[發(fā)明專利]一種面向涂裝線的數(shù)字孿生噴涂仿真系統(tǒng)及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010517266.9
• 申請日: 2020-06-09
• 公開（公告）號: CN111862298B
• 公開（公告）日: 2021-07-06
• 發(fā)明（設計）人: 牟文青;王濤;李騰;安士才;曲潔;賀業(yè)鳳;楊斌
• 申請（專利權）人: 山東捷瑞數(shù)字科技股份有限公司
• 主分類號: G06T17/00
• 分類號: G06T17/00;G06T15/00
• 代理公司: 煙臺智宇知識產(chǎn)權事務所(特殊普通合伙) 37230
• 代理人: 李彬

1.一種面向涂裝線的數(shù)字孿生噴涂仿真系統(tǒng)，其特征在于包括：

與涂裝線真實物理實體相對應的虛擬數(shù)字孿生體，其中所述涂裝線包括用于獲取涂裝線設備啟停以及其他狀態(tài)數(shù)據(jù)的狀態(tài)傳感器，以及用于獲取涂裝線設備位置和角度位置數(shù)據(jù)的定位傳感器；并且所述虛擬數(shù)字孿生體在所述涂裝線的仿真調試期間基于所述狀態(tài)傳感器和定位傳感器獲取的數(shù)據(jù)進行更新；

三維引擎，所述三維引擎基于所述虛擬數(shù)字孿生體進行初始化，并配制成面向涂裝線的數(shù)字孿生噴涂仿真系統(tǒng)；

噴涂仿真數(shù)字孿生體，所述噴涂仿真數(shù)字孿生體基于所述虛擬數(shù)字孿生體生成，并在所述涂裝線的仿真調試期間基于所述狀態(tài)傳感器和定位傳感器獲取的數(shù)據(jù)進行相應的適配；以及

著色器，基于所述的三維引擎進行初始化，通過接受所述狀態(tài)傳感器和定位傳感器獲取的數(shù)據(jù)完成對所述虛擬數(shù)字孿生體到噴涂仿真數(shù)字孿生體的適配。

2.根據(jù)權利要求1所述的一種面向涂裝線的數(shù)字孿生噴涂仿真系統(tǒng)，其特征在于：所述虛擬數(shù)字孿生體基于所述涂裝線按照1:1的等比例構建而成，所述虛擬數(shù)字孿生體與所述涂裝線具有相同的幾何結構、尺寸形狀和材質表現(xiàn)。

3.根據(jù)權利要求1所述的一種面向涂裝線的數(shù)字孿生噴涂仿真系統(tǒng)，其特征在于：所述涂裝線還包括：生產(chǎn)線機床、工業(yè)機器人、積放鏈、擋停器、升降設備、推車機涂裝線設備。

4.根據(jù)權利要求1所述的一種面向涂裝線的數(shù)字孿生噴涂仿真系統(tǒng)，其特征在于：所述三維引擎基于Unity3D引擎構建。

5.根據(jù)權利要求1所述的一種面向涂裝線的數(shù)字孿生噴涂仿真系統(tǒng)，其特征在于：所述著色器基于Unity Shader進行構建。

6.一種面向涂裝線的數(shù)字孿生噴涂仿真方法，基于權利要求1至5任意一項所述的面向涂裝線的數(shù)字孿生噴涂仿真系統(tǒng)，包括如下步驟：

S1：構建與涂裝線相對應的虛擬數(shù)字孿生體，通過將虛擬數(shù)字孿生體導入三維引擎中完成面向涂裝線的數(shù)字孿生噴涂仿真系統(tǒng)的初始化；

S2：獲取所述狀態(tài)傳感器和定位傳感器采集到的數(shù)據(jù)，并實時傳輸至系統(tǒng)后臺；

S3：著色器根據(jù)所述狀態(tài)傳感器和定位傳感器采集到的數(shù)據(jù)基于三維引擎對所述虛擬數(shù)字孿生體進行實時渲染，完成信息適配后獲得噴涂仿真數(shù)字孿生體；

所述步驟S3具體的包括：

著色器實時獲得工件材質數(shù)據(jù)、涂料類別數(shù)據(jù)、噴涂位置、噴涂流量和噴涂時間數(shù)據(jù)；

基于動態(tài)獲取的工件材質數(shù)據(jù)信息，通過著色器修改虛擬數(shù)字孿生體的材質貼圖、法線貼圖和材質貼圖，模擬工件的真實外觀；

基于動態(tài)獲取的涂料類別數(shù)據(jù)信息，通過著色器修改虛擬數(shù)字孿生體的材質貼圖、法線貼圖和材質貼圖，模擬不同涂料噴涂后工件的真實外觀；

基于動態(tài)獲取的噴涂位置和噴涂流量信息，通過著色器對虛擬數(shù)字孿生體進行對應的信息適配，模擬工件噴涂的位置和噴涂面積；

基于動態(tài)獲取的噴涂流量和噴涂時間信息，通過著色器對虛擬數(shù)字孿生體進行對應的信息適配，模擬工件噴涂的涂料堆積以及對工件外形的影響。

7.根據(jù)權利要求6所述的一種面向涂裝線的數(shù)字孿生噴涂仿真方法，其特征在于：還包括步驟 S4：通過獲得的噴涂仿真數(shù)字孿生體，可以針對涂裝線的噴涂流量作出預測性服務以及對生產(chǎn)線進行優(yōu)化設計。

8.根據(jù)權利要求7所述的一種面向涂裝線的數(shù)字孿生噴涂仿真方法，其特征在于：步驟S4中所述的預測性服務以及優(yōu)化設計為根據(jù)三維引擎的虛擬環(huán)境中適配的噴涂仿真數(shù)字孿生體獲得模擬噴涂結果，對相應數(shù)據(jù)做出相應修改，直到出現(xiàn)符合預期的噴涂結果，從而為真實涂裝線優(yōu)化提供數(shù)據(jù)支持。