一种基于5G技术的人与协作机器人组群的融合控制方法技术

一种基于5G技术的人与协作机器人组群的融合控制方法，将整个系统分解为多个功能区，通过软件组态和信息流智能控制各功能区，实现具有区域选择性的网格化协同生产，借助于5G通信速度保证系统的实时控制；采用区域选择性耦合控制算法来提升网络切片，调控系统单元及单元内协作机器人的开启、停机或部分负载状态，形成人与机器人的协作组群，让机器人管理机器人，而人则是中央控制员，运行效率显著提高；基于区域选择性控制和云端深度学习，实现了协作设备群的网格化与人协同工作，实现柔性智能化生产同时提高产品质量和效率，极大降低生产成本。本。本。

【技术实现步骤摘要】
一种基于5G技术的人与协作机器人组群的融合控制方法


[0001]本专利技术涉及机器人控制
，尤其是涉及一种基于5G技术的人与协作机器人组群的融合控制方法。

技术介绍

[0002]基于5G的网络切片技术可在同一平台下提供定制、隔离、质量可保证的端到端逻辑专用网络，为智能工厂、智慧城市、智慧园区、未来社区和自动驾驶等纵向应用提供坚实的基础。根据每一个应用场景根据不同的服务需求，比如时延、带宽、安全性和可靠性等来划分，以灵活的应对不同的网络应用场景。但随着5G技术的不断推进，海量设备的不断接入，同一平台的规模巨大，其各个应用场景形成密集网络，同样会带来时延、带宽、安全性和可靠性的问题，需要进一步解决在网络切片即逻辑网络内的网络通信问题。本专利主要用于解决单个应用场景内的带宽、时延、安全性及系统运行效率问题，成果将应用于装配式建筑生产及施工、航空航天、高铁、汽车、电机和家用电器等行业。

技术实现思路

[0003]本专利技术是为了克服现有技术的控制时延长，安全性低，运行效率低的问题，提供一种基于5G技术的人与协作机器人组群的融合控制方法，借助5G通信速度，保证系统的实时控制，为实现低延迟、效率高的优点采用区域选择性耦合控制算法来提升网络切片。
[0004]为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0005]一种基于5G技术的人与协作机器人组群的融合控制方法，控制方法包括以下步骤：
[0006]S1：将中央控制员与机器人族群结合的大单元划分成由操作人员与多个协作机器人组成的小单元；
[0007]S2：把生产系统按功能进行区域划分为功能区，将小单元组合对应各个功能区；
[0008]S3：将协作机器人也分成机器人小组，由协作机器人管理协作机器人，最终汇集到中央控制员；
[0009]S4：将所有机器人数据上云，通过软件组态和信息流来控制各机器人小组的分功能作业；
[0010]S5：根据构件产线的生产要求，计算出各功能区中各个单元的实际负载，配置操作人员与相应的协作机器人；
[0011]S6：针对设定的生产目标，采用机器学习算法、SVM和随机森林对以上区域性耦合系统进行选择性优化控制。
[0012]进一步的，所述小单元之间根据生产流程串联、并联或混联连接，可切换控制单个小单元的出入口。
[0013]进一步的，所述功能区之间也可以是串联、并联或混联关系，不同功能区间可以进行耦合调控。
[0014]进一步地，组态软件的能控制各功能单元和小单元的步骤：
[0015](1)将所有I/O点的I/O标识收集齐全，并填写表格，组态软件通过向I/O设备发出I/O标识来请求其对应的数据。
[0016](2)根据工艺过程绘制、设计画面结构和画面草图。
[0017](3)按照统计出的表格，建立实时数据库，正确组态各种变量参数。
[0018](4)在实时数据库中建立实时数据库变量与I/O点的数据连接关系。
[0019](5)根据画面结构和画面草图，组态每一幅静态的操作画面。
[0020](6)将操作画面中的图形对象与实时数据库变量建立动画连接关系，规定动画属性和幅度。
[0021](7)视用户需求，制作历史趋势，报警显示，以及开发报表系统。之后，还需加上安全权限设置。
[0022](8)对组态内容进行分段和总体调试，视调试情况对软件进行相应修改。
[0023]因此，本专利技术具有如下有益效果：(1)将整个系统分解为多个功能区，通过软件组态和信息流智能控制各功能区，实现具有区域选择性的网格化协同生产，借助于5G通信速度保证系统的实时控制；(2)采用区域选择性耦合控制算法来提升网络切片，调控系统单元及单元内协作机器人的开启、停机或部分负载状态，形成人与机器人的协作组群，让机器人管理机器人，而人则是中央控制员，运行效率显著提高；(3)基于区域选择性控制和云端深度学习，实现了协作设备群的网格化与人协同工作，实现柔性智能化生产同时提高产品质量和效率，极大降低生产成本。
附图说明
[0024]图1是本专利技术融合控制原理图。
[0025]图2是本专利技术的人与机器人融合控制系统结构图。
具体实施方式
[0026]下面结合附图与具体实施方式对本专利技术做进一步的描述。
[0027]如图1、图2所示的实施例中，图1中将系统入口与系统出口之间的控制系统划分成n个功能区域，分别为功能区1、功能区2
……
功能区n，每个所述功能区分解为不同的设备单元，分别为设备单元U11、设备单元U12、设备单元U13、设备单元U14、设备单元U15，设备单元U21、设备单元U22、设备单元U23、设备单元U24
……
，器人数据传到控制系统10，针对设定的生产目标采用机器学习算法31、SVM和随机森林32对以上区域性耦合系统进行选择性优化控制。
[0028]一种基于5G技术的人与协作机器人组群的融合控制方法，包括以下步骤：
[0029]S1：将中央控制员与机器人族群结合的大单元划分成由操作人员与多个协作机器人组成的小单元，小单元之间根据生产流程串联、并联或混联相连接，可切换控制单个小单元的出入口；
[0030]S2：把生产系统按功能进行区域划分为功能区，将小单元组合对应各个功能区，功能区之间也可以是串联、并联或混联关系，不同功能区间可以进行耦合调控，如图1所示，功能区1中设备单元U11和设备单12串联，设备单元U13和设备单元U15并联后与设备单元U14
连接，功能区2中设备单元U23和设备单元U24并联，各个功能区由协作机器人及其控制单元组成，功能区协作机器人之间或与操作人员之间有串、并联或混联，各个单元由实际需求设计确定，选择性分布控制，但总和满足系统设计要求。S3：将协作机器人也分成机器人小组，由协作机器人管理协作机器人，最终汇集到中央控制员；将现场协作机器人进行控制系统组群，形成人与机器人协作组织，根据程序控制，结合MES系统，如图2中的人与机器人融合控制系统中，包括ES站、OS站、OS Panel站、OPC站、Profinet通讯协议、可选WEB站、MES系统10、基于MES智能排程系统11和人机数据库输入界面12，ES站：即工程师站用以组态AS控制器程序以及绘制流程图，在调试阶段可以监视AS控制器实际参数；OS站即操作员站，用以监控全局HMI；OS Panel站即全尺寸触摸屏，用以监控和操作指定工位；OPC站为MES系统提供接口；可选WEB站可以为MES层提供网页版本的HMI；Controller为控制器；人机数据库输入界面12可以输入原材料信息121、操作人员信息122、设备参数信息123、环境安保信息124
……
。AS即冗余控制器，与子设备通过四种方式通讯：方式A，与电机、变频器和接近开关，采用4～20mA，数字量进行通讯；方式B，与部分子系统，采用Profinet通讯协议，要求各子系统能提供Profinet接口；方式C，与本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于5G技术的人与协作机器人组群的融合控制方法，其特征是，控制方法包括以下步骤：S1：将中央控制员与机器人族群结合的大单元划分成由操作人员与多个协作机器人组成的小单元；S2：把生产系统按功能进行区域划分为功能区，将小单元组合对应各个功能区；S3：将协作机器人也分成机器人小组，由协作机器人管理协作机器人，最终汇集到中央控制员；S4：将所有机器人数据上云，通过软件组态和信息流来控制各机器人小组的分功能作业；S5：根据构件产线的生产要求，计算出各功能区中各个单元的实际...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨健，王奕，肖宗亮，
申请(专利权)人：杨健，
类型：发明
国别省市：