[发明专利]一种实现断路器自动化装配车间的数字孪生建模的方法

权利要求书

1.一种实现断路器自动化装配车间的数字孪生建模的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

步骤S1、收集断路器自动化装配生产线的实际相关信息，并根据所收集到的断路器自动化装配生产线的实际相关信息，构建所述断路器自动化装配生产线中各机械设备及其零部件的几何模型；

步骤S2、获取断路器自动化装配生产线上各机械设备及其零部件之间的实际逻辑配合关系，并根据所获取到的断路器自动化装配生产线上各机械设备及其零部件之间的实际逻辑配合关系，对所述断路器自动化装配生产线中各机械设备及其零部件的几何模型进行层级关系建模和优化，得到所述断路器自动化装配生产线中各机械设备及其零部件的运动逻辑模型；

步骤S3、对所得到的断路器自动化装配生产线中各机械设备及其零部件的运动逻辑模型进行运动控制，并进一步引入数字孪生场景中进行运动仿真，实现所述断路器自动化装配生产线的数字孪生模型与实际的断路器自动化装配生产线虚拟同步；

所述步骤S1中的“所收集到的断路器自动化装配生产线的实际相关信息”包括物理车间的布局信息以及每道自动化装配生产工序及其分别对应的各机械设备及其零部件的几何尺寸、运动距离和运动姿态；

所述步骤S2具体包括：

将所述断路器自动化装配生产线中各机械设备及其零部件的几何模型处理为单独的个体模型，并根据所述断路器自动化装配生产线上各机械设备及其零部件之间的实际逻辑配合关系，将相应的机械设备及其零部件个体模型按照父子关系的层级结构进行层级建模，得到各机械设备及其零部件层级关系建模后的几何模型；

对各机械设备及其零部件层级建模后的几何模型均进行网格面片优化和模型纹理优化处理；

根据实际断路器自动化装配过程时所述断路器自动化装配生产线各机械设备实际的物理动作及其零部件之间的动作配合关系，并基于运动轨迹关键帧技术对优化处理后的各机械设备及其零部件层级建模的几何模型进行运动轨迹设计，得到所述断路器自动化装配生产线中各机械设备及其零部件的运动逻辑模型；

所述将相应的机械设备及其零部件个体模型按照父子关系的层级结构进行层级建模的步骤具体为，将同一机械设备有物理连接且运动轨迹相同的模型组合成为运动层级进行层级建模，或通过链接方式将运动层级之间有物理连接但运动轨迹不同的低层级模型关联成高层级模型的子对象来建立运动关联进行层级建模；

所述对各机械设备及其零部件层级建模后的几何模型均进行网格面片优化和模型纹理优化处理的步骤具体为，通过减少各机械设备层级关系建模后的几何模型中所包含多边形的顶点数和面片数来实现网格面片优化，通过层次细节技术及对象静态技术细化各机械设备层级关系建模后的几何模型中所包含的纹理、网格及其贴图来实现模型纹理优化；

所述根据实际断路器自动化装配过程时所述断路器自动化装配生产线各机械设备实际的物理动作及其零部件之间的动作配合关系，并基于运动轨迹关键帧技术对优化处理后的各机械设备及其零部件层级建模的几何模型进行运动轨迹设计，得到所述断路器自动化装配生产线中各机械设备及其零部件的运动逻辑模型的具体步骤包括：

根据实际断路器自动化装配过程时所述断路器自动化装配生产线各机械设备实际的物理动作及其零部件之间的动作配合关系，将各机械设备及其零部件在实际装配断路器过程中的动作均划分为多段运动轨迹，并进一步确定各机械设备及其零部件所划分的多段运动轨迹的先后顺序；

根据各机械设备及其零部件所划分的多段运动轨迹的先后顺序，在各机械设备及其零部件在其各自优化处理后的层级建模的几何模型上，确定出各机械设备及其零部件上各段运动轨迹的最高层级模型，并记录各机械设备及其零部件上各段运动轨迹的最高层级模型的初始位置及结束位置；

将所记录的各机械设备及其零部件上各段运动轨迹的最高层级模型的初始位置及结束位置均作为关键帧，并将记录的同一机械设备及其零部件所有的关键帧均按照相应划分的多段运动轨迹的先后顺序依序进行组合，得到所述断路器自动化装配生产线中各机械设备及其零部件的运动逻辑模型。