基于数字双胞胎的智能监控系统用于机器人布线过程
Jinhua Cai1, Hongchang Ding1,2, Ping Wang3
1College of Mechanical and Electrical Engineering, Changchun University of Science and Technology, Changchun 130022, China.
Sensors (Basel, Switzerland)
|October 16, 2025
概括
本研究介绍了用于自动化航空航天布线的智能数字双胞胎系统,提高了带制造的精度和效率. 该系统确保了稳定的机器人操作,并通过先进的自适应抓取和闭环监控来减少错误.
科学领域:
- 机器人和自动化 机器人和自动化
- 航空航天工程 航空航天工程
- 制造系统制造系统的制造
背景情况:
- 越来越多的人对航空航天生产的自动化需求.
- 在复杂的机器人布线操作中需要智能监控系统.
- 当前方法在确保精度和效率方面的局限性.
研究的目的:
- 提出一个基于数字双胞胎的智能监控系统,用于航空航天领域的机器人布线.
- 为了提高带制造的自动化,精度和效率.
- 开发一种能够进行自适应抓和实时监控的系统.
主要方法:
- 整合了七度自由度的机器人平台与自适应式伺服抓手.
- 实施一个五维数字双胞胎框架,用于物理-虚拟同步.
- 开发了一个协调运动模型,一个粒子优化的反向传播神经网络 (PSO-BPNN) 适应性抓取,以及一个虚拟物理闭环交互策略.
- 使用Unity3D进行可视化,SQL进行数据处理,以及实时映射用于运动规划,质量预测和远程监控.
主要成果:
- 稳定和高效地完成复杂的布线任务,以1:1的轨迹再现.
- 与标准BPNN相比,使用PSO-BPNN模型的预测错误显著减少.
- 证明了精确布线的能力,提高了运营效率,并降低了错误风险.
结论:
- 基于数字双胞胎的系统为航空航天带生产提供了实用和智能解决方案.
- 该系统成功地确保了精确的电线放置,并提高了制造效率.
- 扩展到多机器人协作和全生产线调度的可能性.
