随着国家制造业需求的不断提升,工业机器人在汽车制造、机械加工、智能装配、等领域的应用越来越广泛,也是实现物件自动精准修复的主要发展方向。复杂、多样的物件修复需求给机器人的轨迹规划带来了巨大的挑战。传统机器人示教编程存在效率低、精度差等问题,基于离线编程的数字孪生技术成为高效准确完成修复任务的有效途径。数字孪生首先在仿真环境中规划待修复物件的修复轨迹并生成数控代码,之后根据数控代码控制机器人在现实世界中完成修复任务。本文基于数字孪生技术,开展了双机协同物件修复系统研究与实现工作,具体内容如下:（1）结合机器视觉、工业机器人离线编程等技术,完成数字孪生物件修复系统的总体方案设计、硬件选型与软件流程设计,同时通过相机标定和机械臂调零最小化系统运行误差。（2）针对数字孪生修复任务中,物件仿真坐标与真实坐标无差对应困难的问题,提出了一种基于机器视觉的虚实坐标智能匹配方法。首先,采用图像分割方法获取实际场景下修复物件的分割图像;然后,通过最小外接矩形预估物件真实坐标,仿真端据此执行平移与旋转操作,调整仿真物件的三维模型位置,实现坐标智能匹配。同时,为最小化虚实坐标误差,设计基于注意力的多尺度残差UNet图像分割模型,利用多尺度残差模块在获取物件多尺度特征的同时减小参数量,通过注意力策略增强网络对位置信息的描述,提升特征空间表达能力,提高图像分割质量。（3）针对复杂修复轨迹误差较大的问题,提出曲线修复轨迹规划方法、自适应三维增材修复轨迹规划方法。曲线修复轨迹规划部分,首先获取三角网格模型上描述修复曲线的离散点,再使用直线、圆弧联合插补的策略完成曲线修复轨迹规划,同时,设计协作轨迹点,通过双机协同策略,控制一个机械臂实施抓取和移动,另一个机械臂完成修复,提升系统修复适用范围。增材修复轨迹规划部分,首先设计融合特征高度的自适应分层算法,减少分层高度偏移,缩减阶梯误差,然后根据分层结果进行轮廓的提取、填充,生成三维增材修复轨迹。（4）采用Socket通信实现仿真端与实物端的数据互通,将仿真端规划的修复轨迹转化为机械臂运动的数控代码传输至机械臂,机械臂据此完成指定的修复任务。双机协同管道焊接修复和兵马俑增材修复的数字孪生实验结果表明,系统可以较好的完成修复任务。