轴承是机械制造装备中重要的零件之一,其通过内圈、外圈、滚动体、保持架装配而成。数字孪生是连接物理世界与数字世界数据交互的重要手段,是实现轴承智能化装配的有效方法。为提高轴承装配效率和生产安全,针对滚动轴承装配过程中装配精度不高、现场调试难度大等实际工程问题,开展基于数字孪生的轴承装配工作台研究,主要研究内容如下。首先,通过模块化设计方法,完成滚动轴承自动装配工作台的机械系统和控制系统设计。装配工作台主要包括机器人模块、装配模块、气动模块和人机交互模块,对其中的内外圈固定模块、灌珠模块、分珠模块进行结构设计,完成分珠过程的力学分析,基于PLC实现装配工作台整体控制。其次,基于Visual One建立滚动轴承装配工作台中装配机器人、末端执行器、自动装配夹具等的数字孪生模型。确定装配机器人各连杆的D-H参数,进行了正、逆运动学分析,为机器人数字孪生模型动作位姿变化提供依据,基于Python脚本完成轴承装配工作台的动作开发。基于PLC对轴承装配工作台数字孪生模型进行虚拟调试,验证PLC逻辑的合理性,降低现场调试难度。基于OPC统一架构,完成轴承装配工作台物理实体与数字孪生模型间的映射关系,实现轴承装配工作台物理模型-数字孪生模型的信息交互。实验证明,当装配机器人运动时,虚拟端数字孪生模型的运动轨迹可实时映射。最后,对轴承装配过程中装配机器人对工件的抓取、放置进行轨迹规划,通过示教器对机器人参数进行约束,确定机器人运动关键型值点。利用五次B样条曲线,开展机器人关节空间的轨迹规划,确保机器人运动的高效、平稳。本文构建了轴承装配工作台的物理模型和数字孪生模型,建立轴承装配工作台数字孪生模型与物理工作台之间的数据通讯,实现数字孪生模型与物理实体的虚实协同作业,并对装配机器人运动轨迹进行规划,为数字孪生技术在轴承装配领域的应用提供参考。