[发明专利]一种基于数字孪生的连铸机器人管理方法及其系统

说明书

本发明属于连铸机器人技术领域，公开了一种基于数字孪生的连铸机器人管理方法及其系统。所述的方法包括如下步骤：构建连铸数字工厂三维静态模型；构建设置有可视化界面的连铸数字工厂三维动态模型；构建设置有连铸机器人运行检测数据库的连铸数字工厂三维动态模型；根据实时的设备运行数据和实时的操作工作数据，使用设置有连铸机器人运行检测数据库的连铸数字工厂三维动态模型，对连铸机器人进行管理。所述的系统包括包括模型构建单元、数据库构建单元以及管理应用单元。本发明解决了现有技术存在的人力成本投入大、存在安全风险、智能程度低、管理便捷性差、用户体验差以及系统实用性低的问题。

技术领域

本发明属于连铸机器人技术领域，具体涉及一种基于数字孪生的连铸机器人管理方法及其系统。

背景技术

在连铸机系统的工作区域，连铸机器人大多安装在中间包区域，用于进行大包内钢水测温、定氢、取样、中间包加覆盖剂、钢包长水口装卸、长水口氧气清理以及非自动开浇时烧氧引流吹开钢包水口等操作工作，避免了采用人工方式存在的工作人员暴露在高温和粉尘环境中影响身体健康、操作工作劳动强度大的问题，以及中间包或钢包内部反应喷溅、结壳渣从钢包上掉落的危险问题，保证连铸工艺持续稳定和产品的质量。

但是现有的连铸机器人，在生产过程中有任何一环节出现问题或者异常，其动作也会在该阶段停止动作，自动化程度低，需要依靠人工进行现场分析，排查故障或异常原因，根据其具体情况从而重启连铸机器人的工作，人力成本投入大，在现场分析时，同样存在安全风险；而现有的连铸机器人的管理或监控系统，往往只能接收连铸机器人发出的警报信号，对故障或异常的具体情况同样无法得知，智能程度低，管理便捷性差；并且关键部分的数据或设备诊断工作需要连铸机或连铸机器人停止运作后方可观察和调研，这往往会花费大量的时间成本；最后连铸机器人传回的数据往往基于计算机程序能够理解的格式，工作人员需要经过专业翻译和解码之后才能理解当前的连铸机器人的工作情况以及动作状态，用户体验差，系统实用性低。

发明内容

为了解决现有技术存在的人力成本投入大、存在安全风险、智能程度低、管理便捷性差、用户体验差以及系统实用性低的问题，本发明目的在于提供一种基于数字孪生的连铸机器人管理方法及其系统。

本发明所采用的技术方案为：

一种基于数字孪生的连铸机器人管理方法，包括如下步骤：

构建连铸数字工厂三维静态模型；

在连铸数字工厂三维静态模型中，构建连铸机器人三维动态模型，并对连铸机器人三维动态模型进行可视化设计，得到设置有可视化界面的连铸数字工厂三维动态模型；

构建连铸机器人运行检测数据库，并将连铸机器人运行检测数据库添加至设置有可视化界面的连铸数字工厂三维动态模型，得到设置有连铸机器人运行检测数据库的连铸数字工厂三维动态模型；

实时采集连铸机器人的设备运行数据和操作工作数据，根据实时的设备运行数据和实时的操作工作数据，使用设置有连铸机器人运行检测数据库的连铸数字工厂三维动态模型，对连铸机器人进行管理。

进一步地，构建连铸数字工厂三维静态模型，包括如下步骤：

根据连铸工厂的工艺筑图纸，构建初始的连铸数字工厂三维静态模型；

根据连铸现实工厂的现场三维扫描视频，对初始的连铸数字工厂三维静态模型进行修正，得到最终的连铸数字工厂三维静态模型；

根据连铸现实工厂的现场三维扫描视频，对初始的连铸数字工厂三维静态模型进行修正，得到最终的连铸数字工厂三维静态模型，包括如下步骤：

对连铸现实工厂的现场三维扫描视频进行帧截取，得到连续帧的现场三维扫描图像；

根据任意且不连续的若干帧的现场三维扫描图像，获取工厂现场视角的视角坐标；

将工厂现场视角的视角坐标与初始的连铸数字工厂三维静态模型的预设视角的视角坐标进行一次对齐，得到一次对齐后的预设视角的视角坐标；