CN209928236U - 一种用于汽车生产线仿真验证的虚拟调试电气柜 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于汽车生产线仿真验证的虚拟调试电气柜，该电气柜包括柜体、设置在柜体上并与柜体铰接的虚拟调试***面板、设置在柜体内部的电气件安装机构以及设置在柜体侧面的工作站支架。与现有技术相比，本实用新型整体结构精简，操作简便，高度集成了虚拟调试过程中所需要的各种设备和软件，可形成最终的虚拟调试标准设备，灵活性较高，所有单个设备均可进行模块化替换，以适应不同的应用场合，具有较好的应用效果。

Description

一种用于汽车生产线仿真验证的虚拟调试电气柜

技术领域

本实用新型属于电气设备虚拟调试技术领域，涉及一种用于汽车生产线仿真验证的虚拟调试电气柜。

背景技术

在工业4.0时代下，汽车行业面临的主要课题之一就是“汽车产业与信息通信、互联网等产业融合，衍生更多的商业模式”。虚拟调试技术为数字化制造提供解决方案，是“智能制造”在实现其底层应用的关键一环。随着我国“智能制造”进程的不断推进，虚拟调试技术也越来越受到政府及行业的重视，得到了政府极大的支持。汽车行业的快速发展，也加快了汽车制造企业的转型升级，对产能及效率提出了越来越高的要求。如何保证新建及改造汽车生产线的快速投产，已成为了汽车制造企业关注的焦点。

在汽车生产线集成和改造领域中，大部分情况下采用集成前粗略模拟，只要求机器人的可达性和机器人运动过程中不干涉。然而，等到现场集成时必然还要花费大量的时间和人力进行各设备、各环节的集成和调试。对生产线集成和改造来说，具有现场工作量大、存在大量未知风险、延误工期的特点。采用虚拟调试技术，能实现设计仿真和现实生产紧密联系在一起，为汽车生产线新建、改造和一些复杂工位的集成调试提供全面可靠地支持，降低工程实施风险，大大缩短调试周期。目前，行业内虚拟调试业务及虚拟调试设备都处于起步阶段，虚拟调试设备组成方式大多比较零散，操作繁琐，且可靠性不高，在工程项目中的应用效益也大受影响。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种用于汽车生产线仿真验证的虚拟调试电气柜。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种用于汽车生产线仿真验证的虚拟调试电气柜，该电气柜包括柜体、设置在柜体上并与柜体铰接的虚拟调试***面板、设置在柜体内部的电气件安装机构以及设置在柜体侧面的工作站支架。柜体内部为空腔，工作站支架用于放置图形处理工作站，图形处理工作站安装有数据库软件、工程仿真软件、Simulation Unit通讯软件、PLC编程软件。虚拟调试***面板上集成有PLC***、HMI***、状态指示灯、对射型光栅、安全门锁装置、操作按钮及光栅复位按钮。

进一步地，所述的虚拟调试***面板与柜体之间设有气缸，该气缸的一端与虚拟调试***面板相连，另一端与柜体相连。虚拟调试***面板两侧的气缸中活塞杆伸缩，带动虚拟调试***面板绕其与柜体的铰接点转动，实现虚拟调试***面板方便快速地翻转打开或关闭。

进一步地，所述的电气件安装机构包括设置在柜体内部的电气件安装板支架以及设置在电气件安装板支架上的电气件安装板。电气件安装板上用于放置电气件。电气件安装板上还安装有Simulation Unit模块、24伏直流电源模块、工业总线交换机、I/O模块、接触器、空气开关。

进一步地，所述的电气件安装板上开设有滑槽，该滑槽内滑动设有滑块。滑块可拆卸地设置在滑槽内，并可在滑槽内滑动。将电气件的底部与滑块焊接在一起，之后将滑块放置在滑槽内以对电气件进行固定，实现对不同形状、不同尺寸电气件的放置及固定，充分利用柜体内部空间。

进一步地，所述的柜体上设有抽屉。抽屉安装在柜体正前方，抽屉可拉开或关上，用以存放外部输入设备如键盘、鼠标等。

进一步地，所述的柜体上设有散热风扇。散热风扇安装在柜体内壁两侧，以保证柜体内的散热效果良好。

进一步地，所述的柜体上设有与柜体铰接的柜门。打开柜门，以便向柜体内取放物体。

进一步地，所述的柜门上设有绝缘把手。绝缘把手能够避免漏电发生时维修人员直接接触柜门，降低维修安全隐患。

进一步地，所述的柜体的底部设有转向脚轮。转向脚轮安装在柜体的四个角底部，可以满足虚拟调试电气柜切换到不同工作位置的需求。

进一步地，所述的转向脚轮上设有锁紧器。每个转向脚轮上均设有锁紧器，通过转向脚轮将电气柜移动至指定位置后，利用锁紧器将转向脚轮锁死固定，以固定柜体的位置。

与现有技术相比，本实用新型具有以下特点：

1)整体结构精简，操作简便，高度集成了虚拟调试过程中所需要的各种设备和软件，可形成最终的虚拟调试标准设备，灵活性较高，所有单个设备均可进行模块化替换，以适应不同的应用场合，具有较好的应用效果；

2)本实用新型的基本思想是将数字工厂模型与真实的工厂控制器连接，以便来自不同领域的工程师具有共同工作模型，基于统一的模型，在实际制造之前就可以进行PLC程序及机器人离线程序的验证，并可及早对整个工厂的运行情况进行测试，最后根据测试结果进行改进和优化；不管是工厂的搭建或者是工艺的变更，在虚拟环境中构建和测试设备是非常节省成本和时间的，在测试过程可以及早发现错误，甚至可以预见未来的挑战，最终以最可靠的方案进行生产，并能缓解传统制造停机或生产损失的风险。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为本实用新型中虚拟调试***面板的结构示意图；

图3为本实用新型中电气件安装板的俯视结构示意图；

图中标记说明：

1—柜体、2—虚拟调试***面板、3—电气件安装板、4—工作站支架、5—气缸、6—滑槽、7—滑块、8—抽屉、9—散热风扇、10—柜门、11—绝缘把手、12—转向脚轮、13—锁紧器、14—PLC***、15—HMI***、16—状态指示灯、17—对射型光栅、18—安全门锁装置、19—操作按钮、20—光栅复位按钮。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。本实施例以本实用新型技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。

实施例：

如图1所示的一种用于汽车生产线仿真验证的虚拟调试电气柜，包括柜体1、设置在柜体1上并与柜体1铰接的虚拟调试***面板2、设置在柜体1内部的电气件安装机构以及设置在柜体1侧面的工作站支架4。工作站支架4专门用于放置图形处理工作站，图形处理工作站安装有数据库软件、工程仿真软件、Simulation Unit通讯软件、PLC编程软件。

如图2所示，虚拟调试***面板2上集成有PLC***14、HMI***15、状态指示灯16、对射型光栅17、安全门锁装置18、操作按钮19及光栅复位按钮20。PLC***14包含CPU单元、安全模块、网络模块以及I/O模块；HMI***15为触摸显示屏，支持Profinet总线和工业以太网通讯方式；状态指示灯16为红、绿、蓝三种颜色，分别指示设备运行时的各种状态，红色灯亮表示工位有故障或处于紧急停止状态，绿色灯亮表示工位处于自动运行状态，蓝色灯亮表示允许人工进入工作区域进行操作；对射型光栅17为教学型小型光栅，用于模拟实际生产中的安全光栅；安全门锁装置18为推拉式插销，锁销和锁孔上配有一对电磁感应开关，锁紧时，电磁感应开关接通，向PLC***14发送安全信号；操作按钮19包含手自动切换按钮、启动按钮、复位按钮、确认按钮、急停按钮等。

其中，虚拟调试***面板2与柜体1之间设有气缸5，该气缸5的一端与虚拟调试***面板2相连，另一端与柜体1相连。

电气件安装机构包括设置在柜体1内部的电气件安装板支架以及设置在电气件安装板支架上的电气件安装板3。如图3所示，电气件安装板3上开设有滑槽6，该滑槽6内滑动设有滑块7。电气件安装板3上安装有Simulation Unit模块、24伏直流电源模块、工业总线交换机、I/O模块、接触器、空气开关。

柜体1上设有抽屉8及散热风扇9。

柜体1上设有与柜体1铰接的柜门10，柜门10上设有绝缘把手11。

柜体1的底部设有转向脚轮12，转向脚轮12上设有锁紧器13。

使用本虚拟调试电气柜进行虚拟调试验证时，包含以下步骤：

S1)根据实际项目搭建虚拟仿真模型，在仿真软件***中进行三维虚拟生产线的布局和规划，设置生产线设备的机械动作，编写机器人运动轨迹。

S2)在安装有PLC编程软件的图形处理工作站上编写相应的PLC控制程序和HMI程序/画面，并通过网络接口下载到虚拟调试***面板2上的PLC***14和HMI***15中。

S3)将PLC程序中导出的输入输出信号通过Simulation Unit通讯软件关联到三维虚拟生产线，并通过Simulation Unit模块进行信号交互。

S4)通过HMI***15、操作按钮19向PLC***14发送启动、停止、自动、手动的指令，PLC***14通过交互信号控制三维虚拟生产线进入相应状态，手动控制工位各设备，观察其动作是否正确，设备的反馈信号变化是否正常。

S5)在HMI***15上选择自动模式，验证整个三维虚拟生产线的自动生产流程，包括特殊功能、特殊生产循环、空运行等，是否达到预期的设计效果。

其中，PLC(Programmable Logic Controller)：可编程逻辑控制器。

Simulation Unit：一种用于模拟总线***的硬件模块，可以仿真PLC的硬件组态。

HMI(Human Machine Interface)：人机界面，是用户与***和进行信息交互的媒介。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用实用新型。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本实用新型不限于上述实施例，本领域技术人员根据本实用新型的揭示，不脱离本实用新型范畴所做出的改进和修改都应该在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于汽车生产线仿真验证的虚拟调试电气柜，其特征在于，该电气柜包括柜体(1)、设置在柜体(1)上并与柜体(1)铰接的虚拟调试***面板(2)、设置在柜体(1)内部的电气件安装机构以及设置在柜体(1)侧面的工作站支架(4)。

2.根据权利要求1所述的一种用于汽车生产线仿真验证的虚拟调试电气柜，其特征在于，所述的虚拟调试***面板(2)与柜体(1)之间设有气缸(5)，该气缸(5)的一端与虚拟调试***面板(2)相连，另一端与柜体(1)相连。

3.根据权利要求1所述的一种用于汽车生产线仿真验证的虚拟调试电气柜，其特征在于，所述的电气件安装机构包括设置在柜体(1)内部的电气件安装板支架以及设置在电气件安装板支架上的电气件安装板(3)。

4.根据权利要求3所述的一种用于汽车生产线仿真验证的虚拟调试电气柜，其特征在于，所述的电气件安装板(3)上开设有滑槽(6)，该滑槽(6)内滑动设有滑块(7)。

5.根据权利要求1所述的一种用于汽车生产线仿真验证的虚拟调试电气柜，其特征在于，所述的柜体(1)上设有抽屉(8)。

6.根据权利要求1所述的一种用于汽车生产线仿真验证的虚拟调试电气柜，其特征在于，所述的柜体(1)上设有散热风扇(9)。

7.根据权利要求1所述的一种用于汽车生产线仿真验证的虚拟调试电气柜，其特征在于，所述的柜体(1)上设有与柜体(1)铰接的柜门(10)。

8.根据权利要求7所述的一种用于汽车生产线仿真验证的虚拟调试电气柜，其特征在于，所述的柜门(10)上设有绝缘把手(11)。

9.根据权利要求1所述的一种用于汽车生产线仿真验证的虚拟调试电气柜，其特征在于，所述的柜体(1)的底部设有转向脚轮(12)。

10.根据权利要求9所述的一种用于汽车生产线仿真验证的虚拟调试电气柜，其特征在于，所述的转向脚轮(12)上设有锁紧器(13)。

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