【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及工业生产数字控制，具体涉及一种基于数字孪生的汽车轮胎装配角度自适应修正方法及装置。
技术介绍
1、数字孪生是物理实体与数字孪生体的双向控制反馈优化技术，其中，动态仿真是数字孪生的关键基础支撑，是实现对物理实体的运动轨迹干涉估计、自适应调整、控制优化和管理功能正确、高效行使的保证。
2、目前，尽管针对汽车轮胎自动化装配的理论研究已经趋于成熟，但在实际生产中的汽车轮胎装配工序，大部分工厂仍然采用的是人工进行轮胎装配，由操作员工对轮胎型号、位置、适配螺母进行选择和确定。虽然小部分工厂采用了机器视觉、机器人、机械臂进行轮胎螺母的装配，但是由于每个轮胎初始摆放时装配角度无法统一，仅凭机器视觉无法快速有效地调整，极易影响轮胎装配效率。因此，初始轮胎位置的快速调正仍是困扰现场操纵的关键，极易导致装配效率低下，需要得到有效解决。
3、公布号为cn111968004a的中国专利技术专利公开了一种基于数字孪生的高精密产品装调一体化系统，其由虚拟装调环境和物理装调环境组成；虚拟装调环境包括数字孪生构建模块、装调过程仿真模块、装调质量预测模块、装调工艺优化模块、物理信息采集模块，在数字孪生模型的构建、装调过程仿真、装调质量预测和装调工艺优化等方面实现高精密产品的智能化装配。上述系统虽然给出了装调一体化的方案，但是并未具体说明在汽车轮胎装配的应用上，如何应对初始轮胎位置的快速调正的技术问题，以及如何进行自适应角度修正的解决方案。因此，对汽车轮胎装配过程中轮胎角度的自适应调整的研究，仍然是提高汽车装配效率的比较关键的一
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服上述现有技术的缺点，实现汽车轮胎装配过程中轮胎角度的自适应调整，提供一种基于数字孪生的汽车轮胎装配角度自适应修正方法及装置。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、一种基于数字孪生的汽车轮胎装配角度自适应修正方法，包括以下步骤：
4、s1：基于历史数据，构建汽车轮胎模型库，所述汽车轮胎模型库包括轮胎三维模型、轮胎正放位置和轮胎参数。
5、s2：构建数字孪生系统，包括构建轮胎自适应角度调整装置的数字孪生体、轮胎装配工艺的数字孪生体以及轮胎自适应角度调整装置的控制逻辑模型。
6、基于历史数据，通过对轮胎自适应角度调整装置进行三维建模，构建轮胎自适应角度调整装置的数字孪生体，通过对轮胎自适应角度调整装置的数字孪生体的外观尺寸、运动动作、空间装配关系特征标定，构建轮胎装配工艺的数字孪生体，通过驱动电机驱动轮胎自适应角度调整装置调整角度的控制逻辑，构建轮胎自适应角度调整装置的控制逻辑模型。
7、优选地，所述轮胎自适应角度调整装置包括轮胎夹紧平台和驱动电机，所述轮胎夹紧平台与驱动电机的输出轴传动连接，所述角度调整装置控制参数包括驱动电机控制参数。
8、通过构建轮胎自适应角度调整装置的控制逻辑模型，实现轮胎自适应角度调整装置的数字孪生体与其物理实体的双向控制。
9、s3：建立数字孪生系统与轮胎自适应角度调整装置之间的双向控制，控制待装配轮胎进行角度自动调整，具体包括如下步骤：
10、s3.1：获取待装配轮胎的点云图像，并将待装配轮胎的点云图像上传至数字孪生系统，数字孪生系统将待装配轮胎的点云图像与汽车轮胎模型库中的轮胎匹配，生成待装配轮胎的数字孪生体；优选地，所述点云图像中包括轮胎摆放位置、轮胎直径、螺孔个数及其位置信息。
11、优选地，所述生成待装配轮胎的数字孪生体的步骤包括，数字孪生系统将点云图像与汽车轮胎模型库中的数据进行对比，获取待装配轮胎的轮胎三维模型、轮胎正放位置和轮胎参数，生成待装配轮胎的数字孪生体。
12、优选地，当数字孪生系统将待装配轮胎的点云图像与汽车轮胎模型库中的数据进行对比时，若待装配轮胎的点云图像与汽车轮胎模型库中的数据不匹配，数字孪生系统根据点云图像中的轮胎数据和装配数据进行动态建模，生成待装配轮胎的数字孪生体。
13、s3.2：根据待装配轮胎的点云图像计算待装配轮胎的偏移量，根据所述偏移量，数字孪生系统对轮胎自适应角度调整装置的数字孪生体进行轮胎位置摆正动作仿真迭代，并进行自适应角度调整仿真分析，生成角度调整装置控制参数；优选地，通过多次计算自适应角度调整所需的驱动电机驱动的次数，进行轮胎位置摆正动作仿真迭代。
14、优选地，所述计算待装配轮胎的偏移量的步骤包括，根据待装配轮胎的点云图像，获取待装配轮胎的轮胎摆放位置，计算待装配轮胎的轮胎摆放位置相对于轮胎正放位置的偏移量。
15、s3.3：编译解析角度调整装置控制参数，并下发至轮胎自适应角度调整装置，轮胎自适应角度调整装置控制待装配轮胎进行角度调整；
16、s4：获取调整后的待装配轮胎的点云图像，判断调整后的待装配轮胎的角度是否摆正；
17、若为是，则待装配轮胎的角度调整完成；
18、若为否，则获取轮胎自适应角度调整装置运行中的过程控制数据，并上传至数字孪生系统，计算控制偏差数据，并根据控制偏差数据迭代数字孪生系统；根据迭代后的数字孪生系统，执行s3。
19、通过迭代优化数字孪生系统，提升轮胎摆放位置的动态角度调整精度，实现轮胎的装配位置的自适应调正工艺过程数字孪生，实现轮胎装配产线的柔性快速装配。
20、优选地，所述汽车轮胎模型库还包括装配部件数据；
21、根据获取的待装配轮胎的点云图像，获取待装配轮胎的装配部件数据；
22、在自适应角度调整仿真分析后，生成装配部件控制参数；
23、在待装配轮胎的角度调整完成后，根据装配部件控制参数和待装配轮胎的装配部件数据，控制轮胎自适应角度调整装置完成轮胎装配。
24、通过在数字孪生系统中生成装配部件控制参数，实现对轮胎自适应角度调整装置的轮胎装配控制，完成轮胎自适应装配。
25、本专利技术的汽车轮胎装配角度自适应修正方法实现了轮胎角度的自适应调整以及汽车轮胎的自适应装配，通过数字孪生系统进行仿真分析迭代，解决了直接对轮胎进行调整的干涉问题和低效率问题，实现了轮胎位置的快速调正。同时，提高了汽车轮胎装配智能化水平，减少了工人劳动量，并适应未来数字化无人工厂的发展。
26、一种基于数字孪生的汽车轮胎装配角度自适应修正装置，包括：
27、轮胎自适应角度调整装置，包括驱动电机和轮胎夹紧平台，所述轮胎夹紧平台与驱动电机的输出轴传动连接；
28、点云扫描系统，用于获取轮胎自适应角度调整装置中待装配轮胎的点云图像；
29、数字孪生系统，包括轮胎自适应角度调整装置的数字孪生体、轮胎装配工艺的数字孪生体以及自适应调整仿真分析系统；
30、所述自适应调整仿真系统用于根据点云图像分析待装配轮胎的偏移角度，根据轮胎装配工艺的数字孪生体对轮胎自适应角度调整装置的数字孪生体进行轮胎摆正动作仿真迭代，生成角度调整装置控制本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于数字孪生的汽车轮胎装配角度自适应修正方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于数字孪生的汽车轮胎装配角度自适应修正方法，其特征在于，所述轮胎自适应角度调整装置包括轮胎夹紧平台和驱动电机，所述轮胎夹紧平台与驱动电机的输出轴传动连接，所述角度调整装置控制参数包括驱动电机控制参数。
3.根据权利要求1所述的基于数字孪生的汽车轮胎装配角度自适应修正方法，其特征在于，在步骤S3.1中，所述点云图像中包括轮胎摆放位置、轮胎直径、螺孔个数及其位置信息。
4.根据权利要求3所述的基于数字孪生的汽车轮胎装配角度自适应修正方法，其特征在于，在S3中，所述生成待装配轮胎的数字孪生体的步骤包括，数字孪生系统将点云图像与汽车轮胎模型库中的数据进行对比，获取待装配轮胎的轮胎三维模型、轮胎正放位置和轮胎参数，生成待装配轮胎的数字孪生体；
5.根据权利要求4所述的基于数字孪生的汽车轮胎装配角度自适应修正方法，其特征在于，步骤S3.1中，当数字孪生系统将待装配轮胎的点云图像与汽车轮胎模型库中的数据进行对比时，若待装配轮胎的点云图像与汽
6.根据权利要求1所述的基于数字孪生的汽车轮胎装配角度自适应修正方法，其特征在于，步骤S3.2中，通过多次计算自适应角度调整所需的驱动电机驱动的次数，进行轮胎位置摆正动作仿真迭代。
7.根据权利要求1所述的基于数字孪生的汽车轮胎装配角度自适应修正方法，其特征在于，
8.一种基于数字孪生的汽车轮胎装配角度自适应修正装置，其特征在于，包括：
9.根据权利要求8所述的基于数字孪生的汽车轮胎装配角度自适应修正装置，其特征在于，所述轮胎自适应角度调整装置还包括夹取机构，所述夹取机构用于夹取与待装配轮胎适配的装配部件，所述自适应调整仿真系统还用于生成装配部件控制参数，中间数据服务器还用于编译解析装配部件控制参数，并通过数据传输模块传输至轮胎自适应角度调整装置。
10.根据权利要求8所述的基于数字孪生的汽车轮胎装配角度自适应修正装置，其特征在于，还包括用于实时监测轮胎自适应调整装置的自适应调整监测模块，所述自适应调整监测模块反馈实时监测信息至自适应调整仿真系统，自适应调整仿真系统接收实时监测信息，进而优化轮胎自适应调整装置的数字孪生体。
...【技术特征摘要】
1.一种基于数字孪生的汽车轮胎装配角度自适应修正方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于数字孪生的汽车轮胎装配角度自适应修正方法，其特征在于，所述轮胎自适应角度调整装置包括轮胎夹紧平台和驱动电机，所述轮胎夹紧平台与驱动电机的输出轴传动连接，所述角度调整装置控制参数包括驱动电机控制参数。
3.根据权利要求1所述的基于数字孪生的汽车轮胎装配角度自适应修正方法，其特征在于，在步骤s3.1中，所述点云图像中包括轮胎摆放位置、轮胎直径、螺孔个数及其位置信息。
4.根据权利要求3所述的基于数字孪生的汽车轮胎装配角度自适应修正方法，其特征在于，在s3中，所述生成待装配轮胎的数字孪生体的步骤包括，数字孪生系统将点云图像与汽车轮胎模型库中的数据进行对比，获取待装配轮胎的轮胎三维模型、轮胎正放位置和轮胎参数，生成待装配轮胎的数字孪生体；
5.根据权利要求4所述的基于数字孪生的汽车轮胎装配角度自适应修正方法，其特征在于，步骤s3.1中，当数字孪生系统将待装配轮胎的点云图像与汽车轮胎模型库中的数据进行对比时，若待装配轮胎的点云图像与汽车轮胎模型库中的数据不匹配，数字孪生系统根据点云图像中的轮胎...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘高阁，刘波，许奔奔，邬梦飞，米路，张刘伟，
申请(专利权)人：郑州多元智能装备股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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