[發明專利]數字孿生技術的焊接機器人仿真方法、系統、設備及介質

有效

• 申請號: 202210405803.X
• 申請日: 2022-04-18
• 公開（公告）號: CN114692425B
• 公開（公告）日: 2023-08-01
• 發明（設計）人: 徐勁力;劉萬志;盧杰;黃豐云;潘昊;張曉帆;劉畋漁
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F18/25;B25J9/16;B23K37/02
• 代理公司: 武漢智嘉聯合知識產權代理事務所(普通合伙) 42231
• 代理人: 張璐

本發明涉及一種基于數字孿生技術的焊接機器人仿真方法、系統、設備及介質，其方法包括：實時獲取焊接機器人在運行狀態下的動態數據，所述動態數據包括位置數據和焊接數據；將所述位置數據進行數據融合后生成控制指令；構建所述焊接機器人的數字孿生仿真平臺，根據所述焊接數據并基于所述數字孿生仿真平臺執行所述控制指令，輸出仿真數據。本發明實現了焊接生產過程的可視化，提升了虛實焊接機器人的實時同步性。

技術領域

本發明涉及焊接仿真技術領域，尤其涉及一種基于數字孿生技術的焊接機器人仿真方法、系統、設備及介質。

背景技術

隨著新一代信息技術與制造業的融合與落地應用，制造業加速向數字化、智能化和服務化轉型升級，制造物理世界與信息世界的交互與共融，是當前實現智能制造理念和目標。

現有技術中的制造業，如焊接業中的焊接生產過程、產品工藝參數、焊接檢驗等數據由工作人員手動記錄，容易出現數據錯記、部分設備數據無法記錄，質量問題，難以追溯，品質提升慢，因此，需要建立一個物理世界與虛擬系統的交互通道，使得物理世界與信息世界的交互融合，以實現焊接生產過程可視化。

發明內容

有鑒于此，有必要提供一種基于數字孿生技術的焊接機器人仿真方法、系統、設備及介質，用以實現焊接過程的可視化。

為了實現上述目的，第一方面，本發明提供一種基于數字孿生技術的焊接機器人仿真方法，包括：

實時獲取焊接機器人在運行狀態下的動態數據，所述動態數據包括位置數據和焊接數據；

將所述位置數據進行數據融合后生成控制指令；

構建所述焊接機器人的數字孿生仿真平臺，根據所述焊接數據并基于所述數字孿生仿真平臺執行所述控制指令，輸出仿真數據。

可選的，所述實時獲取焊接機器人在運行狀態下的動態數據，包括：

實時獲取在預定時間間隔采集的所述焊接機器人在運行時的角速度信息、角加速度信息、電流信息、電壓信息、力矩信息和扭矩信息；

其中，所述位置數據包括角速度信息和角加速度信息，所述焊接數據包括電流信息、電壓信息、力矩信息和扭矩信息。

可選的，所述將所述位置數據進行數據融合后生成控制指令，包括：

基于預置算法對所述角速度及角加速度數據進行數據融合，獲取當前時刻各關節的角度值；

利用所述各關節的角度值對各關節的姿態進行解算，生成驅動所述焊接機器人各關節運行的所述控制指令。

可選的，構建所述焊接機器人的數字孿生仿真平臺，包括：

基于仿真軟件構建所述焊接機器人的數字孿生仿真模型；

基于仿真軟件構建虛擬控制器；

構建所述數字孿生仿真模型各關節與所述虛擬控制器的結構連接網絡，根據所述數字孿生仿真模型、所述虛擬控制器以及所述結構連接網絡構建所述數字孿生仿真平臺。

可選的，所述根據所述焊接數據并基于所述數字孿生仿真平臺執行所述控制指令，輸出仿真數據，包括：

根據焊接數據以及所述控制指令在所述數字孿生仿真平臺中基于所述數字孿生仿真模型創建虛擬焊接機器人各關節的驅動控制腳本，并配置所述虛擬控制器對所述虛擬焊接機器人各關節驅動控制腳本；

基于所述虛擬控制器對所述虛擬焊接機器人各關節驅動控制腳本對所述仿真平臺中虛擬焊接機器人的各關節進行實時仿真，并輸出仿真數據。

可選的，所述仿真數據包括各關節角度數據及焊槍末端位置坐標、焊槍傾斜角度。

可選的，所述方法還包括：