隨著車間智能化程度的提升,車間設(shè)備更加多元化,數(shù)控機(jī)床、工業(yè)機(jī)器人、AGV、PLC等嵌入式系統(tǒng)設(shè)備的投入極大提升了車間生產(chǎn)效率,但種類繁多的底層設(shè)備也使得車間通信協(xié)議繁雜,各種類各品牌的設(shè)備之間的通信方式難以統(tǒng)一,容易形成信息孤島,這無疑給車間智能化帶來了極大的困難,而可以對各類設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一化通信的OPC UA技術(shù)無疑是解決該類問題的一種重要方案。因此研究如何將OPC UA技術(shù)應(yīng)用于制造車間并在此基礎(chǔ)上開發(fā)制造執(zhí)行系統(tǒng)具有重要意義。本文首先論述了目前車間在智能化過程中因底層設(shè)備繁多而產(chǎn)生的各種問題,如各設(shè)備之間因?yàn)椴煌ㄐ艆f(xié)議而無法交互,形成信息孤島,并針對這類問題提出使用OPC UA技術(shù)來解決。同時(shí)分析了國內(nèi)外智能制造和OPC UA的研究現(xiàn)狀,對車間各類設(shè)備情況進(jìn)行分析,并重點(diǎn)對機(jī)器人位姿相關(guān)概念以及ROS系統(tǒng)進(jìn)行了討論,闡述了OPC UA技術(shù)的基本概念、信息建模方法以及通信原理,創(chuàng)新性地將OPC UA與ROS系統(tǒng)及其它類型的傳感器進(jìn)行結(jié)合,并以某車間智能制造生產(chǎn)線為例,研究并給出了ROS機(jī)器人以及傳感器的OPC UA信息模型,在此基礎(chǔ)上提出一種基于OPC UA的車間通信架構(gòu),使用R... 

【文章頁數(shù)】：73 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 引言
    1.1 課題研究背景與意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及分析
    1.3 論文主要研究思路和內(nèi)容
第2章 智能制造車間信息流分析
    2.1 智能制造車間設(shè)備
    2.2 工業(yè)機(jī)器人、AGV與 ROS系統(tǒng)
        2.2.1 ROS系統(tǒng)簡介
        2.2.2 基于ROS系統(tǒng)的工業(yè)機(jī)器人和AGV小車
        2.2.3 基于ROS系統(tǒng)的通信方式
    2.3 機(jī)器人位姿的數(shù)學(xué)描述及其在ROS中的表示
        2.3.1 機(jī)器人位姿簡介
        2.3.2 機(jī)器人位姿的數(shù)學(xué)描述
        2.3.3 ROS機(jī)器人中的位姿表示
    2.4 ARM開發(fā)板與傳感器的通信
    2.5 車間設(shè)備通信存在的問題
    2.6 本章小結(jié)
第3章 基于OPC UA架構(gòu)的數(shù)據(jù)通信方法
    3.1 OPC UA概述
    3.2 OPC UA通信原理
        3.2.1 OPC UA的地址空間
        3.2.2 OPC UA的通信模式
        3.2.3 OPC UA信息交互網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)
    3.3 OPC UA與 ROS系統(tǒng)的結(jié)合
    3.4 本章小結(jié)
第4章 基于OPC UA架構(gòu)的智能制造通信系統(tǒng)
    4.1 案例背景
        4.1.1 車間設(shè)備通信現(xiàn)狀
        4.1.2 車間通信要求
    4.2 OPC UA信息模型建立
        4.2.1 傳統(tǒng)車間通信模式和MES系統(tǒng)存在的問題
        4.2.2 ROS機(jī)器人的OPC UA信息模型
        4.2.3 傳感器的OPC UA信息模型
        4.2.4 車間設(shè)備OPC UA信息模型
    4.3 基于OPC UA的車間數(shù)據(jù)通信架構(gòu)設(shè)計(jì)
        4.3.1 數(shù)據(jù)通信流程
        4.3.2 底層設(shè)備集成OPC UA
        4.3.3 基于OPC UA的車間通信架構(gòu)
    4.4 系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
        4.4.1 系統(tǒng)架構(gòu)
        4.4.2 編程實(shí)現(xiàn)
    4.5 本章小結(jié)
第5章 基于OPC UA架構(gòu)的MES系統(tǒng)設(shè)備監(jiān)控模塊開發(fā)
    5.1 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)
        5.1.1 MES系統(tǒng)整體框架
        5.1.2 MES系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)
    5.2 MES設(shè)備監(jiān)控模塊設(shè)計(jì)
        5.2.1 MES設(shè)備監(jiān)控模塊功能設(shè)計(jì)
        5.2.2 機(jī)器人運(yùn)動(dòng)狀態(tài)分析
        5.2.3 用例設(shè)計(jì)
    5.3 MES系統(tǒng)開發(fā)技術(shù)
        5.3.1 系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境
    5.4 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)
        5.4.1 實(shí)體關(guān)系(E-R)圖設(shè)計(jì)
        5.4.2 數(shù)據(jù)庫表結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
    5.5 MES系統(tǒng)集成OPC UA
    5.6 MES系統(tǒng)設(shè)備監(jiān)控模塊開發(fā)
        5.6.1 機(jī)器人監(jiān)控
        5.6.2 傳感器監(jiān)控
    5.7 本章小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
    6.1 全文總結(jié)
    6.2 研究展望
參考文獻(xiàn)
致謝
附錄


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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[4]面向復(fù)雜精密裝備總裝車間的智能制造模式及部分關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 鄧鵬程.重慶大學(xué) 2018
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[6]基于優(yōu)先排產(chǎn)的電子產(chǎn)品MES系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 倪從正.杭州電子科技大學(xué) 2018
[7]支持OPC UA功能的工業(yè)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 寧懿.北京交通大學(xué) 2018
[8]基于OPC UA的地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)關(guān)鍵模塊的研究與實(shí)現(xiàn)[D]. 陳兵.西安電子科技大學(xué) 2017
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[10]基于OPC UA的數(shù)控機(jī)床遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)研究[D]. 謝春秋.蘭州理工大學(xué) 2017



本文編號：3724628