技术特征：
1.一种工业机器人装配拾放过程数字孪生模型构建方法，其特征在于，包括以下步骤：构建工业机器人数字孪生虚拟模型；规约数据交互指令，实现工业机器人数字孪生虚拟模型与工业机器人的数据交互，完成实际装配工作；采集各数据交互指令下工业机器人的动作，构建工业机器人装配拾放过程数字孪生模型，模拟装配过程。2.根据权利要求1所述的一种工业机器人装配拾放过程数字孪生模型构建方法，其特征在于，构建工业机器人数字孪生虚拟模型的具体过程为：获取工业机器人的基本参数，基本参数至少包括轴距、轴的限制角度、高度以及尺寸；通过3d软件构建与工业机器人各部件一比一的虚拟模型，调整各个虚拟模型的重心；通过3d软件拼接各个虚拟模型，完成工业机器人数字孪生虚拟模型构建。3.根据权利要求1所述的一种工业机器人装配拾放过程数字孪生模型构建方法，其特征在于，规约数据交互指令至少包括：数据双向交互：实现工业机器人和工业机器人数字孪生虚拟模型各个轴的旋转角度和位置信息的交互；虚拟场景下工业机器人运动学模型的构建：构建工业机器人运动学模型，完成对工业机器人末端位置的逆向求解，得到适合工业机器人各轴的旋转角度，通过正向运动学完成工业机器人各轴的旋转；构建工业机器人数字孪生虚拟模型的友好交互界面：界面设置显示区域和指令输入区域，显示区域显示工业机器人数字孪生虚拟模型中各轴的坐标、旋转角度和装配时间；指令输入区域是向工业机器人数字孪生虚拟模型发送控制指令的窗口，输入指令控制工业机器人数字孪生虚拟模型工作；设置并分类工业机器人装配拾放过程中的多类子运动过程的运动控制指令，运动控制指令包括但不限于指定位置移动、工件夹取、工件释放和工件旋转。4.根据权利要求1所述的一种工业机器人装配拾放过程数字孪生模型构建方法，其特征在于，工业机器人装配拾放过程数字孪生模型的具体工作过程为：设置ui界面，通过ui界面设置的开始按钮模拟工业机器人的启动开关，启动工业机器人数字孪生虚拟模型，等待接收目标零件位置指令，输入位置指令，工业机器人数字孪生虚拟模型在运动学模型的作用下到达指定位置，输入抓取指令，物体与工业机器人数字孪生虚拟模型夹爪绑定并等待下一步指令，输入装配点位置指令，工业机器人数字孪生虚拟模型运动到待组装区，输入释放指令，物体解绑，完成单个物体定点移动，重复以上步骤模拟装配过程。5.根据权利要求2所述的一种工业机器人装配拾放过程数字孪生模型构建方法，其特征在于，3d软件包括3dmax和unity3d。6.一种使用如权利要求1所述的一种工业机器人装配拾放过程数字孪生模型构建方法的系统，其特征在于，包括：工业机器人数字孪生虚拟模型构建模块，用于构建工业机器人数字孪生虚拟模型；数据交互指令模块，用于规约数据交互指令，实现工业机器人数字孪生虚拟模型与工业机器人的数据交互，完成实际装配工作；
工业机器人装配拾放过程数字孪生模型构建模块，用于采集各数据交互指令下工业机器人的动作，构建工业机器人装配拾放过程数字孪生模型，模拟装配过程。7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，工业机器人数字孪生虚拟模型构建模块的具体工作过程为：获取工业机器人的基本参数，基本参数至少包括轴距、轴的限制角度、高度以及尺寸；通过3d软件构建与工业机器人各部件一比一的虚拟模型，调整各个虚拟模型的重心；通过3d软件拼接各个虚拟模型，完成工业机器人数字孪生虚拟模型构建。8.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，数据交互指令模块的功能至少包括：数据双向交互：实现工业机器人和工业机器人数字孪生虚拟模型各个轴的旋转角度和位置信息的交互；虚拟场景下工业机器人运动学模型的构建：构建工业机器人运动学模型，完成对工业机器人末端位置的逆向求解，得到适合工业机器人各轴的旋转角度，通过正向运动学完成工业机器人各轴的旋转；构建工业机器人数字孪生虚拟模型的友好交互界面：界面设置显示区域和指令输入区域，显示区域显示工业机器人数字孪生虚拟模型中各轴的坐标、旋转角度和装配时间；指令输入区域是向工业机器人数字孪生虚拟模型发送控制指令的窗口，输入指令控制工业机器人数字孪生虚拟模型工作；设置并分类工业机器人装配拾放过程中的多类子运动过程的运动控制指令，运动控制指令包括但不限于指定位置移动、工件夹取、工件释放和工件旋转。9.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，工业机器人装配拾放过程数字孪生模型的具体工作过程为：设置ui界面，通过ui界面设置的开始按钮模拟工业机器人的启动开关，启动工业机器人数字孪生虚拟模型，等待接收目标零件位置指令，输入位置指令，工业机器人数字孪生虚拟模型在运动学模型的作用下到达指定位置，输入抓取指令，物体与工业机器人数字孪生虚拟模型夹爪绑定并等待下一步指令，输入装配点位置指令，工业机器人数字孪生虚拟模型运动到待组装区，输入释放指令，物体解绑，完成单个物体定点移动，重复以上步骤模拟装配过程。10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1～5任一项所述方法的步骤。
技术总结
本发明公开了一种工业机器人装配拾放过程数字孪生模型构建方法，包括以下步骤：构建工业机器人数字孪生虚拟模型；规约数据交互指令，实现工业机器人数字孪生虚拟模型与工业机器人的数据交互，完成实际装配工作；采集各数据交互指令下工业机器人的动作，构建工业机器人装配拾放过程数字孪生模型，模拟装配过程。本发明构建工业机器人装配拾放过程数字孪生虚拟模型，可用于模拟真实工业机器人装配过程，有助于在虚拟环境中高保真模拟真实工业机器人装配拾放过程，对于高效设计工业机器人装配过程提供支撑。配过程提供支撑。配过程提供支撑。
技术研发人员：刘佳宜 程志亮 武永鑫 孙红 李伯羽
受保护的技术使用者：武汉理工大学
技术研发日：2021.12.22
技术公布日：2022/4/1