[發明專利]一種基于數字孿生的協作機器人可裝配性預測系統及方法

有效

• 申請號: 202010936861.6
• 申請日: 2020-09-08
• 公開（公告）號: CN112231966B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發明（設計）人: 柏瑩;李紅;王其東;盛鵬;張貫虹
• 申請（專利權）人: 合肥學院
• 主分類號: G06F30/27
• 分類號: G06F30/27;G06F30/17;G06N3/0442;G06N3/048;G06N3/086;G06F119/18
• 代理公司: 合肥市上嘉專利代理事務所(普通合伙) 34125
• 代理人: 郭華俊

1.一種基于數字孿生的協作機器人可裝配性預測系統，其特征在于，包括數據獲取單元、數據處理單元、特征群構建單元、可裝配性預測分析模型構建單元、可裝配性預測分析模型訓練單元、可裝配性預測分析模型優化單元和可裝配性分析單元；

所述數據獲取單元，用于搜集智能加工生產線上的工藝數據、零件的基本結構特征數據和裝配數據，形成可裝配性預測初期數據集；

所述數據處理單元，用于對可裝配性預測初期數據集進行處理，獲得標準化特征值；

所述特征群構建單元，用于將標準化特征值與當前協作機器人裝配性與裝配故障進行初步關聯構建特征群，得到特征群關聯樹；所述裝配性是指孔隙裝配性、搭接裝配性、零件可拆裝性、裝配刀具可更換性；所述裝配故障是指裝配誤差、運動誤差、工藝裝配順序錯誤、拆裝困難造成的故障；通過臨近數據擬合得到特征群關聯樹；臨近數據擬合表述為：利用標準化特征值的結果進行二分法判定，對分類邊界進行定義，將符合標準化特征邊界的整數邊界值定義為符合臨近原則的三類裝配特征邊界；其中，表示與第i類目標數據最大特征值m_i,max具有最大負相關性的裝配特征類別；表示與第i類目標數據最小特征值m_i,mⁱ_n具有相同特征的裝配類別；表示與第i類目標數據最大特征值m_i,max具有最大正相關性的裝配特征類別；利用臨近原則，分別計算與的距離，當特征距離最小時新獲得的數據特征計入該裝配分類；

所述可裝配性預測分析模型構建單元，用于通過目標裝配零件的結構特征來獲得預裝零件的結構孿生體，將結構孿生體結合初始工藝流程，構建可裝配性預測分析模型；

所述可裝配性預測分析模型訓練單元，用于對可裝配性預測分析模型進行訓練；

所述可裝配性預測分析模型優化單元，用于對可裝配性預測分析模型進行調節和優化；

所述可裝配性分析單元，用于對需要裝配的各個預裝零件是否具備可裝配性進行分析，并輸出預裝零件的最優裝配工藝。

2.根據權利要求1所述的基于數字孿生的協作機器人可裝配性預測系統，其特征在于，所述協作機器人位于智能加工生產線的加工裝配工位，協作機器人包括作業臂和關節結構；所述作業臂的頂端安裝有圖像識別裝置。

3.根據權利要求2所述的基于數字孿生的協作機器人可裝配性預測系統，其特征在于，所述圖像識別裝置包括高清工業相機、傳感器和支架。