CN105150209A - 搬运桁架机械手精确控制系统及方法 - Google Patents

搬运桁架机械手精确控制系统及方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105150209A
CN105150209A CN201510497336.8A CN201510497336A CN105150209A CN 105150209 A CN105150209 A CN 105150209A CN 201510497336 A CN201510497336 A CN 201510497336A CN 105150209 A CN105150209 A CN 105150209A
Authority
CN
China
Prior art keywords
task
control system
movement
task scheduling
movement locus
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201510497336.8A
Other languages
English (en)
Inventor
浦恩帅
王飚
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
KUNSHAN JULIN SCIENTIFIC EDUCATIONAL INDUSTRIAL Co Ltd
Original Assignee
KUNSHAN JULIN SCIENTIFIC EDUCATIONAL INDUSTRIAL Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by KUNSHAN JULIN SCIENTIFIC EDUCATIONAL INDUSTRIAL Co Ltd filed Critical KUNSHAN JULIN SCIENTIFIC EDUCATIONAL INDUSTRIAL Co Ltd
Priority to CN201510497336.8A priority Critical patent/CN105150209A/zh
Publication of CN105150209A publication Critical patent/CN105150209A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16—Programme controls
    • B25J9/1602—Programme controls characterised by the control system, structure, architecture
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16—Programme controls
    • B25J9/1656—Programme controls characterised by programming, planning systems for manipulators
    • B25J9/1664—Programme controls characterised by programming, planning systems for manipulators characterised by motion, path, trajectory planning
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16—Programme controls
    • B25J9/1694—Programme controls characterised by use of sensors other than normal servo-feedback from position, speed or acceleration sensors, perception control, multi-sensor controlled systems, sensor fusion

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Numerical Control (AREA)

Abstract

本发明一种搬运桁架机械手精确控制系统及方法，包括若干传感器组，检测各运动执行器的状态；示教系统，预先模拟并存储运动执行器的运动轨迹；任务调度系统，实时监控任务资源，并将处于释放状态的任务资源根据任务调度算法分配给运动控制系统；运动控制系统，分析任务调度系统发出的指令和传感器组的数据，调用示教系统内存储的运动轨迹实现控制运动执行器运动，以及分析反馈系统发出的反馈输出，实时调整运动执行器的运动轨迹；反馈系统，处理示教系统、运动控制系统、任务调度系统的反馈输入。本发明通过任务调度算法合理分配任务，将设备利用率和时间利用率最优化，同时根据反馈的实时运行情况，对系统的运行进行优化，提高系统的精确度。

Description

搬运桁架机械手精确控制系统及方法
技术领域
本发明涉及自动化生产领域，具体是一种搬运桁架机械手精确控制系统及方法。
背景技术
随着经济和科技的快速发展，自动化物流生产线的应用越来越广泛。目前，国内外主流的柔性自动线物流系统主要有两种形式：由桁架机械手输送工件组成的全自动生产系统和由机器人搬运系统进行上下料组成自动生产线。由机器人搬运系统进行上下料组成自动生产线存在着效率低、精准度差等缺点，其原因主要是控制系统及方法的不足。
发明内容
本发明的目的是提供一种效率高的搬运桁架机械手精确控制系统及方法。
本发明通过如下技术方案实现上述目的：搬运桁架机械手精确控制系统，包括：
若干传感器组，位于若干运动执行器内，用于检测各运动执行器的状态；
示教系统，用于预先模拟并存储运动执行器的运动轨迹；
任务调度系统，用于实时监控任务资源，并将处于释放状态的任务资源根据任务调度算法分配给运动控制系统；
运动控制系统，与运动执行器连接，用于分析任务调度系统发出的指令和传感器组的数据，调用示教系统内存储的运动轨迹实现控制运动执行器运动，以及用于分析反馈系统发出的反馈输出，实时调整运动执行器的运动轨迹；
反馈系统，用于处理示教系统、运动控制系统、任务调度系统的反馈输入。
搬运桁架机械手精确控制方法，包括如下步骤：
示教系统预先模拟并存储运动执行器的运动轨迹；
若干传感器组检测各运动执行器的状态；
任务调度系统实时监控任务资源，并将处于就绪状态的任务资源根据任务调度算法分配给运动控制系统；
运动控制系统分析任务调度系统发出的指令和传感器组的数据，调用示教系统内存储的运动轨迹实现控制运动执行器运动；
反馈系统处理运动控制系统、任务调度系统的反馈输入；
运动控制系统分析反馈系统发出的反馈输出，实时调整运动执行器的运动轨迹。
进一步的，所述任务资源的状态包括就绪状态、活动状态、阻塞状态，当任务建立后，未开始获取运行资源的情况下，处于就绪状态；当获取到运行资源的情况下，处于活动状态，由运动执行器执行相应操作；当需要获取的运行资源处于忙碌状态时，处于阻塞状态。
进一步的，所述任务调度算法包括任务先后法和优先级判定法，当多个任务间存在优先级差异时，先调度优先级高的任务，当多个任务间不存在优先级差异时，按照任务先后顺序来调度。
进一步的，所述示教系统在模拟运动轨迹时，需要先设定世界坐标及安全行程。
进一步的，所述示教系统预先模拟并存储运动执行器的运动轨迹的步骤中，在模拟运动轨迹后，由反馈系统进行反馈修正，并将最终的运动轨迹存储到示教系统中。
进一步的，反馈系统处理运动控制系统、任务调度系统的反馈输入的步骤中，运动控制系统的反馈输入为运动执行器的实时参数，任务调度系统的反馈输入为任务资源的实时状态。
与现有技术相比，本发明搬运桁架机械手精确控制系统及方法的有益效果是：通过任务调度系统根据任务调度算法合理分配任务，保证任务高效、有序的进行，将设备利用率和时间利用率最优化，同时根据反馈的实时运行情况，对系统的运行进行优化，提高系统的精确度。
附图说明
图1是搬运桁架机械手精确控制系统的结构框图。
图2是搬运桁架机械手精确控制方法的流程图。
具体实施方式
请参阅图1，搬运桁架机械手精确控制系统，包括：
若干传感器组51，位于若干运动执行器5内，用于检测各运动执行器5的状态；
示教系统2，用于预先模拟并存储运动执行器5的运动轨迹；
任务调度系统1，用于实时监控任务资源，并将处于释放状态的任务资源根据任务调度算法分配给运动控制系统3；
运动控制系统3，与运动执行器51连接，用于分析任务调度系统1发出的指令和传感器组51的数据，调用示教系统2内存储的运动轨迹实现控制运动执行器5运动，以及用于分析反馈系统4发出的反馈输出，实时调整运动执行器5的运动轨迹；
反馈系统4，用于处理示教系统2、运动控制系统3、任务调度系统1的反馈输入。
运动执行器包括高速加工中心和桁架机械手，桁架机械手在高空中输送零件，直接把被加工零件从一台机床输送到另一台机床上，桁架机械手兼有工序间运输和自动上下料及物料回转等辅助功能，具有输送快捷、精准、柔性，结构相对简捷，便于组合的优点。
搬运桁架机械手精确控制方法，包括如下步骤：
步骤S1)示教系统预先模拟并存储运动执行器的运动轨迹；
步骤S2)若干传感器组检测各运动执行器的状态；
步骤S3)任务调度系统实时监控任务资源，并将处于就绪状态的任务资源根据任务调度算法分配给运动控制系统；
步骤S4)运动控制系统分析任务调度系统发出的指令和传感器组的数据，调用示教系统内存储的运动轨迹实现控制运动执行器运动；
步骤S5)反馈系统处理运动控制系统、任务调度系统的反馈输入；
步骤S6)运动控制系统分析反馈系统发出的反馈输出，实时调整运动执行器的运动轨迹。
任务资源的状态包括就绪状态、活动状态、阻塞状态，当任务建立后，未开始获取运行资源的情况下，处于就绪状态；当获取到运行资源的情况下，处于活动状态，由运动执行器执行相应操作；当需要获取的运行资源处于忙碌状态时，处于阻塞状态。当任务资源处于活动状态时，即进行线上作业，任务完成后，将运行资源释放出来，同时该任务结束其生命周期。
任务调度算法包括任务先后法和优先级判定法，当多个任务间存在优先级差异时，先调度优先级高的任务，当多个任务间不存在优先级差异时，按照任务先后顺序来调度。保证任务高效、有序的进行，将设备利用率和时间利用率最优化。
步骤S1中，示教系统在模拟运动轨迹时，需要先设定世界坐标及安全行程，在示教系统模拟运动执行器的运动轨迹后，由反馈系统对运动轨迹进行反馈修正，并将最终的运动轨迹存储到示教系统中。
步骤S5中，运动控制系统的反馈输入为运动执行器的实时参数，任务调度系统的反馈输入为任务资源的实时状态。根据反馈的实时运行情况，对系统的运行进行优化，提高系统的精确度。
在整个系统运行的过程中，反馈系统还会对设备故障进行反馈，在优化运动轨迹的同时保证异常响应和处理的及时性。
以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.搬运桁架机械手精确控制系统，其特征在于，包括：
若干传感器组，位于若干运动执行器内，用于检测各运动执行器的状态；
示教系统，用于预先模拟并存储运动执行器的运动轨迹；
任务调度系统，用于实时监控任务资源，并将处于释放状态的任务资源根据任务调度算法分配给运动控制系统；
运动控制系统，与运动执行器连接，用于分析任务调度系统发出的指令和传感器组的数据，调用示教系统内存储的运动轨迹实现控制运动执行器运动，以及用于分析反馈系统发出的反馈输出，实时调整运动执行器的运动轨迹；
反馈系统，用于处理示教系统、运动控制系统、任务调度系统的反馈输入。
2.搬运桁架机械手精确控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
示教系统预先模拟并存储运动执行器的运动轨迹；
若干传感器组检测各运动执行器的状态；
任务调度系统实时监控任务资源，并将处于就绪状态的任务资源根据任务调度算法分配给运动控制系统；
运动控制系统分析任务调度系统发出的指令和传感器组的数据，调用示教系统内存储的运动轨迹实现控制运动执行器运动；
反馈系统处理运动控制系统、任务调度系统的反馈输入；
运动控制系统分析反馈系统发出的反馈输出，实时调整运动执行器的运动轨迹。
3.根据权利要求2所述的搬运桁架机械手精确控制方法，其特征在于，所述任务资源的状态包括就绪状态、活动状态、阻塞状态，当任务建立后，未开始获取运行资源的情况下，处于就绪状态；当获取到运行资源的情况下，处于活动状态，由运动执行器执行相应操作；当需要获取的运行资源处于忙碌状态时，处于阻塞状态。
4.根据权利要求2所述的搬运桁架机械手精确控制方法，其特征在于，所述任务调度算法包括任务先后法和优先级判定法，当多个任务间存在优先级差异时，先调度优先级高的任务，当多个任务间不存在优先级差异时，按照任务先后顺序来调度。
5.根据权利要求2所述的搬运桁架机械手精确控制方法，其特征在于，所述示教系统在模拟运动轨迹时，需要先设定世界坐标及安全行程。
6.根据权利要求2所述的搬运桁架机械手精确控制方法，其特征在于，所述示教系统预先模拟并存储运动执行器的运动轨迹的步骤中，在模拟运动轨迹后，由反馈系统进行反馈修正，并将最终的运动轨迹存储到示教系统中。
7.根据权利要求2所述的搬运桁架机械手精确控制方法，其特征在于，反馈系统处理运动控制系统、任务调度系统的反馈输入的步骤中，运动控制系统的反馈输入为运动执行器的实时参数，任务调度系统的反馈输入为任务资源的实时状态。
CN201510497336.8A 2015-08-14 2015-08-14 搬运桁架机械手精确控制系统及方法 Pending CN105150209A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510497336.8A CN105150209A (zh) 2015-08-14 2015-08-14 搬运桁架机械手精确控制系统及方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510497336.8A CN105150209A (zh) 2015-08-14 2015-08-14 搬运桁架机械手精确控制系统及方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN105150209A true CN105150209A (zh) 2015-12-16

Family

ID=54791402

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510497336.8A Pending CN105150209A (zh) 2015-08-14 2015-08-14 搬运桁架机械手精确控制系统及方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105150209A (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106737663A (zh) * 2016-11-28 2017-05-31 山东汇川汽车部件有限公司 桁架机械手控制方法
CN109712508A (zh) * 2018-11-27 2019-05-03 西北工业大学 机械加工自动化生产单元实验平台
CN110456729A (zh) * 2018-05-07 2019-11-15 苏州睿牛机器人技术有限公司 一种轨迹跟踪控制方法及轨迹跟踪系统
WO2019233483A1 (zh) * 2018-06-08 2019-12-12 山东鲁能智能技术有限公司 变电站带电检修作业机器人系统及方法
CN111558942A (zh) * 2020-07-20 2020-08-21 北京云迹科技有限公司 机器人调度方式切换方法、第一机器人、设备及存储介质

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001287179A (ja) * 2000-04-11 2001-10-16 Hikari Toso Kogyo Kk 産業用ロボット教示装置
WO2002085581A2 (en) * 2001-04-20 2002-10-31 Board Of Trustees Operating Michigan State University A hybrid robot motion task level control system
CN101807159A (zh) * 2010-03-18 2010-08-18 西北工业大学 一种自适应任务调度方法
CN101884585A (zh) * 2010-07-30 2010-11-17 山东建筑大学 一种中医推拿机器人控制系统
CN103026309A (zh) * 2011-01-31 2013-04-03 丰田自动车株式会社 安全控制装置以及安全控制方法
US8996173B2 (en) * 2010-09-21 2015-03-31 Intuitive Surgical Operations, Inc. Method and apparatus for hand gesture control in a minimally invasive surgical system

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001287179A (ja) * 2000-04-11 2001-10-16 Hikari Toso Kogyo Kk 産業用ロボット教示装置
WO2002085581A2 (en) * 2001-04-20 2002-10-31 Board Of Trustees Operating Michigan State University A hybrid robot motion task level control system
CN101807159A (zh) * 2010-03-18 2010-08-18 西北工业大学 一种自适应任务调度方法
CN101884585A (zh) * 2010-07-30 2010-11-17 山东建筑大学 一种中医推拿机器人控制系统
US8996173B2 (en) * 2010-09-21 2015-03-31 Intuitive Surgical Operations, Inc. Method and apparatus for hand gesture control in a minimally invasive surgical system
CN103026309A (zh) * 2011-01-31 2013-04-03 丰田自动车株式会社 安全控制装置以及安全控制方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
原焕林: "搬运机器人智能控制系统的设计", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 信息科技辑》 *

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106737663A (zh) * 2016-11-28 2017-05-31 山东汇川汽车部件有限公司 桁架机械手控制方法
CN110456729A (zh) * 2018-05-07 2019-11-15 苏州睿牛机器人技术有限公司 一种轨迹跟踪控制方法及轨迹跟踪系统
CN110456729B (zh) * 2018-05-07 2021-09-28 苏州睿牛机器人技术有限公司 一种轨迹跟踪控制方法及轨迹跟踪系统
WO2019233483A1 (zh) * 2018-06-08 2019-12-12 山东鲁能智能技术有限公司 变电站带电检修作业机器人系统及方法
CN109712508A (zh) * 2018-11-27 2019-05-03 西北工业大学 机械加工自动化生产单元实验平台
CN109712508B (zh) * 2018-11-27 2021-02-02 西北工业大学 机械加工自动化生产单元实验平台
CN111558942A (zh) * 2020-07-20 2020-08-21 北京云迹科技有限公司 机器人调度方式切换方法、第一机器人、设备及存储介质

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105150209A (zh) 搬运桁架机械手精确控制系统及方法
Yoshitake et al. New automated guided vehicle system using real-time holonic scheduling for warehouse picking
CN109878959B (zh) 拣选调度方法、装置、仓储系统及可读存储介质
Ding et al. Optimized task distribution for industrial assembly in mixed human-robot environments-Case study on IO module assembly
EP2784614A2 (en) Production system and production method
RU2576461C2 (ru) Способ управления тактовым производственным конвейером
CN111702760B (zh) 一种物联网机械手臂协同作业系统及方法
CN103955818A (zh) 多层穿梭车自动仓储系统的任务调度方法
CN103848343B (zh) 一种面向有道岔变换的搬运系统天车运动控制方法
WO2006091307A2 (en) System and method for adaptive machine programming
CN108197833A (zh) 一种面向离散车间的完全实时调度系统和调度方法
Ojstersek et al. Use of simulation software environments for the purpose of production optimization
CN114936783B (zh) 一种基于mmddpg算法的rgv小车调度方法及系统
US8452438B2 (en) Method for minimizing productivity loss while using a manufacturing scheduler
JP2012218093A (ja) ロボットシステム
CN111401617A (zh) 一种基于时间预测的agv调度方法及系统
CN204790526U (zh) 一种工业型柔性制造生产线系统
Minca et al. Extended Approach for Modelling and simulation of Mechatronics Lines Served by Collaborative Mobile Robots
CN110969351A (zh) 面向多任务跨厂协同的生产任务调度方法
CN110371633A (zh) 一种自动化物流系统
Kerak et al. Novel trends in the intelligent manufacturing systems
CN109624107A (zh) 一种硅片切片用运送方法、切片机、机械手及系统
Hoshino et al. Development of a flexible and agile multi-robot manufacturing system
Baratta et al. Human Robot Collaboration: an assessment and optimization methodology based on dynamic data exchange
CN107025835A (zh) 一种用于实训的自动化立体仓库控制方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20151216