[发明专利]基于数字孪生的机械臂智能装备控制方法及系统

说明书

本发明涉及一种基于数字孪生的机械臂智能装备控制方法及系统。该方法包括：创建孪生空间；采集机械臂各关节运行位姿数据；建立数据库，并绘制路径曲线图；获取机械臂各关节最优运动姿态；将规划路径经孪生空间模拟运行后反馈给物理空间。上述基于数字孪生的机械臂智能装备控制方法及系统，通过孪生世界来映射物理真实世界，完美的诠释了数字孪生的核心理念，根据对机械臂运行数据的分析处理以及路径曲线获取结果，避免潜在的碰撞，提高装备过程的工作效率，更提高了装配结果的灵活性和精确性。

技术领域

本发明涉及机械智能制造技术领域，特别是涉及一种基于数字孪生的机械臂智能装备控制方法及系统。

背景技术

数字孪生是一种利用物理模型、传感器设备等数据，集成多学科、多概率及多尺度的仿真过程，数字孪生技术结合三维建模、通信连接及大数据分析等信息技术将物理世界中实体的行为、状态及性能映射至虚拟世界，通过监控、预测虚拟世界中的对象来对物理世界进行控制，由物理世界与虚拟世界的交互融合来实现协调统一。

传统的对机械臂装备进行控制研究的过程中，机械臂是按照固定的轨迹路线进行移动。而由于在此过程中机械臂生成轨迹的算法单一，因此对机械臂运动灵活度会产生很大的影响。

发明内容

基于此，有必要针对传统机械臂运动灵活度差的问题，提供一种机械臂控制灵活的基于数字孪生的机械臂智能装备控制方法及系统。

一种基于数字孪生的机械臂智能装备控制方法，所述方法包括：

创建孪生空间；

采集机械臂各关节运行位姿数据；

建立数据库，并绘制路径曲线图；

获取机械臂各关节最优运动姿态；

将规划路径经孪生空间模拟运行后反馈给物理空间。

进一步的，所述孪生空间与物理空间中的物理实体相对应。

进一步的，所述采集机械臂各关节运行位姿数据为在机械臂运动过程中，按时间周期性进行提取数据。

进一步的，所述建立数据库包括：

建立实时数据库和历史数据库；

从历史数据库中获取路径规划算法库。

进一步的，所述获取机械臂各关节最优运动姿态包括：

对所述历史数据库的数据进行计算；

将结果进行横向比较，选取较优算法结果。

一种基于数字孪生的机械臂智能装备控制系统，包括物理层、虚拟层和数据层；

所述物理层采集机械臂关节位姿数据；

所述虚拟层实时映射物理层的真实工作过程；

所述数据层处理虚拟层的信息反馈，并控制机械臂的运行。

进一步的，所述物理层包括夹取区域、配送区域和装配区域；

所述夹取区域为机械臂夹取零部件放置处的区域；

所述配送区域为夹取零件的运动区域；

所述装配区域为零部件送达后进行最后装配操作的区域。

进一步的，所述虚拟层包括虚拟场景、三维模型和逻辑模型；

所述虚拟场景由真实工作环境搭建而成；

所述三维模型为实体设备物理特征的真实写照；

所述逻辑模型是对设备之间运行逻辑的认知能力。