CN111260772A - 一种设备防碰撞保护方法、系统及制造系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种设备防碰撞保护方法，包括：建立多个目标设备的三维模型，所述三维模型包括所述多个目标设备的外轮廓的初始位置信息；根据所述多个目标设备的外轮廓的初始位置信息及工作状态数据计算所述多个目标设备之间的干涉区及外轮廓距离；根据计算结果控制对应目标设备的运动以防止发生碰撞。本发明通过自动计算运动设备的干涉区及外轮廓距离，可以有效避免运动设备之间的碰撞事故的发生。
Description
技术领域
本发明涉及设备控制领域，尤其涉及一种设备防碰撞保护方法、系统及制造系统。
背景技术
柔性制造作为当今世界制造自动化技术发展的前沿科技，为未来机构制造工厂提供了一幅宏伟的蓝图，将成为21世纪机构制造业的主要生产模式。柔性制造离不开的各种设备，这些设备我们可以分为两大类，一类是静态设备，比如说钢结构、支架类、电气柜、围栏等，这些设备在整个生产过程中是静止不动的物体。一类是动态设备，比如说，机器人，转台，辊床，升降机，自行小车等，这些设备在生产过程中需要平移或者转动。
为了避免动态设备与静态设备之间以及动态设备与动态设备之间发生碰撞，目前主要通过人工检查干涉区，再通过编写程序定义好对干涉区的应答机制来避免碰撞，但人工检查容易出现遗漏，无法真正有效避免碰撞。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种能够有效避免运动设备之间的碰撞事故发生的设备防碰撞保护方法、系统及制造方法。
第一方面，本发明提供了一种设备防碰撞保护方法，包括：
建立多个目标设备的三维模型，所述三维模型包括所述多个目标设备的外轮廓的初始位置信息；
根据所述多个目标设备的外轮廓的初始位置信息及工作状态数据计算所述多个目标设备之间的干涉区及外轮廓距离；
根据计算结果控制对应目标设备的运动以防止发生碰撞。
进一步地，所述建立多个目标设备的三维模型，所述三维模型包括所述多个目标设备的外轮廓的初始位置信息，包括：
将多个目标设备三维图形化，所述多个目标设备包括静态设备、可移动设备和可变形设备；
将所述多个目标设备的外轮廓的初始位置信息换算至同一坐标系，得到所述多个目标设备的三维模型。
进一步地，所述根据所述多个目标设备的外轮廓的初始位置信息及工作状态数据计算所述多个目标设备之间的干涉区及外轮廓距离，包括：
监测所述多个目标设备当前的工作状态数据；
根据所述多个目标设备的外轮廓的初始位置信息及所述多个目标设备当前的工作状态数据获取所述多个目标设备的外轮廓的当前位置信息；
根据所述多个目标设备的外轮廓的当前位置信息计算所述多个目标设备之间的外轮廓距离。
进一步地，所述根据所述多个目标设备的外轮廓的初始位置信息及工作状态数据计算所述多个目标设备之间的干涉区及外轮廓距离，包括：
获取所述多个目标设备预设的工作状态数据；
根据所述多个目标设备的外轮廓的初始位置信息及所述多个目标设备预设的工作状态数据计算所述多个目标设备之间的干涉区。
进一步地，所述监测所述多个目标设备当前的工作状态数据，包括：
按设定频率获取所述多个目标设备当前的工作状态数据。
进一步地，所述目标设备为可移动设备时，所述当前的工作状态数据为移动位置信息，所述根据所述多个目标设备的外轮廓的初始位置信息及所述多个目标设备当前的工作状态数据获取所述多个目标设备的外轮廓的当前位置信息，包括：
获取所述可移动设备的移动位置信息；
根据所述可移动设备的外轮廓的初始位置信息及所述移动位置信息获取所述可移动设备的外轮廓的当前位置信息。
进一步地，所述目标设备为可变形设备时，所述当前的工作状态数据为变形状态信息，所述根据所述多个目标设备的外轮廓的初始位置信息及所述多个目标设备当前的工作状态数据获取所述多个目标设备的外轮廓的当前位置信息，包括：
获取所述可变形设备的变形状态信息；
获取所述可变形设备的与所述变形状态信息对应的外轮廓的初始位置信息作为所述可变形设备的外轮廓的当前位置信息。
进一步地，所述根据计算结果控制对应目标设备的运动以防止发生碰撞，包括：
当计算得到的外轮廓距离减小至小于或等于第一预定阈值时，控制对应目标设备减速；
当计算得到的外轮廓距离减小至小于或等于第二预定阈值时，控制对应目标设备停止运动，所述第二预定阈值小于所述第一预定阈值；
当计算得到的干涉区被占用时，控制对应目标设备避开被占用的干涉区。
第二方面，本发明还提供了一种设备防碰撞保护系统，所述设备防碰撞保护系统包括图形化模块、监测模块和控制模块；其中，
所述图形化模块，用于建立多个目标设备的三维模型，所述三维模型包括所述多个目标设备的外轮廓的初始位置信息；
所述监测模块，用于根据所述多个目标设备的外轮廓的初始位置信息及工作状态数据计算所述多个目标设备之间的干涉区和外轮廓距离；
所述控制模块，用于根据计算结果控制对应目标设备的运动以防止发生碰撞。
第三方面，本发明还提供了一种制造系统，包括：多个目标设备和用于控制所述多个目标设备的控制系统，其中，所述控制系统在运行时，实现如第一方面所述的设备防碰撞保护方法。
综上所述，本发明提供了一种设备防碰撞保护方法、系统和制造系统，通过建立多个目标设备的三维模型，三维模型包括多个目标设备的外轮廓的初始位置信息，根据多个目标设备的外轮廓的初始位置信息及工作状态数据计算多个目标设备之间的干涉区及外轮廓距离，再根据计算结果控制对应目标设备的运动以防止发生碰撞，能够有效避免运动设备之间的碰撞事故的发生。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
附图说明
图1为本发明实施例示出的一种设备防碰撞保护方法的流程示意图；
图2为本发明实施例示出的一种设备防碰撞保护方法采用的三维模型图；
图3为本发明实施例示出的一种设备防碰撞保护系统的原理图；
图4为本发明实施例示出的一种设备防碰撞保护系统的结构示意图；
图5为本发明实施例示出的一种制造系统的结构示意图。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对本发明详细说明如下。
图1为本发明实施例示出的一种设备防碰撞保护方法的流程示意图。如图1所示，本发明实施例提供了一种设备防碰撞保护方法，包括：
步骤S101：建立多个目标设备的三维模型，三维模型包括多个目标设备的外轮廓的初始位置信息；
步骤S102：根据多个目标设备的外轮廓的初始位置信息及工作状态数据计算多个目标设备之间的干涉区及外轮廓距离；
步骤S103：根据计算结果控制对应目标设备的运动以防止发生碰撞。
本实施例中，通过建立一个包含三维模型的软件平台，将现场所有设备的三维模型导入图形识别软件系统，并且保证软件里各设备间放置的相对位置关系与实际设备安装放置的相对位置一致。同时为三维模型建立工厂坐标，使所有设备的外轮廓在同一工厂坐标系下都有具体的坐标值，便于进行空间计算。可运动的设备通过坐标转换后，接收传感器更新的参数可以实时更新当前设备的外轮廓在工厂坐标系下的坐标值，使所有设备的外轮廓在工厂坐标系下都是已知的，通过图形识别软件计算，可以计算出所有运动设备存在的干涉区。然后，本实施例利用现场设备信号驱动计算机三维图形，再利用计算机图形学技术实时计算运动设备间外轮廓间的距离，当两个设备间的外轮廓距离小于预设阈值时运动设备就会减速，当两设备间的外轮廓距离接近零时设备立即停止运行，当干涉区被占用时，控制对应目标设备避开被占用的干涉区。
图2为本发明实施例示出的一种设备防碰撞保护方法采用的三维模型图。如图2所示，步骤S101中，建立多个目标设备的三维模型，三维模型包括多个目标设备的外轮廓的初始位置信息，包括：
将多个目标设备三维图形化，多个目标设备包括静态设备、可移动设备和可变形设备；
将多个目标设备的外轮廓的初始位置信息换算至同一坐标系，得到多个目标设备的三维模型。
本实施例主要是解决在制造自动线中的运动设备碰撞问题，解决方法如下：
一、搭建一个监控软件系统。将实际工厂所有设备全部三维实景建模，在监控软件系统里构建出与实际工厂结构一致的三维数据模型；
二、在监控软件系统里构建工厂坐标(图2⑧)，使所有设备的外轮廓坐标在工厂坐标下都是已知的，并且通过坐标相互转换就能计算出所有设备外轮廓间的距离：
1)将所有静态设备的外轮廓相对于工厂坐标原点的空间位置记录在监控软件系统里；
2)动态设备的外轮廓坐标相对于工厂坐标原点的变化。
步骤S102中，根据多个目标设备的外轮廓的初始位置信息及工作状态数据计算多个目标设备之间的干涉区及外轮廓距离，包括：监测多个目标设备当前的工作状态数据；根据多个目标设备的外轮廓的初始位置信息及多个目标设备当前的工作状态数据获取多个目标设备的外轮廓的当前位置信息；根据多个目标设备的外轮廓的当前位置信息计算多个目标设备之间的外轮廓距离。具体地，监测多个目标设备当前的工作状态数据，例如按设定频率获取多个目标设备当前的工作状态数据，如设定每4ms更新一次目标设备的工作状态数据，为了保证现场数据及时更新，循环周期应当设定为小于等于4ms，以避免采集的数据与现场物理设备数据就存在较大偏差，保证机器人的正常工作。接着，根据目标设备实时监测到的工作状态数据和初始的外轮廓位置信息，计算出目标设备之间的外轮廓距离。在本实施例中，外轮廓位置信息包括外轮廓坐标。
首先，将现场的运动设备关联到监控软件系统里，利用现场设备信号驱动计算机三维图形，再利用计算机图形学技术实时计算运动设备间外轮廓间的距离，也就是说，当现场的运动设备发生状态改变，在监控软件系统里的虚拟模型实时(扫描周期4ms)发生相应变化，主要分为两大类：
第一大类，当目标设备为可移动设备时，当前的工作状态数据为移动位置信息，根据多个目标设备的外轮廓的初始位置信息及多个目标设备当前的工作状态数据获取多个目标设备的外轮廓的当前位置信息，包括：获取可移动设备的移动位置信息；根据可移动设备的外轮廓的初始位置信息及移动位置信息获取可移动设备的外轮廓的当前位置信息。例如目标设备为机器人(图2⑦)，当机器人定位安装好后，机器人的世界坐标(图2④)在工厂坐标系下的空间位置就被确定下来，而机器人本体的基坐标系(图2③)和工具的坐标系(图2①)以及工具中心点(图2③)在机器人的世界坐标系下又是已知的，所以就可以计算出机器人本体及所带工具的外轮廓坐标在工厂坐标系下的空间位置。机器人使用的工具经常因工艺不同而经常切换各种类型工具，比如焊接机器人，因空间或焊点直径要求需要切换机器人焊枪类型，此类应用可以通过现场传感器信号判断机器人当前激活工具号，机器人收到相应的工具号之后立即激活此工具预设好的外轮廓坐标数据，这样就可以实现动态计算出机器人本体与所带工具的外轮廓坐标在工厂坐标系下的空间位置；
第二大类，当目标设备为可变形设备时，当前的工作状态数据为变形状态信息，根据多个目标设备的外轮廓的初始位置信息及多个目标设备当前的工作状态数据获取多个目标设备的外轮廓的当前位置信息，包括：获取可变形设备的变形状态信息；获取可变形设备的与变形状态信息对应的外轮廓的初始位置信息作为可变形设备的外轮廓的当前位置信息。这类装置的初始轮廓数据包括不同状态下的轮廓数据。例如目标设备为以传感器反馈设备在空间位置与姿态类，如夹具(图2⑥)、转台、辊床、升降机等设备。例如，夹具上很多气缸在生产过程中根据工艺要求经常打开或关闭，这气缸打开或关闭后的外轮廓坐标会发生变化，在工厂坐标系下转换方式为：首先，需要将夹具上每个气缸关闭状态的外轮廓坐标链接到改气缸关闭传感器信号上，气缸打开同理，这样夹具上的气缸外轮廓坐标根据自身的传感器状态实时自动激活，从而可以动态计算出夹具实时的外轮廓坐标在工厂坐标系下的空间位置。
具体计算过程如下，例如已知机器人在工厂坐标系下的安装位置为X＝1000,Y＝1000,Z＝1000,RX＝0,RY＝0,RZ＝0，机器人工具上外轮廓A点在机器人大地坐标系下为X＝100,Y＝100,Z＝100，夹具外轮廓上B点在工厂坐标系下的空间位置为X＝500,Y＝500,Z＝500，求A、B两点间的距离。解析如下：已知机器人在工厂坐标系下的外轮廓坐标位置坐标为X＝1000,Y＝1000,Z＝1000,RX＝0,RY＝0,RZ＝0，A点在机器人大地坐标系下为X＝100,Y＝100,Z＝100，所以A点换算为工厂坐标系下的位置坐标为X＝1100,Y＝1100,Z＝1100，A、B两点的距离则为：
通过上面的方法，监控软件系统就可以实时计算出运动设备周边环境的实际空间大小，及时做出判断并实时发送指令给运动设备。当机器人需要到夹具上焊接时，PLC(可编程逻辑控制器，Programmable Logic Controller)会先告知机器人当前周围环境处于安全状态，机器人收到指令后立即运行，但因PLC逻辑是人为编写的，存在漏洞风险，或者存在现场夹具上的气缸被人为改变状态的情况，使夹具上气缸的三维坐标偏离预设值。此时，机器人在运动过程中，监控软件系统会实时计算运动设备外轮廓与周边环境设备的距离，当出现运动设备外轮廓与周边设备距离小于预设阈值时，监控软件系统会发送指令到运动设备控制器使运动设备减速，当运动设备的外轮廓与周边设备的距离接近零时，监控软件系统立即发送指令到运动设备控制器使运动设备立即停止运行，从而彻底杜绝碰撞事故发生，减少项目调试成本，缩短项目周期。
在一实施方式中，步骤S102，根据多个目标设备的外轮廓的初始位置信息及工作状态数据计算多个目标设备之间的干涉区及外轮廓距离，包括：
获取多个目标设备预设的工作状态数据；
根据多个目标设备的外轮廓的初始位置信息及多个目标设备预设的工作状态数据计算多个目标设备之间的干涉区。
本实施例中，获取多个目标设备预设的工作状态，其中，预设的工作状态数据可以指机器人的手臂活动范围、气缸的伸缩范围等。然后根据工作状态数据和多个目标设备的初始位置信息计算出运动设备干涉区。当然，在其他实施例中，也可以根据多个目标设备实时的工作状态数据调整其初始位置信息，进而根据更新后的位置信息重新计算对应目标设备的干涉区。通过这种方式，取消了人工设定运动设备干涉区的方式，避免干涉区遗漏情况出现。
在一实施方式中，步骤S103，根据计算结果控制对应目标设备的运动以防止发生碰撞，包括：
当计算得到的外轮廓距离减小至小于或等于第一预定阈值时，控制对应目标设备减速；
当计算得到的外轮廓距离减小至小于或等于第二预定阈值时，控制对应目标设备停止运动，第二预定阈值小于第一预定阈值；
当计算得到的干涉区被占用时，控制对应目标设备避开被占用的干涉区。
本实施例中，根据计算结果控制对应目标设备的运动以防止发生碰撞，控制对于目标设备的运动方式分为三类，当对应目标设备的干涉区被其他设备占用时，向对应目标设备发送干涉区信号，使对应目标设备等待其他设备操作完成并离开干涉区之后再继续执行操作；当对应目标设备与其他设备的外轮廓距离减小至小于第一预设阈值时，向对应目标设备发送减速信号，使对应目标设备减速；当对应目标设备与其他设备的外轮廓距离减小至小于第二预设阈值时，向对应目标设备发送停止信号，使对应目标设备停止运动，其中第一预设阈值应当小于第一预设阈值。这样，除了通过自动计算干涉区来控制设备运动之外，当两个设备间的外轮廓距离小于预设阈值时控制运动设备减速，当两设备的外轮廓距离接近零时运动控制设备停止运行，可以很好的处理以往对有干涉区遗漏，或者人为改变操作设备的位置或状态的情形，从而彻底杜绝碰撞事故的发生。
本发明实施例的设备防碰撞保护方法，建立多个目标设备的三维模型，三维模型包括多个目标设备的外轮廓的初始位置信息；根据多个目标设备的外轮廓的初始位置信息及工作状态数据计算多个目标设备之间的干涉区及外轮廓距离；根据计算结果控制对应目标设备的运动以防止发生碰撞。本发明实施例通过自动计算运动设备的干涉区，避免了人工设定干涉区容易出现遗漏的情况；同时，本发明设定了两个运动设备间的外轮廓小于预设阀值时运动设备会减速，当两设备的外轮廓间的距离接近零时控制运动设备停止运行，通过这种方式，能够有效避免运动设备之间的碰撞事故的发生。
图3为本发明实施例示出的一种设备防碰撞保护系统的原理图。如图3所示，碰撞检测保护系统原理如下：
1、将现场设备状态实时传输到虚拟3D数模，以实现通过采集现场设备实时状态信号来驱动虚拟3D数模；
2、利用计算机图形识别技术计算出运动设备外轮廓与周边设备之间的物理环境空间距离；
3、当计算出的设备间外轮廓距离低于预设阈值时，此系统将发出停止指令使运动设备停止工作。
图4为本发明实施例示出的一种设备防碰撞保护系统的结构示意图。如图4所示，本发明实施例提供了一种设备防碰撞保护系统，设备防碰撞保护系统包括图形化模块210、监测模块220和控制模块230；其中，
图形化模块210，用于建立多个目标设备的三维模型，三维模型包括多个目标设备的外轮廓的初始位置信息；
监测模块220，用于根据多个目标设备的外轮廓的初始位置信息及工作状态数据计算多个目标设备之间的干涉区和外轮廓距离；
控制模块230，用于根据计算结果控制对应目标设备的运动以防止发生碰撞。
在一实施方式中，图形化模块210用于建立多个目标设备的三维模型，三维模型包括多个目标设备的外轮廓的初始位置信息的过程，包括：
将多个目标设备三维图形化，多个目标设备包括静态设备、可移动设备和可变形设备；
将多个目标设备的外轮廓的初始位置信息换算至同一坐标系，得到多个目标设备的三维模型。
在一实施方式中，监测模块220根据多个目标设备的外轮廓的初始位置信息及工作状态数据计算多个目标设备之间的干涉区及外轮廓距离的过程，包括：
监测多个目标设备当前的工作状态数据；
根据多个目标设备的外轮廓的初始位置信息及多个目标设备当前的工作状态数据获取多个目标设备的外轮廓的当前位置信息；
根据多个目标设备的外轮廓的当前位置信息计算多个目标设备之间的外轮廓距离。
在一实施方式中，监测模块220根据多个目标设备的外轮廓的初始位置信息及工作状态数据计算多个目标设备之间的干涉区及外轮廓距离的过程，包括：
获取多个目标设备预设的工作状态数据；
根据多个目标设备的外轮廓的初始位置信息及多个目标设备预设的工作状态数据计算多个目标设备之间的干涉区。
在一实施方式中，监测模块220监测多个目标设备当前的工作状态数据的过程，包括：
按设定频率获取多个目标设备当前的工作状态数据。
在一实施方式中，目标设备为可移动设备时，当前的工作状态数据为移动位置信息，监测模块220根据多个目标设备的外轮廓的初始位置信息及多个目标设备当前的工作状态数据获取多个目标设备的外轮廓的当前位置信息的过程，包括：
获取可移动设备的移动位置信息；
根据可移动设备的外轮廓的初始位置信息及移动位置信息获取可移动设备的外轮廓的当前位置信息。
在一实施方式中，目标设备为可变形设备时，当前的工作状态数据为变形状态信息，监测模块220根据多个目标设备的外轮廓的初始位置信息及多个目标设备当前的工作状态数据获取多个目标设备的外轮廓的当前位置信息的过程，包括：
获取可变形设备的变形状态信息；
获取可变形设备的与变形状态信息对应的外轮廓的初始位置信息作为可变形设备的外轮廓的当前位置信息。
在一实施方式中，控制模块230根据计算结果控制对应目标设备的运动以防止发生碰撞的过程，包括：
当计算得到的外轮廓距离减小至小于或等于第一预定阈值时，控制对应目标设备减速；
当计算得到的外轮廓距离减小至小于或等于第二预定阈值时，控制对应目标设备停止运动，第二预定阈值小于第一预定阈值；
当计算得到的干涉区被占用时，控制对应目标设备避开被占用的干涉区。
本实施例执行上述步骤的具体过程，详见第一个实施例的相关描述，在此不再赘述。
本发明实施例提供的设备防碰撞保护系统，包括图形化模块、监测模块和控制模块；其中，图形化模块，用于建立多个目标设备的三维模型，三维模型包括多个目标设备的外轮廓的初始位置信息；监测模块，用于根据多个目标设备的外轮廓的初始位置信息及工作状态数据计算多个目标设备之间的干涉区和外轮廓距离；控制模块，用于根据计算结果控制对应目标设备的运动以防止发生碰撞。本发明实施例通过自动计算运动设备的干涉区，避免了人工设定干涉区容易出现遗漏的情况；同时，本发明实施例设定了两个运动设备间的外轮廓小于预设阀值时运动设备会减速，当两设备的外轮廓间的距离接近零时控制运动设备停止运行，通过这种方式，能够有效避免运动设备之间的碰撞事故的发生。
图5为本发明实施例示出的一种制造系统的结构示意图。如图5所示，本发明实施例还提供了一种制造系统，包括：多个目标设备310和用于控制多个目标设备310的控制系统320，其中，控制系统320在运行时，实现如第一实施例所述的设备防碰撞保护方法。实际实现时，制造系统可以为柔性制造系统。
在一实施方式中，控制系统320用于建立多个目标设备的三维模型，三维模型包括多个目标设备的外轮廓的初始位置信息的过程，包括：
将多个目标设备三维图形化，多个目标设备包括静态设备、可移动设备和可变形设备；
将多个目标设备的外轮廓的初始位置信息换算至同一坐标系，得到多个目标设备的三维模型。
在一实施方式中，控制系统320根据多个目标设备的外轮廓的初始位置信息及工作状态数据计算多个目标设备之间的干涉区及外轮廓距离的过程，包括：
监测多个目标设备当前的工作状态数据；
根据多个目标设备的外轮廓的初始位置信息及多个目标设备当前的工作状态数据获取多个目标设备的外轮廓的当前位置信息；
根据多个目标设备的外轮廓的当前位置信息计算多个目标设备之间的外轮廓距离。
在一实施方式中，控制系统320根据多个目标设备的外轮廓的初始位置信息及工作状态数据计算多个目标设备之间的干涉区及外轮廓距离的过程，包括：
获取多个目标设备预设的工作状态数据；
根据多个目标设备的外轮廓的初始位置信息及多个目标设备预设的工作状态数据计算多个目标设备之间的干涉区。
在一实施方式中，控制系统320监测多个目标设备当前的工作状态数据的过程，包括：
按设定频率获取多个目标设备当前的工作状态数据。
在一实施方式中，目标设备为可移动设备时，当前的工作状态数据为移动位置信息，控制系统320根据多个目标设备的外轮廓的初始位置信息及多个目标设备当前的工作状态数据获取多个目标设备的外轮廓的当前位置信息的过程，包括：
获取可移动设备的移动位置信息；
根据可移动设备的外轮廓的初始位置信息及移动位置信息获取可移动设备的外轮廓的当前位置信息。
在一实施方式中，目标设备为可变形设备时，当前的工作状态数据为变形状态信息，控制系统320根据多个目标设备的外轮廓的初始位置信息及多个目标设备当前的工作状态数据获取多个目标设备的外轮廓的当前位置信息的过程，包括：
获取可变形设备的变形状态信息；
获取可变形设备的与变形状态信息对应的外轮廓的初始位置信息作为可变形设备的外轮廓的当前位置信息。
在一实施方式中，控制系统320根据计算结果控制对应目标设备的运动以防止发生碰撞的过程，包括：
当计算得到的外轮廓距离减小至小于或等于第一预定阈值时，控制对应目标设备减速；
当计算得到的外轮廓距离减小至小于或等于第二预定阈值时，控制对应目标设备停止运动，第二预定阈值小于第一预定阈值；
当计算得到的干涉区被占用时，控制对应目标设备避开被占用的干涉区。
本实施例执行上述步骤的具体过程，详见第一个实施例的相关描述，在此不再赘述。
本发明实施例提供了一种制造系统，包括：多个目标设备和用于控制多个目标设备的控制系统，其中，控制系统在运行时，实现建立多个目标设备的三维模型，三维模型包括多个目标设备的外轮廓的初始位置信息；根据多个目标设备的外轮廓的初始位置信息及工作状态数据计算多个目标设备之间的干涉区及外轮廓距离；根据计算结果控制对应目标设备的运动以防止发生碰撞。本发明实施例通过自动计算运动设备的干涉区，避免了人工设定干涉区容易出现遗漏的情况；同时，本发明实施例设定了两个运动设备间的外轮廓距离小于预设阀值时运动设备会减速，当两设备的外轮廓间的距离接近零时控制运动设备停止运行，通过这种方式，能够有效避免运动设备之间的碰撞事故的发生。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，除了包含所列的那些要素，而且还可包含没有明确列出的其他要素。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种设备防碰撞保护方法，其特征在于，包括：
建立多个目标设备的三维模型，所述三维模型包括所述多个目标设备的外轮廓的初始位置信息；
根据所述多个目标设备的外轮廓的初始位置信息及工作状态数据计算所述多个目标设备之间的干涉区及外轮廓距离；
根据计算结果控制对应目标设备的运动以防止发生碰撞。
2.如权利要求1所述的设备防碰撞保护方法，其特征在于，所述建立多个目标设备的三维模型，所述三维模型包括所述多个目标设备的外轮廓的初始位置信息，包括：
将多个目标设备三维图形化，所述多个目标设备包括静态设备、可移动设备和可变形设备；
将所述多个目标设备的外轮廓的初始位置信息换算至同一坐标系，得到所述多个目标设备的三维模型。
3.如权利要求1所述的设备防碰撞保护方法，其特征在于，所述根据所述多个目标设备的外轮廓的初始位置信息及工作状态数据计算所述多个目标设备之间的干涉区及外轮廓距离，包括：
监测所述多个目标设备当前的工作状态数据；
根据所述多个目标设备的外轮廓的初始位置信息及所述多个目标设备当前的工作状态数据获取所述多个目标设备的外轮廓的当前位置信息；
根据所述多个目标设备的外轮廓的当前位置信息计算所述多个目标设备之间的外轮廓距离。
4.如权利要求1或3所述的设备防碰撞保护方法，其特征在于，所述根据所述多个目标设备的外轮廓的初始位置信息及工作状态数据计算所述多个目标设备之间的干涉区及外轮廓距离，包括：
获取所述多个目标设备预设的工作状态数据；
根据所述多个目标设备的外轮廓的初始位置信息及所述多个目标设备预设的工作状态数据计算所述多个目标设备之间的干涉区。
5.如权利要求3所述的设备防碰撞保护方法，其特征在于，所述监测所述多个目标设备当前的工作状态数据，包括：
按设定频率获取所述多个目标设备当前的工作状态数据。
6.如权利要求3所述的设备防碰撞保护方法，其特征在于，所述目标设备为可移动设备时，所述当前的工作状态数据为移动位置信息，所述根据所述多个目标设备的外轮廓的初始位置信息及所述多个目标设备当前的工作状态数据获取所述多个目标设备的外轮廓的当前位置信息，包括：
获取所述可移动设备的移动位置信息；
根据所述可移动设备的外轮廓的初始位置信息及所述移动位置信息获取所述可移动设备的外轮廓的当前位置信息。
7.如权利要求3所述的设备防碰撞保护方法，其特征在于，所述目标设备为可变形设备时，所述当前的工作状态数据为变形状态信息，所述根据所述多个目标设备的外轮廓的初始位置信息及所述多个目标设备当前的工作状态数据获取所述多个目标设备的外轮廓的当前位置信息，包括：
获取所述可变形设备的变形状态信息；
获取所述可变形设备的与所述变形状态信息对应的外轮廓的初始位置信息作为所述可变形设备的外轮廓的当前位置信息。
8.如权利要求1所述的设备防碰撞保护方法，其特征在于，所述根据计算结果控制对应目标设备的运动以防止发生碰撞，包括：
当计算得到的外轮廓距离减小至小于或等于第一预定阈值时，控制对应目标设备减速；
当计算得到的外轮廓距离减小至小于或等于第二预定阈值时，控制对应目标设备停止运动，所述第二预定阈值小于所述第一预定阈值；
当计算得到的干涉区被占用时，控制对应目标设备避开被占用的干涉区。
9.一种设备防碰撞保护系统，其特征在于，所述设备防碰撞保护系统包括图形化模块、监测模块和控制模块；其中，
所述图形化模块，用于建立多个目标设备的三维模型，所述三维模型包括所述多个目标设备的外轮廓的初始位置信息；
所述监测模块，用于根据所述多个目标设备的外轮廓的初始位置信息及工作状态数据计算所述多个目标设备之间的干涉区和外轮廓距离；
所述控制模块，用于根据计算结果控制对应目标设备的运动以防止发生碰撞。
10.一种制造系统，其特征在于，包括：多个目标设备和用于控制所述多个目标设备的控制系统，其中，所述控制系统在运行时，实现如权利要求1至8任一所述的设备防碰撞保护方法。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111671457A (zh) * | 2020-06-19 | 2020-09-18 | 滨松光子医疗科技(廊坊)有限公司 | 一种适用于核医学影像设备的运动干涉算法 |
| CN112850501A (zh) * | 2020-12-31 | 2021-05-28 | 广州市建筑科学研究院有限公司 | 一种塔吊自动化防撞方法及系统 |
Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005092654A (ja) * | 2003-09-19 | 2005-04-07 | Hitachi Ltd | 工作機械の干渉監視システム |
| JP2009175961A (ja) * | 2008-01-23 | 2009-08-06 | Mori Seiki Co Ltd | 干渉確認装置 |
| CN103076762A (zh) * | 2013-01-31 | 2013-05-01 | 同济大学 | 基于htm40100车铣复合加工中心三维在线防碰撞方法 |
| CN103728917A (zh) * | 2013-12-27 | 2014-04-16 | 天津大学 | 数控加工与测量设备的防碰撞方法 |
| CN108196286A (zh) * | 2018-01-24 | 2018-06-22 | 三峡大学 | 一种基于gps/rfid组合定位的缆机塔机防碰撞预警系统 |
| CN108326859A (zh) * | 2018-05-07 | 2018-07-27 | 广东工业大学 | 一种有效避免机械臂在工作过程中发生干涉的方法 |
| CN109052201A (zh) * | 2018-10-17 | 2018-12-21 | 中国水利水电第七工程局有限公司 | 一种起重设备防碰撞预警系统及其方法 |
| CN109918805A (zh) * | 2019-03-13 | 2019-06-21 | 中民筑友科技投资有限公司 | 一种基于bim模型的构件碰撞分析方法、装置及设备 |
| CN109955249A (zh) * | 2017-12-25 | 2019-07-02 | 由田新技股份有限公司 | 机械手臂自动加工系统及其方法 |
| CN110053045A (zh) * | 2019-04-08 | 2019-07-26 | 佛山市宸卡机器人科技有限公司 | 工件表面轮廓线获取方法、干涉检测方法和相关装置 |
| CN110411373A (zh) * | 2019-08-16 | 2019-11-05 | 深圳中科飞测科技有限公司 | 设备控制方法和控制器以及检测设备 |
-
2020
- 2020-01-19 CN CN202010059743.1A patent/CN111260772A/zh active Pending
Patent Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005092654A (ja) * | 2003-09-19 | 2005-04-07 | Hitachi Ltd | 工作機械の干渉監視システム |
| JP2009175961A (ja) * | 2008-01-23 | 2009-08-06 | Mori Seiki Co Ltd | 干渉確認装置 |
| CN103076762A (zh) * | 2013-01-31 | 2013-05-01 | 同济大学 | 基于htm40100车铣复合加工中心三维在线防碰撞方法 |
| CN103728917A (zh) * | 2013-12-27 | 2014-04-16 | 天津大学 | 数控加工与测量设备的防碰撞方法 |
| CN109955249A (zh) * | 2017-12-25 | 2019-07-02 | 由田新技股份有限公司 | 机械手臂自动加工系统及其方法 |
| CN108196286A (zh) * | 2018-01-24 | 2018-06-22 | 三峡大学 | 一种基于gps/rfid组合定位的缆机塔机防碰撞预警系统 |
| CN108326859A (zh) * | 2018-05-07 | 2018-07-27 | 广东工业大学 | 一种有效避免机械臂在工作过程中发生干涉的方法 |
| CN109052201A (zh) * | 2018-10-17 | 2018-12-21 | 中国水利水电第七工程局有限公司 | 一种起重设备防碰撞预警系统及其方法 |
| CN109918805A (zh) * | 2019-03-13 | 2019-06-21 | 中民筑友科技投资有限公司 | 一种基于bim模型的构件碰撞分析方法、装置及设备 |
| CN110053045A (zh) * | 2019-04-08 | 2019-07-26 | 佛山市宸卡机器人科技有限公司 | 工件表面轮廓线获取方法、干涉检测方法和相关装置 |
| CN110411373A (zh) * | 2019-08-16 | 2019-11-05 | 深圳中科飞测科技有限公司 | 设备控制方法和控制器以及检测设备 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111671457A (zh) * | 2020-06-19 | 2020-09-18 | 滨松光子医疗科技(廊坊)有限公司 | 一种适用于核医学影像设备的运动干涉算法 |
| CN111671457B (zh) * | 2020-06-19 | 2023-08-01 | 滨松光子科技(廊坊)有限公司 | 一种适用于核医学影像设备的运动干涉算法 |
| CN112850501A (zh) * | 2020-12-31 | 2021-05-28 | 广州市建筑科学研究院有限公司 | 一种塔吊自动化防撞方法及系统 |
| CN112850501B (zh) * | 2020-12-31 | 2023-09-08 | 广州市建筑科学研究院集团有限公司 | 一种塔吊自动化防撞方法及系统 |
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