[發明專利]一種機器人裝配工作臺的數字孿生應用系統

在審

• 申請號: 202211450933.1
• 申請日: 2022-11-19
• 公開（公告）號: CN115718457A
• 公開（公告）日: 2023-02-28
• 發明（設計）人: 鄧啟超;張化磊;汪志紅;梁利東;許德章;許剛;王陳;朱孟;李公文;汪步云;方明;江本赤
• 申請（專利權）人: 安徽工程大學;蕪湖安普機器人產業技術研究院有限公司
• 主分類號: G05B19/05
• 分類號: G05B19/05
• 代理公司: 北京匯信合知識產權代理有限公司 11335
• 代理人: 王帥

本發明涉及汽數字孿生領域，具體是一種機器人裝配工作臺的數字孿生應用系統，包括：場景模型，針對實際裝配工作臺的一比一還原建模，實現可視化呈現；通信模塊，基于PLC進行傳感器信息收集與發送，通過Simens TCP/IP Ethernet協議進行設備之間的第一步通信；控制模塊，對比、分析控制指令從而調動相應的通信模塊功能進行對用戶指定的數據進行定量修改，從而達到精確的遠程控制功能；數據模塊，在控制模塊進行數據解析之后即可調用交互方法實現孿生數據的整合、存儲，對于現有方案遠程控制的靈活性不足的特點，本發明通過數據模塊對所有采集的數據進行更改從而控制設備運行，實現了定點、精確的控制。

技術領域

本發明涉及汽數字孿生領域，具體是一種機器人裝配工作臺的數字孿生應用系統。

背景技術

現有可視化遠程監控方案的數據傳輸量較大，以及因此帶來的數據傳輸穩定性問題，在以裝配作業為代表的生產過程中會產生大量數據，現有生產環境下難以對這些擁有潛在價值的數據進行收集、利用，現有的對生產機器的遠程控制技術效果不直觀、缺少控制結果的反饋或反饋效果差。

對于現有的自動化裝配技術，針對裝配過程的實時監控一般通過攝像頭等光學設備進行實時畫面監控，而針對裝配作業的遠程控制功能一般是通過啟用預先設計好的程序代碼實現，對于現有的自動化裝配技術，其實時監控方案需要傳輸的數據量與呈現效果成正比，實時性和監控質量難以兩全。同時，對于上述的實時監控方案，其監控數據難以被利用。自動裝配過程中的遠程控制靈活性不足，無法處理一般性的突發任務。

發明內容

為了解決上述問題，本發明提出一種機器人裝配工作臺的數字孿生應用系統。

一種機器人裝配工作臺的數字孿生應用系統，包括：

場景模型，針對實際裝配工作臺的一比一還原建模，實現可視化呈現；

通信模塊，基于PLC進行傳感器信息收集與發送，通過Simens TCP/IP Ethernet協議進行設備之間的第一步通信；

控制模塊，對比、分析控制指令從而調動相應的通信模塊功能進行對用戶指定的數據進行定量修改，從而達到精確的遠程控制功能；

數據模塊，在控制模塊進行數據解析之后即可調用交互方法實現孿生數據的整合、存儲。

所述的場景模型包括完全按照實體工作臺進行布置的靜態模型、能夠進行層級關系處理、硬件約束設置和物理屬性配置的動態模型。

所述的通信模塊包括收集傳感器信號并進行匯總的設備互通模塊、通過客戶端設備的輸入輸出設備與OPC UA服務器通過OPC UA協議進行數據交互的人機通信模塊。

所述的控制模塊包括用于將通信模塊獲取的孿生原始數據進行解析的數據解析模塊、獲取數據實現孿生功能的驅動模塊、用戶在界面觸發相應的遠程控制指令的人機交互模塊。

所述的人機交互模塊包括通過孿生平臺實時監控裝配工作臺的運行狀態的運行監控模塊、基于數據解析模塊和驅動模塊的處理結果進行進一步的加工、分析的異常處理模塊。

所述的驅動模塊在獲取到孿生所需的數據之后，依據這些數據驅動孿生平臺各個部件進行運動，實現孿生的基礎功能。

所述的運行監控模塊把握裝配過程中的重要細節。

所述的異常處理模塊在符合預設的條件時觸發異常處理方法。

所述的數據模塊包括用于存儲數據的數據庫模塊、將正確格式的數據寫入數據庫模塊的數據庫讀寫模塊。

所述的數據模塊基于SQL Server搭建數據庫，內置與數據庫模塊的交互方法。