本文以TBQ-72A型号电子油门踏板为研究对象,根据生产线自动化、信息化和智能化的建设要求,将数字孪生技术应用于生产装配过程中,研究并开发了数字孪生驱动的装配系统。该装配系统主要包括三个部分:基于感知特征的全自动生产线、基于映射特征的数据资源中心和基于数字孪生模型的管控平台。本文的主要研究内容如下:(1)首先,根据生产线的建设要求,结合数字孪生技术研究与应用的分析,提出了数字孪生驱动的装配系统总体框架。然后,将该框架划分为全自动生产线、数据资源中心和管控平台,并对各部分进行了总体设计。最后,研究了该系统开发过程中涉及的关键技术,即基于传感网的数据采集技术、基于PROFINET的数据实时映射技术和数字孪生建模技术。(2)结合全自动生产线关键工作站的装配工艺流程,针对电子油门踏板的结构特点和装配过程中的难点,详细设计了关键工作站的执行机构。根据装配过程的信息感知需求分析,详细设计了分布式传感网的传感器节点和智能节点,并从硬件和控制方案两个方面,详细设计了关键工作站的运动控制系统。(3)根据装配系统对数据的实时性要求,将数据资源中心划分为实时数据映射模块和非实时数据组织管理模块。从通信协议模型、通信帧结构以及通信帧转发方式三个方面,分析了基于PROFINET协议数据映射过程的实时性。在此基础上,建立了生产线和管控平台之间的实时映射通道,重点研究了装配运动数据的实时映射机制。(4)基于管控平台对数字孪生模型的功能需求,提出了三维数字孪生模型,其描述了生产线的几何、行为和规则特征。然后详细研究了基于OIA的几何模型、引擎网络的行为模型和RBF神经网络规则模型的建模原理和流程,并通过数字孪生模型、生产线和数据资源中心的融合,实现了装配过程实时可视化监控和仿真优化。在此基础上,设计了管控平台各功能模块的开发流程。(5)首先从执行机构、传感网及运动控制系统三个方面,介绍了全自动生产线关键工作站的实现。最后,通过配置数据资源中心和管控平台的开发运行环境,并根据功能测试方法,验证了管控平台的各功能模块。