CN116533254B - 一种车间机械手协同控制系统 - Google Patents

一种车间机械手协同控制系统 Download PDF

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CN116533254B CN202310809351.6A CN202310809351A CN116533254B CN 116533254 B CN116533254 B CN 116533254B CN 202310809351 A CN202310809351 A CN 202310809351A CN 116533254 B CN116533254 B CN 116533254B
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Abstract

本发明涉及机械手智能控制技术领域,尤其涉及一种车间机械手协同控制系统,包括,传送单元、机械手单元、转运单元、检测单元以及中控单元。本发明通过在车间流水线传送带两侧分别设置作业机械手与辅助机械手,能够实现流水线上产品的正常作业,以及在产品的产出效率发生变化时,通过辅助机械手进行协调作业,并设置检测单元计算实时传送速度,准确获取流水线上产品的传送情况,以便控制作业机械手调整至对应的作业程序,使机械手能够匹配产品的产出速度,同时在产品产出效率过大时,通过转运单元将传送带上的产品进行分流,减少流水线上产品的产出效率导致产品堆积影响工作效率的问题,保障了车间机械手的稳定性。

Description

一种车间机械手协同控制系统
技术领域
本发明涉及机械手智能控制技术领域,尤其涉及一种车间机械手协同控制系统。
背景技术
机械手是一种能模仿人手和臂的某些动作功能,用以按固定程序抓取、搬运物件或操作工具的自动操作装置;特点是可以通过编程来完成各种预期的作业,构造和性能上兼有人和机械手机器各自的优点;机械手是最早出现的工业机器人,也是最早出现的现代机器人,它可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化,能在有害环境下操作以保护人身安全,因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等行业的生产车间。
中国专利公开号:CN112192571A,公开了一种用于生产车间的分布式协同控制系统;其技术点是监测生产流水线工位上产品堆积的情况,从而调控调度机器人定点对该工派送机械手,进而有效降低单个工作产品堆积对整个生产流水线的生产效率的影响,有效提高本系统对生产流水线工作效率的调控性,由此可见,在实际的车间生产中各机械手均对应有作业的流水线,很难实现机械手的调配,而各机械手均设置有其设定的控制程序,在改变机械手的调配时,难以做到快速匹配,从而在流水线上的产品发生产出效率的变化时,固定的机械手难以完成匹配产品的产出效率的问题。
发明内容
为此,本发明提供一种车间机械手协同控制系统,用以克服现有技术中车间机械手难以匹配的流水线上产品的产出效率,导致产品堆积影响工作效率问题。
为实现上述目的,本发明提供一种车间机械手协同控制系统,包括,
传送单元,其包括设置在车间流水线上的产品传送带,用以对车间内生产的产品从一端传送至另一端,所述产品传送带的驱动速度可调节;
机械手单元,其包括作业机械手与辅助机械手,所述作业机械手设置在所述产品传送带的一侧,用以对产品传送带上的产品进行装配或包装,作业机械手内设置有一级作业程序、二级作业程序以及三级作业程序,所述辅助机械手设置在产品传送带的一侧,用以对产品传送带上的产品进行装配或包装,辅助机械手内设置有辅助作业程序;
转运单元,其包括转运传送带、存货挡板、出货挡板以及存放平台,所述转运传送带的输入端与所述产品传送带的一侧相连,且相连处设置有所述存货挡板,存货挡板用以通过开启将产品传送带上传送的产品导向至转运传送带上,转运传送带的输出端与所述产品传送带的另一侧相连,且相连处设置有所述出货挡板,出货挡板用以通过开启将转运传送带上传送的产品导向至产品传送带上,所述存放平台设置在转运传送带上,用以存放转运传送带传送的产品;
检测单元,其设置在所述产品传送带的一侧,用以检测产品传送带上传送的产品的数量,并根据单位时长内产品传送带上传送的产品的数量计算产品的实时传送速度;
中控单元,其与所述传送单元、机械手单元、转运单元以及检测单元分别相连,所述中控单元能够根据内部设置的第一预设传送速度与第二预设传送速度对实时传送速度进行判定,以确定所述作业机械手对应的执行程序级别,并在实时传送速度高于第二预设传送速度时,根据实时传送速度与第二预设传送速度计算实时传送速度差,并通过中控单元内部设置的第一传送速度差、第二传送速度差对实时传送速度差进行判定,确定是否开启所述辅助机械手以及所述存货挡板,并在存货挡板开启时,对存货挡板的开启时长占比进行调整。
进一步地,所述中控单元内设置有第一预设传送速度V1与第二预设传送速度V2,其中,V1<V2,所述检测单元内设置有单位时长t,在所述传送单元通过所述产品传送带对产品进行传送时,所述检测单元将计算所述产品传送带上传送产品的实时传送速度Vs,并根据第一预设传送速度V1与第二预设传送速度V2对实时传送速度Vs进行判定,
当Vs<V1时,所述中控单元判定所述产品传送带上传送产品的实时传送速度低于第一预设传送速度,中控单元将控制所述作业机械手执行一级作业程序;
当V1≤Vs≤V2时,所述中控单元判定所述产品传送带上传送产品的实时传送速度在第一预设传送速度与第二预设传送速度之间,中控单元将控制所述作业机械手执行二级作业程序,并根据实时传送速度对所述产品传送带的驱动速度进行调整;
当Vs>V2时,所述中控单元判定所述产品传送带上传送产品的实时传送速度高于第二预设传送速度,中控单元将控制所述作业机械手执行三级作业程序,并根据实时传送速度与第二预设传送速度计算实时传送速度差进行判定,以确定是否开启所述辅助机械手进行作业;
其中,所述作业机械手的一级作业程序对应的作业速度小于二级作业程序对应的作业速度小于三级作业程序对应的作业速度。
进一步地,所述中控单元内设置有所述产品传送带的初始驱动速度Pxc,在所述中控单元判定所述产品传送带上传送产品的实时传送速度Vs在第一预设传送速度V1与第二预设传送速度V2之间时,中控单元将根据第一预设传送速度V1与第二预设传送速度V2计算标准传送速度Vb,Vb=(V1+V2)/2,中控单元将实时传送速度Vs与标准传送速度Vb进行对比,
当Vs<Vb时,所述中控单元判定所述产品传送带上传送产品的实时传送速度未达到标准传送速度,中控单元将所述产品传送带的初始驱动速度调整为Pxc’,Pxc’=Pxc×[1+(Vb-Vs)/ Vb],所述产品传送带将以驱动速度Pxc’运行对产品进行传送;
当Vs≥Vb时,所述中控单元判定所述产品传送带上传送产品的实时传送速度已达到标准传送速度,中控单元不对所述产品传送带的驱动速度进行调整。
进一步地,所述中控单元内还设置有第一传送速度差ΔVn与第二传送速度差ΔVm,其中,ΔVn<ΔVm,在所述中控单元判定所述产品传送带上传送产品的实时传送速度Vs高于第二预设传送速度V2时,中控单元将计算实时传送速度差ΔVs,ΔVs=Vs-V2,并将实时传送速度差ΔVs与第一传送速度差ΔVn和第二传送速度差ΔVm进行对比,
当ΔVs<ΔVn时,所述中控单元判定实时传送速度差低于第一传送速度差,中控单元不控制所述辅助机械手开启;
当ΔVn≤ΔVs≤ΔVm时,所述中控单元判定实时传送速度差在第一传送速度差与第二传送速度差之间,所述中控单元将控制所述辅助机械手开启,辅助机械手将以辅助作业程序进行作业;
当ΔVs>ΔVm时,所述中控单元判定实时传送速度差高于第二传送速度差,所述中控单元将控制所述转运单元的所述存货挡板开启,并根据实时传送速度差ΔVs与实时传送速度Vs对存货挡板的开启时长占比进行调整;
其中,所述辅助机械手的辅助作业程序对应的作业速度在一级作业程序对应的作业速度与三级作业程序对应的作业速度之间。
进一步地,所述中控单元内也设置有单位时长t,中控单元在判定实时传送速度差高于第二传送速度差时,将控制所述转运传送带启动,并根据实时传送速度差ΔVs与实时传送速度Vs计算所述存货挡板的开启时长占比Ak,Ak=ΔVs/Vs,并控制所述存货挡板在每一单位时长t内,开启Ak×t时长,将所述产品传送带上的产品通过转运传送带传送至所述存放平台进行存放。
进一步地,在所述存货挡板以开启时长占比Ak开启时,所述中控单元将对所述检测单元计算的所述产品传送带上传送产品的实时传送速度Vs进行修正,得到修正实时传送速度Vs’, Vs’=Vs×(1-Ak),中控单元将重复上述根据第一预设传送速度V1与第二预设传送速度V2对实时传送速度Vs进行判定的操作,对修正实时传送速度Vs’进行判定,以确定所述作业机械手的执行程序与所述辅助机械手的开启。
进一步地,所述中控单元内设置有最大存放数量,所述存放平台能够记录通过所述转运传送带传送至存放平台的产品的实时存放数量,在所述产品传送带上的产品通过转运传送带传送至所述存放平台进行存放时,所述中控单元将根据最大存放数量对传送至存放平台的产品的实时存放数量进行判定,
若所述存放平台存放产品的实时存放数量未超出最大存放数量,所述中控单元判定所述存放平台未超负荷,中控单元不发出超负荷提示警报;
若所述存放平台存放产品的实时存放数量已超出最大存放数量,所述中控单元判定所述存放平台已超负荷,中控单元将发出存放平台超负荷提示警报。
进一步地,所述中控单元在对所述产品传送带上传送产品的实时传送速度Vs进行修正,得到修正实时传送速度Vs’时,中控单元将根据第二预设传送速度V2与第二传送速度差ΔVm计算修正最大传送速度Vmax,Vmax=V2+ΔVm,所述中控单元将修正实时传送速度Vs’与修正最大传送速度Vmax进行对比,并在修正实时传送速度Vs’高于修正最大传送速度Vmax时,中控单元发出机械手超负荷提示警报。
进一步地,在所述产品传送带上的产品通过转运传送带传送至所述存放平台时,所述中控单元将计算修正最小传送速度Vmin,Vmax=V2+ΔVn,并根据修正最小传送速度Vmin 对所述检测单元计算的实时传送速度Vs进行判定,
当 Vs≤Vmin时,所述中控单元判定实时传送速度未超出修正最小传送速度,中控单元将控制所述存货挡板关闭,并开启所述出货挡板,将所述存放平台内的产品通过所述转运传送带传送至产品传送带;
当 Vs>Vmin时,所述中控单元判定实时传送速度超出修正最小传送速度,中控单元不对所述转运单元的运行状态进行调整。
进一步地,所述中控单元内设置有所述转运传送带的设定传送速度Vd,在所述出货挡板开启时,所述中控单元根据实时传送速度Vs与设定传送速度Vd计算所述出货挡板的开启时长占比Ac,Ac=(Vmin-Vs)/Vd,并控制所述出货挡板在每一单位时长t内,开启Ac×t时长,将所述转运传送带上的产品传送至产品传送带上;所述中控单元并计算回转修正传送速度Vs”,Vs”=Vs+Vd×Ac,中控单元将重复上述根据第一预设传送速度V1与第二预设传送速度V2对实时传送速度Vs进行判定的操作,对回转修正传送速度Vs”进行判定,以确定所述作业机械手的执行程序与所述辅助机械手的开启。
与现有技术相比,本发明的有益效果在于,通过在车间流水线上的产品传送带两侧分别设置作业机械手与辅助机械手,能够实现流水线上产品的正常作业,以及在产品的产出效率发生变化时,通过辅助机械手进行协调作业,避免流水线上产品堆积,从而影响生产效率,同时在正常产品产出的情况下,辅助机械手处于关闭状态,减少了机械手的维护工作,并在产品传送带的一侧设置检测单元,检测产品传送带上传送的产品的数量,并计算单位时间内的产品的实时传送速度,能够准确获取流水线上产品的传送情况,以便控制作业机械手调整至对应的作业程序,使机械手能够匹配产品的产出速度,并设置了转运单元,在产品产出效率过大时,通过转运单元将流水线产品传送带上的产品进行分流,对产品进行暂存,以匹配机械手单元的作业速度,减少流水线上产品的产出效率导致产品堆积影响工作效率的问题,保障了车间机械手的稳定性。
进一步地,通过设置第一预设传送速度与第二预设传送速度作为控制作业机械手进行作业程序切换的标准,是机械手在无法具备较种类设定程序时,仅以三个等级的作业程序应对复杂的生产工况,同时第一预设传送速度与第二预设传送速度应根据作业机械手的三个等级的作业程序对应的作业速度进行对应设置,同时通过检测单元检测产品传送带上产品的数量,并根据设定的单位时长计算传送产品的实时传送速度,实现了实时的匹配产品产出速度,避免流水线产品堆积,保障了机械手在流水线生产的稳定性。
尤其,在产品传送带上传送产品的实时传送速度处于第一预设传送速度与第二预设传送速度之间时,通过计算第一预设传送速度与第二预设传送速度的平均值得到标准传送速度,并在实时传送速度未达到标准传送速度时,通过调整产品传送带的初始驱动速度提高实时传送速度,能够最接近作业机械手的二级作业程序的作业速度,可减少作业机械手的自动适配带来的机械消耗,进一步提高了机械手对流水线产品的作业效率。
进一步地,在产品的实时传送速度高于第二预设传送速度时,通过在中控单元内设置第一传送速度差与第二传送速度差,对实时传送速度超出第二预设传送速度的部分进行判定,并根据判定结果,即实时传送速度超出的程度,判定是否开启辅助机械手进行辅助作业,或是判定是否启动转运单元对流水线上的产品进行分流暂存,以减少机械手单元的作业压力,同时保障流水线产品作业的稳定性。
尤其,通过实时传送速度差与实时传送速度计算转运单元内存货挡板的开启时长占比,从而精准地控制产品传送带上传送至机械手单元处的产品,能够在产品产出效率过大时,最大化利用机械手单元的作业,在保障了流水线作业稳定性的同时提高了机械手单元的作业效率。
进一步地,根据中控单元内设置的存放平台的最大存放数量,对存放平台内已存放的产品进行判定,以确定是否出现存放平台超负荷的情况,并根据计算的修正实时传送速度的判定,确定在进行分流后,机械手单元是否出现超负荷的情况,并及时发出提示警报,提高了流水线作业的安全性。
进一步地,在转运单元通过存放平台对流水线上的产品进行分流暂存时,中控单元实时地将实时传送速度与计算的修正最小传送速度进行判定,以确定是否缓解流水线上机械手单元的作业压力,并根据判定结果控制开启出货挡板,将存放平台内的产品流转回流水线上,通过设置的转运单元,能够在一定的时间段内保障流水线上的产品传送带传送效率的稳定性,提高了车间机械手协同控制系统的容错率,有效地应对车间机械手在流水线上产品的产出效率变化时的匹配效果,减少由于流水线产品堆积而影响工作效率问题。
附图说明
图1为本发明实施例的车间机械手协同控制系统的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的和优点更加清楚明白,下面结合实施例对本发明作进一步描述;应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明,并不用于限定本发明。
下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是,这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理,并非在限制本发明的保护范围。
需要说明的是,在本发明的描述中,术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系,这仅仅是为了便于描述,而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
此外,还需要说明的是,在本发明的描述中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言,可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
请参阅图1所示,其为本发明实施例的车间机械手协同控制系统的结构示意图,本实施例公开一种车间机械手协同控制系统,包括,产品传送带101、作业机械手201与辅助机械手202、转运传送带301、存货挡板302、出货挡板303、存放平台304、检测单元4、中控单元(图中未画出),其中,
传送单元,其包括设置在车间流水线上的产品传送带,用以对车间内生产的产品从一端传送至另一端,所述产品传送带的驱动速度可调节;
机械手单元,其包括作业机械手与辅助机械手,所述作业机械手设置在所述产品传送带的一侧,用以对产品传送带上的产品进行装配或包装,作业机械手内设置有一级作业程序、二级作业程序以及三级作业程序,所述辅助机械手设置在产品传送带的一侧,用以对产品传送带上的产品进行装配或包装,辅助机械手内设置有辅助作业程序;
转运单元,其包括转运传送带、存货挡板、出货挡板以及存放平台,所述转运传送带的输入端与所述产品传送带的一侧相连,且相连处设置有所述存货挡板,存货挡板用以通过开启将产品传送带上传送的产品导向至转运传送带上,转运传送带的输出端与所述产品传送带的另一侧相连,且相连处设置有所述出货挡板,出货挡板用以通过开启将转运传送带上传送的产品导向至产品传送带上,所述存放平台设置在转运传送带上,用以存放转运传送带传送的产品;
检测单元,其设置在所述产品传送带的一侧,用以检测产品传送带上传送的产品的数量,并根据单位时长内产品传送带上传送的产品的数量计算产品的实时传送速度;
中控单元,其与所述传送单元、机械手单元、转运单元以及检测单元分别相连,所述中控单元能够根据内部设置的第一预设传送速度与第二预设传送速度对实时传送速度进行判定,以确定所述作业机械手对应的执行程序级别,并在实时传送速度高于第二预设传送速度时,根据实时传送速度与第二预设传送速度计算实时传送速度差,并通过中控单元内部设置的第一传送速度差、第二传送速度差对实时传送速度差进行判定,确定是否开启所述辅助机械手以及所述存货挡板,并在存货挡板开启时,对存货挡板的开启时长占比进行调整。
通过在车间流水线上的产品传送带两侧分别设置作业机械手与辅助机械手,能够实现流水线上产品的正常作业,以及在产品的产出效率发生变化时,通过辅助机械手进行协调作业,避免流水线上产品堆积,从而影响生产效率,同时在正常产品产出的情况下,辅助机械手处于关闭状态,减少了机械手的维护工作,并在产品传送带的一侧设置检测单元,检测产品传送带上传送的产品的数量,并计算单位时间内的产品的实时传送速度,能够准确获取流水线上产品的传送情况,以便控制作业机械手调整至对应的作业程序,使机械手能够匹配产品的产出速度,并设置了转运单元,在产品产出效率过大时,通过转运单元将流水线产品传送带上的产品进行分流,以匹配机械手单元的作业速度,减少流水线上产品的产出效率导致产品堆积影响工作效率的问题,保障了车间机械手的稳定性。
具体而言,所述中控单元内设置有第一预设传送速度V1与第二预设传送速度V2,其中,V1<V2,所述检测单元内设置有单位时长t,在所述传送单元通过所述产品传送带对产品进行传送时,所述检测单元将计算所述产品传送带上传送产品的实时传送速度Vs,并根据第一预设传送速度V1与第二预设传送速度V2对实时传送速度Vs进行判定,
当Vs<V1时,所述中控单元判定所述产品传送带上传送产品的实时传送速度低于第一预设传送速度,中控单元将控制所述作业机械手执行一级作业程序;
当V1≤Vs≤V2时,所述中控单元判定所述产品传送带上传送产品的实时传送速度在第一预设传送速度与第二预设传送速度之间,中控单元将控制所述作业机械手执行二级作业程序,并根据实时传送速度对所述产品传送带的驱动速度进行调整;
当Vs>V2时,所述中控单元判定所述产品传送带上传送产品的实时传送速度高于第二预设传送速度,中控单元将控制所述作业机械手执行三级作业程序,并根据实时传送速度与第二预设传送速度计算实时传送速度差进行判定,以确定是否开启所述辅助机械手进行作业;
其中,所述作业机械手的一级作业程序对应的作业速度小于二级作业程序对应的作业速度小于三级作业程序对应的作业速度。
通过设置第一预设传送速度与第二预设传送速度作为控制作业机械手进行作业程序切换的标准,是机械手在无法具备较种类设定程序时,仅以三个等级的作业程序应对复杂的生产工况,同时第一预设传送速度与第二预设传送速度应根据作业机械手的三个等级的作业程序对应的作业速度进行对应设置,同时通过检测单元检测产品传送带上产品的数量,并根据设定的单位时长计算传送产品的实时传送速度,其中,实时传送速度为单位时长内检测的产品的数量比单位时长,单位为,个/秒,实现了实时地匹配产品产出速度,避免流水线产品堆积,保障了机械手在流水线生产的稳定性;同时,作业机械手与辅助机械手均能够在固定的作业程序中实现实时传送速度小范围变化的自动适配,能够通过控制机械手水平旋转,从而改变在传送带上作业装配的位置,进而实现实时传送速度小范围变化的自动适配。
具体而言,所述中控单元内设置有所述产品传送带的初始驱动速度Pxc,在所述中控单元判定所述产品传送带上传送产品的实时传送速度Vs在第一预设传送速度V1与第二预设传送速度V2之间时,中控单元将根据第一预设传送速度V1与第二预设传送速度V2计算标准传送速度Vb,Vb=(V1+V2)/2,中控单元将实时传送速度Vs与标准传送速度Vb进行对比,
当Vs<Vb时,所述中控单元判定所述产品传送带上传送产品的实时传送速度未达到标准传送速度,中控单元将所述产品传送带的初始驱动速度调整为Pxc’,Pxc’=Pxc×[1+(Vb-Vs)/ Vb],所述产品传送带将以驱动速度Pxc’运行对产品进行传送;
当Vs≥Vb时,所述中控单元判定所述产品传送带上传送产品的实时传送速度已达到标准传送速度,中控单元不对所述产品传送带的驱动速度进行调整。
在产品传送带上传送产品的实时传送速度处于第一预设传送速度与第二预设传送速度之间时,通过计算第一预设传送速度与第二预设传送速度的平均值得到标准传送速度,并在实时传送速度未达到标准传送速度时,通过调整产品传送带的初始驱动速度提高实时传送速度,能够最接近作业机械手的二级作业程序的作业速度,可减少作业机械手的自动适配带来的机械消耗,进一步提高了机械手对流水线产品的作业效率,其中,产品传送带的驱动速度指传送带表面上任意一参照点的移动速度,同时在传送带运行工况允许的情况下,驱动速度还可设置为传送带驱动电机的运行功率。
具体而言,所述中控单元内还设置有第一传送速度差ΔVn与第二传送速度差ΔVm,其中,ΔVn<ΔVm,在所述中控单元判定所述产品传送带上传送产品的实时传送速度Vs高于第二预设传送速度V2时,中控单元将计算实时传送速度差ΔVs,ΔVs=Vs-V2,并将实时传送速度差ΔVs与第一传送速度差ΔVn和第二传送速度差ΔVm进行对比,
当ΔVs<ΔVn时,所述中控单元判定实时传送速度差低于第一传送速度差,中控单元不控制所述辅助机械手开启;
当ΔVn≤ΔVs≤ΔVm时,所述中控单元判定实时传送速度差在第一传送速度差与第二传送速度差之间,所述中控单元将控制所述辅助机械手开启,辅助机械手将以辅助作业程序进行作业;
当ΔVs>ΔVm时,所述中控单元判定实时传送速度差高于第二传送速度差,所述中控单元将控制所述转运单元的所述存货挡板开启,并根据实时传送速度差ΔVs与实时传送速度Vs对存货挡板的开启时长占比进行调整;
其中,所述辅助机械手的辅助作业程序对应的作业速度在一级作业程序对应的作业速度与三级作业程序对应的作业速度之间。
在产品的实时传送速度高于第二预设传送速度时,通过在中控单元内设置第一传送速度差与第二传送速度差,对实时传送速度超出第二预设传送速度的部分进行判定,并根据判定结果,即实时传送速度超出的程度,判定是否开启辅助机械手进行辅助作业,或是判定是否启动转运单元对流水线上的产品进行分流暂存,以减少机械手单元的作业压力,同时保障流水线产品作业的稳定性。
具体而言,所述中控单元内也设置有单位时长t,中控单元在判定实时传送速度差高于第二传送速度差时,将控制所述转运传送带启动,并根据实时传送速度差ΔVs与实时传送速度Vs计算所述存货挡板的开启时长占比Ak,Ak=ΔVs/Vs,并控制所述存货挡板在每一单位时长t内,开启Ak×t时长,将所述产品传送带上的产品通过转运传送带传送至所述存放平台进行存放。
通过实时传送速度差与实时传送速度计算转运单元内存货挡板的开启时长占比,从而精准地控制产品传送带上传送至机械手单元处的产品,能够在产品产出效率过大时,最大化利用机械手单元的作业,在保障了流水线作业稳定性的同时提高了机械手单元的作业效率。
具体而言,在所述存货挡板以开启时长占比Ak开启时,所述中控单元将对所述检测单元计算的所述产品传送带上传送产品的实时传送速度Vs进行修正,得到修正实时传送速度Vs’, Vs’=Vs×(1-Ak),中控单元将重复上述根据第一预设传送速度V1与第二预设传送速度V2对实时传送速度Vs进行判定的操作,对修正实时传送速度Vs’进行判定,以确定所述作业机械手的执行程序与所述辅助机械手的开启。
具体而言,所述中控单元内设置有最大存放数量,所述存放平台能够记录通过所述转运传送带传送至存放平台的产品的实时存放数量,在所述产品传送带上的产品通过转运传送带传送至所述存放平台进行存放时,所述中控单元将根据最大存放数量对传送至存放平台的产品的实时存放数量进行判定,
若所述存放平台存放产品的实时存放数量未超出最大存放数量,所述中控单元判定所述存放平台未超负荷,中控单元不发出超负荷提示警报;
若所述存放平台存放产品的实时存放数量已超出最大存放数量,所述中控单元判定所述存放平台已超负荷,中控单元将发出存放平台超负荷提示警报。
具体而言,所述中控单元在对所述产品传送带上传送产品的实时传送速度Vs进行修正,得到修正实时传送速度Vs’时,中控单元将根据第二预设传送速度V2与第二传送速度差ΔVm计算修正最大传送速度Vmax,Vmax=V2+ΔVm,所述中控单元将修正实时传送速度Vs’与修正最大传送速度Vmax进行对比,并在修正实时传送速度Vs’高于修正最大传送速度Vmax时,中控单元发出机械手超负荷提示警报。
根据中控单元内设置的存放平台的最大存放数量,对存放平台内已存放的产品进行判定,以确定是否出现存放平台超负荷的情况,并根据计算的修正实时传送速度的判定,确定在进行分流后,机械手单元是否出现超负荷的情况,并及时发出提示警报,提高了流水线作业的安全性。
具体而言,在所述产品传送带上的产品通过转运传送带传送至所述存放平台时,所述中控单元将计算修正最小传送速度Vmin,Vmax=V2+ΔVn,并根据修正最小传送速度Vmin 对所述检测单元计算的实时传送速度Vs进行判定,
当 Vs≤Vmin时,所述中控单元判定实时传送速度未超出修正最小传送速度,中控单元将控制所述存货挡板关闭,并开启所述出货挡板,将所述存放平台内的产品通过所述转运传送带传送至产品传送带;
当 Vs>Vmin时,所述中控单元判定实时传送速度超出修正最小传送速度,中控单元不对所述转运单元的运行状态进行调整。
具体而言,所述中控单元内设置有所述转运传送带的设定传送速度Vd,在所述出货挡板开启时,所述中控单元根据实时传送速度Vs与设定传送速度Vd计算所述出货挡板的开启时长占比Ac,Ac=(Vmin-Vs)/Vd,并控制所述出货挡板在每一单位时长t内,开启Ac×t时长,将所述转运传送带上的产品传送至产品传送带上;所述中控单元并计算回转修正传送速度Vs”,Vs”=Vs+Vd×Ac,中控单元将重复上述根据第一预设传送速度V1与第二预设传送速度V2对实时传送速度Vs进行判定的操作,对回转修正传送速度Vs”进行判定,以确定所述作业机械手的执行程序与所述辅助机械手的开启。
在转运单元通过存放平台对流水线上的产品进行分流暂存时,中控单元实时地将实时传送速度与计算的修正最小传送速度进行判定,以确定是否缓解流水线上机械手单元的作业压力,并根据判定结果控制开启出货挡板,将存放平台内的产品流转回流水线上,通过设置的转运单元,能够在一定的时间段内保障流水线上的产品传送带传送效率的稳定性,提高了车间机械手协同控制系统的容错率,有效地应对车间机械手在流水线上产品的产出效率变化时的匹配效果,减少由于流水线产品堆积而影响工作效率问题。
至此,已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案,但是,本领域技术人员容易理解的是,本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下,本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换,这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。
以上所述仅为本发明的优选实施例,并不用于限制本发明;对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。 凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种车间机械手协同控制系统,其特征在于,包括,
传送单元,其包括设置在车间流水线上的产品传送带,用以对车间内生产的产品从一端传送至另一端,所述产品传送带的驱动速度可调节;
机械手单元,其包括作业机械手与辅助机械手,所述作业机械手设置在所述产品传送带的一侧,用以对产品传送带上的产品进行装配或包装,作业机械手内设置有一级作业程序、二级作业程序以及三级作业程序,所述辅助机械手设置在产品传送带的另一侧,用以对产品传送带上的产品进行装配或包装,辅助机械手内设置有辅助作业程序,其中,所述辅助机械手的辅助作业程序对应的作业速度在一级作业程序对应的作业速度与三级作业程序对应的作业速度之间;
转运单元,其包括转运传送带、存货挡板、出货挡板以及存放平台,所述转运传送带的输入端与所述产品传送带的一侧相连,且相连处设置有所述存货挡板,存货挡板用以通过开启将产品传送带上传送的产品导向至转运传送带上,转运传送带的输出端与所述产品传送带的另一侧相连,且相连处设置有所述出货挡板,出货挡板用以通过开启将转运传送带上传送的产品导向至产品传送带上,所述存放平台设置在转运传送带上,用以存放转运传送带传送的产品;
检测单元,其设置在所述产品传送带的一侧,用以检测产品传送带上传送的产品的数量,并根据单位时长内产品传送带上传送的产品的数量计算产品的实时传送速度;
中控单元,其与所述传送单元、机械手单元、转运单元以及检测单元分别相连,所述中控单元能够根据内部设置的第一预设传送速度与第二预设传送速度对实时传送速度进行判定,以确定所述作业机械手对应的执行程序级别,并在实时传送速度高于第二预设传送速度时,根据实时传送速度与第二预设传送速度计算实时传送速度差,并通过中控单元内部设置的第一传送速度差、第二传送速度差对实时传送速度差进行判定,确定是否开启所述辅助机械手以及所述存货挡板,并在存货挡板开启时,对存货挡板的开启时长占比进行调整;
所述中控单元内设置的第一预设传送速度V1与第二预设传送速度V2,其中,V1<V2,所述检测单元内设置有单位时长t,在所述传送单元通过所述产品传送带对产品进行传送时,所述检测单元将计算所述产品传送带上传送产品的实时传送速度Vs,并根据第一预设传送速度V1与第二预设传送速度V2对实时传送速度Vs进行判定,
当Vs<V1时,所述中控单元判定所述产品传送带上传送产品的实时传送速度低于第一预设传送速度,中控单元将控制所述作业机械手执行一级作业程序;
当V1≤Vs≤V2时,所述中控单元判定所述产品传送带上传送产品的实时传送速度在第一预设传送速度与第二预设传送速度之间,中控单元将控制所述作业机械手执行二级作业程序,并根据实时传送速度对所述产品传送带的驱动速度进行调整;
当Vs>V2时,所述中控单元判定所述产品传送带上传送产品的实时传送速度高于第二预设传送速度,中控单元将控制所述作业机械手执行三级作业程序,并根据实时传送速度与第二预设传送速度计算实时传送速度差进行判定,以确定是否开启所述辅助机械手进行作业;
其中,所述作业机械手的一级作业程序对应的作业速度小于二级作业程序对应的作业速度小于三级作业程序对应的作业速度。
2.根据权利要求1所述的车间机械手协同控制系统,其特征在于,所述中控单元内设置有所述产品传送带的初始驱动速度Pxc,在所述中控单元判定所述产品传送带上传送产品的实时传送速度Vs在第一预设传送速度V1与第二预设传送速度V2之间时,中控单元将根据第一预设传送速度V1与第二预设传送速度V2计算标准传送速度Vb,Vb=(V1+V2)/2,中控单元将实时传送速度Vs与标准传送速度Vb进行对比,
当Vs<Vb时,所述中控单元判定所述产品传送带上传送产品的实时传送速度未达到标准传送速度,中控单元将所述产品传送带的初始驱动速度调整为Pxc’,Pxc’=Pxc×[1+(Vb-Vs)/ Vb],所述产品传送带将以驱动速度Pxc’运行对产品进行传送;
当Vs≥Vb时,所述中控单元判定所述产品传送带上传送产品的实时传送速度已达到标准传送速度,中控单元不对所述产品传送带的驱动速度进行调整。
3.根据权利要求1所述的车间机械手协同控制系统,其特征在于,所述中控单元内还设置有第一传送速度差ΔVn与第二传送速度差ΔVm,其中,ΔVn<ΔVm,在所述中控单元判定所述产品传送带上传送产品的实时传送速度Vs高于第二预设传送速度V2时,中控单元将计算实时传送速度差ΔVs,ΔVs=Vs-V2,并将实时传送速度差ΔVs与第一传送速度差ΔVn和第二传送速度差ΔVm进行对比,
当ΔVs<ΔVn时,所述中控单元判定实时传送速度差低于第一传送速度差,中控单元不控制所述辅助机械手开启;
当ΔVn≤ΔVs≤ΔVm时,所述中控单元判定实时传送速度差在第一传送速度差与第二传送速度差之间,所述中控单元将控制所述辅助机械手开启,辅助机械手将以辅助作业程序进行作业;
当ΔVs>ΔVm时,所述中控单元判定实时传送速度差高于第二传送速度差,所述中控单元将控制所述转运单元的所述存货挡板开启,并根据实时传送速度差ΔVs与实时传送速度Vs对存货挡板的开启时长占比进行调整。
4.根据权利要求3所述的车间机械手协同控制系统,其特征在于,所述中控单元内也设置有单位时长t,中控单元在判定实时传送速度差高于第二传送速度差时,将控制所述转运传送带启动,并根据实时传送速度差ΔVs与实时传送速度Vs计算所述存货挡板的开启时长占比Ak,Ak=ΔVs/Vs,并控制所述存货挡板在每一单位时长t内,开启Ak×t时长,将所述产品传送带上的产品通过转运传送带传送至所述存放平台进行存放。
5.根据权利要求4所述的车间机械手协同控制系统,其特征在于,在所述存货挡板以开启时长占比Ak开启时,所述中控单元将对所述检测单元计算的所述产品传送带上传送产品的实时传送速度Vs进行修正,得到修正实时传送速度Vs’, Vs’=Vs×(1-Ak),中控单元将重复上述根据第一预设传送速度V1与第二预设传送速度V2对实时传送速度Vs进行判定的操作,对修正实时传送速度Vs’进行判定,以确定所述作业机械手的执行程序与所述辅助机械手的开启。
6.根据权利要求5所述的车间机械手协同控制系统,其特征在于,所述中控单元内设置有最大存放数量,所述存放平台能够记录通过所述转运传送带传送至存放平台的产品的实时存放数量,在所述产品传送带上的产品通过转运传送带传送至所述存放平台进行存放时,所述中控单元将根据最大存放数量对传送至存放平台的产品的实时存放数量进行判定,
若所述存放平台存放产品的实时存放数量未超出最大存放数量,所述中控单元判定所述存放平台未超负荷,中控单元不发出超负荷提示警报;
若所述存放平台存放产品的实时存放数量已超出最大存放数量,所述中控单元判定所述存放平台已超负荷,中控单元将发出存放平台超负荷提示警报。
7.根据权利要求6所述的车间机械手协同控制系统,其特征在于,所述中控单元在对所述产品传送带上传送产品的实时传送速度Vs进行修正,得到修正实时传送速度Vs’时,中控单元将根据第二预设传送速度V2与第二传送速度差ΔVm计算修正最大传送速度Vmax,Vmax=V2+ΔVm,所述中控单元将修正实时传送速度Vs’与修正最大传送速度Vmax进行对比,并在修正实时传送速度Vs’高于修正最大传送速度Vmax时,中控单元发出机械手超负荷提示警报。
8.根据权利要求7所述的车间机械手协同控制系统,其特征在于,在所述产品传送带上的产品通过转运传送带传送至所述存放平台时,所述中控单元将计算修正最小传送速度Vmin,Vmax=V2+ΔVn,并根据修正最小传送速度Vmin 对所述检测单元计算的实时传送速度Vs进行判定,
当 Vs≤Vmin时,所述中控单元判定实时传送速度未超出修正最小传送速度,中控单元将控制所述存货挡板关闭,并开启所述出货挡板,将所述存放平台内的产品通过所述转运传送带传送至产品传送带;
当 Vs>Vmin时,所述中控单元判定实时传送速度超出修正最小传送速度,中控单元不对所述转运单元的运行状态进行调整。
9.根据权利要求8所述的车间机械手协同控制系统,其特征在于,所述中控单元内设置有所述转运传送带的设定传送速度Vd,在所述出货挡板开启时,所述中控单元根据实时传送速度Vs与设定传送速度Vd计算所述出货挡板的开启时长占比Ac,Ac=(Vmin-Vs)/Vd,并控制所述出货挡板在每一单位时长t内,开启Ac×t时长,将所述转运传送带上的产品传送至产品传送带上;所述中控单元并计算回转修正传送速度Vs”,Vs”=Vs+Vd×Ac,中控单元将重复上述根据第一预设传送速度V1与第二预设传送速度V2对实时传送速度Vs进行判定的操作,对回转修正传送速度Vs”进行判定,以确定所述作业机械手的执行程序与所述辅助机械手的开启。
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