基于数据模型驱动的桁架机器人调度系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术公开了基于数据模型驱动的桁架机器人调度系统及其控制方法，通过数据建模，对不同物理场景进行抽象，并映射到数据库关系表中，把物理场景的不同抽象为数据模型的不同，将工艺逻辑与物理场景进行分离；同时，针对工艺流程的变动，对工艺逻辑进行细颗粒度剥离，进而将链式的工艺逻辑，变成网状的子工序组合。采用上述技术方案，增强了系统的可修改性；增强系统对工艺流程的高扩展性。增强系统对工艺流程的高扩展性。增强系统对工艺流程的高扩展性。

【技术实现步骤摘要】
基于数据模型驱动的桁架机器人调度系统及其控制方法


[0001]本专利技术属于工业机器人控制的
更具体地，本专利技术涉及一种基于数据模型驱动的桁架机器人调度系统。本专利技术还涉及该调度系统的控制方法。

技术介绍

[0002]近年来随着信息化智能化浪潮的不断推进，传统制造业对于智能化改造正在如火如荼进行，其中仓库智能化管理更是重中之重，作为智能化改造的末端，体现的是全流程的浓缩和结晶。
[0003]传统桁架机器人调度系统均以目标环境为基础，不断堆积过程逻辑模块，最终调度算法无法适应工艺流程调整需要。
[0004]现有技术存在的缺陷和问题：
[0005]因为各类仓库物理布局不同，以及流程工艺频繁变动，会带来的系统频繁修改，导致系统始终无法达到稳定运行的效果。
[0006]传统行业在仓库布局、工艺流程上差异较大，这种差异和变动不仅存在静态场景，更多的时候是根据市场业务进行动态调整，带来的系统改动和不确定性风险较高，同时带来经济效益的损失。

技术实现思路

[0007]本专利技术提供一种基于数据模型驱动的桁架机器人调度系统，其目的是提高系统的可修改性和对工艺流程的高扩展性。
[0008]为了实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：
[0009]本专利技术的基于数据模型驱动的桁架机器人调度系统，包括二维码视觉识别子系统、光电传感器、工控机(PLC)；所述的调度系统通过数据建模，对不同物理场景进行抽象，并映射到数据库关系表中，把物理场景的不同抽象为数据模型的不同，将工艺逻辑与物理场景进行分离；同时，针对工艺流程的变动，对工艺逻辑进行细颗粒度剥离，进而将链式的工艺逻辑，变成网状的子工序组合。
[0010]为了实现与上述技术方案相同的专利技术目的，本专利技术还提供了以上所述的基于数据模型驱动的桁架机器人调度系统的控制方法，该控制方法的流程如下：
[0011]1)、工控机(PLC)发起任务请求；
[0012]2)、系统接受报文信息，解析任务类型；
[0013]3)、判断任务类型并进行相应报文正确性判定；
[0014]4)、进入对应功能子模块，读取数据库信息，进行逻辑比对；
[0015]5)、判断无误，调用任务生成函数并传入功能码；
[0016]6)、生成子任务序列并存入数据任务数据表；
[0017]7)、回复PLC对应报文；
[0018]8)、PLC恢复执行子任务命令报文；
[0019]9)、依次执行任务序列并进行PLC交互；
[0020]10)、子任务序列执行完成回复PLC；
[0021]11)、流程结束；
[0022]本专利技术采用上述技术方案，通过数据建模对不同物理场景进行抽象，并映射到数据库关系表中，把物理场景的不同抽象为数据模型的不同，将工艺逻辑与物理场景做分离，增强系统的可修改性；针对工艺流程的变动，对工艺逻辑做细颗粒度剥离，进而将链式的工艺逻辑，变成网状的子工序组合，增强系统对工艺流程的高扩展性。
附图说明
[0023]图1为本专利技术的仓库数据建模示意图；
[0024]图2为本专利技术的调度系统控制方法的流程示意图。
具体实施方式
[0025]下面对照附图，通过对实施例的描述，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细的说明，以帮助本领域的技术人员对本专利技术的专利技术构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。
[0026]如图1所示的本专利技术的仓库数据建模示意图，为一种基于数据模型驱动的桁架机器人调度系统，该系统应用于桁架机器人；所述的调度系统包括二维码视觉识别系统、光电传感器、工控机(PLC)，用以辅助任务执行、原料装置标识识别、安全检测、程序部署运行。
[0027]本专利技术基于先来先服务(FCFS)的思想，结合数据建模技术提出的一种面向传统制造业仓库堆垛式的桁架机器人调度控制技术，将容易变动的场景布局进行数据建模，形成具有适当冗余的数据模型，因此，其拓展性极强；将经常修改的堆放逻辑进行纵向最小化功能切割，具有很强的松耦合性，形成稳健的组合式算法模块。
[0028]本专利技术在面对仓库布局和工艺流程变动时，可以通过对堆放物位置布局进行数据建模，以及对搬运流程任务的细颗粒化，实现业务逻辑算法按照业务流程灵活组合，以及物理场景数据化，极大地保证系统的稳健性和灵活适应能力。
[0029]具体地，为了解决现有技术存在的问题并克服其缺陷，实现提高系统的可修改性和对工艺流程的高扩展性的专利技术目的，本专利技术采取的技术方案是：
[0030]如图1、图2所示，本专利技术的基于数据模型驱动的桁架机器人调度系统，通过数据建模，对不同物理场景进行抽象，并映射到数据库关系表中，把物理场景的不同抽象为数据模型的不同，将工艺逻辑与物理场景进行分离；同时，针对工艺流程的变动，对工艺逻辑进行细颗粒度剥离，进而将链式的工艺逻辑，变成网状的子工序组合。
[0031]本专利技术上述技术方案解决了传统制造业仓库桁架调度系统存在的缺陷和问题，即：在传统制造业中，因为仓库物理布局不同，以及流程工艺频繁变动，带来了系统的频繁修改，进而导致系统始终无法达到稳定运行的效果，特别是多品种的工业产品生产，问题尤为突出。但本专利技术很好地解决了这一问题。
[0032]本专利技术技术原理是：通过数据建模，对不同物理场景进行抽象，并映射到数据库关系表中，把物理场景的不同抽象为数据模型的不同，将工艺逻辑与物理场景做分离，增强系统的可修改性。同时，针对工艺流程的变动，对工艺逻辑做细颗粒度剥离，进而将链式的工
艺逻辑，变成网状的子工序组合，增强系统对工艺流程的高扩展性。
[0033]本专利技术的关键点是：将物理场景抽象并转换成相应数据模型、仓库数据模型搭建方法，以及对应数据库映射表设计方法。
[0034]该调度系统与桁架机器人PLC采用Modbus TCP报文通信。
[0035]其中，系统模块主要包含原料入库功能模块、原料出库功能模块、空桶出库功能模块、移库功能模块、异常预警处理功能模块，其中每个功能模块采用调用功能任务生成及执行模块。
[0036]如图2所示，为了实现与上述技术方案相同的专利技术目的，本专利技术还提供了以上所述的基于数据模型驱动的桁架机器人调度系统的控制方法，该控制方法的流程如下：
[0037]1)、工控机(PLC)发起任务请求；
[0038]2)、系统接受报文信息，解析任务类型；
[0039]3)、判断任务类型并进行相应报文正确性判定；
[0040]4)、进入对应功能子模块，读取数据库信息，进行逻辑比对；
[0041]5)、判断无误，调用任务生成函数并传入功能码；
[0042]6)、生成子任务序列并存入数据任务数据表；
[0043]7)、回复PLC对应报文；
[0044]8)、PLC恢复执行子任务命令报文；
[0045]9)、依次执行任务序列并进行PLC交互；
[0046]10)、子任务序列执行完成回复PLC本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于数据模型驱动的桁架机器人调度系统，包括二维码视觉识别子系统、光电传感器、工控机(PLC)，其特征在于：所述的调度系统通过数据建模，对不同物理场景进行抽象，并映射到数据库关系表中，把物理场景的不同抽象为数据模型的不同，将工艺逻辑与物理场景进行分离；同时，针对工艺流程的变动，对工艺逻辑进行细颗粒度剥离，进而将链式的工艺逻辑，变成网状的子工序组合。2.按照权利要求1所述的基于数据模型驱动的桁架机器人调度系统的控制方法，其特征在于：所述的控制方法的流程如下：1)、工控机(PLC)发起任务请求；2)、系统接受报文信息，解析任务类型；3)、判断任务类型并进行相应报文正确性判定；4)、进入对应功能子模块，读取数据库信息，进行逻辑比对；5)、判断无误，调用任务生成函数并传入功能码；6)、生成子任务序列并存入数据任务数据表；7)、回复PLC对应报文；8)、PLC恢复执行子任务命令报文；9)、依次执行任务序列并进行PLC交互；10)、子任务序列执行完成回复PLC；11)、流程结束。3.按照权利要求2所述的基于数据模型驱动的桁架机器人调度系统的控制方法，其特征在于：在所述的1)中，PLC向桁架调度系统程序发送报文请求；通过Modbus
‑
TCP协议传输；所述的报文包含请求位1
‑
49，响应位50
‑
100；所述的任务包含原料入库任务、原料出库任务、移库任务、空桶出库任务、料筒回收任务。4.按照权利要求2所述的基于数据模型驱动的桁架机器人调度系统的控制方法，其特征在于：在所述的2)中，所述的报文分为两个部分：请求位和响应位；所述的请求位包含：功能码，区域码，坐标信息，自定义A轴坐标信息，条码信息，重量信息，位置编号，子流程编号，工作模式，工作状态，夹爪状态码，产品信息，颗粒度，传感器状态信息，空桶出库数量，初始位置信息，目标位置信息；所述的响应位包括：准备就绪码，确认码，料桶编码子流程序号，错误码；所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏晨阳，罗海南，罗思玮，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学芜湖机器人产业技术研究院，
类型：发明
国别省市：