柔性制造系統(tǒng)及其通信系統(tǒng)、通信方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及柔性制造技術(shù)，特別是涉及一種用于柔性制造系統(tǒng)中各個模塊之間進(jìn)行通信的裝置和方法，還涉及一種包括多個通信裝置的通信系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]工業(yè)機(jī)械是現(xiàn)代制造業(yè)的基礎(chǔ)。
[0003]伴隨網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，工業(yè)生產(chǎn)模式正在發(fā)生深刻的變化，由傳統(tǒng)大規(guī)模生產(chǎn)模式轉(zhuǎn)向差異化、小批量定制生產(chǎn)模式。
[0004]這種差異化的生產(chǎn)模式需要機(jī)械加工單元提供智能、柔性的加工方式，從而進(jìn)一步對機(jī)械加工單元本身的技術(shù)體系提出了新的要求。
[0005]傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)械為了保證機(jī)械的穩(wěn)定性與可靠性，以滿足大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)需求，一般采用封閉的中央主控技術(shù)體系；工業(yè)機(jī)械內(nèi)各模塊也是各企業(yè)自成一套，模塊的通信系統(tǒng)長期存在復(fù)雜、兼容性差、速度低、可靠性不能保證的缺點。
[0006]若繼續(xù)采用傳統(tǒng)的封閉式中央主控技術(shù)體系，則無法完成柔性制造的工作。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]基于此，有必要提供一種能夠提高通信效率的通信系統(tǒng)。
[0008]此外，還提供一種通信方法及一種柔性制造系統(tǒng)。
[0009]—種用于柔性制造系統(tǒng)的通信系統(tǒng)，使所述柔性制造系統(tǒng)中的節(jié)點模塊之間相互通信，所述通信系統(tǒng)包括多個連接成環(huán)路的通信裝置，每個所述通信裝置設(shè)于一個所述節(jié)點模塊中；
[0010]所述通信裝置包括至少一個信號入口和至少一個信號出口，相鄰連接的兩個通信裝置的其中一個通信裝置的至少一個信號入口，與另一個通信裝置的至少一個信號出口，一一對應(yīng)連接；
[0011]所述通信裝置通過信號入口接收數(shù)據(jù)，并進(jìn)行識別:若接收到的數(shù)據(jù)為該節(jié)點模塊需要的數(shù)據(jù)，則將接收到的數(shù)據(jù)交給節(jié)點模塊進(jìn)行處理，并在節(jié)點模塊處理完成后，將處理后的數(shù)據(jù)從信號出口發(fā)出；若接收到的數(shù)據(jù)不是該節(jié)點模塊需要的數(shù)據(jù)，則將接收到的數(shù)據(jù)直接從信號出口發(fā)出。
[0012]在其中一個實施例中，首次發(fā)出數(shù)據(jù)的通信裝置在數(shù)據(jù)經(jīng)過整個環(huán)路的傳輸后，將數(shù)據(jù)進(jìn)行回收。
[0013]在其中一個實施例中，所述通信裝置包括第一信號入口、第二信號入口、第一信號出口以及第二信號出口，其中第一信號入口和第一信號出口設(shè)于所述通信裝置的第一側(cè)，第二信號入口和第二信號出口設(shè)于所述通信裝置的第二側(cè)；相鄰連接的兩個通信裝置的其中一個通信裝置的第一信號入口、第一信號出口分別與另一個通信裝置的第二信號出口、第二信號入口連接；
[0014]當(dāng)通信裝置所在節(jié)點模塊正常工作時，所述通信裝置第一側(cè)的第一信號入口接收的數(shù)據(jù)或者節(jié)點模塊處理后的數(shù)據(jù)從第二側(cè)的第二信號出口發(fā)出；所述通信裝置第二側(cè)的第二信號入口接收的數(shù)據(jù)或者節(jié)點模塊處理后的數(shù)據(jù)從第一側(cè)的第一信號出口發(fā)出；
[0015]當(dāng)通信裝置所在節(jié)點模塊發(fā)生故障時，所述通信裝置第一側(cè)的第一信號入口接收的數(shù)據(jù)從第一側(cè)的第一信號出口發(fā)出；所述通信裝置第二側(cè)的第二信號入口接收的數(shù)據(jù)從第二側(cè)的第二信號出口發(fā)出。
[0016]在其中一個實施例中，當(dāng)通信裝置首次發(fā)出數(shù)據(jù)時，發(fā)出一式兩份數(shù)據(jù)，一份數(shù)據(jù)從所述第一信號出口發(fā)出，另一份數(shù)據(jù)從所述第二信號出口發(fā)出。
[0017]—種柔性制造系統(tǒng)，包括多個節(jié)點模塊，還包括設(shè)于所述節(jié)點模塊中的如上所述的通信裝置。
[0018]在其中一個實施例中，所述節(jié)點模塊為基本動作執(zhí)行單元、功能模組或配套外部智能部件。
[0019]—種柔性制造系統(tǒng)的通信方法，基于通過通信裝置連接成環(huán)路的通信系統(tǒng)，所述通信裝置包括至少一個信號入口和至少一個信號出口，相鄰連接的兩個通信裝置的其中一個通信裝置的至少一個信號入口，與另一個通信裝置的至少一個信號出口，一一對應(yīng)連接，所述通信方法包括:
[0020]通信裝置從信號入口接收數(shù)據(jù)、并進(jìn)行識別；
[0021]若接收到的數(shù)據(jù)為通信裝置所在的節(jié)點模塊需要的數(shù)據(jù)，則將接收到的數(shù)據(jù)交給所在的節(jié)點模塊進(jìn)行處理，并在節(jié)點模塊處理完成后，將處理后的數(shù)據(jù)從信號出口發(fā)出；
[0022]若接收到的數(shù)據(jù)不是通信裝置所在的節(jié)點模塊需要的數(shù)據(jù)，則將接收到的數(shù)據(jù)直接從信號出口發(fā)出。
[0023]在其中一個實施例中，首次發(fā)出數(shù)據(jù)的通信裝置在數(shù)據(jù)經(jīng)過整個環(huán)路的傳輸后，將數(shù)據(jù)進(jìn)行回收。
[0024]在其中一個實施例中，所述通信裝置包括第一信號入口、第二信號入口、第一信號出口以及第二信號出口；
[0025]當(dāng)通信裝置所在的節(jié)點模塊正常工作時，所述第一信號入口接收的數(shù)據(jù)或者節(jié)點模塊處理后的數(shù)據(jù)從第二信號出口發(fā)出；所述第二信號入口接收的數(shù)據(jù)或者節(jié)點模塊處理后的數(shù)據(jù)從第一信號出口發(fā)出；
[0026]當(dāng)通信裝置所在的節(jié)點模塊發(fā)生故障時，所述第一信號入口接收的數(shù)據(jù)從第一信號出口發(fā)出；所述第二信號入口接收的數(shù)據(jù)從第二信號出口發(fā)出。
[0027]在其中一個實施例中，當(dāng)通信裝置首次發(fā)出數(shù)據(jù)時，發(fā)出一式兩份數(shù)據(jù)，一份數(shù)據(jù)從所述第一信號出口發(fā)出，另一份數(shù)據(jù)從所述第二信號出口發(fā)出。
[0028]上述通信系統(tǒng)、通信方法及柔性制造系統(tǒng)，通過采用環(huán)路通信結(jié)構(gòu)，一方面可以將數(shù)據(jù)在執(zhí)行多個工序的節(jié)點模塊之間順序傳遞，實現(xiàn)工序管理；另一方面，由于各個節(jié)點模塊中都設(shè)置通信裝置，使得節(jié)點模塊可以保持一定的獨立性，通過將通信裝置接入環(huán)路網(wǎng)絡(luò)或者從環(huán)路網(wǎng)絡(luò)中斷開，可以方便地配置整個制造系統(tǒng)，從而實現(xiàn)制造系統(tǒng)的柔性特征。
【附圖說明】
[0029]圖1為一實施例的通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；
[0030]圖2為柔性制造系統(tǒng)的一種層級結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031]圖3為圖1中的通信裝置的外部接口及通信方式示意圖；
[0032]圖4為環(huán)狀網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)通信線路故障后進(jìn)行重組的示意圖；
[0033]圖5為一實施例的通信方法流程圖。
【具體實施方式】
[0034]柔性制造系統(tǒng)，是指能夠?qū)崿F(xiàn)多樣化的、定制的產(chǎn)品生產(chǎn)的系統(tǒng)。柔性制造系統(tǒng)根據(jù)最終產(chǎn)品的需要來安排基本制造單元、并進(jìn)行整合獲得用于生產(chǎn)該最終產(chǎn)品的特定系統(tǒng)。根據(jù)結(jié)構(gòu)或功能的邊界對柔性制造系統(tǒng)內(nèi)部模塊進(jìn)行劃分，柔性制造系統(tǒng)可以包括智能機(jī)械和與智能機(jī)械配套的外部智能部件。智能機(jī)械例如機(jī)械臂，外部智能部件例如攝像頭。智能機(jī)械內(nèi)部還包括多種相互配合工作的單元，例如電機(jī)、控制器等等。智能機(jī)械之間、外部智能部件之間、智能機(jī)械與外部部件之間、智能機(jī)械的內(nèi)部單元之間均存在通信需求，傳遞數(shù)據(jù)與控制指令等。
[0035]為方便描述，所述存在通信需求的智能機(jī)械、外部智能部件以及智能機(jī)械內(nèi)部的單元等，都稱為節(jié)點模塊。為使節(jié)點模塊之間能夠進(jìn)行通信，在節(jié)點模塊中設(shè)置通信裝置。通信裝置之間互聯(lián)并通信，即可實現(xiàn)節(jié)點模塊之間的通信。
[0036]如圖1所示，本實施例的柔性制造系統(tǒng)10中，多個通信裝置100依次連接形成環(huán)路，實現(xiàn)多個節(jié)點模塊200之間的通信。通信裝置100包括至少一個信號入口和至少一個信號出口，相鄰連接的兩個通信裝置的其中一個通信裝置的至少一個信號入口，與另一個通信裝置的至少一個信號出口，一一對應(yīng)連接。
[0037]通信裝置100通過信號入口接收數(shù)據(jù)，并進(jìn)行識別:若接收到的數(shù)據(jù)為所在的節(jié)點模塊200需要的數(shù)據(jù)，則將接收到的數(shù)據(jù)交給節(jié)點模塊200進(jìn)行處理，并在節(jié)點模塊200處理完成后，將處理后的數(shù)據(jù)從信號出口發(fā)出；若接收到的數(shù)據(jù)不是所在的節(jié)點模塊200需要的數(shù)據(jù)，則將接收到的數(shù)據(jù)直接從信號出口發(fā)出。
[0038]在工業(yè)機(jī)械制造中，工序之間基本上屬于串行關(guān)系，即工序之間大多存在先后順序。一個工序需要在另一個工序完成之后才能繼續(xù)執(zhí)行。采用上述的環(huán)路通信結(jié)構(gòu)，一方面可以將數(shù)據(jù)在執(zhí)行多個工序的節(jié)點模塊之間順序傳遞，實現(xiàn)工序管理；另一方面，由于各個節(jié)點模塊中都設(shè)置通信裝置，使得節(jié)點模塊可以保持一定的獨立性，通過將通信裝置接入環(huán)路網(wǎng)絡(luò)或者從環(huán)路網(wǎng)絡(luò)中斷開，可以方便地配置整個制造系統(tǒng)，從而實現(xiàn)制造系統(tǒng)的柔性特征。
[0039]圖2示出柔性制造系統(tǒng)的一種層級結(jié)構(gòu)。該柔性制造系統(tǒng)由產(chǎn)線計算服務(wù)中心90控制多條生產(chǎn)線80執(zhí)行生產(chǎn)任務(wù)。多條生產(chǎn)線80可以執(zhí)行相同的生產(chǎn)任務(wù)，也可以執(zhí)行不同的生產(chǎn)任務(wù)。例如其中一條生產(chǎn)線80用于生產(chǎn)水性筆組裝件，另一條生產(chǎn)線80用于生產(chǎn)鼠標(biāo)組裝件。為了執(zhí)行不同的生產(chǎn)任務(wù)，每條生產(chǎn)線80都相應(yīng)配置不同的執(zhí)行機(jī)械。在一條生產(chǎn)線80上，以智能機(jī)械30為執(zhí)行每個工序的基本單元，例如其中一個智能機(jī)械用于執(zhí)行獲得中性筆的筆筒組件的工序。多個智能機(jī)械30配合完成一個產(chǎn)品的生產(chǎn)。多個智能機(jī)械30之間可以通過通信裝置100連接成環(huán)狀的通信網(wǎng)絡(luò)。
[0040]智能機(jī)械30內(nèi)部包括控制器310和基本動作執(zhí)行單元320。基本動作執(zhí)行單元320又包括最基本的部件如驅(qū)動器321和電機(jī)322。多個基本動作執(zhí)行單元320的驅(qū)動器321、電機(jī)322等又可以與控制器310通過通信裝置100連接形成環(huán)狀的通信網(wǎng)絡(luò)。
[0041]當(dāng)執(zhí)行多個工序時，多個智能機(jī)械30依次執(zhí)行，每個智能機(jī)械30的工序又被分解為基本的機(jī)械動作，例如直線運(yùn)動、旋轉(zhuǎn)運(yùn)動等，智能機(jī)械30內(nèi)部的基本動作執(zhí)行單元320依序執(zhí)行基本動作，完成智能機(jī)械30的工序。
[0042]可以理解，智能機(jī)械30本身也屬于可柔性配置的對象。通過增減基本動作執(zhí)行單元320、設(shè)置基本動作執(zhí)行單元320的位置、角度等，可得到能夠完成多種不同工序的智能