[發明專利]通過自主機器支持任務的對象標記

在審

• 申請號: 201980075769.0
• 申請日: 2019-11-19
• 公開（公告）號: CN113039499A
• 公開（公告）日: 2021-06-25
• 發明（設計）人: 理查德·加里·麥克丹尼爾
• 申請（專利權）人: 西門子股份公司
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 陳方鳴

用于生產過程的自主系統，包括被配置為根據生產過程任務來操縱工件的設備。設備控制器生成自主系統的世界模型，以包括表示生產過程中相應物理對象的數據對象，諸如工作空間、工件和設備。附加到數據對象的語義標記包括與完成任務目標的技能有關的信息。取決于物理對象當前是否可用于任務執行來激活或停用語義標記。設備被控制為執行由語義標記指導的任務，同時依賴于具有基于物理對象的類型、技能的類型和數據對象的配置的推理操作的預期功能。

技術領域

本申請涉及工程自主系統。尤其是，本申請涉及用于在自主系統中實現可重用技能的數據對象。

背景技術

具有最先進的工廠設計的工業化制造是基于相當靜態的、不靈活的裝配線。在全球化和越來越多的全球信息獲取的推動下，消費者對更多定制產品的需求要求使用更便宜、更靈活的機械對生產過程進行快速和高度動態的重新配置。在一組靜態設備之間具有固定的分組工業通信網絡的概念不再適用。設備將與各種描述功能進行通信，描述功能更多地描述了生產的計劃結果，而不是特定致動器和傳感器的具體I/O數據值。

為了處理此類復雜數據，用于編程設備的方法同樣必須改變。如今，機器編程的方式是以機器為中心的。如果機器人要向左移動，則會編寫指令使其向左移動。為了組裝甚至兩個零件，往往需要大量的運動。為了組裝許多零件，組裝指令的數量變大并且難以管理。此外，很難發現并糾正錯誤。在很長的指令序列中，可能很難找到錯過的運動。因此，固定命令的簡單列表是不夠的。標準編程技術沒有考慮自動化設備對工件的影響，并且因此無法說明最終結果。當前，自主設備僅限于處理特定零件，其缺乏組裝多個零件的可擴展性。由于當前的自動化程序是針對具有特定于機器的上下文的零件組裝的，因此該程序不可擴展以允許其它機器參與組裝而無需修改指令。

發明內容

被用于生產過程的自主系統包括至少一個設備，該至少一個設備被配置為根據生產過程的任務來操縱工件。該設備包括：控制器，其具有在其上存儲可執行指令的存儲器；以及處理器，其被配置為執行指令以執行以下步驟。自主系統的世界模型被生成為包括數據對象，其中一個或多個數據對象將生產過程中的相應物理對象表示為仿真中的虛擬表示。相應物理對象的類型可以包括工作空間、工作空間中的一個或多個工件以及設備。語義標記被附加到數據對象，使得語義標記中的每個語義標記都包括與技能相關的信息，該技能被定義為完成任務目標的抽象功能。將第一組語義標記設定為激活狀態，以在物理對象當前可用于任務執行的條件下觸發數據對象的適用技能。根據生產過程的任務，將第二組語義標記設定為數據對象當前不被操縱的停用狀態。該設備被控制為執行由語義標記指導的任務，同時依賴于具有基于物理對象的類型、技能的類型和數據對象的配置的推理操作的預期功能。

附圖說明

當結合附圖閱讀時，根據以下詳細描述可以最優地理解本發明的前述和其它方面。為了說明本發明，在附圖中示出了當前優選的實施例，然而應當理解，本發明不限于所公開的特定手段。附圖中包括以下附圖：

圖1是根據本公開的實施例的機器維護系統的框圖。

圖2是根據本公開的實施例的使用可重用技能的自主系統的框圖。

圖3是根據本公開的實施例的機器人的圖示，其識別高級面向對象語言以指定應用功能。

圖4是示出根據本公開的實施例的應用編程中的抽象的層次圖。

圖5是根據本公開的實施例的機器維護用例的圖示。

圖6是圖5中所示系統的分解圖示，指示包括根據本公開的實施例的機器維護單元的各個對象。

圖7是根據本公開的實施例的使用兩個機器人抓具作為單元來執行任務的對象范圍的圖示。

圖8是根據本公開的實施例的與其相關聯的對象具有嚴格關系的單元的分層表示。

圖9是根據本公開的實施例的使用共享對象的不同配置的多個單元的分層表示。