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]本項目研究的目的旨在提升工業(yè)自動化的智能化水平，以建立具有適應性和資源效率的智慧工廠，其技術(shù)支承在于網(wǎng)絡實體系統(tǒng)及物聯(lián)網(wǎng)的應用。本研究項目得到由聯(lián)邦教研部與經(jīng)濟技術(shù)部的聯(lián)手資助，在費得勞恩霍協(xié)會的建議和推動下形成。本申請是系列申請“基于云網(wǎng)絡的多工位自協(xié)調(diào)智能機器人系統(tǒng)及控制方法”和“一種多工位智能機器人及其控制方法”的進一步完善，并在上述技術(shù)的基礎上進一步進行完善以適用于更加廣泛的工業(yè)基礎上的應用。
[0003]本發(fā)明的重要研究對象針對于自動化生產(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，最終實現(xiàn)穩(wěn)定的自動化生產(chǎn)。
[0004]眾所周知，自動化設備在工業(yè)生產(chǎn)中的應用由來已久并得到了廣泛的應用和發(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，實現(xiàn)執(zhí)行單元組中各個工位的執(zhí)行單元協(xié)調(diào)運行是實現(xiàn)生產(chǎn)穩(wěn)定、高效進行的重要關(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，尤其是針對多工位自動化生產(chǎn)中所需用的控制系統(tǒng)和方法，在此不做限定，尤其是對技術(shù)的具體應用領(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、機械裝配、焊接、物流倉儲、冶金自動化生產(chǎn)，等等。對生產(chǎn)的規(guī)模也無需做額外的限定，并可根據(jù)實際生產(chǎn)之規(guī)模進行適應性改造而得到。
[0006]目前大規(guī)模生產(chǎn)過程中廣泛使用自動化生產(chǎn)線，其對于計算單元負載要求較大，而目前的設備普遍存在其運算能力不足，時鐘頻率同步不精確，而帶來協(xié)調(diào)運行矯正困難之問題，人工校正所帶來的主觀性及頻率操作的成本性問題，從而對控制系統(tǒng)的高效及穩(wěn)定提出進一步要求，同時低人工及低成本也是現(xiàn)代工業(yè)普遍所追示的目標。

【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)中自動化生產(chǎn)線的計算單元負載較大、運算能力不足，時鐘頻率同步不精確、協(xié)調(diào)運行矯正困難等技術(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、云計算服務端；所述執(zhí)行單元組用于執(zhí)行所在工位所需的動作；所述通信控制網(wǎng)絡用于傳輸通信控制信號；所述云計算服務端用于數(shù)據(jù)處理和計算；所述執(zhí)行單元組通過所述通信控制網(wǎng)絡與所述云計算服務器聯(lián)接。
[0009]針對自動化生產(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，至少包括第一主動執(zhí)行單元、第一從動執(zhí)行單元。需要說明的是執(zhí)行單元對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言應當是清楚的、具有明確技術(shù)含義的，在自動化領(lǐng)域中，對指令進行明確的、單一指向性的執(zhí)行相應動作的電子和/或機械裝置均可統(tǒng)稱為執(zhí)行單元，主動執(zhí)行單元通常為直接接受指令信號進行動作的執(zhí)行單元；從動執(zhí)行單元通常為根據(jù)內(nèi)設程序跟隨主動執(zhí)行單元進行動作的執(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的應用，而不應理解為對本申請的應用所做出的限制。
[0010]具體而言，控制系統(tǒng)中所述第一主動執(zhí)行單元將初始運行信息、實時運行信息傳輸至云計算服務端；所述第一從動執(zhí)行單元將實際運行信息傳輸至云計算服務端。
[0011]所述云計算服務端依據(jù)第一主動執(zhí)行單元的初始運行信息、實時運行信息，規(guī)劃、矯正第一從動執(zhí)行單元從動運行信息，以及通過通信控制網(wǎng)絡將從動運行信息傳輸至第一從動執(zhí)行單元，控制、調(diào)整第一從動執(zhí)行單元動作。
[0012]為便于初始參量的設置，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)控端與第一主動執(zhí)行單元聯(lián)接，用于第一主動執(zhí)行單元的初始運行信息的設定、啟動、中斷或終止。
[0014]列舉地，第二種形式如下:所述監(jiān)控端與所述云計算服務器聯(lián)接，用于第一主動執(zhí)行單元的初始運行信息的設定、啟動、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)絡包括有線和/或無線網(wǎng)絡。
[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)絡將信息傳輸至云計算機服務端，云計算機服務端通過通信控制網(wǎng)絡傳輸信息至執(zhí)行單元組并控制其動作。
[0017]具體而言，控制方法包括以下步驟:
51.第一主動執(zhí)行單元初始運行信息的設置；
52.第一主動執(zhí)行單元通過通信控制網(wǎng)絡將初始運行信息傳輸至云計算服務端；
53.云計算服務端依據(jù)第一主動執(zhí)行單元的初始運行信息規(guī)劃第一從動執(zhí)行單元從動運行信息，并將其通過通信控制網(wǎng)絡傳輸至第一從動執(zhí)行單元，控制第一從動執(zhí)行單元動作；
54.云計算服務端采集第一主動執(zhí)行單元實時運行信息、第一從動執(zhí)行單元實際運行信息，并進行計算，矯正第一從動執(zhí)行單元從動運行信息，并通過通信控制網(wǎng)絡將矯正后的從動運行信息傳輸至第一從動執(zhí)行單元，調(diào)整第一從動執(zhí)行單元動作；
55.重復所述步驟S4至第一主動執(zhí)行單元接受中斷或終止指令。
[0018]為便于初始參量的設置，不做限制地，提供監(jiān)控端作為主控制平臺對系統(tǒng)行為進行定義和發(fā)出指令?？尚械?，監(jiān)控端與第一主動執(zhí)行單元聯(lián)接，通過監(jiān)控端進行第一主動執(zhí)行單元的初始運行信息的設定。作為替代可選的，所述監(jiān)控端與所述云計算服務器聯(lián)接，通過監(jiān)控端進行第一主動執(zhí)行單元的初始運行信息的設定。
[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)運算能力強:本發(fā)明采用云計算服務器集中處理控制、反饋數(shù)據(jù)信息，運算能力強；
(2)自協(xié)調(diào)性高:采用云計算服務器統(tǒng)一數(shù)據(jù)處理和傳輸，實時計算并矯正，達到多工位自協(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，避免了多信道的優(yōu)先級錯綜設置，降低了基礎通信容量、提高了通信穩(wěn)定性，極大的降低了故障率和運維成本。
【附圖說明】
[0020]圖1為本發(fā)明實施例1中提供的多工位自協(xié)調(diào)控制系