本文關(guān)鍵詞：基于MTConnect的機(jī)器人制造單元系統(tǒng)研究與實(shí)現(xiàn)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：機(jī)器人制造單元作為制造業(yè)中典型自動化制造單元,是自動化車間的基本單元模塊,具有較高的自動化程度和柔性,能實(shí)現(xiàn)24小時無人生產(chǎn),并能快速適應(yīng)現(xiàn)代制造業(yè)產(chǎn)品多變的市場需求,被廣泛應(yīng)用于模具加工、電子印刷、冶金化工等領(lǐng)域。它是使用多臺搬運(yùn)機(jī)器人將多臺加工設(shè)備連結(jié)起來智能制造單元,系統(tǒng)需要實(shí)時監(jiān)控設(shè)備運(yùn)行狀態(tài),管理調(diào)度加工設(shè)備的運(yùn)作,以提高生產(chǎn)效率,降低產(chǎn)品的報廢率及減少設(shè)備故障。因此,必須加強(qiáng)對設(shè)備的信息集成,提高信息化管理水平。然而,現(xiàn)有工業(yè)機(jī)器人、機(jī)床等設(shè)備存在異構(gòu)通訊的問題。制造業(yè)的互聯(lián)通信技術(shù)相對落后,行業(yè)內(nèi)出現(xiàn)了一些公開標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議,廠家也推出自己的標(biāo)準(zhǔn),卻難以形成行業(yè)上的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。這導(dǎo)致了制造單元的異構(gòu)設(shè)備在數(shù)據(jù)集成上有很大的障礙,難以實(shí)現(xiàn)利益最大化。MTConnect是由美國AMT協(xié)會提出的一項設(shè)備互聯(lián)技術(shù),該技術(shù)建立在現(xiàn)有的協(xié)議之上,目的在于為不同的設(shè)備廠商的硬件和軟件之間提供了一個統(tǒng)一的接口,實(shí)現(xiàn)對車間設(shè)備的信息交互,更好地解決設(shè)備間數(shù)據(jù)通信及兼容性問題。該技術(shù)的出現(xiàn),制造單元的異構(gòu)設(shè)備數(shù)據(jù)集成提供一個很好解決方案。本文以機(jī)器人制造單元為對象,研究并開發(fā)了基于MTConnect協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)器人制造單元系統(tǒng)集成,主要工作內(nèi)容有以下幾方面：(1)對MTConnect協(xié)議的基本應(yīng)用架構(gòu)進(jìn)行了描述,分析了MTConnect Agent(代理服務(wù)器)的工作原理和MTConnect客戶端應(yīng)用的數(shù)據(jù)交互機(jī)制,并提出基于MTConnect機(jī)器人制造單元系統(tǒng)架構(gòu),借助于MTConnect Agent開源和跨平臺優(yōu)勢,降低單元系統(tǒng)的服務(wù)器和客戶端開發(fā)難度,有利于異構(gòu)設(shè)備的集成實(shí)現(xiàn)。(2)研究設(shè)備具體部件的描述方法以及在數(shù)據(jù)流表達(dá)的XML模型,設(shè)計制造單元內(nèi)部設(shè)備所需交互接口Interface,在MTConnect基礎(chǔ)上提出設(shè)備與客戶端的接口Interface實(shí)現(xiàn)客戶端與設(shè)備之間的任務(wù)信息交互。根據(jù)機(jī)器人和機(jī)床的組件特征、對象類別,構(gòu)建單元內(nèi)部設(shè)備的XML模型庫,分別以KEBA六自由度工業(yè)機(jī)器人和Siemens-828D數(shù)控雕銑機(jī)為例,構(gòu)建了符合MTConnect標(biāo)準(zhǔn)V1.30的XML數(shù)據(jù)模型。(3)研究單元設(shè)備中工業(yè)機(jī)器人Adapter(適配器)具體實(shí)現(xiàn),解決非MTConnect標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備與Agent的數(shù)據(jù)交互問題�；贗EC61131-3標(biāo)準(zhǔn)PLC編程語言的CoDeSys平臺,設(shè)計控制器的Socket服務(wù)器流程,實(shí)現(xiàn)機(jī)器人運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)發(fā)布,開發(fā)出嵌入機(jī)器人控制器的Adapter,測試結(jié)果符合MTConnect Agent對數(shù)據(jù)采集的要求。(4)在Visual Studio 2010開發(fā)環(huán)境下,利用C#語言對制造單元系統(tǒng)客戶端軟件進(jìn)行開發(fā),編寫系統(tǒng)的各個功能模塊界面,最終實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)基于MTConnect協(xié)議的制造單元系統(tǒng)集成,最后通過實(shí)例運(yùn)行得到系統(tǒng)各個功能的驗(yàn)證。
【關(guān)鍵詞】：MTConnect 制造單元 機(jī)床 工業(yè)機(jī)器人 通信
【學(xué)位授予單位】：廣東工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP242
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-14
• 第一章 緒論14-24
• 1.1 研究背景和意義14-19
• 1.1.1 課題背景14-15
• 1.1.2 MTConnect技術(shù)的基礎(chǔ)介紹15-17
• 1.1.3 機(jī)器人制造單元的內(nèi)涵17-18
• 1.1.4 研究意義18-19
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀19-22
• 1.2.1 集成制造技術(shù)的發(fā)展19-20
• 1.2.2 MTConnect技術(shù)的發(fā)展20
• 1.2.3 基于MTConnect的集成制造系統(tǒng)研究與應(yīng)用現(xiàn)狀20-22
• 1.4 研究內(nèi)容及章節(jié)安排22-24
• 第二章 基于MTConnect的機(jī)器人制造單元架構(gòu)與關(guān)鍵技術(shù)24-33
• 2.1 基于MTConnect的機(jī)器人制造單元體系架構(gòu)24-27
• 2.1.1 基于MTConnect的機(jī)器人制造單元架構(gòu)24-27
• 2.1.2 基于MTConnect的機(jī)器人制造單元的優(yōu)勢27
• 2.2 代理Agent的運(yùn)行分析27-30
• 2.2.1 代理Agent的數(shù)據(jù)存儲28-29
• 2.2.2 代理Agent的資產(chǎn)儲存29-30
• 2.3 客戶端與Agent的數(shù)據(jù)交互分析30-32
• 2.4 本章小結(jié)32-33
• 第三章 基于MTConnect的機(jī)器人制造單元設(shè)備建模33-51
• 3.1 基于MTConnect的設(shè)備描述方法33-37
• 3.1.1 設(shè)備組件的描述方法33-36
• 3.1.2 設(shè)備數(shù)據(jù)流的描述方法36-37
• 3.2 機(jī)器人單元MTConnect設(shè)備的交互接口設(shè)計37-44
• 3.2.1 機(jī)器人與機(jī)床交互接口設(shè)計37-43
• 3.2.2 設(shè)備與客戶端交互接口設(shè)計43-44
• 3.3 機(jī)器人的MTConnect模型構(gòu)建44-47
• 3.4 機(jī)床的MTConnect模型構(gòu)建47-50
• 3.5 本章小結(jié)50-51
• 第四章 機(jī)器人的MTConnect Adapter設(shè)計51-64
• 4.1 適配器Adapter描述51-52
• 4.2 適配器Adapter的設(shè)計分析52-54
• 4.2.1 返回Agent的報文類型52-53
• 4.2.2 開發(fā)Adapter步驟53-54
• 4.3 機(jī)器人控制器Adapter的實(shí)現(xiàn)54-62
• 4.3.1 基于Codesys的實(shí)驗(yàn)平臺搭建54-56
• 4.3.2 Socket通訊流程56-58
• 4.3.3 Socket Server的設(shè)計58-60
• 4.3.4 Adapter實(shí)驗(yàn)測試與結(jié)果60-62
• 4.4 本章小結(jié)62-64
• 第五章 機(jī)器人制造單元系統(tǒng)客戶端設(shè)計64-70
• 5.1 客戶端總體設(shè)計64
• 5.2 開發(fā)環(huán)境的搭建64-67
• 5.3 系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫設(shè)計67
• 5.4 客戶端功能模塊67-69
• 5.5 本章小結(jié)69-70
• 第六章 系統(tǒng)實(shí)例運(yùn)行與驗(yàn)證70-75
• 6.1 測試環(huán)境70-71
• 6.2 代理Agent部署71
• 6.3 系統(tǒng)功能驗(yàn)證71-74
• 6.4 本章小結(jié)74-75
• 總結(jié)與展望75-77
• 論文總結(jié)75
• 研究展望75-77
• 參考文獻(xiàn)77-82
• 讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文82-84
• 致謝84

【參考文獻(xiàn)】

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  本文關(guān)鍵詞：基于MTConnect的機(jī)器人制造單元系統(tǒng)研究與實(shí)現(xiàn)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號：354774