[發明專利]基于數字孿生的多機器人協同作業仿真監控方法

在審

• 申請號: 202310076655.6
• 申請日: 2023-02-03
• 公開（公告）號: CN115877736A
• 公開（公告）日: 2023-03-31
• 發明（設計）人: 劉強;賴苑鵬;趙榮麗;張浩;張定
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: G05B17/02
• 分類號: G05B17/02
• 代理公司: 佛山市禾才知識產權代理有限公司 44379
• 代理人: 劉羽波

1.一種基于數字孿生的多機器人協同作業仿真監控方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

S1、基于數字孿生技術，構建多機器人協同作業環境的數字孿生體模型，所述多機器人協同作業環境中包括機器人和控制設備；

S2、構建多機器人協同作業仿真監控系統，并將所述數字孿生體模型封裝進所述多機器人協同作業仿真監控系統；

S3、獲取多機器人程序文件，并在所述多機器人協同作業仿真監控系統運行，得到離線仿真結果；

S4、將所述多機器人協同作業環境與所述多機器人協同作業仿真監控系統通過通信協議進行連接，并在所述多機器人協同作業仿真監控系統中進行監控。

2.如權利要求1所述的基于數字孿生的多機器人協同作業仿真監控方法，其特征在于，步驟S1包括以下子步驟：

S11、對所述機器人和控制設備進行建模，得到機器人模型和控制設備模型；

S12、基于所述機器人和所述控制設備的運動機理，將所述機器人模型和所述控制設備模型分別構建為機器人機理模型和控制設備機理模型；

S13、為所述機器人模型和所述控制設備模型中不同的運動狀態構建數據交互接口；

S14、構建包括所述機器人機理模型和所述控制設備機理模型的包圍體，并基于所述包圍體構建關于所述機器人機理模型和所述控制設備機理模型中任意組合的碰撞檢測的碰撞組，從而完成所述數字孿生體模型的構建，其中，所述包圍體包括粗略包圍體與對應的精細包圍體。

3.如權利要求2所述的基于數字孿生的多機器人協同作業仿真監控方法，其特征在于，所述多機器人協同作業仿真監控系統包括：

顯示層，包括面向用戶的顯示界面，用于所述用戶與所述多機器人協同作業仿真監控系統之間的交互；

仿真層，用于封裝所述數字孿生體模型；

業務層，用于鏈接所述數據交互接口，并基于所述碰撞組判斷所述機器人機理模型和所述控制設備機理模型之間是否發生碰撞；

數據層，用于與所述多機器人協同作業環境實現數據通信。

4.如權利要求2所述的基于數字孿生的多機器人協同作業仿真監控方法，其特征在于，步驟S3包括以下子步驟：

S31、獲取所述多機器人程序文件，并解析為仿真執行文件，所述多機器人程序文件用于模擬所述機器人機理模型和所述控制設備機理模型的運動狀態；

S32、執行所述仿真執行文件，開始離線仿真；

S33、在所述碰撞組中，判斷所述粗略包圍體之間是否發生碰撞，若否，執行步驟S35；若是，執行步驟S34；

S34、判斷所述粗略包圍體對應的所述精細包圍體之間是否發生碰撞，若否，執行步驟S35；若是，則記錄碰撞信息，執行步驟S35；

S35、判斷是否收到控制指令結束仿真，若否，返回步驟S33；若是，輸出所有的所述碰撞信息作為所述離線仿真結果。

5.如權利要求4所述的基于數字孿生的多機器人協同作業仿真監控方法，其特征在于，步驟S4包括以下子步驟：

S41、將所述多機器人協同作業環境與所述多機器人協同作業仿真監控系統通過通信協議進行連接；

S42、獲取所述多機器人協同作業環境中所述機器人和所述控制設備的實時狀態；

S43、根據所述實時狀態，對所述機器人機理模型和所述控制設備機理模型進行數據寫入，并在所述多機器人協同作業仿真監控系統中以所述實時狀態作為所述仿真執行文件進行仿真；

S44、判斷所述實時狀態進行的仿真結果是否包含所述碰撞信息，若是，則停止所述機器人和所述控制設備的運行；若否，則保持正常運行。

6.如權利要求5所述的基于數字孿生的多機器人協同作業仿真監控方法，其特征在于，步驟S43前，還包括步驟：

將所述包圍體按照預設比例進行等比例放大，作為碰撞檢測冗余帶。

7.如權利要求5所述的基于數字孿生的多機器人協同作業仿真監控方法，其特征在于，步驟S4后還包括以下子步驟：

若仿真結果包含所述碰撞信息，則基于所述仿真結果，對所述機器人和所述控制設備進行位置調整。