[發(fā)明專利]一種基于物聯(lián)網(wǎng)的工業(yè)機器人產(chǎn)品裝配方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610231917.1
• 申請日: 2016-04-12
• 公開（公告）號: CN105759766A
• 公開（公告）日: 2016-07-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王斌;肖南峰
• 申請（專利權(quán)）人: 華南理工大學
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418;H04L12/46;H04L29/08
• 代理公司: 廣州市華學知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 羅觀祥

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用領(lǐng)域，尤其是指一種基于物聯(lián)網(wǎng)的工業(yè)機器人產(chǎn)品裝配方法。

背景技術(shù)

自從20世紀60年代初期第一臺工業(yè)機器人出現(xiàn)以來，它就一直是代替流水生產(chǎn)線上工人的最佳手段。經(jīng)過半個多世紀的發(fā)展，工業(yè)機器人已經(jīng)在越來越多的生產(chǎn)領(lǐng)域中發(fā)揮了巨大的作用。但是，簡單地將工業(yè)機器人直接搭載到流水生產(chǎn)線上去完成作業(yè)具有很大的局限性。特別是隨著信息技術(shù)的發(fā)展和更新，工業(yè)機器人通過傳統(tǒng)的離線式編程和完成固定不變作業(yè)的生產(chǎn)方式已經(jīng)越來越不能滿足現(xiàn)在多品種少批量的生產(chǎn)需要。因為目前產(chǎn)品更新?lián)Q代速度非?？?，往往使得一些流水生產(chǎn)線上的工業(yè)機器人配置完成后不久，就又需要重新進行配置，甚至更新相關(guān)設(shè)備才能進行新產(chǎn)品生產(chǎn)。因此，要最大限度地將工人從流水生產(chǎn)線上解放出來，就必須要賦予工業(yè)機器人高效的感知能力和認知能力，以滿足現(xiàn)代化大生產(chǎn)對流水生產(chǎn)線上的工業(yè)機器人及其智能化程度的急迫需求。

作為全球的工業(yè)機器人大國，日本對于工業(yè)機器人的研究始于1980年。在引入美國的機器人技術(shù)之后，日本很快就將工業(yè)機器人應(yīng)用到以汽車工業(yè)為代表的制造業(yè)中。尤其是20世紀80年代中期到90年代中期，工業(yè)機器人應(yīng)用數(shù)量迅速增長，使得日本在很長的一段時間里保持世界領(lǐng)先的工業(yè)機器人持有量。日本的工業(yè)機器人生產(chǎn)廠商主要有Fanuc、安川、那智不二越、松下、川崎等公司，這些公司都非常專注于工業(yè)機器人產(chǎn)品研究與應(yīng)用開發(fā)。Fanuc智能化機床，所使用的上下料均采用工業(yè)機器人及其組件。德國Kuka機器人公司也是世界上頂級的工業(yè)機器人制造商之一。Kuka生產(chǎn)的工業(yè)機器人現(xiàn)在已經(jīng)廣泛應(yīng)用于汽車、航天等領(lǐng)域中的裝配、包裝、焊接、表面修整等?；趨f(xié)作的Kuka工業(yè)機器人系統(tǒng)已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用于大眾汽車裝配生產(chǎn)過程中。

上世紀70年代初期，我國也開始了工業(yè)機器人研究，現(xiàn)在已經(jīng)掌握了工業(yè)機器人本體設(shè)計制造技術(shù)，開發(fā)出了一大批用于點焊、裝配、搬運、切割作業(yè)的工業(yè)機器人，以及雙足機器人、無纜深潛機器人、遙控移動作業(yè)機器人等。盡管我國在工業(yè)機器人的結(jié)構(gòu)設(shè)計、架構(gòu)研發(fā)及零件制造等方面與國外產(chǎn)品有較大的差距，但是在智能化應(yīng)用方面卻與國外先進水平逐漸靠近。

2013年4月，德國政府在漢諾威工業(yè)博覽會上，正式提出了其建立高度自由的數(shù)字化和個性化產(chǎn)品及服務(wù)的生產(chǎn)模式——工業(yè)4.0戰(zhàn)略。工業(yè)4.0戰(zhàn)略作為第四次工業(yè)革命，其最明顯的標識就是信息物理系統(tǒng)(Cyber-PhysicalSystem，CPS)。CPS是整個計劃的基礎(chǔ)，充分利用其進行各類信息交互，以達到將制造業(yè)向智能化轉(zhuǎn)型的目的。所以實施工業(yè)4.0戰(zhàn)略的關(guān)鍵原因就在于實現(xiàn)智能工廠，主要是實現(xiàn)智能化生產(chǎn)系統(tǒng)及過程的網(wǎng)絡(luò)化分布式生產(chǎn)。在智能工廠中，數(shù)字世界和物理世界(包括工業(yè)機器人、輸送機、倉儲系統(tǒng)、生產(chǎn)設(shè)施)能實現(xiàn)無縫融合，其最大的特點就是制造業(yè)中所有參與者及生產(chǎn)資源的高度技術(shù)互動，同時將個人客戶及產(chǎn)品的獨特特性融入到產(chǎn)品生產(chǎn)的各個階段中。作為“世界工廠”的中國隨著人口紅利的不斷消失，以及社會發(fā)展的需求，為應(yīng)對外部環(huán)境對制造業(yè)的沖擊，中國政府提出了我國信息化和工業(yè)化深度融合的發(fā)展戰(zhàn)略——中國制造2025，這也標志著中國正式開展了以中國制造2025為指導(dǎo)的智能化制造，中國制造2025可以說為中國工業(yè)信息化和智能化發(fā)展及經(jīng)濟的又一次騰飛指明了方向。

根據(jù)中國制造2025戰(zhàn)略，可以看出我國未來的工業(yè)發(fā)展方向主要是實現(xiàn)生產(chǎn)制造過程的智能化與生產(chǎn)要素的網(wǎng)絡(luò)化。據(jù)此，本專利申請在智能制造和網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)兩個主要關(guān)注點上，提出了基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和工業(yè)機器人技術(shù)的一個智能化產(chǎn)品裝配方法：一方面搭建物聯(lián)網(wǎng)及其通信網(wǎng)關(guān)實現(xiàn)生產(chǎn)相關(guān)的各個要素之間信息的互聯(lián)，包括：客戶、工業(yè)機器人裝配系統(tǒng)、產(chǎn)品零件；另一方面，以工業(yè)機器人為基礎(chǔ)，搭載物聯(lián)網(wǎng)及通信網(wǎng)關(guān)，實現(xiàn)產(chǎn)品裝配過程局部自治。工業(yè)機器人產(chǎn)品裝配作業(yè)可以通過物聯(lián)網(wǎng)實時地獲取客戶的產(chǎn)品定制信息，并根據(jù)這些數(shù)據(jù)自主切換裝配方式或更換裝配產(chǎn)品零件，從而實現(xiàn)產(chǎn)品生產(chǎn)過程自動切換。這種動態(tài)配置生產(chǎn)資源可以有效地避免整個生產(chǎn)鏈條中的資源浪費，增強工業(yè)機器人作業(yè)的智能化程度，使其能夠根據(jù)作業(yè)環(huán)境自主地實施上層下達的產(chǎn)品零件裝配作業(yè)。