一种基于数字孪生的智能加工单元多策略组合仿真方法

文档序号:34266288发布日期:2023-05-25 07:27阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种基于数字孪生的智能加工单元多策略组合仿真方法,其特征在于,具体包括如下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生的智能加工单元多策略组合仿真方法,其特征在于,步骤3中多维度的虚拟加工单元数字孪生模型通过基于http协议定期访问智能加工单元物理空间中数据库的api,获取非实时运行数据,通过订阅mqtt主题获取采集的实时运行数据,再通过socket上传至多维度的虚拟加工单元数字孪生模型。

3.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生的智能加工单元多策略组合仿真方法,其特征在于,所述运行数据的采集采用的协议包括:nc-link协议、ethercat协议、mqtt协议和socket协议。

4.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生的智能加工单元多策略组合仿真方法,其特征在于,步骤4包括如下子步骤:

5.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生的智能加工单元多策略组合仿真方法,其特征在于,步骤5中数控设备的有限状态机关系模型由数控设备的加工状态、触发事件和响应动作组成;所述数控设备的加工状态包括:空闲等待状态q1、正常加工状态q2、完成加工状态q3和阻塞等待状态q4;所述触发事件包括:数控设备初始化e1、待加工物料送达指定设备e2、数控设备开始加工物料e3、数控设备完成物料加工e4取出已完成加工的物料e5、当前无法取出已完成加工的物料e6;所述响应动作包括:数控设备信息初始化b1、运送加工所需物料至指定位置b2、设备完成加工任务,等待取出物料b3、取出设备内已完成加工的物料b4、开始加工任务,对物料进行加工b5。

6.根据权利要求5所述的一种基于数字孪生的智能加工单元多策略组合仿真方法,其特征在于,步骤5中数控设备的有限状态机关系模型的工作过程为:

7.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生的智能加工单元多策略组合仿真方法,其特征在于,步骤6中单对象包括:工人上下料流程、agv转运物料流程、机床加工物料流程,所述工人上下料流程中的运行策略包括:单元工人在线策略⑧和单元无人值守策略⑨;所述agv转运物料流程的运行策略包括:托盘存放位置锁定策略①、托盘顺序存放策略②、托盘就近存放策略③、以最短路径为目标的agv任务优化策略⑩和agv任务不可变动策略⑪;所述机床加工物料流程的运行策略包括:五轴机床可用于四轴机床加工零件策略④、五轴机床不可用于四轴机床加工零件策略⑤、同类型机床可替换策略⑥、同类型机床不可替换策略⑦。

8.根据权利要求7所述的一种基于数字孪生的智能加工单元多策略组合仿真方法,其特征在于,所述单对象的运行策略进行组合的规则为:


技术总结
本发明公开了一种基于数字孪生的智能加工单元多策略组合仿真方法,通过构建智能加工单元数字孪生模型,并采集智能加工单元实时运行数据驱动孪生模型,从而实现虚实单元同步,得到高保真的仿真环境;在此环境中,建立数控设备的有限状态机关系模型,并将单元整体运行逻辑进行拆分与组合,在此基础上开发了虚拟仿真功能,实现基于单元实际工况不同策略组合下的单元仿真预测,进而分析优化单元生产过程。本发明通过将高保真的实时孪生环境作为仿真初始环境,弥补了传统单元仿真下的仿真结果“失真”,同时提供了多种策略组合供仿真选择,解决了传统单元仿真下的仿真策略固化单一缺点,更加贴近生产实际,提高智能加工单元生产仿真优化的科学性。

技术研发人员:冷晟,周壮壮,陈富星,王聪,叶文华,黄海泽,高海淋
受保护的技术使用者:南京航空航天大学
技术研发日:
技术公布日:2024/1/12
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