CN110427002A - 一种用于智能制造的自动巡查系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于智能制造的自动巡查系统，包括移动机器人内部中的电源模块、导航系统模块、蓝牙模块、PLC运行指令模块、发送模块、接受模块、数据库、存储模块、信息获取模块、扫描模块、检查模块、收集信息模块、存取控制位置模块以及数据备份模块，所述电源模块与所述控制器连接，所述控制器分别与所述导航系统模块、所述蓝牙模块、所述PLC运行指令模块、所述发送模块、所述接受模块、所述数据库、所述存储模块、所述信息获取模块、所述扫描模块、所述检查模块以及所述收集信息模块连接，所述数据库与所述数据备份模块连接，所述存储模块与所述存取控制位置模块连接，减少了人力巡查，保证了数据精准快速，节省了人力投入。
Description
技术领域
本发明涉及智能制造技术领域，具体来说，涉及一种用于智能制造的自动巡查系统及方法。
背景技术
智能制造技术是指利用计算机模拟制造业人类专家的分析、判断、推理、构思和决策等智能活动，并将这些智能活动与智能机器有机地融合起来，将其贯穿应用于整个制造企业的各个子系统（经营决策、采购、产品设计、生产计划、制造装配、质量保证和市场销售等），以实现整个制造企业经营运作的高度柔性化和高度集成化，从而取代或延伸制造环境中人类专家的部分脑力劳动，并对制造业人类专家的智能信息进行搜集、存储、完善、共享、继承与发展。
现有的智能制造过程中，都是工厂大作业时代，实现了无人工厂等模式，但整个设备巡查一般都要依靠于人力来完成，导致了整个巡查效果低下，不能快速的反馈到控制系统端。
发明内容
本发明的技术任务是针对以上不足，提供一种用于智能制造的自动巡查系统及方法，来解决巡查工厂中的各设备环境，获取各设备上的运行参数，并及时集中到控制系统端，完成数据参考的问题。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种用于智能制造的自动巡查系统，包括移动机器人内部中的电源模块、控制器、导航系统模块、蓝牙模块、PLC运行指令模块、发送模块、接受模块、数据库、存储模块、信息获取模块、扫描模块、检查模块、收集信息模块、存取控制位置模块以及数据备份模块，其中，所述电源模块与所述控制器连接，所述控制器分别与所述导航系统模块、所述蓝牙模块、所述PLC运行指令模块、所述发送模块、所述接受模块、所述数据库、所述存储模块、所述信息获取模块、所述扫描模块、所述检查模块以及所述收集信息模块连接，所述数据库与所述数据备份模块连接，所述存储模块与所述存取控制位置模块连接。
作为优选，所述导航系统模块包括环境感知系统、定位系统、规划系统以及控制系统，其中，所述定位系统内安装有传感器。
其中，环境感知系统：移动机器人利用自身的各种传感器对环境进行主动获取或被动感知，进而对各种感知信息进行融合，得到周围环境信息。通过对环境信息的感知，可以实现定位、构建环境地图、检测障碍等。
定位系统：移动机器人实现自主定位的能力，实现目标搜索、避障的任务。
规划系统：要求移动机器人能够从起始点安全地行驶到目标点，需要机器人必须能够基于全局环境地图寻找到一条合理的、安全的路径，并规划下一时刻的位置和方向，其中，规划系统包括全局路径规划和局部避障规划。
控制系统：主要把具体的规划付诸行动，根据规划系统规划的机器人下一时刻位置，计算出相应的控制命令，并由一系列的控制器或伺服装置来执行命令，从而控制机器人沿着规划的路径运行。
作为优选，所述传感器包括内部传感器和外部传感器，所述内部传感器由编码器、线加速度计、陀螺仪和磁罗盘组成，所述外部传感器包括视觉传感器、超声传感器、激光测距传感器、GPS、红外传感器、接触和接近传感器。
作为优选，所述视觉传感器采用CCD摄像机进行移动机器人的视觉导航与定位、目标识别和地图构建，所述超声传感器和所述激光测距传感器用于测量移动机器人与工作环境中障碍物的相对距离信息，进行地图构建或基于地图的位置匹配。
作为优选，所述数据库包括接受GPS数据模块和储存GPS数据模块，其中，所述接受GPS数据模块的输出端与所述储存GPS数据模块的输入端连接，所述储存GPS数据模块的输出端连接有无线上传GPS数据模块，所述无线上传GPS数据模块的输出端通过所述接受模块与所述识别命令连接，所述识别命令通过运算与命令执行模块连接。
一种用于智能制造的自动巡查方法，包括以下步骤：
移动机器人通过接受模块接受系统发送的信息，进行信息获取；
将获取后的信息进行存储，然后将存储的信息进行筛选，传输到数据库中进行数据备份；
通过筛选后的数据经过发送模块发送给控制器；
控制器驱动检查模块对移动机器人进行自检；
移动机器人基于巡查信号按照巡查信号所预先设定好的路线进行巡查；
巡查过程中通过导航系统模块与扫描模块对预先设定的路线进行全局定位；
移动机器人获取生产线各设备蓝牙广播信号；
分析收集后信号中的标识，对标识进行识别；
将识别后的数据通过发送模块向移动机器人发送设备标识所对应的蓝牙配对信息；
对配对好的信息向设备内部发送PLC运行指令，检测设备各种状态的信息；
对设备状态信息进行收集，将收集后的信息传输到数据库中进行备份，同时将数据发送到控制系统中。
作为优选，所述导航系统模块包括二极管D、电感L1、电感L2、电感L3、电感L4、电感L5、电感L6、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4以及运放器U。
作为优选，所述控制器的引脚A1与所述控制器引脚A4以及所述电感L5的一端连接并接电源，所述电感L5另一端分别与所述控制器引脚A5、所述控制器引脚A7以及所述电感L6和所述电容C3的一端连接，所述电感L6的另一端与所述控制器引脚A2连接，所述电容C3的另一端分别与所述电容C4以及所述控制器引脚A8的一端连接并接地，所述电容C4的另一端与所述控制器引脚A6连接，所述控制器引脚A3与所述电容C2的一端连接，所述电容C2的另一端分别与电感L3以及所述运放器U的一端连接，所述电感L3的另一端分别与所述运放器U的负极以及与所述电感L2的一端连接，所述电感L2的另一端与所述电容C1的一端连接，所述电容C1的另一端分别与所述二极管D正极以及电感L1的一端连接，所述电感L1的另一端与电源连接，所述二极管D的负极接地，所述运放器U的正极与所述电感L4的一端连接，所述电感L4的另一端接地。
与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于：
1、通过移动机器人的自动巡查，获取各智能制造设备的设备标识，触发智能制造设备把各自运行参数发送给移动机器人，然后由移动机器人来发送给控制系统，减少了人力巡查，保证了数据精准快速，且整个时效性比较快速，也节省了人力投入等。
2、具有快速的反应能力和准确的行为动作，具有较高的灵活性，便于对智能制造进行有效的巡查。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是根据本发明实施例的用于智能制造的自动巡查系统框图；
图2是根据本发明实施例的传感器组件框图；
图3是根据本发明实施例的用于智能制造的自动巡查系统流程图；
图4是根据本发明实施例的用于智能制造的自动巡查方法流程图；
图5是根据本发明实施例的用于智能制造的自动巡查方法的导航系统模块电路图。
图中：
1、电源模块；2、导航系统模块；3、蓝牙模块；4、PLC运行指令模块；5、发送模块；6、接受模块；7、数据库；8、存储模块；9、信息获取模块；10、扫描模块；11、检查模块；12、收集信息模块；13、存取控制位置模块；14、数据备份模块；15、控制器；16、接受GPS数据模块；17、储存GPS数据模块；18、无线上传GPS数据模块。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例一，如图1-2所示，根据本发明实施例的一种用于智能制造的自动巡查系统，包括移动机器人内部中的电源模块1、控制器（HAD-SC200通用控制器）15、导航系统模块2、蓝牙模块3、PLC运行指令模块4、发送模块5、接受模块6、数据库7、存储模块8、信息获取模块9、扫描模块10、检查模块11、收集信息模块12、存取控制位置模块13以及数据备份模块14，其中，所述电源模块1与所述控制器15连接，所述控制器（HAD-SC200通用控制器）15分别与所述导航系统模块2、所述蓝牙模块3、所述PLC运行指令模块4、所述发送模块5、所述接受模块6、所述数据库7、所述存储模块8、所述信息获取模块9、所述扫描模块10、所述检查模块11以及所述收集信息模块12连接，所述数据库7与所述数据备份模块14连接，所述存储模块8与所述存取控制位置模块13连接。
此外，所述导航系统模块2包括环境感知系统、定位系统、规划系统以及控制系统，其中，所述定位系统内安装有传感器。
另外，所述传感器包括内部传感器和外部传感器，所述内部传感器由编码器、线加速度计、陀螺仪和磁罗盘组成，所述外部传感器包括视觉传感器、超声传感器、激光测距传感器、GPS、红外传感器、接触和接近传感器。
同时，所述视觉传感器采用CCD摄像机进行移动机器人的视觉导航与定位、目标识别和地图构建，所述超声传感器和所述激光测距传感器用于测量移动机器人与工作环境中障碍物的相对距离信息，进行地图构建或基于地图的位置匹配。
实施例二，如图3所示，所述数据库7包括接受GPS数据模块16和储存GPS数据模块17，其中，所述接受GPS数据模块16的输出端与所述储存GPS数据模块17的输入端连接，所述储存GPS数据模块17的输出端连接有无线上传GPS数据模块18，所述无线上传GPS数据模块18的输出端通过所述接受模块6与所述识别命令连接，所述识别命令通过运算与命令执行模块连接。
实施例二，如图4所示，根据本发明实施例的一种用于智能制造的自动巡查方法，包括以下步骤：
步骤S101，移动机器人通过接受模块6接受系统发送的信息，进行信息获取；
步骤S103，将获取后的信息进行存储，然后将存储的信息进行筛选，传输到数据库7中进行数据备份；
步骤S105，通过筛选后的数据经过发送模块5发送给控制器15；
步骤S107，控制器15驱动检查模块11对移动机器人进行自检；
步骤S109，移动机器人基于巡查信号按照巡查信号所预先设定好的路线进行巡查；
步骤S1011，巡查过程中通过导航系统模块2与扫描模块10对预先设定的路线进行全局定位；
步骤S1013，移动机器人获取生产线各设备蓝牙广播信号；
步骤S1015，分析收集后信号中的标识，对标识进行识别；
步骤S1017，将识别后的数据通过发送模块5向移动机器人发送设备标识所对应的蓝牙配对信息；
步骤S1019，对配对好的信息向设备内部发送PLC运行指令，检测设备各种状态的信息；
步骤S10111，对设备状态信息进行收集，将收集后的信息传输到数据库7中进行备份，同时将数据发送到控制系统中。
实施例四，如图5所示，所述导航系统模块2包括二极管D、电感L1、电感L2、电感L3、电感L4、电感L5、电感L6、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4以及运放器U，所述控制器15的引脚A1与所述控制器15引脚A4以及所述电感L5的一端连接并接电源，所述电感L5另一端分别与所述控制器15引脚A5、所述控制器15引脚A7以及所述电感L6和所述电容C3的一端连接，所述电感L6的另一端与所述控制器15引脚A2连接，所述电容C3的另一端分别与所述电容C4以及所述控制器15引脚A8的一端连接并接地，所述电容C4的另一端与所述控制器15引脚A6连接，所述控制器15引脚A3与所述电容C2的一端连接，所述电容C2的另一端分别与电感L3以及所述运放器U的一端连接，所述电感L3的另一端分别与所述运放器U的负极以及与所述电感L2的一端连接，所述电感L2的另一端与所述电容C1的一端连接，所述电容C1的另一端分别与所述二极管D正极以及电感L1的一端连接，所述电感L1的另一端与电源连接，所述二极管D的负极接地，所述运放器U的正极与所述电感L4的一端连接，所述电感L4的另一端接地。
为了方便理解本发明的上述技术方案，以下就本发明在实际过程中的工作原理或者操作方式进行详细说明。
在实际应用时，当接收到GPS发出的数据时，对数据进行储存，然后通过无线上传GPS数据，对数据进行备份，防止数据丢失，上传后的数据等待接受命令，当接受到命令后识别命令，然后对识别后的命令进行运算，运算后的数据再通过命令执行模块进行执行命令，最后跳出循环，当无线上传的GPS数据没有接受到命令时，直接跳到跳出循环上，重新进行接受。
综上所述，可以减少整个组网，以及采用蓝牙封装设备标识，以及与移动机器人建立蓝牙通信的方式，整个通信的模式相对安全与关联性，不会打乱整个系统间的通信，使整个巡查设备有序，也实现了自动化巡查，节省人力。通过移动机器人的自动巡查，获取各智能制造设备的设备标识，触发智能制造设备把各自运行参数发送给移动机器人，然后由移动机器人来发送给控制系统，减少了人力巡查，保证了数据精准快速，且整个时效性比较快速，也节省了人力投入。
通过上面具体实施方式，所述技术领域的技术人员可容易的实现本发明。但是应当理解，本发明并不限于上述的具体实施方式。在公开的实施方式的基础上，所述技术领域的技术人员可任意组合不同的技术特征，从而实现不同的技术方案。
Claims (8)
1.一种用于智能制造的自动巡查系统，其特征在于，包括移动机器人内部中的电源模块（1）、控制器（15）、导航系统模块（2）、蓝牙模块（3）、PLC运行指令模块（4）、发送模块（5）、接受模块（6）、数据库（7）、存储模块（8）、信息获取模块（9）、扫描模块（10）、检查模块（11）、收集信息模块（12）、存取控制位置模块（13）以及数据备份模块（14），其中，所述电源模块（1）与所述控制器（15）连接，所述控制器（15）分别与所述导航系统模块（2）、所述蓝牙模块（3）、所述PLC运行指令模块（4）、所述发送模块（5）、所述接受模块（6）、所述数据库（7）、所述存储模块（8）、所述信息获取模块（9）、所述扫描模块（10）、所述检查模块（11）以及所述收集信息模块（12）连接，所述数据库（7）与所述数据备份模块（14）连接，所述存储模块（8）与所述存取控制位置模块（13）连接。
2.根据权利要求1所述的一种用于智能制造的自动巡查系统，其特征在于，所述导航系统模块（2）包括环境感知系统、定位系统、规划系统以及控制系统，其中，所述定位系统内安装有传感器。
3.根据权利要求2所述的一种用于智能制造的自动巡查系统，其特征在于，所述传感器包括内部传感器和外部传感器，所述内部传感器由编码器、线加速度计、陀螺仪和磁罗盘组成，所述外部传感器包括视觉传感器、超声传感器、激光测距传感器、GPS、红外传感器、接触和接近传感器。
4.根据权利要求3所述的一种用于智能制造的自动巡查系统，其特征在于，所述视觉传感器采用CCD摄像机进行移动机器人的视觉导航与定位、目标识别和地图构建，所述超声传感器和所述激光测距传感器用于测量移动机器人与工作环境中障碍物的相对距离信息，进行地图构建或基于地图的位置匹配。
5.根据权利要求1所述的一种用于智能制造的自动巡查系统，其特征在于，所述数据库（7）包括接受GPS数据模块（8）和储存GPS数据模块（17），其中，所述接受GPS数据模块（16）的输出端与所述储存GPS数据模块（17）的输入端连接，所述储存GPS数据模块（17）的输出端连接有无线上传GPS数据模块（18），所述无线上传GPS数据模块（18）的输出端通过所述接受模块（6）与所述识别命令连接，所述识别命令通过运算与命令执行模块连接。
6.一种用于智能制造的自动巡查方法，其特征在于，包括以下步骤：
移动机器人通过接受模块（6）接受系统发送的信息，进行信息获取；
将获取后的信息进行存储，然后将存储的信息进行筛选，传输到数据库（7）中进行数据备份；
通过筛选后的数据经过发送模块（5）发送给控制器（15）；
控制器（15）驱动检查模块（11）对移动机器人进行自检；
移动机器人基于巡查信号按照巡查信号所预先设定好的路线进行巡查；
巡查过程中通过导航系统模块（2）与扫描模块（10）对预先设定的路线进行全局定位；
移动机器人获取生产线各设备蓝牙广播信号；
分析收集后信号中的标识，对标识进行识别；
将识别后的数据通过发送模块（5）向移动机器人发送设备标识所对应的蓝牙配对信息；
对配对好的信息向设备内部发送PLC运行指令，检测设备各种状态的信息；
对设备状态信息进行收集，将收集后的信息传输到数据库（7）中进行备份，同时将数据发送到控制系统中。
7.根据权利要求6所述的一种用于智能制造的自动巡查方法，其特征在于，所述导航系统模块（2）包括二极管D、电感L1、电感L2、电感L3、电感L4、电感L5、电感L6、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4以及运放器U。
8.根据权利要求7所述的一种用于智能制造的自动巡查方法，其特征在于，所述控制器（15）的引脚A1与所述控制器（15）引脚A4以及所述电感L5的一端连接并接电源，所述电感L5另一端分别与所述控制器（15）引脚A5、所述控制器（15）引脚A7以及所述电感L6和所述电容C3的一端连接，所述电感L6的另一端与所述控制器（15）引脚A2连接，所述电容C3的另一端分别与所述电容C4以及所述控制器（15）引脚A8的一端连接并接地，所述电容C4的另一端与所述控制器（15）引脚A6连接，所述控制器（15）引脚A3与所述电容C2的一端连接，所述电容C2的另一端分别与电感L3以及所述运放器U的一端连接，所述电感L3的另一端分别与所述运放器U的负极以及与所述电感L2的一端连接，所述电感L2的另一端与所述电容C1的一端连接，所述电容C1的另一端分别与所述二极管D正极以及电感L1的一端连接，所述电感L1的另一端与电源连接，所述二极管D的负极接地，所述运放器U的正极与所述电感L4的一端连接，所述电感L4的另一端接地。
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| PB01 | Publication | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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