[发明专利]一种基于数字孪生的自动喷涂监测遥操作方法及系统

说明书

本申请公开了一种基于数字孪生的自动喷涂监测遥操作方法及系统，所述方法包括：通过传感网络对自动喷漆现场进行实时监测并且建立现场实时增强模型；如果监测到自动喷漆过程发生异常，则根据知识库对故障进行诊断，确定故障的类型和发生的原因，获得解决方法；从监测模式切换为故障遥操作模式，通过遥操作控制器对故障进行处理。通过传感网络获得现场状态的实时数字信号，利用实时增强模型可以更加高效和准确地做出判断，以至于对机器进行更好的控制。操作者利用摇操作，启动应急处理系统，排除设备故障。通过知识库可以诊断出可能发生的故障类型，并根据实例中的故障处理方法，提出当前故障处理方法和建议实现故障准确快速的处理。

技术领域

本申请涉及自动喷涂技术领域，具体涉及一种基于数字孪生的自动喷涂监测遥操作方法及系统。

背景技术

机械零件是构成机械的基本元件，是组成机械和机器的不可分拆的单个制件。传统技术中零件生产方为了对零件进行保护，避免其表面氧化或损坏，一般需要对零件进行喷漆。

传统技术中对回转类零件进行喷漆多为人工操作，将零件一字排开摆放，喷枪直线往复移动喷涂。喷涂完毕后等待零件表面的油漆干燥后，将零件装箱处理。由于人工操作，存在效率低，而且油漆中的有毒物质威胁着工作人员的健康，因此现有技术中对零件喷涂采用机器自动喷漆。

而自动喷漆过程中的故障处理在实际生产过程中是保证产品质量的重要环节，但是随着各种复杂数据的出现，导致故障诊断的结果不准确，影响正常的喷涂作业。

发明内容

本申请为了解决上述技术问题，提出了如下技术方案：

第一方面，本申请实施例提供了一种基于数字孪生的自动喷涂监测遥操作方法，所述方法包括：通过传感网络对自动喷漆现场进行实时监测并且建立现场实时增强模型；如果监测到自动喷漆过程发生异常，则根据知识库对故障进行诊断，确定故障的类型和发生的原因，获得解决方法；获得解决方法后，从监测模式切换为故障遥操作模式，通过遥操作控制器对故障进行处理。

采用上述实现方式，通过传感网络的不同数据采集接口，可将不同格式的信号进行多源异构数据的预处理，获得现场状态的实时数字信号。利用数字孪生和增强现实技术建立喷涂作业的现场实时增强模型，操作者可以更加高效和准确地做出判断，以至于对机器进行更好的控制。采用遥操作技术可以降低因人为因素所带来的安全风险，操作者利用摇操作，启动应急处理系统，排除设备故障。通过知识库可以诊断出可能发生的故障类型，并根据实例中的故障处理方法，提出当前故障处理方法和建议实现故障准确快速的处理。

结合第一方面，在第一方面第一种可能的实现方式中，所述通过传感网络对自动喷漆现场进行实时监测并且建立现场实时增强模型包括：确定自动喷涂遥操作装配控制装置组成及布局；依次通过多源数据处理、多源信息配准和虚实信息融合实现自动喷涂现场增强现实建模的建立。

结合第一方面第一种可能的实现方式，在第一方面第二种可能的实现方式中，所述依次通过多源数据处理、多源信息配准和虚实信息融合实现自动喷涂现场增强现实建模的建立，包括：在车间特征数据模型和信息表达模板的支撑下，对现场采集的多源数据进行特征数据和关键信息的快速提取、识别和优选，进而实现异构信息的统一表达；基于最小二乘规则和极大似然配准算法，对多源传感信息进行配准；将现场实时信息和3D虚拟模型进行动态实时校准，并在模型上进行多源信息的交互，获得自动喷涂现场虚实融合增强模型。

结合第一方面，在第一方面第三种可能的实现方式中，将遥操作控制中用到的运行数据、故障数据、历史数据、工艺数据、资源数据以及安全处理数据等合理地存储在知识库中，所述知识库包括故障实例知识库和故障诊断规则知识库，所述故障实例知识库存储故障的故障现象、故障源和故障原因，所述故障诊断规则知识库存储对故障进行诊断、推理、判定、处理的规则。