[發明專利]一種多機器人數據交互系統和多機器人控制方法

在審

• 申請號: 202110946141.2
• 申請日: 2021-08-17
• 公開（公告）號: CN113580139A
• 公開（公告）日: 2021-11-02
• 發明（設計）人: 郝康達;徐連勇;黃繼強;薛龍
• 申請（專利權）人: 天津大學;北京石油化工學院
• 主分類號: B25J9/16
• 分類號: B25J9/16;B25J11/00;B23P23/00
• 代理公司: 北京瑞盛銘杰知識產權代理事務所(普通合伙) 11617
• 代理人: 黃淑娟

本發明公開了一種多機器人數據交互系統和多機器人控制方法，總控服務器采用多背包問題來求解實現多機器人焊接任務均衡分配的優化算法，根據工件類型通過TCP協議向主機PC1和PC2分別下發焊接和打磨任務，并規劃最優無碰撞路徑。然后，焊接機器人配合焊縫跟蹤器和熔池監測攝像頭執行焊接任務。焊接完成后，打磨機器人根據CCD相機獲得的焊縫缺陷信息，將位置坐標通過交換機傳輸給打磨機器人，執行逐點的打磨任務。整個作業過程中，各機器人位置坐標通過交換機實現交互，計算機器人之間的空間距離，并執行避障措施，實現焊接/打磨多機器人協同作業。

技術領域

本申請涉及自動控制技術領域，尤其涉及一種多機器人數據交互系統和多機器人控制方法。

背景技術

箱梁結構件和桁架結構件是通常通過焊接而成，其加工制造是工作量最大的環節。目前，大部分依然采用人工進行制造。人工制造不可避免的面臨著效率低下、質量無法保證、工期不可預測、工人勞動強度大、作業環境惡劣等問題。隨著人力成本的上升，企業在經營中面臨著嚴峻的挑戰。

發明內容

為解決上述技術問題，本說明書實施例是這樣實現的：

本說明書實施例提供的一種多機器人數據交互系統，所述系統包括：

總控服務器、交換機、第一主機、第二主機、第一PLC系統、第二PLC系統、焊接機器人和打磨機器人；

所述第一主機和所述第二主機通過交換機與所述總控服務器通過TCP協議進行數據交互；第一PLC系統與焊接機器人通過Modbus協議進行數據交互，并與第一主機通過TCP協議進行數據交互；第二PLC系統與打磨機器人通過Modbus協議進行數據交互，并與第二主機通過TCP協議進行數據交互。

可選的，所述系統還包括：CCD相機、焊縫跟蹤器和熔池監測攝像頭，所述CCD相機、焊縫跟蹤器和熔池監測攝像頭均與交換機通過TCP協議進行數據交互。

可選的，所述總控服務器規劃最優無碰撞路徑，并通過TCP協議向第一主機下發焊接任務，向第二主機下發打磨任務。

可選的，所述焊接機器人至少為兩個，所述打磨機器人至少為兩個。

可選的，焊接完成后，所述總控服務器根據所述CCD相機獲得的焊縫缺陷信息，并將焊縫缺陷所處位置坐標通過交換機傳輸給打磨機器人，控制所述打磨機器人進行逐點打磨。

可選的，所述總控服務器通過所述交換機獲取各機器人的位置坐標，并根據所述位置坐標計算機器人之間的空間距離。

本說明書實施例提供的一種多機器人控制方法，所述方法包括：

總控服務器通過TCP協議向第一主機和第二主機分別下發焊接任務和打磨任務，并規劃最優無碰撞路徑；

焊接機器人配合焊縫跟蹤器和熔池監測攝像頭執行焊接任務；

焊接完成后，所述總控服務器根據所述CCD相機獲得的焊縫缺陷信息，并將焊縫缺陷所處位置坐標通過交換機傳輸給打磨機器人，控制所述打磨機器人進行逐點打磨。

可選的，將焊點分配問題轉化成多背包問題，采用基于K均值聚類算法解決多背包問題，運用任務量方差最小化方式，讓不同的機器人有最大程度相近的任務量，來實現多機器人焊接任務均衡分配的優化算法。

可選的，所述總控服務器通過所述交換機獲取各機器人的位置坐標，并根據所述位置坐標計算機器人之間的空間距離。

可選的，所述總控服務器為各機器人設置優先級，不同的優先級的機器人在干涉區內相遇時，優先級較高的機器人按原先規劃路徑焊接，優先級較低的機器人把優先級較高的機器人看作障礙物，并在路徑規劃過程中執行避障措施。

本說明書實施例采用的上述至少一個技術方案能夠達到以下有益效果：