的，所述建立相应的节点具体为：为每个设备建立一个对应的节点；并根据两个或者多个设备之间的相对运动关系选择一个设备的部件，所述部件的运动使得所述部件所属的设备和其它设备之间存在相对运动关系；并为所述部件创建对应的节点。进一步的，建立相应的节点包括分析设备中的各部件是否存在相对运动关系，串联机构建立父子节点关系，并联机构建立同等层次节点关系，对于有耦合关系的机构，进行运动学分析，建立各组件的运送学关系式写入各节点属性中。进一步的，所述建立属性、行为、几何体颜色；具体为：为每个节点添加和节点相关的属性值、行为和颜色。进一步的，节点的属性是和节点对应的设备相关的属性；在进行属性值添加时，根据所述节点对应的设备/部件呈现所有和该设备/部件对应的属性，预先填充属性值，并将属性、预先填充属性值对的列表呈现给用户进行属性值的添加以建立所述节点的属性；当没有预先填充属性值时，将默认值作为预先填充属性值。进一步的，统计图表中包含多项统计参数，基于统计图表中不满足的统计参数及其组合获取关联的调整建议列表，并将所述关联的调整建议列表提供给用户，用户基于所述调整建议列表进行调整。进一步的，所述基于统计图表中不满足的统计参数及其组合获取和关联的调整建议列表，具体为：将所述不满足的统计参数进行组合以获取多个统计参数组合，基于所述统计参数组合查询和所述统计参数组合对应的调整建议；基于统计参数本身获取调整建议；将调整建议按照对应的统计参数组合的长度的大小从大到小排列，并在其后追加统计参数本身对应的调整建议，以构成调整建议列表。进一步的，仿真软件中保存统计参数组合及其对应的调整建议对应表，根据历史仿真中出现所述统计参数组合时所采用的调整及其调整效果动态的更新所述保存的对应表；使得所述统计参数组合始终对应调整效果最佳的调整建议；类似的，仿真软件中保存统计参数及其对应的调整建议对应表。本专利技术的有益效果为：具备三维动态展示功能，可直观的展示整个生产过程，交流方便，便于发现方案中存在的问题；可在模拟布局中论证设计方案的可行性，降低后期调试和维护的成本；可对产线运行结果进行分析，局部最大化产线的生产效率；当产品型号发生改变时，可在此模拟布局中进行虚拟调试而无需停线，不但保证了旧产品的产量，更是增加了产线的柔性生产能力；能够动态的进行属性值的预先填充，本专利技术中涉及反复的调整，属性值需要多次进行填充，通过预先填充，提高了填充效率；而在调整时能够从仿真对象出发进行全局的建议提供，提高了可视化模拟调整的效率。【附图说明】此处所说明的附图是用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本申请的一部分，但并不构成对本专利技术的不当限定，在附图中：图1是本专利技术的复合肥配料生产线可视化模拟方法示意图。图2为本专利技术的复合肥配料生产线总体布局图。【具体实施方式】为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。如图1所示，其示出了本专利技术一种复合肥配料生产线可视化模拟方法的示意图，该方法通过在虚拟布局中模拟复合肥生产线运行情况，直观的展示了整个产线的生产过程，并可进行仿真结果数据分析，以此来评估产线设计方案的可行性，能够自动的进行属性值的填充，提高模拟效率；优化调整建议组合，能够快速的得到满足要求的可视化模拟对象；具体方法步骤如下：步骤一：在三维建模软件中建立生产线各设备模型，将设备模型按照配置文件进行布局装配组成生产线的初始模型，并导出此所述初始模型的CAD布局图；优选的：所述CAD布局图为整个生产线布局的二维CAD图纸；所述配置文件中包含生产线的设计方案中的详细信息及其目标要求；优选的：需要建模的生产线设备包括：自动配料设备、爬斗提升运输设备、混料搅拌设备、全自动包装设备、缝包设备、推袋设备、称重设备、颠带输送线设备、码垛机器人、栈板、叉车等，另外由于肥料是颗粒，简化为流体进行演示，建模时需建出流体的外形，还需建出不同状态下(未本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种复合肥配料生产线可视化模拟方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：在三维建模软件中建立生产线各设备模型，将设备模型按照配置文件进行布局装配组成生产线的初始模型，并导出此所述初始模型的CAD布局图；步骤二：将各设备模型及CAD布局图导入虚拟仿真软件中，调整各设备原点位置保证各设备处于正确的姿态，调整好后通过平移旋转设备坐标系的方式将各设备模型放置在CAD布局图上相应的位置以形成仿真模型；步骤三：根据各设备模型在实际生产中具备的功能及生产工艺流程，在仿真模型中建立相应的节点、属性、行为、几何体颜色；步骤四：连接各设备模型间相关联的信号、接口；步骤五：根据生产线目标要求，创建相应的统计图表；步骤六：运行仿真，观察三维显示窗口中动态的生产过程及统计图表中仿真结果是否满足，若不满足则调整各设备工艺参数、设备数量、生产线布局等，直至满足目标要求；步骤七：选择导出视频或导出3DPDF选项，运行满足要求的生产线布局，将生产过程导出为视频动画或3DPDF文件。

【技术特征摘要】
1.一种复合肥配料生产线可视化模拟方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：在三维建模软件中建立生产线各设备模型，将设备模型按照配置文件进行布局装配组成生产线的初始模型，并导出此所述初始模型的CAD布局图；步骤二：将各设备模型及CAD布局图导入虚拟仿真软件中，调整各设备原点位置保证各设备处于正确的姿态，调整好后通过平移旋转设备坐标系的方式将各设备模型放置在CAD布局图上相应的位置以形成仿真模型；步骤三：根据各设备模型在实际生产中具备的功能及生产工艺流程，在仿真模型中建立相应的节点、属性、行为、几何体颜色；步骤四：连接各设备模型间相关联的信号、接口；步骤五：根据生产线目标要求，创建相应的统计图表；步骤六：运行仿真，观察三维显示窗口中动态的生产过程及统计图表中仿真结果是否满足，若不满足则调整各设备工艺参数、设备数量、生产线布局等，直至满足目标要求；步骤七：选择导出视频或导出3DPDF选项，运行满足要求的生产线布局，将生产过程导出为视频动画或3DPDF文件。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤一进一步包括：所述的生产线设备包括：自动配料设备、爬斗提升运输设备、混料搅拌设备、全自动包装设备、缝包设备、推袋设备、称重设备、颠带输送线设备、码垛机器人、栈板、叉车。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤三中所述的工艺流程包括：a五种原料化肥的计量、称重、混料；b爬斗提升机将混料后的复合肥运输并倒入搅拌机内；c另一台爬斗提升机将搅拌后的复合肥倒入全自动包装秤中；d全自动包装秤抓取化肥包装袋并将复合肥倒入包装袋中；e将装好复合肥后的包装袋运输到缝包机上缝包；f待缝包好的化肥袋输送到推袋设备处推到；g进行整袋的称重检测，不合格则推下输送线；h码垛机器人进行码垛；g叉车将码垛好的产品叉走。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述建立相应的节点具体为：为每个设备建立一个对应的节点；并根据两个或者多个设备之间的相对运动关系选择一个...

【专利技术属性】
技术研发人员：李传国，甘建安，梅晓辉，于振中，金马，赵福臣，
申请(专利权)人：哈工大机器人合肥国际创新研究院，
类型：发明
国别省市：安徽,34