工業機器人是一種典型的機電耦合的制造裝備，在工業生產中發揮著重要作用。工業機器人的健康平穩運行對于機器人生產系統至關重要。為此，需要建立可靠的工業機器人故障診斷方法和系統以及時對故障進行檢測、定位和隔離。數字孿生是近年來涌現出來的一種數字化技術，通過構建工業機器人高保真數字孿生并與機器人實時雙向通信，能夠實現工業機器人的透明化、智能化管理和應用。

本項目以SD3/500六軸工業機器人為研究對象，首先，從“幾何-機理-規則-數據”多維融合角度考慮，構建其高保真的數字孿生模型。然后開發出六軸工業機器人數字孿生管控系統，并基于Comsol多物理場建模與仿真軟件構建面向該工業機器人典型裝置和機構（如伺服電機、軸承、連桿機構等）的機電耦合模型，實現對該機器人的多物理場仿真和監控，開發出六軸工業機器人數字孿生仿真系統。最后，基于數字孿生技術研究工業機器人故障診斷方法，對工業機器人運行狀態（尤其是故障狀態）進行仿真，并開發故障診斷方法，實現對工業機器人的故障識別和判斷，系統實現方法及相關技術如1所示。