一种基于性能数字孪生的动态装调方法、系统及设备技术方案

本发明专利技术提供了一种基于性能数字孪生的动态装调方法、系统及设备，该方法包括：监测并采集装配过程中的多源异构数据；对所述多源异构数据的实时数据、历史数据进行预处理，提取所述实时数据、历史数据对应的动态特征数据，进行特征拟合，将实时数据拟合曲线与历史数据拟合曲线对比，判断数据是否异常；建立装配过程数字孪生模型，获取仿真预测数据；基于仿真预测数据，对在制品质量参数进行分析，确定异常原因；基于所述异常原因，进行动态优化调控。本方案提高了装配过程中质量管控的全面性，可对装配质量特性的变化趋势进行预测，减少了装配过程调整策略的盲目性和主观性。过程调整策略的盲目性和主观性。过程调整策略的盲目性和主观性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于性能数字孪生的动态装调方法、系统及设备


[0001]本专利技术涉及数字孪生及智能制造领域，尤其涉及针对两轴两框架伺服系统结构的数字孪生的动态装调方法、系统及设备。

技术介绍

[0002]复杂产品是指产品的需求复杂、组成复杂、技术复杂、制造过程复杂、生产管理复杂的一类产品，如飞机等。复杂产品研制周期长、试制费用高。质量是复杂装备的固有属性，对其效能发挥起着非常重要的作用。装配是复杂产品制造过程中最重要的环节之一，其结果对产品的质量、性能、寿命和可维护性具有直接的影响。在制造过程中，装配时间约占总生产时间的20％～50％，装配费用占制造总费用的20％～30％。近年来，随着物联网、大数据和云计算技术的日臻成熟，促进了现代复杂机械产品的装配生产向数字化、网联化和智能化的方向发展。催生了物理信息融合、数字孪生技术与制造业的深度融合。数字孪生作为一种可以实现装备装配过程物理域和信息域智能互联与交互融合的潜在有效途径，近期受到了国内外专家的高度关注。
[0003]两轴两框架伺服结构作为复杂装配结构，广泛运用于导引头等光电系统稳定平台中，负载通本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于性能数字孪生的动态装调方法，其特征在于，所述方法包括：步骤1、监测并采集装配过程中的多源异构数据，所述多源异构数据包括参数数据、动态信息数据、环境数据；步骤2、对所述多源异构数据的实时数据、历史数据进行预处理，提取所述实时数据、历史数据对应的动态特征数据，进行特征拟合，将实时数据拟合曲线与历史数据拟合曲线对比，判断数据是否异常；步骤3、建立装配过程数字孪生模型，所述数字孪生模型包括可视化模型、动力学仿真模型、装配行为模型，对所述动力学仿真模型的模态进行预测，获取仿真预测数据；步骤4、基于仿真预测数据，对在制品质量参数进行分析，若所述质量参数存在异常，则确定造成质量参数异常对应的异常原因；步骤5、基于所述异常原因，进行动态优化调控。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤1中，参数数据包括组装前参数、组装后参数、机械臂参数。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤2中，判断数据是否异常包括：对一时间段内的历史数据的变化曲线进行拟合，再基于采集的相同长度时间段内的实时数据的变化曲线进行拟合，比较两拟合曲线的分布高峰，当实时数据拟合曲线的分布高峰相对于历史数据拟合曲线的分布高峰偏左或偏右，或者高峰的峰值过高或过低，则判定为异常。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤3中，所述模态的预测，进一步包括：步骤301、对待装配设备的部件、连接副进行编号，形成由若干个等效刚体构成的离散整机模型；步骤302、将离散整机模型离散化为有限自由度的线性系统，基于采集的动态特征数据，计算刚度矩阵K、阻尼矩阵C；步骤303、基于所述刚度矩阵K、阻尼矩阵C，求解所述线性系统的振型方程，得到所述线性系统的各阶固有频率及对应的振型，所述各阶固有频率及对应的振型，即为仿真预测数据。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述振型方程为：并且，|[K]
‑
ω2[M]|＝0其中，ω为结构振动的固有频率；为系统的固有振型，[M]为系统的质量矩阵。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤3中，所述装配行为模型是指装配工艺过程的时序模型，本实施例中，可以首先构建整个装配工艺过程的时序模型；在接收到装配行为模型中一节点所有输入信息之后，通过动力学仿真模型的模态进行预测，作为该节点的输出；对于每个节点的输出，通过可视化模型进行显示。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤4中，通过以下方式确定造成质量参数异常对应的异常原因：步骤401、确定导致各类异常的异常原因；
步骤402、...

【专利技术属性】
技术研发人员：张萌，杜日煌，李国喜，王东，赵存，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科技大学，
类型：发明
国别省市：