(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210724904.3 (22)申请日 2022.06.23 (71)申请人 郑州财经 学院 地址 450044 河南省郑州市惠济区天河路 36号 (72)发明人 刘玲玲　户晶荣　张宇坤　孙梦祥　 李康康　朱世坤　 (74)专利代理 机构 郑州博骏知识产权代理事务 所(普通合伙) 41222 专利代理师 樊超越 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) (54)发明名称 一种基于数字孪生的油缸成型系统 (57)摘要 本发明公开了一种基于数字孪生的油缸成 型系统， 包括油缸成型系统、 虚拟现实场景， 所述 油缸成型系统为油缸的实际生产加工设备， 所述 虚拟显示场景为油缸生产的数字孪生体组成， 通 过数据采集和处理及通信接口和协议等通信技 术信息流在虚拟现实场景和油缸成型系统之间 高效流动， 使生产的油缸产品和油缸成型系统二 个平台的信息能够相互演化， 构建油缸的生产过 程， 支持生产仿真优化， 减少试错； 油缸生产的数 字孪生体能够支撑碰撞干涉检查能够发现油缸 配置过程中的位置冲突， 并能够对油缸生产过程 中的质量进行检测。 权利要求书1页 说明书5页 附图2页 CN 115099034 A 2022.09.23 CN 115099034 A 1.一种基于数字孪生的油缸成型系统， 其特征在于： 包括油缸成型系统、 虚拟现实场 景， 所述油缸成型系统为油缸 的实际生产加工设备， 所述虚拟显示场景为油缸生产的数字 孪生体组成， 通过数据采集和处理及通信接口和协 议等通信技术信息流在虚拟现实场景和 油缸成型系统之间高效流动， 使生产的油缸产品和油缸成型系统二个平台的信息能够相互 演化， 构建油缸 的生产过程， 支持生产仿真优化， 减少试错； 油缸生产的数字孪生体能够支 撑碰撞干涉检查能够发现油缸配置过程中的位置冲突， 并能够 对油缸生产过程中的质量进 行检测。 2.根据权利要求1所述一种基于数字孪生的油缸成型系统， 其特征在于， 所述虚拟现实 场景设有控制器， 所述控制器设有系统集成， 系统集成能够调取油缸数据库， 所述油缸数据 库信息通过多个传感器采集油缸的尺 寸、 内径、 外径信息组成， 采用算法得到油缸的弯曲度 和缺陷程度。 3.根据权利要求1所述一种基于数字孪生的油缸成型系统， 其特征在于， 所述虚拟现实 场景通过Unity系统进行搭建， 油缸虚拟场景搭建中， 对油缸生产模型进行轻量化处理， 轻 量化处理是对模型的几何信息进行简化和压缩， 并对尺寸、 属性、 参数等信息进行简化提 取； 同时对模型在保留模型的主要特性， 对模型进行ROM降阶处理； 经过上述处理之后对油 缸生产场景进行 搭建， 对搭建好的三维模型进行渲染处 理。 4.根据权利要求1所述一种基于数字孪生的油缸成型系统， 其特征在于， 所述虚拟场景 在使用Unity进 行搭建时， 先确定模 型设计输入的方案和初步原理图设计， 之后对集成的三 维模型搭建， 对搭建的模 型进行有限元分析、 模 型转化、 场景设计、 模拟运行； 根据场景设计 环节进行调整， 直到确定合 适的原理图设计， 完 善设定方案 。 5.根据权利要求2所述一种基于数字孪生的油缸成型系统， 其特征在于， 控制器通过传 感器采集油缸 的信息， 进行数据预处理后合理的数据直接进行机器学习， 预处理之后不合 理的数据进 行数据平滑处理， 从新提取尺寸检测数据， 录入到数据库进 行训练， 训练之后进 行机器学习， 通过机器学习训练之后识别油缸的缺陷。 6.根据权利要求2所述一种基于数字孪生的油缸成型系统， 其特征在于， 所述传感器为 多个激光传感器， 多个激光传感器设置在油缸成型系统靠近油缸 的位置， 在油缸做配合运 动时， 能够检测油缸的行程、 尺寸、 内径、 外径的数据通过 数据采集 卡传输至控制器。 7.根据权利要求6所述一种基于数字孪生的油缸成型系统， 其特征在于， 多个激光传感 器均连接有旋转光电编码器， 将激传感器采集的数据转化为等距采样， 使多个激光传感器 采样数据同步。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115099034 A 2一种基于数字孪生的油 缸成型系统 技术领域 [0001]本发明属于液压设备 领域， 尤其涉及一种基于数字 孪生的油缸成型系统。 背景技术 [0002]当前， 以数字孪生、 人工智能、 云计算、 大数据等技术为代表的新兴学科的迅猛发 展， 为推进传统工业设计提供了方法。 而其中数字孪生的虚拟世界和物理世界的融合技术 更引起了广泛的关注及应用。 液压 设计通过整合新兴技术， 将会产生 飞跃式的质变， 并能为 用户提供全新的体验。 将数字孪生技术与液压 设计相结合， 来弥补传统液压 设计的弊端， 使 得液压设计向着创新型、 智能型发展成为可能。 [0003]当前的液压缸一般时直接根据需求进行设计、 开模、 加工， 根据客户定制化服务需 求产生的， 如果产品直接进入物理生产系统进行生产， 产品生产的容错度比较低， 后 期一旦 产生装配问题或者尺寸问题， 就需要重新进 行优化设计， 重新开模制作， 不仅浪费了生产原 料， 同时还造成了大量的时间浪费， 生产效率低。 发明内容 [0004]针对现有技术不足， 本发明的目的在于提供了一种基于数字孪生的油缸成型系 统， 通过采用数字孪生技术， 结合虚拟现实场景对油缸成型系统进 行场景搭建， 并且与油缸 成型系统进行数据交互， 将采集的信息通过虚拟场景进行模拟碰撞干涉检查以发现不同设 备之间的位置冲突， 零件数字孪生体真实尺寸、 装配参数和次品等信息反馈回产品设计阶 段， 对产品的设计 研发进行 再优化， 大 大降低了设计成本和生产的时间。 [0005]本发明提供如下技 术方案： [0006]一种基于数字孪生的油缸成型系统， 包括油缸成型系统、 虚拟现实场景， 所述油缸 成型系统为油缸 的实际生产加工设备， 所述虚拟显示场景为油缸生产的数字孪生体组成， 通过数据采集和处理及通信接口和协议等通信技术信息流在虚拟现实场景和油缸成型系 统之间高效流动， 使生产的油缸产品和油缸成型系统二个平台的信息能够相互演化， 构建 油缸的生产过程， 支持生产仿 真优化， 减少试错； 油缸生产的数字孪生体能够支撑碰撞干涉 检查能够发现油缸配置过程中的位置冲突， 并能够对油缸生产过程中的质量进行检测。 [0007]优选的， 所述虚拟现实场景设有控制器， 所述控制器设有系统集成， 系统集成 能够 调取油缸数据库， 所述油缸数据库信息通过多个传感器采集油缸的尺寸、 内径、 外径信息组 成， 采用算法得到油缸的弯曲度和缺陷程度。 [0008]优选的， 所述虚拟现实场景通过Unity系统进行搭建， 油缸虚拟场景搭建中， 对油 缸生产模 型进行轻量化处理， 轻量化处理是对模型的几何信息进 行简化和压缩， 并对尺寸、 属性、 参数等信息进行简化提取； 同时对模型在保留模型的主要特性， 对模型进行ROM降阶 处理； 经过上述处理之后对油缸生产场景进行 搭建， 对搭建好的三维模型进行渲染处 理。 [0009]优选的， 所述虚拟场景在使用Unity进行搭建时， 先确定模型设计输入的方案和初 步原理图设计， 之后对集成的三维模型搭建， 对搭建的模型进行有限元分析、 模型转化、 场说　明　书 1/5 页 3 CN 115099034 A 3