CN110222450A - 一种物理行为仿真系统的构建方法及运动机构的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种物理行为仿真系统的构建方法及运动机构的控制方法，所述方法包括：利用Unity 3D平台构建产线制造资源和在制品的三维模型，并建立Unity 3D平台与Tingworx平台的实时通讯；按物理产线运动规则划分三维模型中运动机构模型的父子级关系和运动约束，建立模型运动驱动模块；在三维模型上设置碰撞触发器和光线投射触发器；建立物理动作驱动模块，物理动作驱动模块根据Tingworx平台发送的实时数据以及三维模型上发送的虚拟触发信号控制三维模型模拟真实物体间碰撞、拾取、放置以及推拉的动作。本发明的优点在于：利用Unity 3D平台完成实时数据驱动下物理行为仿真系统的搭建。

Description

一种物理行为仿真系统的构建方法及运动机构的控制方法

技术领域

本发明涉及智能生产线数字孪生技术领域，更具体涉及一种物理行为仿真系统的构建方法。

背景技术

在传感器、物联网、大数据等技术的发展下，数字孪生技术已经成为实现支撑智能制造发展的关键技术之一。数字孪生技术是以数字化的方式创建物理实体的虚拟模型，借助安装在物体上的传感器呈现和分析物体的实时状态，并借助实时数据驱动虚拟模型进行实时仿真，其对物理实体过去和目前的行为进行动态呈现，有助于提升企业绩效。其中，基于实时数据驱动的物理行为仿真系统是构建数字孪生体最基本的要求之一，由于智能生产线结构复杂度高、设备数据量大、不稳定性高的特点，急需一种构建基于实时数据驱动的物理行为仿真系统的方法。

目前的动力学仿真系统多是基于传统CAD软件构造的三维模型，对零件的加工过程、产品的装配过程、生产的规划进行3D模拟并验证。由于产线的三维模型体量较大、仿真系统与硬件设备数据实时交互性差等原因，基本不能实现基于实时数据驱动的仿真模拟。如此，达不到对物理实体过去和目前的行为进行动态呈现，也不能发挥数字孪生技术的优势。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于现有技术的物理行为仿真系统基于传统CAD软件构造的三维模型，不能实现基于实时数据驱动的仿真模拟的问题。

本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的：一种物理行为仿真系统的构建方法，所述方法包括：

步骤一：利用Unity 3D平台构建产线制造资源和在制品的三维模型，并建立Unity3D平台与Tingworx平台的实时通讯；

步骤二：按物理产线运动规则划分三维模型中运动机构模型的父子级关系和运动约束，建立模型运动驱动模块；

步骤三：在三维模型上设置碰撞触发器和光线投射触发器，并建立虚拟触发信号管理单元，虚拟触发管理单元用于管理碰撞触发器和/或光线投射触发器发出的虚拟触发信号，建立触发器与虚拟触发信号之间的联系；

步骤四：建立物理动作驱动模块，物理动作驱动模块根据Tingworx平台发送的实时数据以及三维模型上发送的虚拟触发信号控制三维模型模拟真实物体间碰撞、拾取、放置以及推拉的动作。

优选的，步骤一中，所述利用Unity 3D平台构建产线制造资源和在制品的三维模型包括：将产线制造资源和在制品的CAD模型导入PIXYZ软件进行模型轻量化处理并导出FBX格式的第一文件；将第一文件导入3D Max对CAD模型进行局部光顺化处理和贴图处理，并导出FBX格式的第二文件；将第二文件导入Unity 3D中，利用虚实环境标定注册完成虚拟运动机构与实际环境的运动机构的坐标方位准确匹配。

优选的，步骤一中，所述建立Unity 3D平台与Tingworx平台的实时通讯包括：对Thingworx平台与Unity 3D平台中关于同一变量数据格式的比对，建立映射关系，然后通过RestfulAPI协议，建立Unity 3D平台与Thingworx平台的实时通讯。

优选的，步骤二中，按物理产线运动规则划分三维模型中运动机构模型的父子级关系包括：按照真实世界中运动机构遵循的运动规范和主随动关系划分三维模型中运动机构模型的父子级关系。

优选的，步骤二中，所述运动约束包括：在运动机构模型中添加运动约束脚本，运动约束脚本根据运动机构模型的父子级关系建立运动机构模型的运动约束。

优选的，步骤二中，所述模型运动驱动模块驱动运动机构模型的动作，所述模型运动驱动模块包括数据解析脚本、变量匹配脚本和实时驱动脚本，数据解析脚本解析由轮询的方式获得Thingworx平台发送的Json格式的数据流，并对数据流中与运动控制相关的变量实时赋值；变量匹配脚本通过名称寻找运动机构模型并与对应的运动控制相关的变量做匹配；实时驱动脚本根据运动控制相关的变量的值改变运动机构模型的空间位置或者调用物理动作驱动模块完成对三维模型中运动机构模型的驱动。

优选的，步骤三中，在三维模型上设置碰撞触发器和光线投射触发器包括：根据相互之间存在物理作用的两物体的结构关系特征，在每个物体所对应的模型的子级创建碰撞触发器和/或光线投射触发器，为仿真系统提供信号源。

优选的，步骤三中，建立虚拟触发信号管理单元的过程包括：对所有的碰撞触发器和光线投射触发器产生的虚拟触发信号在独立的脚本中申明变量，并将所有的申明变量存储在Dictionary字典存储器中，通过Dictionary泛型类建立虚拟触发信号与每个物体所对应的模型之间的联系。

优选的，所述步骤四中，物理动作驱动模块包括驱动脚本管理单元、触发信号管理单元、碰撞动作脚本、拾取动作脚本、放置动作脚本以及推拉动作脚本，驱动脚本管理单元接收Tingworx平台发送的实时数据以及三维模型上发送的虚拟触发信号，驱动脚本管理单元将实时数据以及三虚拟触发信号传送给触发信号管理单元，触发信号管理单元查询虚拟触发信号所对应的物体的模型名称，驱动脚本管理单元获取该名称后调用该名称所对应的物体的模型的碰撞动作脚本、拾取动作脚本、放置动作脚本以及推拉动作脚本，通过改变该名称所对应的物体的模型的父子级关系和空间位置控制三维模型模拟真实物体间碰撞、拾取、放置以及推拉的动作。

优选的，所述驱动脚本管理单元，根据虚拟触发信号的输入信息，实现对不同物体的物理动作驱动脚本进行封装并分类管理。

本发明还提供一种运动机构的控制方法，所述方法包括：构建基于数字孪生技术的物理行为仿真系统，构建过程为：利用Unity 3D平台构建产线制造资源和在制品的三维模型，并建立Unity 3D平台与Tingworx平台的实时通讯；

按物理产线运动规则划分三维模型中运动机构模型的父子级关系和运动约束，建立模型运动驱动模块；

在三维模型上设置碰撞触发器和光线投射触发器，并建立虚拟触发信号管理单元，虚拟触发管理单元用于管理碰撞触发器和/或光线投射触发器发出的虚拟触发信号，建立触发器与虚拟触发信号之间的联系；

建立物理动作驱动模块，物理动作驱动模块根据Tingworx平台发送的实时数据以及三维模型上发送的虚拟触发信号控制三维模型模拟真实物体间碰撞、拾取、放置以及推拉的动作。

基于数字孪生技术的物理行为仿真系统构建完成后，利用所述三维模型发送运动驱动给模型运动驱动模块并发送触发信号给物理动作驱动模块，所述模型运动驱动模块包括数据解析脚本、变量匹配脚本和实时驱动脚本，实时驱动脚本根据三维模型发送的运动驱动得出与运动控制相关的运动驱动数据，变量匹配脚本获取运动驱动数据，通过运动驱动数据寻找运动机构的名称，数据解析脚本解析由变量匹配脚本发送的运动机构的名称对应的运动参数值，并将参数值转换为Json格式的数据流，将该Json格式的数据流发送给Thingworx平台；，物理动作模块根据触发信号发送实时布尔数据给Thingworx平台，Thingworx平台根据接收的实时布尔数据以及Json格式的数据流控制触发信号对应的运动机构的运动。

本发明相比现有技术具有以下优点：

(1)本发明根据数字孪生技术的基本要求，充分利用Unity 3D平台在支持轻量化模型和支持多类型数据实时传输的技术优势，完成对原始数据解析、对模型的运动控制和对物理动作的仿真模拟，最终完成实时数据驱动下物理行为仿真系统的搭建。本发明提供的仿真系统可实现对产线制造资源进行三维可视化导航，实时反映产线的运动状态，并真实的模拟产线实时的物理动作，同时通过虚拟触发信号的触发，使得三维模型有针对性的显示、分析与管理车间现场设备状态信息、生产工艺参数信息、车间物流过程、产品质量信息以及设备故障的管理诊断信息等，形成面向整体车间的虚拟监控平台，实现透明化生产，故障问题重现与仿真。

(2)本发明还提供一种运动机构的控制方法，所述方法依赖于本申请构建的基于数字孪生技术的物理行为仿真系统，系统构建完成以后通过三维模型控制运动机构的运动，通过三维模型就能实时调整运动机构的运动，以便远程对设备进行控制。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种物理行为仿真系统的构建方法的流程示意图；

图2为本发明实施例提供的一种物理行为仿真系统的构建方法的应用对象的示意图；

图3为本发明实施例提供的一种物理行为仿真系统的构建方法的工作原理示意图；

图4为本发明实施例提供的一种物理行为仿真系统的构建方法的物理动作驱动模块的工作原理示意图；

图5为本发明实施例提供的一种物理行为仿真系统的构建方法于一具体实例中执行机构沿路径运动至老化箱格子的示意图；

图6为本发明实施例提供的一种物理行为仿真系统的构建方法于一具体实例中模型父子级关系改变的示意图；

图7为本发明实施例提供的一种物理行为仿真系统的构建方法于一具体实例中格子随执行机构运动，触发行程结束触发器的示意图；

图8为本发明实施例提供的一种物理行为仿真系统的构建方法于一具体实例中模型父子级关系复原的示意图。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

本发明提供一种物理行为仿真系统的构建方法，图1为一种物理行为仿真系统的构建方法的流程示意图，如图1所示，本发明的应用对象为某型汽车电子产品总装生产线，该生产线由物料仓、机器人自动上料单元、PCB板装配单元、螺装与点胶单元、老化测试与AVG单元、支架组装单元、终检测试单元、机器人自动包装单元以及成品库组成，完成总装所需要的所有物料放置在一个工装物料盘，由线体轨道小车带动物料盘在生产线上运动，按工位顺序完成整套加工工艺流程。下面详细介绍基于数字孪生技术的物理行为仿真系统的构建方法，图2为一种物理行为仿真系统的构建方法的应用对象的示意图，图3为一种物理行为仿真系统的构建方法的工作原理示意图，如图2和图3所示，所述方法包括：

步骤S1：利用Unity 3D平台构建产线制造资源和在制品的三维模型，并建立Unity3D平台与Tingworx平台的实时通讯；

所述利用Unity 3D平台构建产线制造资源和在制品的三维模型包括：将产线制造资源和在制品的CAD模型导入PIXYZ软件进行模型轻量化处理并导出FBX格式的第一文件；将第一文件导入3D Max对CAD模型进行局部光顺化处理和贴图处理，并导出FBX格式的第二文件；将第二文件导入Unity 3D中，利用虚实环境标定注册完成虚拟运动机构与实际环境的运动机构的坐标方位准确匹配。需要注意的是，在本发明的应用场景中，以线体轨道小车停靠点的中心为基准对相应工位坐标系做标定，其中，装配运动机构的动作行程以电磁阀和电机数据做标定依据。

所述建立Unity 3D平台与Tingworx平台的实时通讯包括：对Thingworx平台与Unity 3D平台中关于同一变量数据格式的比对，由于Thingworx平台与Unity 3D平台中同一变量的数据格式不同，易造成数据失真，所以通过对同一变量数据格式化的比对，建立映射关系，使得Thingworx平台和Unity 3D平台中同一变量数据格式一一对应，然后通过RestfulAPI协议，建立Unity 3D平台与Thingworx平台的实时通讯。需要注意的是，RestfulAPI协议是Unity 3D平台与Thingworx平台之间固有的一种通讯协议，通过该协议能够建议Unity 3D平台与Thingworx平台之间稳定的通讯连接。建立通讯连接以后，Unity3D平台就能以轮询的方式得到由Thingworx平台发送的Json格式的数据流，并且能确保Unity 3D平台以高于20Hz的频率得到Thingworx平台中生产线设备和传感器的实时数据，并对数据包进行解析。

步骤S2：按物理产线运动规则划分三维模型中运动机构模型的父子级关系和运动约束，建立模型运动驱动模块；

所述按物理产线运动规则划分三维模型中运动机构模型的父子级关系包括：按照真实世界中运动机构遵循的运动规范和主随动关系划分三维模型中运动机构模型的父子级关系，父子级关系是一种运动约束关系，简单地说，在工业生产中，前一工序为父级，相对前一工序靠后的当前工序为子级，同样地，对于同一机构，机构联动关系决定其父子级，一项运动必然有因果关系，造成一项运动根本的原因所属机构为父级，由于这个父级的动作导致其他机构动作，该其他机构为子级，如果该其他机构还能带动下面的机构运动，那么下面的机构相对于该其他机构是子级。所述运动约束包括：在运动机构模型中添加运动约束脚本，运动约束脚本根据运动机构模型的父子级关系建立运动机构模型的运动约束。在本发明的应用场景中，单独为机器人添加基于反向运动学的运动规范脚本，创建机械臂的反向运动学运动约束，并在三维模型中通过回调函数控制反向运动学运动约束，针对三坐标装配机构或加工机床，真实世界的运动机构遵循严格的运动规范和主随动关系，在仿真系统中，需要通过明确运动机构模型内物体之间的父子级关系来规范其主随动关系，并通过运动机构模型绑定运动规范脚本，利用“Transform类”控制运动机构模型严格遵循运动约束，其中，本领域技术人员很容易理解的是“Transform类”是计算机语言中一个特定的属性类的名称。

所述模型运动驱动模块驱动运动机构模型的动作，所述模型运动驱动模块包括数据解析脚本、变量匹配脚本和实时驱动脚本，数据解析脚本解析由轮询的方式获得Thingworx平台发送的Json格式的数据流，并对数据流中与运动控制相关的变量实时赋值；变量匹配脚本通过名称寻找运动机构模型并与对应的运动控制相关的变量做匹配；实时驱动脚本根据运动控制相关的变量的值改变运动机构模型的空间位置或者调用物理动作驱动模块完成对三维模型中运动机构模型的驱动。

为了保证工作效率，本发明的应用场景中，每个工位由各自单独的运动驱动模块驱动，具体执行流程为：数据解析脚本以高于20Hz的频率接收来自Thingworx平台发送的Json格式的数据流，提取Json格式的数据流中与物理实体运动相关的参数值；在变量匹配脚本内申明与物理实体运动相关的参数值的变量名，同时调用数据解析脚本对变量赋值；实时驱动脚本根据变量匹配脚本传送的运动驱动数据寻找到目标模型，并根据控制其运动的变量值改变目标模型空间位置或调用物理动作驱动模块完成对目标模型的运动驱动。

步骤S3：在三维模型上设置碰撞触发器和光线投射触发器，并建立虚拟触发信号管理单元，虚拟触发管理单元用于管理碰撞触发器和/或光线投射触发器发出的虚拟触发信号，建立触发器与虚拟触发信号之间的联系；

在三维模型上设置碰撞触发器和光线投射触发器包括：根据相互之间存在物理作用的两物体的结构关系特征，在每个物体所对应的模型的子级创建碰撞触发器和/或光线投射触发器，为仿真系统提供信号源。需要注意的是，本发明设置碰撞触发器和/或光线投射触发器的目的是：仿真系统提供信号源，面向没有电机或机电结构驱动的对象(例如，抽屉、工件、组件材料)，采集不到对应的动作位置数据，通过传递碰撞等触发信号，并基于相关逻辑改变模型父子级关系或主随动关系，仿真出物理行为，保证对象的虚实映射关系。相对于现有技术的做法，通过虚拟触发器的信号，可以在虚拟世界里面将比较细节的物理行为动作充分表现出来，而不局限于单纯的直接数据数据驱动。

建立虚拟触发信号管理单元的过程包括：对所有的碰撞触发器和光线投射触发器产生的虚拟触发信号在独立的脚本中申明变量，并将所有的申明变量存储在Dictionary字典存储器中，通过Dictionary泛型类建立虚拟触发信号与每个物体所对应的模型之间的联系，并封装成独立的触发信号单元供物理动作驱动模块中驱动脚本管理单元引用、查询。

步骤S4：建立物理动作驱动模块，物理动作驱动模块根据Tingworx平台发送的实时数据以及三维模型上发送的虚拟触发信号控制三维模型模拟真实物体间碰撞、拾取、放置以及推拉的动作。

图4为一种物理行为仿真系统的构建方法的物理动作驱动模块的工作原理示意图，如图4所示，所述物理动作驱动模块包括驱动脚本管理单元、触发信号管理单元、碰撞动作脚本、拾取动作脚本、放置动作脚本以及推拉动作脚本，驱动脚本管理单元接收Tingworx平台发送的实时数据以及三维模型上发送的虚拟触发信号，驱动脚本管理单元将实时数据以及三虚拟触发信号传送给触发信号管理单元，触发信号管理单元查询虚拟触发信号所对应的物体的模型名称，驱动脚本管理单元获取该名称后调用该名称所对应的物体的模型的碰撞动作脚本、拾取动作脚本、放置动作脚本以及推拉动作脚本，通过改变该名称所对应的物体的模型的父子级关系和空间位置控制三维模型模拟真实物体间碰撞、拾取、放置以及推拉的动作。

本发明实施例中，针对每一种物理动作类型进行单独运动脚本编程，通过判断触发器名称或者触发器父级物体名称判断触发信号有效性，最后通过改变被作用物体父子级关系和空间位置达到模拟真实世界物理动作的目的。例如，老化测试工位中，三坐标执行机构需要完成拉开老化箱格子、放入产品和推上老化箱格子三个操作，其中涉及运动机构与老化箱格子之间的物理作用。具体的，以“执行机构拉开老化箱格子”做详细说明：图5为一种物理行为仿真系统的构建方法于一具体实例中执行机构沿路径运动至老化箱格子的示意图，如图5所示，执行机构沿路径运动至老化箱格子，图6为一种物理行为仿真系统的构建方法于一具体实例中模型父子级关系改变的示意图，如图6所示，当执行机构运动至老化箱格子碰撞面上，触发其子级上的触发器，即图中的PullTrigger触发器，驱动脚本管理单元将老化箱格子模型设定为执行机构的子级，随执行机构运动；图7为一种物理行为仿真系统的构建方法于一具体实例中格子随执行机构运动，触发行程结束触发器的示意图，如图7所示，当格子被拉到指定行程时，触发行程结束触发器，即图中的EndPullTrigger触发器，图8为一种物理行为仿真系统的构建方法于一具体实例中模型父子级关系复原的示意图，如图8所示，驱动脚本管理单元又复原老化箱柜子模型的父子级关系，执行机构运动离开。图5-图8中，实心圆圈表示父级，空心圆圈表示子级。以“执行机构夹取在制品放入老化箱”做详细说明：于在制品表面构建碰撞器，在执行机构末端的几何中心设置光线投射触发器。当执行机构运动至小车物料盘上在制品表面时，光线投射触发器触发碰撞器返回在制品模型信息，根据返回的模型信息和真实三坐标执行机构末端的真空布尔信号判断是否执行有效夹取，如果是，将在制品模型修正到执行机构上的定位点，同时将在制品模型设定为执行机构子级，随执行机构运动；当在制品运动至目标点时，同样的步骤，仿真执行机构放下在制品模型并离开的运动过程。

具体的，所述驱动脚本管理单元，根据虚拟触发信号的输入信息，实现对不同物体的物理动作驱动脚本进行封装并分类管理。在物理动作驱动模块中，驱动脚本管理单元根据虚拟触发信号名称等输入信息，通过对物理动作脚本的调用，完成针对特定对象、特定物理动作驱动的子类代码的封装和管理，以供三维模型的实时调用。需要注意的是，物理动作脚本指的是碰撞动作脚本、拾取动作脚本、放置动作脚本以及推拉动作脚本等脚本。

本申请不仅能够通过三维模型模拟运动机构动作的画面，还能够通过三维模型控制运动机构的运动，具体的三维模型模拟运动机构动作的模拟过程以上已经叙述，下面详细阐述通过三维模型控制运动机构的运动的过程，此过程与三维模型模拟运动机构动作的模拟过程是一个反向的过程。首先，构建基于数字孪生技术的物理行为仿真系统，构建过程为：利用Unity 3D平台构建产线制造资源和在制品的三维模型，并建立Unity 3D平台与Tingworx平台的实时通讯；

按物理产线运动规则划分三维模型中运动机构模型的父子级关系和运动约束，建立模型运动驱动模块；

在三维模型上设置碰撞触发器和光线投射触发器，并建立虚拟触发信号管理单元，虚拟触发管理单元用于管理碰撞触发器和/或光线投射触发器发出的虚拟触发信号，建立触发器与虚拟触发信号之间的联系；

建立物理动作驱动模块，物理动作驱动模块根据Tingworx平台发送的实时数据以及三维模型上发送的虚拟触发信号控制三维模型模拟真实物体间碰撞、拾取、放置以及推拉的动作。

基于数字孪生技术的物理行为仿真系统构建完成后，利用所述三维模型发送运动驱动给模型运动驱动模块并发送触发信号给物理动作驱动模块，所述模型运动驱动模块包括数据解析脚本、变量匹配脚本和实时驱动脚本，实时驱动脚本根据三维模型发送的运动驱动得出与运动控制相关的运动驱动数据，变量匹配脚本获取运动驱动数据，通过运动驱动数据寻找运动机构的名称，数据解析脚本解析由变量匹配脚本发送的运动机构的名称对应的运动参数值，并将参数值转换为Json格式的数据流，将该Json格式的数据流发送给Thingworx平台；，物理动作模块根据触发信号发送实时布尔数据给Thingworx平台，Thingworx平台根据接收的实时布尔数据以及Json格式的数据流控制触发信号对应的运动机构的运动。需要注意的是，物理动作驱动模块的组成与上述一种物理行为仿真系统的构建方法中提到的结构相同，只是工作过程相反，原理相同，在此不做赘述。

通过以上技术方案，本发明提供的一种基于数字孪生技术的物理行为仿真系统根据数字孪生技术的基本要求，充分利用Unity 3D平台在支持轻量化模型和支持多类型数据实时传输的技术优势，完成对原始数据解析、对模型的运动控制和对物理动作的仿真模拟，最终完成实时数据驱动下物理行为仿真系统的搭建。同时，本发明提供的仿真系统可实现对产线制造资源进行三维可视化导航，实时反映产线的运动状态，并真实的模拟产线实时的物理动作，形成面向整体车间的虚拟监控平台，实现透明化生产，故障问题重现与仿真。本发明提供的一种运动机构的控制方法，通过三维模型就能实时调整运动机构的运动，能够远程对设备进行控制。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种物理行为仿真系统的构建方法，其特征在于，所述方法包括：

步骤一：利用Unity 3D平台构建产线制造资源和在制品的三维模型，并建立Unity 3D平台与Tingworx平台的实时通讯；

步骤二：按物理产线运动规则划分三维模型中运动机构模型的父子级关系和运动约束，建立模型运动驱动模块；

步骤三：在三维模型上设置碰撞触发器和光线投射触发器，并建立虚拟触发信号管理单元，虚拟触发管理单元用于管理碰撞触发器和/或光线投射触发器发出的虚拟触发信号，建立触发器与虚拟触发信号之间的联系；

步骤四：建立物理动作驱动模块，物理动作驱动模块根据Tingworx平台发送的实时数据以及三维模型上发送的虚拟触发信号控制三维模型模拟真实物体间碰撞、拾取、放置以及推拉的动作。

2.根据权利要求1所述的一种物理行为仿真系统的构建方法，其特征在于，步骤一中，所述利用Unity 3D平台构建产线制造资源和在制品的三维模型包括：将产线制造资源和在制品的CAD模型导入PIXYZ软件进行模型轻量化处理并导出FBX格式的第一文件；将第一文件导入3D Max对CAD模型进行局部光顺化处理和贴图处理，并导出FBX格式的第二文件；将第二文件导入Unity 3D中，利用虚实环境标定注册完成虚拟运动机构与实际环境的运动机构的坐标方位准确匹配。

3.根据权利要求1所述的一种物理行为仿真系统的构建方法，其特征在于，步骤一中，所述建立Unity 3D平台与Tingworx平台的实时通讯包括：对Thingworx平台与Unity 3D平台中关于同一变量数据格式的比对，建立映射关系，然后通过Restful API协议，建立Unity3D平台与Thingworx平台的实时通讯。

4.根据权利要求1所述的一种物理行为仿真系统的构建方法，其特征在于，步骤二中，按物理产线运动规则划分三维模型中运动机构模型的父子级关系包括：按照真实世界中运动机构遵循的运动规范和主随动关系划分三维模型中运动机构模型的父子级关系。

5.根据权利要求4所述的一种物理行为仿真系统的构建方法，其特征在于，步骤二中，所述运动约束包括：在运动机构模型中添加运动约束脚本，运动约束脚本根据运动机构模型的父子级关系建立运动机构模型的运动约束。

6.根据权利要求4所述的一种物理行为仿真系统的构建方法，其特征在于，步骤二中，所述模型运动驱动模块驱动运动机构模型的动作，所述模型运动驱动模块包括数据解析脚本、变量匹配脚本和实时驱动脚本，数据解析脚本解析由轮询的方式获得Thingworx平台发送的Json格式的数据流，并对数据流中与运动控制相关的变量实时赋值；变量匹配脚本通过名称寻找运动机构模型并与对应的运动控制相关的变量做匹配；实时驱动脚本根据运动控制相关的变量的值改变运动机构模型的空间位置或者调用物理动作驱动模块完成对三维模型中运动机构模型的驱动。

7.根据权利要求1所述的一种物理行为仿真系统的构建方法，其特征在于，步骤三中，在三维模型上设置碰撞触发器和光线投射触发器包括：根据相互之间存在物理作用的两物体的结构关系特征，在每个物体所对应的模型的子级创建碰撞触发器和/或光线投射触发器，为仿真系统提供信号源。

8.根据权利要求7所述的一种物理行为仿真系统的构建方法，其特征在于，步骤三中，建立虚拟触发信号管理单元的过程包括：对所有的碰撞触发器和光线投射触发器产生的虚拟触发信号在独立的脚本中申明变量，并将所有的申明变量存储在Dictionary字典存储器中，通过Dictionary泛型类建立虚拟触发信号与每个物体所对应的模型之间的联系。

9.根据权利要求8所述的一种物理行为仿真系统的构建方法，其特征在于，所述步骤四中，物理动作驱动模块包括驱动脚本管理单元、触发信号管理单元、碰撞动作脚本、拾取动作脚本、放置动作脚本以及推拉动作脚本，驱动脚本管理单元接收Tingworx平台发送的实时数据以及三维模型上发送的虚拟触发信号，驱动脚本管理单元将实时数据以及三虚拟触发信号传送给触发信号管理单元，触发信号管理单元查询虚拟触发信号所对应的物体的模型名称，驱动脚本管理单元获取该名称后调用该名称所对应的物体的模型的碰撞动作脚本、拾取动作脚本、放置动作脚本以及推拉动作脚本，通过改变该名称所对应的物体的模型的父子级关系和空间位置控制三维模型模拟真实物体间碰撞、拾取、放置以及推拉的动作。

10.根据权利要求9所述的一种物理行为仿真系统的构建方法，其特征在于，所述驱动脚本管理单元，根据虚拟触发信号的输入信息，实现对不同物体的物理动作驱动脚本进行封装并分类管理。

11.一种运动机构的控制方法，其特征在于，所述方法包括：构建基于数字孪生技术的物理行为仿真系统，构建过程为：利用Unity 3D平台构建产线制造资源和在制品的三维模型，并建立Unity 3D平台与Tingworx平台的实时通讯；

按物理产线运动规则划分三维模型中运动机构模型的父子级关系和运动约束，建立模型运动驱动模块；

在三维模型上设置碰撞触发器和光线投射触发器，并建立虚拟触发信号管理单元，虚拟触发管理单元用于管理碰撞触发器和/或光线投射触发器发出的虚拟触发信号，建立触发器与虚拟触发信号之间的联系；

建立物理动作驱动模块，物理动作驱动模块根据Tingworx平台发送的实时数据以及三维模型上发送的虚拟触发信号控制三维模型模拟真实物体间碰撞、拾取、放置以及推拉的动作；

基于数字孪生技术的物理行为仿真系统构建完成后，利用所述三维模型发送运动驱动给模型运动驱动模块并发送触发信号给物理动作驱动模块，所述模型运动驱动模块包括数据解析脚本、变量匹配脚本和实时驱动脚本，实时驱动脚本根据三维模型发送的运动驱动得出与运动控制相关的运动驱动数据，变量匹配脚本获取运动驱动数据，通过运动驱动数据寻找运动机构的名称，数据解析脚本解析由变量匹配脚本发送的运动机构的名称对应的运动参数值，并将参数值转换为Json格式的数据流，将该Json格式的数据流发送给Thingworx平台，物理动作模块根据触发信号发送实时布尔数据给Thingworx平台，Thingworx平台根据接收的实时布尔数据以及Json格式的数据流控制触发信号对应的运动机构的运动。