一種多工位自協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)及控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明屬于控制系統(tǒng)和控制方法的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種多工位自協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)及控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]本項(xiàng)目研究的目的旨在提升工業(yè)自動(dòng)化的智能化水平，以建立具有適應(yīng)性和資源效率的智慧工廠，其技術(shù)支承在于網(wǎng)絡(luò)實(shí)體系統(tǒng)及物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用。本研究項(xiàng)目得到由聯(lián)邦教研部與經(jīng)濟(jì)技術(shù)部的聯(lián)手資助，在費(fèi)得勞恩霍協(xié)會(huì)的建議和推動(dòng)下形成。本申請(qǐng)是系列申請(qǐng)“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”和“一種多工位智能機(jī)器人及其控制方法”的進(jìn)一步完善，并在上述技術(shù)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步進(jìn)行完善以適用于更加廣泛的工業(yè)基礎(chǔ)上的應(yīng)用。
[0003]本發(fā)明的重要研究對(duì)象針對(duì)于自動(dòng)化生產(chǎn)過程中的控制系統(tǒng)和控制方法，以期提高控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性和智能性，最終實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的自動(dòng)化生產(chǎn)。
[0004]眾所周知，自動(dòng)化設(shè)備在工業(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，各工序的執(zhí)行單元通常以家族或稱組、族的形式組織構(gòu)成。而各執(zhí)行單元組通常是連續(xù)工位的不同功能的執(zhí)行單元組織而成，實(shí)現(xiàn)執(zhí)行單元組中各個(gè)工位的執(zhí)行單元協(xié)調(diào)運(yùn)行是實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)穩(wěn)定、高效進(jìn)行的重要關(guān)鍵。
[0005]本發(fā)明所指的控制系統(tǒng)和控制方法即為本領(lǐng)域中通用的、為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的控制系統(tǒng)和控制方法，尤其是針對(duì)多工位自動(dòng)化生產(chǎn)中所需用的控制系統(tǒng)和方法，在此不做限定，尤其是對(duì)技術(shù)的具體應(yīng)用領(lǐng)域不做限定。本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠依據(jù)現(xiàn)有技術(shù)將其應(yīng)用于眾所周知的具體行業(yè)和生產(chǎn)線中，常規(guī)的，包括但不限于:集成電路裝配、機(jī)械裝配、焊接、物流倉儲(chǔ)、冶金自動(dòng)化生產(chǎn)，等等。對(duì)生產(chǎn)的規(guī)模也無需做額外的限定，并可根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)之規(guī)模進(jìn)行適應(yīng)性改造而得到。
[0006]目前大規(guī)模生產(chǎn)過程中廣泛使用自動(dòng)化生產(chǎn)線，其對(duì)于計(jì)算單元負(fù)載要求較大，而目前的設(shè)備普遍存在其運(yùn)算能力不足，時(shí)鐘頻率同步不精確，而帶來協(xié)調(diào)運(yùn)行矯正困難之問題，人工校正所帶來的主觀性及頻率操作的成本性問題，從而對(duì)控制系統(tǒng)的高效及穩(wěn)定提出進(jìn)一步要求，同時(shí)低人工及低成本也是現(xiàn)代工業(yè)普遍所追示的目標(biāo)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明所需解決的技術(shù)問題是:如何解決現(xiàn)有技術(shù)中自動(dòng)化生產(chǎn)線的計(jì)算單元負(fù)載較大、運(yùn)算能力不足，時(shí)鐘頻率同步不精確、協(xié)調(diào)運(yùn)行矯正困難等技術(shù)問題。本技術(shù)目的在于提供一種具有自協(xié)調(diào)功能的尚效、穩(wěn)定、低成本的自動(dòng)化控制系統(tǒng)。
[0008]首先，本發(fā)明提供了一種多工位自協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括:執(zhí)行單元組、通信控制網(wǎng)絡(luò)、云計(jì)算服務(wù)端；所述執(zhí)行單元組用于執(zhí)行所在工位所需的動(dòng)作；所述通信控制網(wǎng)絡(luò)用于傳輸通信控制信號(hào)；所述云計(jì)算服務(wù)端用于數(shù)據(jù)處理和計(jì)算；所述執(zhí)行單元組通過所述通信控制網(wǎng)絡(luò)與所述云計(jì)算服務(wù)器聯(lián)接。
[0009]針對(duì)自動(dòng)化生產(chǎn)線，特定的情況下，所述執(zhí)行單元組為多工位執(zhí)行單元集合，至少包括第一主動(dòng)執(zhí)行單元、第一從動(dòng)執(zhí)行單元。需要說明的是執(zhí)行單元對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言應(yīng)當(dāng)是清楚的、具有明確技術(shù)含義的，在自動(dòng)化領(lǐng)域中，對(duì)指令進(jìn)行明確的、單一指向性的執(zhí)行相應(yīng)動(dòng)作的電子和/或機(jī)械裝置均可統(tǒng)稱為執(zhí)行單元，主動(dòng)執(zhí)行單元通常為直接接受指令信號(hào)進(jìn)行動(dòng)作的執(zhí)行單元；從動(dòng)執(zhí)行單元通常為根據(jù)內(nèi)設(shè)程序跟隨主動(dòng)執(zhí)行單元進(jìn)行動(dòng)作的執(zhí)行單元。具體地，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)線中各執(zhí)行單元，還例如，微電子工業(yè)中集成電路的裝配系統(tǒng)，而上述的例舉僅為更清楚地表明本申請(qǐng)的應(yīng)用，而不應(yīng)理解為對(duì)本申請(qǐng)的應(yīng)用所做出的限制。
[0010]具體而言，控制系統(tǒng)中所述第一主動(dòng)執(zhí)行單元將初始運(yùn)行信息、實(shí)時(shí)運(yùn)行信息傳輸至云計(jì)算服務(wù)端；所述第一從動(dòng)執(zhí)行單元將實(shí)際運(yùn)行信息傳輸至云計(jì)算服務(wù)端。
[0011]所述云計(jì)算服務(wù)端依據(jù)第一主動(dòng)執(zhí)行單元的初始運(yùn)行信息、實(shí)時(shí)運(yùn)行信息，規(guī)劃、矯正第一從動(dòng)執(zhí)行單元從動(dòng)運(yùn)行信息，以及通過通信控制網(wǎng)絡(luò)將從動(dòng)運(yùn)行信息傳輸至第一從動(dòng)執(zhí)行單元，控制、調(diào)整第一從動(dòng)執(zhí)行單元?jiǎng)幼鳌?br>[0012]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(tái)對(duì)系統(tǒng)行為進(jìn)行定義和發(fā)出指令。
[0013]列舉地，第一種形式如下:所述監(jiān)控端與第一主動(dòng)執(zhí)行單元聯(lián)接，用于第一主動(dòng)執(zhí)行單元的初始運(yùn)行信息的設(shè)定、啟動(dòng)、中斷或終止。
[0014]列舉地，第二種形式如下:所述監(jiān)控端與所述云計(jì)算服務(wù)器聯(lián)接，用于第一主動(dòng)執(zhí)行單元的初始運(yùn)行信息的設(shè)定、啟動(dòng)、中斷或終止。
[0015]根據(jù)生產(chǎn)線的空間布置，可選地，所述通信控制網(wǎng)絡(luò)包括有線和/或無線網(wǎng)絡(luò)。
[0016]其次，本發(fā)明還提供了一種多工位自協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的控制方法，包括使用通信控制網(wǎng)絡(luò)將信息傳輸至云計(jì)算機(jī)服務(wù)端，云計(jì)算機(jī)服務(wù)端通過通信控制網(wǎng)絡(luò)傳輸信息至執(zhí)行單元組并控制其動(dòng)作。
[0017]具體而言，控制方法包括以下步驟:
51.第一主動(dòng)執(zhí)行單元初始運(yùn)行信息的設(shè)置；
52.第一主動(dòng)執(zhí)行單元通過通信控制網(wǎng)絡(luò)將初始運(yùn)行信息傳輸至云計(jì)算服務(wù)端；
53.云計(jì)算服務(wù)端依據(jù)第一主動(dòng)執(zhí)行單元的初始運(yùn)行信息規(guī)劃第一從動(dòng)執(zhí)行單元從動(dòng)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(dòng)執(zhí)行單元，控制第一從動(dòng)執(zhí)行單元?jiǎng)幼鳎?br> 54.云計(jì)算服務(wù)端采集第一主動(dòng)執(zhí)行單元實(shí)時(shí)運(yùn)行信息、第一從動(dòng)執(zhí)行單元實(shí)際運(yùn)行信息，并進(jìn)行計(jì)算，矯正第一從動(dòng)執(zhí)行單元從動(dòng)運(yùn)行信息，并通過通信控制網(wǎng)絡(luò)將矯正后的從動(dòng)運(yùn)行信息傳輸至第一從動(dòng)執(zhí)行單元，調(diào)整第一從動(dòng)執(zhí)行單元?jiǎng)幼鳎?br> 55.重復(fù)所述步驟S4至第一主動(dòng)執(zhí)行單元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(tái)對(duì)系統(tǒng)行為進(jìn)行定義和發(fā)出指令?？尚械模O(jiān)控端與第一主動(dòng)執(zhí)行單元聯(lián)接，通過監(jiān)控端進(jìn)行第一主動(dòng)執(zhí)行單元的初始運(yùn)行信息的設(shè)定。作為替代可選的，所述監(jiān)控端與所述云計(jì)算服務(wù)器聯(lián)接，通過監(jiān)控端進(jìn)行第一主動(dòng)執(zhí)行單元的初始運(yùn)行信息的設(shè)定。
[0019]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:
(1)運(yùn)算能力強(qiáng):本發(fā)明采用云計(jì)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)；
(2)自協(xié)調(diào)性高:采用云計(jì)算服務(wù)器統(tǒng)一數(shù)據(jù)處理和傳輸，實(shí)時(shí)計(jì)算并矯正，達(dá)到多工位自協(xié)調(diào)，擺脫了不同工位相協(xié)調(diào)所依據(jù)的時(shí)鐘頻率的極高要求，提高了系統(tǒng)整體穩(wěn)定性；
(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(jí)錯(cuò)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】
[0020]圖1為本發(fā)明實(shí)施例1中提供的多工位自協(xié)調(diào)控制系