CN114257488A - 一种多向加载机器人同步及协同运动控制系统及其方法 - Google Patents

一种多向加载机器人同步及协同运动控制系统及其方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种多向加载机器人同步及协同运动控制系统及其方法,包括人机交互系统端、服务器端、运动控制系统端和多向加载机器人端;人机交互系统端通过网络连接服务器端,发送作业指令至服务器端;服务器端汇集作业指令,通过网络连接运动控制系统端;运动控制系统端中不同的运动控制系统订阅不同的作业指令主题,服务器端向所订阅相应作业指令主题的运动控制系统实时推送相应的作业指令;不同的运动控制系统接收到所订阅主题的作业指令以控制对应的机器人,执行对应的作业任务。本发明通过采用MQTT协议进行作业任务控制,采用发布/订阅消息模式,订阅不同主题的方式响应不同的工作任务指令,不同机器人的任务目标更加明确,控制清晰。

Description

一种多向加载机器人同步及协同运动控制系统及其方法
技术领域
本发明属于多向加载成形机器人控制技术领域,具体涉及一种多向加载机器人同步及协同运动控制系统及其方法。
背景技术
多向加载成形属于制造领域的前沿技术,尤其对于三维复杂构件,可显著提高其成形极限和成形质量,同时使复杂构件呈现低应力及小畸变等成形特征。多向加载机器人协同技术是基于目标构件的三维轴线、局部特征及强度指标等数据生成机器人手臂轨迹曲线矢量数据,通过协调控制多组机器人执行矢量轨迹路径,完成复杂构件的精确多向加载。
因此,多组机器人同步及协同控制是多组机器人完成成形作业任务的核心技术,不同的机器人需要接收不同的工作任务指令,完成指定工序任务。如何确保不同的机器人获取准确的工作任务指令是保证多组机器人共同顺利完成工作任务的根本。工作人员在操作平台上生成和发送作业指令时,如果误操作而给某个机器人发送了其不应该执行的工作任务时,会导致整个作业任务的失败,造成一定的损失。
基于上述问题,目前急需一种多向加载机器人同步及协同运动作业指令发送控制方法,通过对作业指令的精准控制,实现多组机器人之间有条不紊的同步及协同开展成形作业。
发明内容
为了满足上述需求,本发明旨在提供了一种多向加载机器人同步及协同运动控制系统及其方法,通过采用MQTT协议进行作业任务控制,采用发布/订阅消息模式,订阅不同主题的方式响应不同的工作任务指令,使得不同机器人的任务目标更加明确,控制更加清晰。
为实现上述技术目的,达到上述技术效果,本发明通过以下技术方案实现:
一种多向加载机器人同步及协同运动控制系统,包括人机交互系统端、服务器端、包含多种机器人运动控制系统的运动控制系统端和包含多种机器人的多向加载机器人端;所述多向加载机器人端所包含的机器人类型与所述运动控制系统端所包含的机器人运动控制系统的类型一一对应;所述人机交互系统端通过网络与所述服务器端连接,所述服务器端通过网络与所述运动控制系统端内的各个所述机器人运动控制系统连接,所述运动控制系统端内的各个所述机器人运动控制系统分别通过CAN总线与所述多向加载机器人端内相对应的机器人连接;
所述人机交互系统端用于操作人员操作所述服务器端,向所述服务器端发送作业指令,以及用于实时监控所述多向加载机器人端所包含的所有机器人的运动状态;
所述服务器端负责汇集作业指令,并向订阅相应的作业指令主题的运动控制系统实时推送相应的作业指令;
所述运动控制系统端中的各个运动控制系统分别负责向所述服务器端订阅各自对应的作业指令主题,并在收到所述服务器端推送的相应作业指令后,控制所述多向加载机器人端内对应的机器人执行对应的作业任务;
所述多向加载机器人端内的各个机器人分别在对应的运动控制系统的控制下,以同步或协同的方式完成各自的动作。
进一步的,所述人机交互系统端为固定终端或移动终端。
进一步的,所述人机交互系统端具有友好的人机交互系统。
进一步的,所述人机交互系统的界面具有包括信息监控区、装备作业状态监控区、多任务搭载平台操作区、智能决策作业序列显示区和作业指令操作区在内的功能区。
进一步的,所述服务器端包括云服务器或固件服务器,运行于FreeBSD系统,安装MQTT(消息队列遥测传输)服务软件。
进一步的,所述多向加载机器人端包括送料机器人、特征机器人和弯曲机器人。
进一步的,所述运动控制系统端包括送料机器人运动控制系统、特征机器人运动控制系统和弯曲机器人运动控制系统。
进一步的,所述送料机器人运动控制系统向服务器端订阅所述送料机器人应该完成作业任务的相关作业指令主题,并发送所订阅主题的相关作业指令控制所述送料机器人执行相应的工作任务;
所述特征机器人运动控制系统向服务器端订阅所述特征机器人应该完成作业任务的相关作业指令主题,并发送所订阅主题的相关作业指令控制所述特征机器人执行相应的工作任务;
所述弯曲机器人运动控制系统向服务器端订阅所述弯曲机器人应该完成作业任务的相关作业指令主题,并发送所订阅主题的相关作业指令控制所述弯曲机器人执行相应的工作任务。
一种多向加载机器人同步及协同运动控制方法,包括以下步骤:
SS00、服务器端部署安装MQTT服务软件;
SS01、设置送料机器人运动控制系统、特征机器人运动控制系统和弯曲机器人运动控制系统分别向服务器端订阅各自完成工作任务相关的作业指令主题;
SS02、作业人员在人机交互系统端发送多个不同的作业指令,以开展成形作业;
SS03、多个不同的作业指令被发送至服务器端进行汇集,服务器端根据送料机器人运动控制系统、特征机器人运动控制系统和弯曲机器人运动控制系统分别订阅的作业指令主题实时将作业指令一一对应推送至对应的运动控制系统;
SS04、送料机器人运动控制系统通过CAN总线连接送料机器人,发送所订阅主题的相关作业指令控制送料机器人执行相应的工作任务;特征机器人运动控制系统通过CAN总线连接特征机器人,发送所订阅主题的相关作业指令控制特征机器人执行相应的工作任务;弯曲机器人运动控制系统通过CAN总线连接弯曲机器人,发送所订阅主题的相关作业指令控制弯曲机器人执行相应的工作任务;
SS05、送料机器人、特征机器人和弯曲机器人依据各自所订阅主题的作业指令有条不紊的同步及协同开展成形作业。
一种计算机存储介质,所述计算机存储介质中存储有至少一个可执行指令,所述可执行指令使处理器执行所述的多向加载机器人同步及协同运动控制方法对应的操作。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
本发明通过采用MQTT协议进行作业任务控制,及采用发布/订阅消息模式,订阅不同主题的方式响应不同的工作任务指令,不同机器人的任务目标更加明确,控制有序,本发明可以实现机器人之间作业指令不混淆,成形作业任务目标更加清晰,开展成形作业效率更高。
当然,实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
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,并可依照说明书的内容予以实施,以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明。本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解,构成本申请的一部分,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
图1为本发明的多向加载机器人同步及协同运动控制系统的整体结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保护的范围。
参见图1所示,一种多向加载机器人同步及协同运动控制系统,包括人机交互系统端1、服务器端2、包含多种机器人运动控制系统的运动控制系统端3和包含多种机器人的多向加载机器人端4;所述多向加载机器人端4所包含的机器人类型与所述运动控制系统端3所包含的机器人运动控制系统的类型一一对应;所述人机交互系统端1通过网络与所述服务器端2连接,所述服务器端2通过网络与所述运动控制系统端3内的各个所述机器人运动控制系统连接,所述运动控制系统端3内的各个所述机器人运动控制系统分别通过CAN总线与所述多向加载机器人端4内相对应的机器人连接;
所述人机交互系统端1用于操作人员操作所述服务器端2,向所述服务器端2发送作业指令,以及用于实时监控所述多向加载机器人端4所包含的所有机器人的运动状态;
所述服务器端2负责汇集作业指令,并向订阅相应的作业指令主题的运动控制系统实时推送相应的作业指令;
所述运动控制系统端3中的各个运动控制系统分别负责向所述服务器端2订阅各自对应的作业指令主题,并在收到所述服务器端2推送的相应作业指令后,控制所述多向加载机器人端4内对应的机器人执行对应的作业任务;
所述多向加载机器人端4内的各个机器人分别在对应的运动控制系统的控制下,以同步或协同的方式完成各自的动作。
进一步的,所述人机交互系统端1为固定终端或移动终端。
进一步的,所述人机交互系统端1具有友好的人机交互系统。
进一步的,所述人机交互系统的界面具有包括信息监控区、装备作业状态监控区、多任务搭载平台操作区、智能决策作业序列显示区和作业指令操作区在内的功能区。
进一步的,所述服务器端2包括云服务器或固件服务器,运行于FreeBSD系统,安装MQTT消息队列遥测传输服务软件。
进一步的,所述多向加载机器人端4包括送料机器人401、特征机器人402和弯曲机器人403。
进一步的,所述运动控制系统端3包括送料机器人运动控制系统301、特征机器人运动控制系统302和弯曲机器人运动控制系统303。
进一步的,所述送料机器人运动控制系统301向服务器端2订阅所述送料机器人401应该完成作业任务的相关作业指令主题,并发送所订阅主题的相关作业指令控制所述送料机器人401执行相应的工作任务;
所述特征机器人运动控制系统302向服务器端2订阅所述特征机器人402应该完成作业任务的相关作业指令主题,并发送所订阅主题的相关作业指令控制所述特征机器人402执行相应的工作任务;
所述弯曲机器人运动控制系统303向服务器端2订阅所述弯曲机器人403应该完成作业任务的相关作业指令主题,并发送所订阅主题的相关作业指令控制所述弯曲机器人403执行相应的工作任务。
本发明还提供了一种多向加载机器人同步及协同运动控制方法,包括以下步骤:
SS00、服务器端2部署安装MQTT服务软件;
SS01、设置送料机器人运动控制系统301、特征机器人运动控制系统302和弯曲机器人运动控制系统303分别向服务器端2订阅各自完成工作任务相关的作业指令主题;
SS02、作业人员在人机交互系统端1发送多个不同的作业指令,以开展成形作业;
SS03、多个不同的作业指令被发送至服务器端2进行汇集,服务器端2根据送料机器人运动控制系统301、特征机器人运动控制系统302和弯曲机器人运动控制系统303分别订阅的作业指令主题实时将作业指令一一对应推送至对应的运动控制系统;
SS04、送料机器人运动控制系统301通过CAN总线连接送料机器人401,发送所订阅主题的相关作业指令控制送料机器人401执行相应的工作任务;特征机器人运动控制系统302通过CAN总线连接特征机器人402,发送所订阅主题的相关作业指令控制特征机器人402执行相应的工作任务;弯曲机器人运动控制系统303通过CAN总线连接弯曲机器人403,发送所订阅主题的相关作业指令控制弯曲机器人403执行相应的工作任务;
SS05、送料机器人401、特征机器人402和弯曲机器人403依据各自所订阅主题的作业指令有条不紊的同步及协同开展成形作业。
本发明还提供了一种计算机存储介质,所述计算机存储介质中存储有至少一个可执行指令,所述可执行指令使处理器执行所述的多向加载机器人同步及协同运动控制方法对应的操作。
上述实施例只是为了说明本发明的技术构思及特点,其目的是在于让本领域内的普通技术人员能够了解本发明的内容并据以实施,并不能以此限制本发明的保护范围。凡是根据本发明内容的实质所作出的等效的变化或修饰,都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种多向加载机器人同步及协同运动控制系统,其特征在于:包括人机交互系统端(1)、服务器端(2)、包含多种机器人运动控制系统的运动控制系统端(3)和包含多种机器人的多向加载机器人端(4);所述多向加载机器人端(4)所包含的机器人类型与所述运动控制系统端(3)所包含的机器人运动控制系统的类型一一对应;所述人机交互系统端(1)通过网络与所述服务器端(2)连接,所述服务器端(2)通过网络与所述运动控制系统端(3)内的各个所述机器人运动控制系统连接,所述运动控制系统端(3)内的各个所述机器人运动控制系统分别通过CAN总线与所述多向加载机器人端(4)内相对应的机器人连接;
所述人机交互系统端(1)用于操作人员操作所述服务器端(2),向所述服务器端(2)发送作业指令,以及用于实时监控所述多向加载机器人端(4)所包含的所有机器人的运动状态;
所述服务器端(2)负责汇集作业指令,并向订阅相应的作业指令主题的运动控制系统实时推送相应的作业指令;
所述运动控制系统端(3)中的各个运动控制系统分别负责向所述服务器端(2)订阅各自对应的作业指令主题,并在收到所述服务器端(2)推送的相应作业指令后,控制所述多向加载机器人端(4)内对应的机器人执行对应的作业任务;
所述多向加载机器人端(4)内的各个机器人分别在对应的运动控制系统的控制下,以同步或协同的方式完成各自的动作。
2.根据权利要求1所述的多向加载机器人同步及协同运动控制系统,其特征在于:所述人机交互系统端(1)为固定终端或移动终端。
3.根据权利要求2所述的多向加载机器人同步及协同运动控制系统,其特征在于:所述人机交互系统端(1)具有友好的人机交互系统。
4.根据权利要求3所述的多向加载机器人同步及协同运动控制系统,其特征在于:所述人机交互系统的界面具有包括信息监控区、装备作业状态监控区、多任务搭载平台操作区、智能决策作业序列显示区和作业指令操作区在内的功能区。
5.根据权利要求1所述的多向加载机器人同步及协同运动控制系统,其特征在于:所述服务器端(2)包括云服务器或固件服务器,运行于FreeBSD系统,安装MQTT服务软件。
6.根据权利要求1所述的多向加载机器人同步及协同运动控制系统,其特征在于:所述多向加载机器人端(4)包括送料机器人(401)、特征机器人(402)和弯曲机器人(403)。
7.根据权利要求6所述的多向加载机器人同步及协同运动控制系统,其特征在于:所述运动控制系统端(3)包括送料机器人运动控制系统(301)、特征机器人运动控制系统(302)和弯曲机器人运动控制系统(303)。
8.根据权利要求7所述的多向加载机器人同步及协同运动控制系统,其特征在于:所述送料机器人运动控制系统(301)向服务器端(2)订阅所述送料机器人(401)应该完成作业任务的相关作业指令主题,并发送所订阅主题的相关作业指令控制所述送料机器人(401)执行相应的工作任务;
所述特征机器人运动控制系统(302)向服务器端(2)订阅所述特征机器人(402)应该完成作业任务的相关作业指令主题,并发送所订阅主题的相关作业指令控制所述特征机器人(402)执行相应的工作任务;
所述弯曲机器人运动控制系统(303)向服务器端(2)订阅所述弯曲机器人(403)应该完成作业任务的相关作业指令主题,并发送所订阅主题的相关作业指令控制所述弯曲机器人(403)执行相应的工作任务。
9.一种采用如权利要求7或8所述的控制系统的多向加载机器人同步及协同运动控制方法,其特征在于,包括以下步骤:
SS00、服务器端(2)部署安装MQTT服务软件;
SS01、设置送料机器人运动控制系统(301)、特征机器人运动控制系统(302)和弯曲机器人运动控制系统(303)分别向服务器端(2)订阅各自完成工作任务相关的作业指令主题;
SS02、作业人员在人机交互系统端(1)发送多个不同的作业指令,以开展成形作业;
SS03、多个不同的作业指令被发送至服务器端(2)进行汇集,服务器端(2)根据送料机器人运动控制系统(301)、特征机器人运动控制系统(302)和弯曲机器人运动控制系统(303)分别订阅的作业指令主题实时将作业指令一一对应推送至对应的运动控制系统;
SS04、送料机器人运动控制系统(301)通过CAN总线连接送料机器人(401),发送所订阅主题的相关作业指令控制送料机器人(401)执行相应的工作任务;特征机器人运动控制系统(302)通过CAN总线连接特征机器人(402),发送所订阅主题的相关作业指令控制特征机器人(402)执行相应的工作任务;弯曲机器人运动控制系统(303)通过CAN总线连接弯曲机器人(403),发送所订阅主题的相关作业指令控制弯曲机器人(403)执行相应的工作任务;
SS05、送料机器人(401)、特征机器人(402)和弯曲机器人(403)依据各自所订阅主题的作业指令有条不紊的同步及协同开展成形作业。
10.一种计算机存储介质,所述计算机存储介质中存储有至少一个可执行指令,所述可执行指令使处理器执行如权利要求9所述的多向加载机器人同步及协同运动控制方法对应的操作。
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