CN114131597A - 一种基于数字孪生技术的工业机器人仿真联动方法和*** - Google Patents

Abstract

本发明公开一种基于数字孪生技术的工业机器人仿真联动方法和***，其中，该基于数字孪生技术的工业机器人仿真联动方法，包括：通过数字孪生技术，使用多个工业机器人的仿真模型搭建虚拟应用场景；通过三维显示技术，在虚拟应用场景中设置所述仿真模型的功能属性，得到多个工业机器人的虚拟设备；通过数字孪生技术，建立虚拟设备与对应工业机器人之间的控制逻辑；根据控制逻辑，控制虚拟设备与工业机器人联动。本发明的技术方案能解决现有技术中数字双胞胎技术难以实现多个设备的高精度联合运行，进而难以完成机器人技术技能人才的实训教学培养的问题。

Description

一种基于数字孪生技术的工业机器人仿真联动方法和***

技术领域

本发明涉及数字孪生技术领域，尤其涉及一种基于数字孪生技术的工业机器人仿真联动方法和***。

背景技术

数字孪生是充分利用物理模型、传感器更新数据以及运行历史数据，集成多学科、多物理量、多尺度以及多概率的数字镜像技术。通过此种数字镜像技术，数字孪生能够在虚拟空间中完成真实物理模型的映射，从而反映出对应的实体装备的全生命周期过程。综上，数字孪生技术能够被视为一个或多个装备***的数字仿真***。

数字孪生技术因其高仿真度的镜像功能，能够应用在众多生产领域，尤其是在应用最深入、关注度最高、研究最热的智能制造领域。在智能制造领域通常需要使用高协同性的工业机器人，同时需要高专业性的机器人技术技能人才，相应地，机器人技术技能人才的实训教学培养至关重要。因为数字孪生技术能够反映实体装备的全生命周期过程，因此数字孪生技术能够将仿真结果反馈给物理对象，帮助物理对象进行优化和决策，进而能够应用于机器人技术技能人才的实训教学培养领域。

然而，目前的数字孪生技术，例如广泛应用于智能制造领域的数字双胞胎技术，并未真正实现虚实融合、因为在一个项目中可能会使用多台工业机器人以及多种智能装备，现有的数字双胞胎技术难以实现多台设备的联合运行，因此并不是实际意义的数字孪生，也就难以完成机器人技术技能人才的实训教学培养。

发明内容

本发明提供了一种基于数字孪生技术的工业机器人仿真联动方法和***，旨在解决现有技术中的数字双胞胎技术难以实现多台设备的联合运行，进而难以完成机器人技术技能人才的实训教学培养任务的问题。

根据本发明的第一方面，本发明提供了一种基于数字孪生技术的工业机器人仿真联动方法，包括：

通过数字孪生技术，使用待仿真的多个工业机器人的仿真模型搭建虚拟应用场景；

通过三维显示技术，在虚拟应用场景中设置仿真模型的功能属性，得到多个工业机器人的虚拟设备；

通过数字孪生技术，建立虚拟设备与对应工业机器人之间的控制逻辑；

根据控制逻辑，控制虚拟设备与工业机器人联动。

优选地，上述通过数字孪生技术，使用待仿真的多个工业机器人的仿真模型搭建虚拟应用场景的步骤，包括：

分别建立所述多个工业机器人和关联智能装备的仿真模型；

将仿真模型导入数字孪生技术搭建的虚拟应用场景；

按照工业机器人和关联智能装备的仿真要求，在虚拟应用场景中建立各个仿真模型之间的交互关系。

优选地，上述通过三维显示技术，在虚拟应用场景中设置仿真模型的功能属性，得到多个工业机器人的虚拟设备的步骤，包括：

使用三维显示技术，按照仿真模型包含的结构参数构建虚拟设备；

在虚拟应用场景中，根据工业机器人的功能属性设置对应虚拟设备的功能属性。

优选地，上述建立数字孪生技术与每个工业机器人之间的控制逻辑的步骤，包括：

使用数字孪生技术生成虚拟设备的控制程序；

将控制程序导入至虚拟设备对应工业机器人的控制器中；

或者，

建立工业机器人的控制器与数字孪生技术中虚拟设备之间的连接关系；

使用控制器，根据连接关系控制虚拟设备动作。

优选地，上述根据控制逻辑，控制虚拟设备与工业机器人联动的步骤，包括：

获取控制器的动作指令和工业机器人的动作状态；

根据控制器的动作指令控制虚拟设备跟随工业机器人动作，并按照工业机器人的动作状态实时调整虚拟设备的动作状态。

优选地，上述工业机器人仿真联动方法，还包括：

根据数字孪生技术，设置虚拟应用场景的环境物理属性；

在设置环境物理属性的虚拟应用场景中，仿真控制对应于工业机器人的虚拟设备动作；

获取虚拟设备的仿真控制结果。

根据本发明的第二方面，本发明还提供了一种基于数字孪生技术的工业机器人仿真联动***，包括：

场景搭建模块，用于通过数字孪生技术，使用多个工业机器人的仿真模型搭建虚拟应用场景；

仿真建立模块，用于通过三维显示技术，在虚拟应用场景中设置仿真模型的功能属性，得到多个工业机器人的虚拟设备；

逻辑建立模块，用于通过数字孪生技术，建立虚拟设备与对应工业机器人之间的控制逻辑；

动作控制模块，用于根据控制逻辑，控制虚拟设备与工业机器人联动。

优选地，上述场景搭建模块，包括：

模型建立子模块，用于分别建立多个工业机器人和关联智能装备的仿真模型；

模型导入子模块，用于将仿真模型导入数字孪生技术搭建的虚拟应用场景；

关系建立子模块，用于按照工业机器人和关联智能装备的仿真要求，在虚拟应用场景中建立各仿真模型之间的交互关系。

优选地，上述仿真建立模块，包括：

设备构建子模块，用于使用三维显示技术，按照仿真模型包含的结构参数构建虚拟设备；

功能设置子模块，用于在虚拟应用场景中，根据工业机器人的功能属性设置对应虚拟设备的功能属性。

优选地，上述逻辑建立模块，包括：

程序生成子模块，用于使用数字孪生技术生成虚拟设备的控制程序；

程序导入子模块，用于将控制程序导入至虚拟设备对应工业机器人的控制器中；

以及，

关系建立子模块，用于建立工业机器人的控制器与数字孪生技术中虚拟设备之间的连接关系；

第一动作控制子模块，用于使用控制器，根据连接关系控制虚拟设备动作。

优选地，上述动作控制模块，包括：

状态获取子模块，用于获取控制器的动作指令和工业机器人的动作状态；

第二动作控制子模块，用于根据控制器的动作指令控制虚拟设备跟随工业机器人动作；

状态调整子模块，用于按照工业机器人的动作状态实时调整虚拟设备的动作状态。

优选地，上述工业机器人仿真***，还包括：

属性设置模块，用于根据数字孪生技术，设置虚拟应用场景的环境物理属性；

仿真控制模块，用于在设置环境物理属性的虚拟应用场景中，仿真控制对应于工业机器人的虚拟设备动作；

结果获取模块，用于获取虚拟设备的仿真控制结果。

综上，本申请提供的基于数字孪生技术的工业机器人仿真联动方案，通过使用数字孪生技术，对待仿真的多个工业机器人的仿真模型搭建虚拟应用场景，然后通过三维显示技术在虚拟应用场景中设置仿真模型的功能属性，得到多个工业机器人的虚拟设备，并且通过数字孪生技术建立虚拟设备与对应工业机器人的仿真模型之间的控制逻辑，根据该控制逻辑玖能够实现虚拟设备与工业机器人之间的联动。因为数字孪生技术搭建了虚拟应用场景，仿真了多个工业机器人，建立了多个工业机器人的虚拟设备，通过建立控制逻辑，协调了不同工业机器人的虚拟设备之间的协同联动，从而解决现有技术中数字双胞胎技术难以实现多个设备的高精度联合运行，进而难以完成机器人技术技能人才的实训教学培养的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的第一种基于数字孪生技术的工业机器人仿真联动方法的流程示意图；

图2是图1所示实施例提供的一种虚拟应用场景搭建方法的流程示意图；

图3是图1所示实施例提供的一种仿真模型的功能属性设置方法的流程示意图；

图4是图1所示实施例提供的一种控制逻辑建立方法的流程示意图；

图5是图1所示实施例提供的一种联动控制方法的流程示意图；

图6是本发明实施例提供的第二种基于数字孪生技术的工业机器人仿真联动方法的流程示意图；

图7是本发明实施例提供的一种陀螺和陀螺笔装配模块的结构示意图；

图8是本发明实施例提供的第一种基于数字孪生技术的工业机器人仿真联动***的结构示意图；

图9是图8所示实施例提供的一种场景搭建模块的结构示意图；

图10是图8所示实施例提供的一种仿真建立模块的结构示意图；

图11是图8所示实施例提供的第一种逻辑建立模块的结构示意图；

图12是图8所示实施例提供的第二种逻辑建立模块的结构示意图；

图13是图8所示实施例提供的一种动作控制模块的结构示意图；

图14是本发明实施例提供的第二种基于数字孪生技术的工业机器人仿真联动***的结构示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例的主要技术问题如下：

目前的数字孪生技术，例如广泛应用于智能制造领域的数字双胞胎技术，并未真正实现虚实融合、因为在一个项目中可能会使用多台工业机器人以及多种智能装备，现有的数字双胞胎技术难以实现所有设备的联合运行，因此并不是实际意义的数字孪生，也就难以完成机器人技术技能人才的实训教学培养。

为了解决上述问题，本申请下述实施例提供了基于数字孪生技术的工业机器人仿真联动方案。

具体参见图1，图1为本发明实施例提供的一种基于数字孪生技术的工业机器人仿真联动方法的流程示意图。如图1所示，该基于数字孪生技术的工业机器人仿真联动方法，包括：

S110：通过数字孪生技术，使用待仿真的多个工业机器人的仿真模型搭建虚拟应用场景。数字孪生是充分利用物理模型和传感器更新数据以及运行历史数据，集成多学科、多物理量、多尺度以及多概率的数字镜像技术。在本步骤中仿真模型包括多个工业机器人和关联智能装备(如数控机床、步进伺服电机和控制***等)的仿真模型，因为本申请中要求所有工业机器人和不同品牌型号的关联智能装备的控制器均具有离线仿真***(例如工业机器人离线仿真软件，包括离线示教器和离线控制器)，从而生成相应的仿真模型，在省城相应仿真模型后倒入数字孪生软件，并通过modbus-tcp、opc等多种通信方式交互数据。

具体作为一种优选的实施例，如图2所示，该通过数字孪生技术，使用待仿真的多个工业机器人的仿真模型搭建虚拟应用场景的步骤具体包括：

S111：分别建立多个工业机器人和关联智能装备的仿真模型。其中，关联智能装备包括与工业机器人相关的数控机床、步进伺服电机和气缸等装备，并且本申请实施例提供的仿真模型能够模拟不同品牌型号的关联智能装备。在本申请实施例中工业机器人和关联智能装备均具有离线仿真软件，从而得到相应的仿真模型。

S112：将仿真模型导入数字孪生技术搭建的虚拟应用场景。虚拟应用场景模拟多个工业机器人的现实场景，包括生产现场的多种属性参数，在将仿真模型按照1：1的比例导入到上述虚拟应用场景后，能够根据用户设置模拟包含待仿真的工业机器人的虚拟应用场景。

S113：按照工业机器人和关联智能装备的仿真要求，在虚拟应用场景中建立各个仿真模型之间的交互关系。在本申请实施例中，在将各个仿真模型导入数字孪生软件后，能够使用modbus-tcp、ocp等多种通信方式交互数据，从而建立各个仿真模型之间的交互关系，按照实际的工业机器人之间的联系，进行多个仿真模型之间的通信。其中，仿真模型的动作属性均能够在数字孪生软件中设置，从而使得控制信号与反馈信号均与离线仿真软件实现。

在搭建虚拟应用场景后，图1所示的基于数字孪生技术的工业机器人仿真联动方法，还包括以下步骤：

S120：通过三维显示技术，在虚拟应用场景中设置仿真模型的功能属性，得到多个工业机器人的虚拟设备。本申请实施例能够利用计算机三维显示技术，在虚拟应用场景中制作具有与实物设备同样功能属性的虚拟设备。虚拟设备的仿真模型为实际机械设计图纸的模型，初始不需要添加任何属性，只需要轻量化模型即可；在得到轻量化模型后导入数字孪生软件后，能够按照实际需要设置仿真模型的旋转、平移和参数设置等属性。

具体地，作为一种优选的实施例，如图3所示，该通过三维显示技术，在虚拟应用场景中设置仿真模型的功能属性，得到多个工业机器人的虚拟设备的步骤，包括：

S121：使用三维显示技术，按照仿真模型包含的结构参数构建虚拟设备。仿真模型的结构参数包括需要仿真的工业机器人的形状、颜色和构造等参数，通过按照结构参数构建虚拟设备能够使用三维显示技术形象地模拟原有的工业机器人及关联智能装备。

S122：在虚拟应用场景中，根据工业机器人的功能属性设置对应虚拟设备的功能属性。通过根据工业机器人的功能属性设置对应虚拟设备的功能属性，例如仿真模型的旋转、平移和生产初始参数等功能属性，这样在按照工业机器人的功能属性设置对应虚拟设备的功能属性后，能够在虚拟应用场景中模拟工业机器人的实际功能。

设置仿真模型的功能属性，得到工业机器人的虚拟设备，能够使用该虚拟设备作为教育教学培训资源，新产品研发调试，工厂布局规划，方案论证和产品售前预演等操作。

在设置仿真模型的功能属性，得到工业机器人的虚拟设备后，图1所示的基于数字孪生技术的工业机器人仿真联动方法，还包括以下步骤：

S130：通过数字孪生技术，建立虚拟设备与对应工业机器人之间的控制逻辑。数字孪生技术能够设置虚拟设备与工业机器人的同步状态，这样在数字孪生软件中就能够建立虚拟设备与对应工业机器人之间的控制逻辑，从而使得虚拟设备与工业机器人的精准联动，实现机器人技术技能人才的实训教学培养。

具体作为一种优选的实施例，如图4所示，上述通过数字孪生技术，建立虚拟设备与每个工业机器人之间的控制逻辑的步骤具体包括：

S131：使用数字孪生技术生成虚拟设备的控制程序。通过在数字孪生软件中生成该控制程序，包括工业机器人、逻辑控制器以及触摸屏等设备的控制程序，能够根据该控制程序控制相应的工业机器人及关联智能装备。

S132：将控制程序导入至虚拟设备对应工业机器人的控制器中。

通过在数字孪生软件中生成虚拟设备的控制程序，然后将该控制程序导入工业机器人的控制器中，具体在各控制器的程序中后置各自属性的文件，然后倒入实际载体中，而程序的主体无需变动，从而实现虚拟设备与对应工业机器人的控制逻辑，完成两者的关联控制。

或者，

S133：建立工业机器人的控制器与数字孪生技术中虚拟设备之间的连接关系。

S134：使用控制器，根据连接关系控制虚拟设备动作。

通过建立控制器与虚拟设备之间的连接关系，能够使用实际的控制器根据该连接关系控制虚拟设备动作，因为控制器能够控制实际的工业机器人及关联智能装备动作，这样使用控制器也能够控制虚拟设备动作，就实现了虚拟设备与工业机器人及关联智能装备之间的精准联动，提高机器人教学培训的效率。

在建立虚拟设备与对应工业机器人之间的控制逻辑后，图1所示的基于数字孪生技术的工业机器人仿真联动方法，还包括以下步骤：

S140：根据控制逻辑，控制虚拟设备与工业机器人联动。在建立虚拟设备与工业机器人的控制逻辑后，这样虚拟设与工业机器人及关联智能装备具有了一定的联系，那么就能够实现虚拟设备与工业机器人的虚实联动，具体实现虚拟设备根据实际载体而运动。

作为一种优选的实施例，如图5所示，上述步骤S140：根据控制逻辑，控制虚拟设备与工业机器人联动的步骤具体包括：

S141：获取控制器的动作指令和工业机器人的动作状态。

S142：根据控制器的动作指令控制虚拟设备跟随工业机器人动作，并按照工业机器人的动作状态实时调整虚拟设备的动作状态。

本申请实施例提供的技术方案中，通过获取控制器的动作指令和工业机器人的动作状态，能够根据控制器的动作指令控制虚拟设备与工业机器人一起动作；并且在获取工业机器人的动作状态后，能够将虚拟设备调整只工业机器人的动作状态，使得虚拟设备与工业机器人保持同步。整个应用过程较为清晰明了，动作状态基本只需读取各工业机器人和关联智能装备的动作状态即可，例如数控机床的开关状态。本发明实施例中，数字孪生软件中的虚拟设备能够按照固定格式读取plc的数据，接收工业机器人各关节的角度值、数控机床加工状态等，以在控制器的控制下，使得虚拟设备跟随运动。

综上，本申请提供的基于数字孪生技术的工业机器人仿真联动方法，通过使用数字孪生技术，对待仿真的多个工业机器人的仿真模型搭建虚拟应用场景，然后通过三维显示技术在虚拟应用场景中设置仿真模型的功能属性，得到多个工业机器人的虚拟设备，并且通过数字孪生技术建立虚拟设备与对应工业机器人的仿真模型之间的控制逻辑，根据该控制逻辑玖能够实现虚拟设备与工业机器人之间的联动。因为数字孪生技术搭建了虚拟应用场景，仿真了多个工业机器人，建立了多个工业机器人的虚拟设备，通过建立控制逻辑，协调了不同工业机器人的虚拟设备之间的协同联动，从而解决现有技术中数字双胞胎技术难以实现多个设备的高精度联合运行，进而难以完成机器人技术技能人才的实训教学培养的问题。

作为一种优选的实施例，如图6所示，本申请实施例提供的工业机器人仿真联动方法除了上述步骤外还包括：

S210：根据数字孪生技术，设置虚拟应用场景的环境物理属性。

S220：在设置环境物理属性的虚拟应用场景中，仿真控制对应于工业机器人的虚拟设备动作。

S230：获取虚拟设备的仿真控制结果。

本申请实施例提供的技术方案，通过设置虚拟应用场景的环境物理属性，例如重力、摩擦***、弹性系数、转动惯量和线性阻尼等，这样虚拟应用场景就能够使用虚拟设备仿真各种物理条件下工业机器人及关联智能装备的动作过程，方便研究工业机器人的性能参数，并且提高机器人技能人才的培训质量。另外在数字孪生软件中，能够实现自定义数据格式，对于数据交互的属性和应用没有唯一性，开放便于交互。本发明上述实施例提供的数字孪生技术支持软件纯虚拟仿真和半硬件半虚拟仿真，所有的模型动作均可以在数字孪生软件上演示效果，在没有实际设备前提下完成虚拟应用场景的搭建。

综上，如图7所示，以陀螺和陀螺笔装配模块为例，说明本申请上述实施例提供的基于数字孪生技术的工业机器人仿真联动方案：

原料区1共有6个库，轴承、陀螺笔头和陀螺笔尾的原料位置可随机摆放各库，通过MES或者触摸屏下订单按需取料。在实际取料过程中，是协作机器人2通过3D视觉***3识别颜色、位置和高度等特征实现抓取的，但是在数字孪生软件中是虚实联动实现上述功能的。为了更快速简捷地完成虚拟设备跟随抓取，目前采用的方法是利用可见属性，待协作机器人2的手爪夹紧时，则会自动显示；协作机器人2根据自动导航装置AGV4将物料放置到运料托盘后，则会自动消失。

在取料完成后，自动导航装置AGV4会识别地面磁条，以到达工作区的目标点。在数字孪生软件中，需要在内部控制器编写AGV4的自动路径，读取PLC控制的AGV信号，并且测试匹配速度，以实现虚拟设备中虚拟AGV与实际AGV的同步运行。

在到达工作区后，在数字孪生技术中虚拟设备仿真，随着协作机器人2将轴承原料放置到六轴机器人5的伺服转盘6，完成冲压动作；六轴机器人5取走放置到成品仓库；然后在进行陀螺笔的装配，需要协作机器人2与六轴机器人5同步进行，完成后AGV4回到原料区1号位置，六轴机器人5回到初始点。

至此一个流程加工完成。

另外，为了实现上述方法，本申请下述各实施例还提供一种基于数字孪生技术的工业机器人仿真***，通过下述***能够实现上述方法的功能，因为具体操作步骤上述方法已经提及，因此重复部分不再赘述。

参见图8，图8为本发明实施例提供的第一种基于数字孪生技术的工业机器人仿真***的结构示意图，如图8所示，该基于数字孪生技术的工业机器人仿真***包括：

场景搭建模块110，用于通过数字孪生技术，使用多个工业机器人的仿真模型搭建虚拟应用场景；

仿真建立模块120，用于通过三维显示技术，在虚拟应用场景中设置仿真模型的功能属性，得到多个工业机器人的虚拟设备；

逻辑建立模块130，用于通过数字孪生技术，建立虚拟设备与对应工业机器人之间的控制逻辑；

动作控制模块140，用于根据控制逻辑，控制虚拟设备与工业机器人联动。

综上，本申请提供的基于数字孪生技术的工业机器人仿真***，通过场景搭建模块110使用数字孪生技术，对待仿真的多个工业机器人的仿真模型搭建虚拟应用场景，然后仿真建立模块120通过三维显示技术在虚拟应用场景中建立多个工业机器人的虚拟设备，并且逻辑建立模块130建立数字孪生技术与每个工业机器人之间的控制逻辑，动作控制模块140根据该控制逻辑玖能够实现虚拟设备与工业机器人之间的联动。因为数字孪生技术搭建了虚拟应用场景，仿真了多个工业机器人，建立了多个工业机器人的虚拟设备，通过建立控制逻辑，协调了不同工业机器人的虚拟设备之间的协同联动，从而解决现有技术中数字双胞胎技术难以实现多个设备的高精度联合运行，进而难以完成机器人技术技能人才的实训教学培养的问题。

作为一种优选的实施例，如图9所示，上述场景搭建模块110包括：

模型建立子模块111，用于分别建立多个工业机器人和关联智能装备的仿真模型；

模型导入子模块112，用于将仿真模型导入数字孪生技术搭建的虚拟应用场景；

关系建立子模块113，用于按照工业机器人和关联智能装备的仿真要求，在虚拟应用场景中建立各仿真模型之间的交互关系。

作为一种优选的实施例，如图10所示，上述仿真建立模块120，包括：

设备构建子模块121，用于使用三维显示技术，按照仿真模型包含的结构参数构建虚拟设备；

功能设置子模块122，用于在虚拟应用场景中，根据工业机器人的功能属性设置对应虚拟设备的功能属性。

作为一种优选的实施例，如图11所示，上述逻辑建立模块130，包括：

程序生成子模块131，用于使用数字孪生技术生成虚拟设备的控制程序；

程序导入子模块132，用于将控制程序导入至虚拟设备对应工业机器人的控制器中；

以及如图12所示，该逻辑建立模块130还包括：

关系建立子模块133，用于建立工业机器人的控制器与数字孪生技术中虚拟设备之间的连接关系；

第一动作控制子模块134，用于使用控制器，根据连接关系控制虚拟设备动作。

如图13所示，作为一种优选的实施例，上述动作控制模块140，包括：

状态获取子模块141，用于获取控制器的动作指令和工业机器人的动作状态；

第二动作控制子模块142，用于根据控制器的动作指令控制虚拟设备跟随工业机器人动作；

状态调整子模块143，用于按照工业机器人的动作状态实时调整虚拟设备的动作状态。

作为一种优选的实施例，如图14所示，该工业机器人仿真***还包括：

属性设置模块150，用于根据数字孪生技术，设置虚拟应用场景的环境物理属性；

仿真控制模块160，用于在设置环境物理属性的虚拟应用场景中，仿真控制对应于工业机器人的虚拟设备动作；

结果获取模块170，用于获取虚拟设备的仿真控制结果。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、***、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(***)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

应当注意的是，在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的部件或步骤。位于部件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的部件。本发明可以借助于包括有若干不同部件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种基于数字孪生技术的工业机器人仿真联动方法，其特征在于，包括：

通过数字孪生技术，使用多个工业机器人的仿真模型搭建虚拟应用场景；

通过三维显示技术，在所述虚拟应用场景中设置所述仿真模型的功能属性，得到所述多个工业机器人的虚拟设备；

通过所述数字孪生技术，建立所述虚拟设备与对应工业机器人之间的控制逻辑；

根据所述控制逻辑，控制所述虚拟设备与所述工业机器人联动。

2.根据权利要求1所述的工业机器人仿真联动方法，其特征在于，所述通过数字孪生技术，使用多个工业机器人的仿真模型搭建虚拟应用场景的步骤，包括：

分别建立所述多个工业机器人和关联智能装备的仿真模型；

将所述仿真模型导入所述数字孪生技术搭建的所述虚拟应用场景中；

按照所述工业机器人和关联智能装备的仿真要求，在所述虚拟应用场景中建立各个仿真模型之间的交互关系。

3.根据权利要求1所述的工业机器人仿真联动方法，其特征在于，所述通过三维显示技术，在所述虚拟应用场景中设置所述仿真模型的功能属性，得到所述多个工业机器人的虚拟设备的步骤，包括：

使用所述三维显示技术，按照所述仿真模型的结构参数构建所述虚拟设备；

在所述虚拟应用场景中，根据所述工业机器人的功能属性设置对应虚拟设备的功能属性。

4.根据权利要求1所述的工业机器人仿真联动方法，其特征在于，所述通过数字孪生技术，建立所述虚拟设备与对应工业机器人之间的控制逻辑的步骤，包括：

使用所述数字孪生技术生成所述虚拟设备的控制程序；

将所述控制程序导入至所述虚拟设备对应工业机器人的控制器中；

或者，

建立所述工业机器人的控制器与所述数字孪生技术中虚拟设备之间的连接关系；

使用所述控制器，根据所述连接关系控制所述虚拟设备动作。

5.根据权利要求4所述的工业机器人仿真联动方法，其特征在于，所述根据控制逻辑，控制所述虚拟设备与所述工业机器人联动的步骤，包括：

获取所述控制器的动作指令和所述工业机器人的动作状态；

根据所述控制器的动作指令控制所述虚拟设备跟随所述工业机器人动作，并按照所述工业机器人的动作状态实时调整所述虚拟设备的动作状态。

6.根据权利要求1所述的工业机器人仿真联动方法，其特征在于，还包括：

根据所述数字孪生技术，设置所述虚拟应用场景的环境物理属性；

在设置所述环境物理属性的虚拟应用场景中，仿真控制对应于所述工业机器人的虚拟设备动作；

获取所述虚拟设备的仿真控制结果。

7.一种基于数字孪生技术的工业机器人仿真联动***，其特征在于，包括：

场景搭建模块，用于通过数字孪生技术，使用多个工业机器人的仿真模型搭建虚拟应用场景；

仿真建立模块，用于通过三维显示技术，在所述虚拟应用场景中设置所述仿真模型的功能属性，得到所述多个工业机器人的虚拟设备；

逻辑建立模块，用于通过所述数字孪生技术，建立所述虚拟设备与对应工业机器人之间的控制逻辑；

动作控制模块，用于根据所述控制逻辑，控制所述虚拟设备与所述工业机器人联动。

8.根据权利要求7所述的工业机器人仿真联动***，其特征在于，所述场景搭建模块，包括：

模型建立子模块，用于分别建立所述多个工业机器人和关联智能装备的仿真模型；

模型导入子模块，用于将所述仿真模型导入所述数字孪生技术搭建的所述虚拟应用场景中；

关系建立子模块，用于按照所述工业机器人和关联智能装备的仿真要求，在所述虚拟应用场景中建立各个仿真模型之间的交互关系；

所述仿真建立模块，包括：

设备构建子模块，用于使用所述三维显示技术，按照所述仿真模型的结构参数构建所述虚拟设备；

功能设置子模块，用于在所述虚拟应用场景中，根据所述工业机器人的功能属性设置对应虚拟设备的功能属性。

9.根据权利要求7所述的工业机器人仿真联动***，其特征在于，所述逻辑建立模块，包括：

程序生成子模块，用于使用所述数字孪生技术生成所述虚拟设备的控制程序；

程序导入子模块，用于将所述控制程序导入至所述虚拟设备对应工业机器人的控制器中；

以及，

关系建立子模块，用于建立所述工业机器人的控制器与所述数字孪生技术中虚拟设备之间的连接关系；

第一动作控制子模块，用于使用所述控制器，根据所述连接关系控制所述虚拟设备动作；

所述动作控制模块，包括：

状态获取子模块，用于获取所述控制器的动作指令和所述工业机器人的动作状态；

第二动作控制子模块，用于根据所述控制器的动作指令控制所述虚拟设备跟随所述工业机器人动作；

状态调整子模块，用于按照所述工业机器人的动作状态实时调整所述虚拟设备的动作状态。

10.根据权利要求7所述的工业机器人仿真联动***，其特征在于，还包括：

属性设置模块，用于根据所述数字孪生技术，设置所述虚拟应用场景的环境物理属性；

仿真控制模块，用于在设置所述环境物理属性的虚拟应用场景中，仿真控制对应于所述工业机器人的虚拟设备动作；

结果获取模块，用于获取所述虚拟设备的仿真控制结果。

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