[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

说明书

本发明提供一种实现断路器自动化装配车间的数字孪生建模的方法，包括收集断路器生产线的实际相关信息，构建断路器生产线中各机械设备及其零部件的几何模型；获取各机械设备及其零部件之间的实际逻辑配合关系，对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，得到各机械设备及其零部件的运动逻辑模型；对各机械设备及其零部件的运动逻辑模型进行运动控制，引入数字孪生场景运动仿真来实现虚拟和实际同步。实施本发明，通过构建与现实断路器装配物理车间进行全尺寸虚拟映射的数字化装配车间，实现物理环境和虚拟场景的全尺寸、全动作形态、全物理逻辑再现，显著提高断路器装配车间的实时操作水平，增强车间的透明化程度和管理水平。

技术领域

本发明涉及断路器自动化装配车间数字建模技术领域，尤其涉及一种实现断路器自动化装配车间的数字孪生建模的方法。

背景技术

断路器广泛应用于工业、民用等终端配用电场合，是保护终端配用电系统安全的重要元件，以小型断路器为例，其每年的产量高达数十亿只，产量巨大。由于制造水平上的限制，导致我国低压电器制造企业在车间管理、生产线执行效率以及运行维护水平上，与国外先进水平差距较大。

目前，现有的断路器车间主要基于人工装配和检测，缺乏自动化和信息化作业手段，其车间管理主要基于纸质数据报表、二维图纸、进度跟踪表等方式进行，通过人工进行上传下达，导致产线透明度低、实时性差，无法动态、及时地掌握车间运行状态，不利于生产管理者对车间生产状态、设备运行信息、物流调度等综合环节信息的掌握与管理。

因此，亟需一种断路器自动化装配车间的数字孪生模型构建的方法，有助于建立进行断路器车间数字化管理的信息化综合平台，通过数字化方法再现断路器自动化装配生产的真实动作逻辑及其全作业流程，实现物理环境和虚拟场景的全尺寸、全动作形态、全物理逻辑的再现。

发明内容

本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种实现断路器自动化装配车间的数字孪生建模的方法，通过构建与现实物理车间进行全尺寸虚拟映射的数字化装配车间模型，实现物理环境和虚拟场景的全尺寸、全动作形态、全物理逻辑的再现，可以显著提高断路器装配车间的实时操作水平，增强车间的透明化程度和管理水平。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种实现断路器自动化装配车间的数字孪生建模的方法，所述方法包括以下步骤：

步骤S1、收集断路器装配生产线的实际相关信息，并根据所收集到的断路器装配生产线的实际相关信息，构建所述断路器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，并根据所获取到的获取断路器实际装配生产线上各机械设备及其零部件之间的逻辑配合关系，对所述断路器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装配生产线虚拟同步。

其中，所述步骤S1中的“所收集到的断路器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。

其中，所述步骤S2具体包括：

将所述断路器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；