近年来随着计算机技术的飞速发展,数字孪生技术逐渐成为了智能制造业的研究热点,它以虚拟世界和物理世界的有机融合为目标,致力于实现信息技术与新型制造业的深度融合。工业机器人作为制造行业的重要生产力,广泛应用于制造、搬运、开采、维修等领域,具有比较高的研究价值。在人机协作中,良好的交互性以及高精确度更能提升操作任务的成功率,然而在操作场景已知的情况下,基于视觉传感器的手眼协调方法存在视角不灵活、实时性不够、效率低等问题,因此本文提出一种基于数字孪生技术的手眼协调方法,该方法同时具备手眼协调、碰撞检测以及操作距离提示的功能。本文的具体工作如下:1.分析了现有方法的局限性以及难点,提出了结合数字孪生技术来完成工业机器人的手眼协调控制方法,针对视觉传感器位姿固定的问题,引入虚拟相机作为人眼在虚拟空间中的延伸,通过坐标变换将屏幕空间中的位移转换到机器人空间,在此基础上加入虚拟相机与目标之间的距离尺度,并通过屏幕标识设计了空间尺度提示,将屏幕标识的距离与真实机器人的机械臂末端在实际空间中移动的距离相对应,使操作者在虚拟空间中具备了完成精确操作的能力。2.针对操作任务中机械臂可能发生的碰撞,本文提出了利用多层混合包围体实现碰撞预警的策略,通过使用简单包围体在空间上的组合来逼近目标物体的三维形状,相比全网格碰撞体降低了碰撞发生时的资源占用;通过设置尺度递增的多层包围体,并针对各包围层从视觉和听觉上设计不同的预警响应提示,实现了操作人员提前预知碰撞发生的功能,从而避免虚拟空间中的操作损坏与之连接的真实机器人。论文提出的基于数字孪生技术的手眼协调方法实现了虚拟空间与物理空间的并行控制,通过碰撞检测技术以及屏幕标识方法实现机器人的碰撞预警能力以及精确操作能力的同时,提供了虚拟现实头盔接口,进一步增加了操作时的临场感和真实感。