本發明專利技術公開了一種基于數字孿生的工業機器人狀態監測方法及系統，包括根據獲取到的工業機器人的仿真數據進行仿真，得到所述工業機器人的實時動態虛擬模型；采集所述工業機器人的當前狀態數據；將所述當前狀態數據輸入所述實時動態虛擬模型，以驅動所述實時動態虛擬模型仿真運行得到多個動態仿真數據；獲取各個動態仿真數據對應的動態標準數據；其中，一個動態仿真數據對應一個動態標準數據；將所述動態仿真數據與所述動態標準數據進行對比，得到所述工業機器人的狀態監測結果。本發明專利技術能夠基于數字孿生技術對工業機器人進行仿真，得到工業機器人的實時動態虛擬模型，從而實時的對工業機器人的運行狀態進行監測，降低了工業機器人出現損傷的概率。出現損傷的概率。出現損傷的概率。
【技術實現步驟摘要】
一種基于數字孿生的工業機器人狀態監測方法及系統
[0001]本專利技術涉及數字孿生
，具體而言，涉及一種基于數字孿生的工業機器人狀態監測方法及系統。
技術介紹
[0002]隨著工業機器人的廣泛應用，所涉及的作業任務也復雜多樣，工業機器人的運行狀態直接關系到可靠生產，因此對工業機器人的運行狀態進行監測變得尤為重要。
[0003]目前，通常是通過人工的方式對工業機器人的運行狀態進行監測，如果工業機器人在運行過程中出現問題，很可能對檢查人員的人身安全造成威脅，同時工業機器人也會出現損傷。
[0004]針對上述的問題，目前尚未提出有效的解決方案。
技術實現思路
[0005]本專利技術實施例提供了一種基于數字孿生的工業機器人狀態監測方法及系統，能夠基于數字孿生技術對工業機器人進行仿真，得到工業機器人的實時動態虛擬模型，從而實時的對工業機器人的運行狀態進行監測，降低了工業機器人出現損傷的概率。
[0006]根據本專利技術實施例的一個方面，提供了一種基于數字孿生的工業機器人狀態監測方法，包括：
[0007]根據獲取到的工業機器人的仿真數據進行仿真，得到所述工業機器人的實時動態虛擬模型；
[0008]采集所述工業機器人的當前狀態數據；
[0009]將所述當前狀態數據輸入所述實時動態虛擬模型，以驅動所述實時動態虛擬模型仿真運行，得到多個動態仿真數據；
[0010]獲取各個動態仿真數據對應的動態標準數據；其中，一個動態仿真數據對應一個動態標準數據；
[0011]將所述動態仿真數據與所述動態標準數據進行對比，得到所述工業機器人的狀態監測結果。
[0012]作為一種可選的實施方式，所述根據獲取到的工業機器人的仿真數據進行仿真，得到所述工業機器人的實時動態虛擬模型，包括：
[0013]獲取工業機器人的仿真數據；其中，所述仿真數據中至少包括構件名稱、構件尺寸、構件材料、相連的兩個構件之間的連接方式以及構件運動幅度；
[0014]根據所述構件名稱、所述構件尺寸以及所述相連的兩個構件之間的連接方式，構建所述工業機器人的虛擬模型；其中，所述虛擬模型由多個虛擬構件組成，所述虛擬構件的虛擬構件名稱與所述工業機器人的構件名稱一一對應，所述虛擬構件的虛擬構件尺寸與所述工業機器人的構件尺寸一一對應，相連的兩個虛擬構件之間的連接方式與所述相連的兩個虛擬構件對應的兩個構建之間的連接方式一一對應；
[0015]根據所述構件材料以及所述構件運動幅度，確定所述虛擬模型中各個虛擬構件的構件參數；
[0016]根據所述各個虛擬構件的構件參數對所述虛擬模型進行仿真，得到所述工業機器人的實時動態虛擬模型。
[0017]作為一種可選的實施方式，所述將所述當前狀態數據輸入所述實時動態虛擬模型，以驅動所述實時動態虛擬模型仿真運行，得到多個動態仿真數據，包括：
[0018]獲取所述工業機器人中的待監測構件；
[0019]從所述當前狀態數據中確定與所述待監測構件對應的目標狀態數據；
[0020]將所述目標狀態數據輸入所述實時動態虛擬模型中，以驅動所述實時動態虛擬模型仿真運行，得到與所述待監測構件對應的動態仿真數據。
[0021]作為一種可選的實施方式，所述待監測構件為橫臂構件和立臂構件，所述從所述當前狀態數據中確定與所述待監測構件對應的目標狀態數據，包括：
[0022]從所述當前狀態數據中確定與所述橫臂構件對應的橫臂狀態數據；其中，所述橫臂狀態數據至少包括橫臂位姿數據、橫臂轉動角度、橫臂速度以及橫臂加速度；
[0023]從所述當前狀態數據中確定與所述立臂構件對應的立臂狀態數據；其中，所述立臂狀態數據至少包括立臂位姿數據、立臂轉動角度、立臂速度以及立臂加速度；
[0024]以及，所述將所述目標狀態數據輸入所述實時動態虛擬模型中，以驅動所述實時動態虛擬模型仿真運行，得到與所述待監測構件對應的動態仿真數據，包括：
[0025]將所述橫臂狀態數據和所述立臂狀態數據輸入所述實時動態虛擬模型中，以驅動所述實時動態虛擬模型仿真運行，得到與所述橫臂構件對應的橫臂動態仿真數據以及與所述立臂構件對應的立臂動態仿真數據；其中，所述橫臂動態仿真數據至少包括橫臂力矩、橫臂穩定度以及橫臂運動準確率；所述立臂動態仿真數據至少包括立臂力矩、立臂穩定度以及立臂運動準確率。
[0026]作為一種可選的實施方式，所述將所述動態仿真數據與所述動態標準數據進行對比，得到所述工業機器人的狀態監測結果，包括：
[0027]獲取橫臂動態標準數據、立臂動態標準數據、橫臂數據權重以及立臂數據權重；其中，所述橫臂數據權重至少包括橫臂力矩的橫臂第一權重、橫臂穩定度的橫臂第二權重以及橫臂運動準確率的橫臂第三權重；所述立臂數據權重至少包括立臂力矩的立臂第一權重、立臂穩定度的立臂第二權重以及立臂運動準確率的立臂第三權重；
[0028]將所述橫臂動態仿真數據與所述橫臂動態標椎數據進行對比，得到橫臂對比結果；
[0029]將所述立臂動態仿真數據與所述立臂動態標椎數據進行對比，得到立臂對比結果；
[0030]根據所述橫臂對比結果和所述橫臂數據權重，確定所述橫臂構件的橫臂狀態標準度；
[0031]根據所述立臂對比結果和所述立臂數據權重，確定所述立臂構件的立臂狀態標準度；
[0032]根據所述橫臂狀態標準度和所述立臂狀態標準度，確定所述工業機器人的狀態監測結果。
[0033]作為一種可選的實施方式，所述得到所述工業機器人的實時動態虛擬模型之后，所述方法還包括：
[0034]對所述實時動態虛擬模型進行仿真，得到所述工業機器人的多種位姿；
[0035]確定在每種位姿下的每個虛擬構件的最大構件負載；
[0036]根據所述每個虛擬構件的最大構件負載，確定所述工業機器人在每種位姿下的最大標準負載。
[0037]作為一種可選的實施方式，所述采集所述工業機器人的當前狀態數據之后，所述方法還包括：
[0038]從所述當前狀態數據中獲所述工業機器人的當前負載和當前位姿；
[0039]將所述當前負載與所述當前位姿對應的最大標準負載進行對比，得到負載對比結果；
[0040]若所述負載對比結果表示所述當前負載大于所述當前位姿對應的最大標準負載，則輸出負載超重提示信息。
[0041]根據本專利技術實施例的另一方面，還提供了一種基于數字孿生的工業機器人狀態監測系統，包括：
[0042]仿真模塊，用于根據獲取到的工業機器人的仿真數據進行仿真，得到所述工業機器人的實時動態虛擬模型；
[0043]采集模塊，用于采集所述工業機器人的當前狀態數據；
[0044]輸入模塊，用于將所述當前狀態數據輸入所述實時動態虛擬模型，以驅動所述實時動態虛擬模型仿真運行，得到多個動態仿真數據；
[0045]獲取單元，用于獲取各個動態仿真數據對應的動態標準數據；其中，一個動態仿真數據對應一個動態標準數據；...
【技術保護點】
【技術特征摘要】
1.一種基于數字孿生的工業機器人狀態監測方法，包括：根據獲取到的工業機器人的仿真數據進行仿真，得到所述工業機器人的實時動態虛擬模型；采集所述工業機器人的當前狀態數據；將所述當前狀態數據輸入所述實時動態虛擬模型，以驅動所述實時動態虛擬模型仿真運行，得到多個動態仿真數據；獲取各個動態仿真數據對應的動態標準數據；其中，一個動態仿真數據對應一個動態標準數據；將所述動態仿真數據與所述動態標準數據進行對比，得到所述工業機器人的狀態監測結果。2.根據權利要求1所述的基于數字孿生的工業機器人狀態監測方法，所述根據獲取到的工業機器人的仿真數據進行仿真，得到所述工業機器人的實時動態虛擬模型，包括：獲取工業機器人的仿真數據；其中，所述仿真數據中至少包括構件名稱、構件尺寸、構件材料、相連的兩個構件之間的連接方式以及構件運動幅度；根據所述構件名稱、所述構件尺寸以及所述相連的兩個構件之間的連接方式，構建所述工業機器人的虛擬模型；其中，所述虛擬模型由多個虛擬構件組成，所述虛擬構件的虛擬構件名稱與所述工業機器人的構件名稱一一對應，所述虛擬構件的虛擬構件尺寸與所述工業機器人的構件尺寸一一對應，相連的兩個虛擬構件之間的連接方式與所述相連的兩個虛擬構件對應的兩個構建之間的連接方式一一對應；根據所述構件材料以及所述構件運動幅度，確定所述虛擬模型中各個虛擬構件的構件參數；根據所述各個虛擬構件的構件參數對所述虛擬模型進行仿真，得到所述工業機器人的實時動態虛擬模型。3.根據權利要求1或2所述的基于數字孿生的工業機器人狀態監測方法，所述將所述當前狀態數據輸入所述實時動態虛擬模型，以驅動所述實時動態虛擬模型仿真運行，得到多個動態仿真數據，包括：獲取所述工業機器人中的待監測構件；從所述當前狀態數據中確定與所述待監測構件對應的目標狀態數據；將所述目標狀態數據輸入所述實時動態虛擬模型中，以驅動所述實時動態虛擬模型仿真運行，得到與所述待監測構件對應的動態仿真數據。4.根據權利要求3所述的基于數字孿生的工業機器人狀態監測方法，所述待監測構件為橫臂構件和立臂構件，所述從所述當前狀態數據中確定與所述待監測構件對應的目標狀態數據，包括：從所述當前狀態數據中確定與所述橫臂構件對應的橫臂狀態數據；其中，所述橫臂狀態數據至少包括橫臂位姿數據、橫臂轉動角度、橫臂速度以及橫臂加速度；從所述當前狀態數據中確定與所述立臂構件對應的立臂狀態數據；其中，所述立臂狀態數據至少包括立臂位姿數據、立臂轉動角度、立臂速度以及立臂加速度；以及，所述將所述目標狀態數據輸入所述實時動態虛擬模型中，以驅動所述實時動態虛擬模型仿真運行，得到與所述待監測構件對應的動態仿真數據，包括：
將所述橫臂狀態數據和所述立臂狀態數據輸入所述實時動態虛擬模型中，以驅動所述實時動態虛擬模型仿真運行，得到與所述橫臂構件對應的橫臂動態仿真數據以及與所述立臂構件對應的立臂動態仿真數據；其中，所述橫臂動態仿...
【專利技術屬性】
技術研發人員：葛勇，曾勁松，甘泉，
申請(專利權)人：安徽機電職業技術學院，
類型：發明
國別省市：
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