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专利号: 2022103211579
申请人: 山东捷瑞数字科技股份有限公司
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种面向工业堆垛机的数字孪生运动仿真方法,其特征在于,包括:S1、针对现实场景中堆垛机PLC上堆垛机的列、层、货叉点位,找到三维场景中堆垛机模型对应点位的坐标数据并记录;

S2、获取堆垛机PLC上堆垛机的实时位置坐标数据;

S3、将堆垛机实时位置坐标数据转化为对应三维场景的位置数据;

S4、启动三维场景,将接收的第一帧数据直接作为场景中模型初始数据,之后,通过后一帧数据与前一帧数据对比,来判断堆垛机在一帧时间内的运动状态,并在场景中控制堆垛机模型运动;

所述S3的数据转化具体过程为:

分别获取预存储在堆垛机PLC中且按从小到大排序的堆垛机点位位置数组plcSortedList与三维场景堆垛机模型点位位置数组sceneSortedList,也就是说PLC中堆垛机位置plcSortedList[i]对应三维场景中堆垛机模型位置sceneSortedList[i];

通过网络通信,实时读取到堆垛机PLC的当前点位置为plcValue,当前PLC点位判断误差值为error,三维场景点位位置为sceneValue,则:当 时,

当 时,

所述S4的判断过程具体为:

首先比较堆垛机货叉接收到的位置值zReceivedValue与当前位置值zCurrentValue,其中error为场景抖动误差值;

当 时,判断货叉没有移动,堆垛机运动为水

平列移动和垂直层移动;

当 时,判断货叉在当前帧内进行移动,堆垛

机正在进行取货或者放货工作。

2.如权利要求1所述的一种面向工业堆垛机的数字孪生运动仿真方法,其特征在于,所述S1中,列点位为货位宽度中点位置;取放货的层点位为高于或低于货位底部的位置,取货时堆垛机由低点位向上运动到高点位,放货时堆垛机由高点位向下运动到低点位;

货叉点位为货叉左右深浅库位点位及停留堆垛机货箱中点的位置。

3.如权利要求1所述的一种面向工业堆垛机的数字孪生运动仿真方法,其特征在于,所述S2中,堆垛机的实时位置坐标数据中,plc.x为列位置,plc.y为层位置,plc.z为货叉位置;堆垛机设备停留在预设点位的误差范围内即判断为在对应点位,errorX为列误差,errorY为层误差,errorZ为货叉误差。

4.如权利要求1所述的一种面向工业堆垛机的数字孪生运动仿真方法,其特征在于,所述S4中,通过判断堆垛机是否进行水平或者垂直位移,来推导出堆垛机本体与货叉运动状态:堆垛机水平接收位置值为xReceivedValue,当前水平位置值为xCurrentValue,垂直接收位置为yReceivedValue,当前垂直位置值为yCurrentValue,货叉停在堆垛机货箱中位置值为zMiddle;

当 且

时,此时堆垛机仅货叉移动,在当前时间帧内

将货叉位移至zReceivedValue;

当 且

时,此时堆垛机水平不运动,货叉先做回收至货箱点位置zMiddle运动,然后堆垛机进行垂直运动至位置yReceivedValue;

当 且

时,此时堆垛机水平不运动,货叉先伸展运动至对应的货架库位点zSortedList[i],然后堆垛机进行垂直运动,最后货叉运动至接收位置zReceivedValue;

当 且

时,此时堆垛机货叉先做回收至货箱点位置zMiddle运动,然后堆垛机按照接收数据水平运动至xReceivedValue,垂直运动至yReceivedValue;

当 且

时,此时堆垛机先按照接收数据水平运动至

xReceivedValue,垂直运动至yReceivedValue,然后货叉做伸展运动至接收数据位置zReceivedValue。

5.一种用以实现权利要求1‑4所述方法的面向工业堆垛机的数字孪生运动仿真系统,其特征在于,包括:配置于现实场景中的堆垛机、货架和网络通信设备;以及构建于三维场景中的堆垛机模型、货架模型和Unity3D引擎;所述网络通信设备用于读取并发送堆垛机PLC上的运动数据,所述Unity3D引擎用以实时获取堆垛机PLC数据,同时控制模型进行位移运动;

所述堆垛机PLC中,堆垛机的列位置、层位置、货叉位置分别为一定取值范围的数值,每一列、每一层或货叉的每一个停留点都有一个具体数值存储在堆垛机PLC中,作为PLC控制堆垛机的逻辑判断依据。