基于云網(wǎng)絡(luò)的多工位自協(xié)調(diào)智能機(jī)器人系統(tǒng)及控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于多工位智能機(jī)器人系統(tǒng)的構(gòu)建及其控制，具體涉及一種基于云網(wǎng)絡(luò)的多工位自協(xié)調(diào)智能機(jī)器人系統(tǒng)及控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]本發(fā)明目的旨在提升制造業(yè)的智能化水平，建立具有適應(yīng)性、資源效率及人因工程學(xué)的智慧工廠，在商業(yè)流程及價值流程中整合客戶及商業(yè)伙伴。其技術(shù)基礎(chǔ)是網(wǎng)絡(luò)實體系統(tǒng)及物聯(lián)網(wǎng)。本研究項目得到由聯(lián)邦教研部與經(jīng)濟(jì)技術(shù)部聯(lián)手資助，在費(fèi)得勞恩霍協(xié)會的建議和推動下形成。
[0003]本項目分為三大主題:一是“智能生產(chǎn)”，主要涉及整個企業(yè)的生產(chǎn)物流管理、人機(jī)互動以及3D技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)過程中的應(yīng)用等。該計劃將特別注重吸引中小企業(yè)參與，力圖使中小企業(yè)成為新一代智能化生產(chǎn)技術(shù)的使用者和受益者，同時也成為先進(jìn)工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的創(chuàng)造者和供應(yīng)者；二是“智能工廠”，重點研究智能化生產(chǎn)系統(tǒng)及過程，以及網(wǎng)絡(luò)化分布式生產(chǎn)設(shè)施的實現(xiàn)；三是“智能物流”，主要通過互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、務(wù)聯(lián)網(wǎng)，整合物流資源，充分發(fā)揮現(xiàn)有物流資源供應(yīng)方的效率，而需求方，則能夠快速獲得服務(wù)匹配，得到物流支持。“智能生產(chǎn)”是實現(xiàn)“工業(yè)4.0”項目的基礎(chǔ)和前提。
[0004]智能機(jī)器人系統(tǒng)是實現(xiàn)智能生產(chǎn)的基本單元。機(jī)器人在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用由來已久并得到了廣泛的應(yīng)用和發(fā)展，在成熟的生產(chǎn)線布置中，機(jī)器人通常以機(jī)器人家族或稱機(jī)器人組、機(jī)器人族的形式組織構(gòu)成。而機(jī)器人組通常是連續(xù)工位的不同功能的機(jī)器人組織而成，實現(xiàn)機(jī)器人組中各個工位的機(jī)器人協(xié)調(diào)運(yùn)行是實現(xiàn)生產(chǎn)穩(wěn)定、高效進(jìn)行的重要課題。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)中，通常通過不同機(jī)器人之間的信息交互，并依靠自身的計算能力，對動作程序進(jìn)行協(xié)調(diào)和調(diào)整，以實現(xiàn)動作的同步和協(xié)調(diào)。其主要缺點在于:
(1)對于各工位機(jī)器人復(fù)雜動作，涉及工序和參數(shù)眾多的情況下，計算量較大，對機(jī)器人自身數(shù)據(jù)處理能力要求較高，運(yùn)算負(fù)載大，增加了機(jī)器人成本；
(2)對多工位機(jī)器人，尤其是隨著工位數(shù)量的增加，不同工位機(jī)器人協(xié)調(diào)所依據(jù)的時鐘頻率要求逐步提高，而時鐘同步對硬件的要求也對機(jī)器人成本和系統(tǒng)整體穩(wěn)定性無疑是重大的挑戰(zhàn)；
(3)現(xiàn)有的多工位機(jī)器人系統(tǒng)的依靠內(nèi)部通信進(jìn)行運(yùn)行信息的相互交流，對基礎(chǔ)通信容量、穩(wěn)定性的要求也增加了故障率和運(yùn)維成本。
[0006]因此，針對現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，亟需一種具有自協(xié)調(diào)功能的高效、穩(wěn)定、低成本的智能機(jī)器人系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中機(jī)器人組的運(yùn)算能力差，協(xié)調(diào)各工位機(jī)器人動作困難，系統(tǒng)穩(wěn)定性差的技術(shù)問題。從而提供一種具有自協(xié)調(diào)功能的高效、穩(wěn)定、低成本的智能機(jī)器人系統(tǒng)。
[0008]首先，本發(fā)明提供了一種基于云網(wǎng)絡(luò)的多工位自協(xié)調(diào)智能機(jī)器人系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括:智能機(jī)器人組、通信控制網(wǎng)絡(luò)、云計算服務(wù)端；所述智能機(jī)器人組通過所述通信控制網(wǎng)絡(luò)與所述云計算服務(wù)器聯(lián)接。
[0009]無特殊限制地，本發(fā)明中并不限定智能機(jī)器人的具體應(yīng)用領(lǐng)域，包括現(xiàn)有技術(shù)中各類生產(chǎn)線用的智能機(jī)器人，例如，汽車工業(yè)中的組裝系統(tǒng)、焊接系統(tǒng)等等，又如，包裝生產(chǎn)線中各功能單元用機(jī)器人，又如，微電子工業(yè)中，各具體功能單元常用機(jī)器人系統(tǒng)。尤其是，多工位智能機(jī)器人組中的一系列機(jī)器人的集合。
[0010]通常而言，所述智能機(jī)器人組為多工位智能機(jī)器人集合，至少包括第一主動智能機(jī)器人、第一從動智能機(jī)器人。
[0011]所述第一主動智能機(jī)器人將初始運(yùn)行信息、實時運(yùn)行信息傳輸至云計算服務(wù)端；所述第一從動智能機(jī)器人將實際運(yùn)行信息傳輸至云計算服務(wù)端。
[0012]作為示范性的，所述云計算服務(wù)端依據(jù)第一主動智能機(jī)器人的初始運(yùn)行信息、實時運(yùn)行信息，規(guī)劃、矯正第一從動智能機(jī)器人從動運(yùn)行信息，以及通過通信控制網(wǎng)絡(luò)將從動運(yùn)行信息傳輸至第一從動智能機(jī)器人，控制、調(diào)整第一從動智能機(jī)器人動作。
[0013]為便于初始參量的設(shè)置，不做限制地，提供監(jiān)控端作為主控制平臺對系統(tǒng)行為進(jìn)行定義和發(fā)出指令。
[0014]列舉地但不限制于此的第一種形式如下:所述監(jiān)控端與第一主動智能機(jī)器人聯(lián)接，用于第一主動智能機(jī)器人的初始運(yùn)行信息的設(shè)定、啟動、中斷或終止。
[0015]列舉地但不限制于此的第二種形式如下:所述監(jiān)控端與所述云計算服務(wù)器聯(lián)接，用于第一主動智能機(jī)器人的初始運(yùn)行信息的設(shè)定、啟動、中斷或終止。
[0016]根據(jù)生產(chǎn)線的空間布置，可選地但不限制于此的，所述通信控制網(wǎng)絡(luò)包括有線和/或無線網(wǎng)絡(luò)。
[0017]其次，本發(fā)明還提供了一種基于云網(wǎng)絡(luò)的多工位自協(xié)調(diào)智能機(jī)器人系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，包括以下步驟:
51.第一主動智能機(jī)器人初始運(yùn)行信息的設(shè)置；
52.第一主動智能機(jī)器人通過通信控制網(wǎng)絡(luò)將初始運(yùn)行信息傳輸至云計算服務(wù)端；
53.云計算服務(wù)端依據(jù)第一主動智能機(jī)器人的初始運(yùn)行信息規(guī)劃第一從動智能機(jī)器人從動運(yùn)行信息，并將其通過通信控制網(wǎng)絡(luò)傳輸至第一從動智能機(jī)器人，控制第一從動智能機(jī)器人動作；
54.云計算服務(wù)端采集第一主動機(jī)器人實時運(yùn)行信息、第一從動機(jī)器人實際運(yùn)行信息，并進(jìn)行計算，矯正第一從動智能機(jī)器人從動運(yùn)行信息，并通過通信控制網(wǎng)絡(luò)將矯正后的從動運(yùn)行信息傳輸至第一從動智能機(jī)器人，調(diào)整第一從動智能機(jī)器人動作；
55.重復(fù)所述步驟S4至第一主動智能機(jī)器人接受中斷或終止指令。
[0018]為便于初始參量的設(shè)置，不做限制地，提供監(jiān)控端作為主控制平臺對系統(tǒng)行為進(jìn)行定義和發(fā)出指令。
[0019]列舉地，第一種形式如下:所述SI步驟中，監(jiān)控端與第一主動智能機(jī)器人聯(lián)接，通過監(jiān)控端進(jìn)行第一主動智能機(jī)器人的初始運(yùn)行信息的設(shè)定。
[0020]列舉地，第二種形式如下:所述SI步驟中，所述監(jiān)控端與所述云計算服務(wù)器聯(lián)接，通過監(jiān)控端進(jìn)行第一主動智能機(jī)器人的初始運(yùn)行信息的設(shè)定。
[0021]相比于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，主要有以下有益效果:
(I)運(yùn)算能力強(qiáng)。本發(fā)明采用云計算服務(wù)器集中處理控制、反饋數(shù)據(jù)信息，運(yùn)算能力強(qiáng)，對于各工位機(jī)器人復(fù)雜動作，涉及工序和參數(shù)眾多的情況下，降低了對機(jī)器人自身數(shù)據(jù)處理能力的要求，運(yùn)算速度快，降低了機(jī)器人本身的制造和運(yùn)行成本。
[0022](2)自協(xié)調(diào)性高。采用云計算服務(wù)器統(tǒng)一數(shù)據(jù)處理和傳輸，通過對主動智能機(jī)器人和從動智能機(jī)器人動作數(shù)據(jù)的采集，實時計算并矯正，達(dá)到多工位機(jī)器人動作的協(xié)調(diào)，擺脫了不同工位機(jī)器人協(xié)調(diào)所依據(jù)的時鐘頻率的極高要求，降低了機(jī)器人成本、提高了系統(tǒng)整體穩(wěn)定性。
[0023](3)采用統(tǒng)一的通信控制網(wǎng)絡(luò)，避免了多信道的優(yōu)先級錯綜設(shè)置，降低了基礎(chǔ)通信容量、提高了通信穩(wěn)定性，極大的降低了故障率和運(yùn)維成本。
【附圖說明】
[0024]圖1為本發(fā)明實施例1中提供的基于云網(wǎng)絡(luò)的多工位自協(xié)調(diào)