一种工业机器人工艺云系统及其工作方法

专利一种工业机器人工艺云系统及其工作方法01专利背景附图说明发明内容技术领域目录03020405权利要求荣誉表彰实施方式目录0706基本信息《一种工业机器人工艺云系统及其工作方法》是安徽埃夫特智能装备有限公司于2015年10月12日申请的专利，该专利的公布号为CNA，授权公布日为2016年1月6日，发明人是游玮、许礼进。《一种工业机器人工艺云系统及其工作方法》涉及一种工业机器人工艺云系统及其工作方法，包括集成有人机交互层HMI、运动规划控制层Montion和伺服回路控制层Servo的工业机器人控制系统，还包括云端服务器，云端服务器包括工艺专家系统。人机交互层HMI、运动规划控制层Montion借助于网络，实现与云端服务器的数据交互，人机交互层HMI输入作业信息后，传递给云端服务器，形成具体的机器人作业程序，并借助网络下载到工业机器人控制系统内。该发明实现了对各种工业机器人作业类型的工艺经验进行云端处理，形成工艺专家系统，利用网络进行数据交互和工艺专家系统的实时进化学习，方便用户实时调用最接近于真实需求的机器人工艺程序，提高了换产效率。2020年7月14日，《一种工业机器人工艺云系统及其工作方法》获得第二十一届中国专利奖优秀奖。（概述图为《一种工业机器人工艺云系统及其工作方法》摘要附图）专利背景专利背景随着工业机器人技术的不断革新与发展，逐步取代了人工操作，提高了生产效率和产品一致性。但是，传统的工业机器人在产品更换规格时，换产编程效率极低，且严重依赖于机器人使用方机器人操作工或维护工程师和工艺工程师的经验，后期机器人运维人员的成本投入较高；传统的工业机器人所使用的工艺软件包都是存储在机器人自身的控制器上的，占用的是工业机器人自身本地控制器的硬件资源，但是由于存在硬件瓶颈，机器人本地硬件资源无法完成大规模工艺数据采集、挖掘、工艺指令的计算、推理和工艺知识库的存储，工艺支持智能化和完整性较差，同时机器人相关工艺软件包需要定期更新，是静态的，无法做到实时更新，无法使用户使用最新、最优的工艺支持，时效性和客户体验较差；同时2015年前工业机器人软件架构复杂，无法做到标准化；硬件资源占用较大，成本较高。

发明内容专利目的有益效果技术方案发明内容专利目的《一种工业机器人工艺云系统及其工作方法》提出一种工业机器人工艺云系统及其工作方法，以解决2015年10月之前的技术中所存在的不足。

技术方案一种工业机器人工艺云系统，包括集成有人机交互层HMI、运动规划控制层Montion和伺服回路控制层Servo的工业机器人控制系统。还包括云端服务器，所述云端服务器包括工艺专家系统。《一种工业机器人工艺云系统及其工作方法》将原本传统的工业机器人所使用的工艺软件包相关功能以存储和运行于云端服务器的工艺专家系统进行实现，不占用工业机器人本地控制系统的硬件资源，软件架构简单，成本较低，依托于云端服务器强大的硬件资源，实现了智能型和动态的专家系统的搭建。所述人机交互层HMI、运动规划控制层Montion借助于网络，通过特定的数据交互通讯协议实现与云端服务器的数据交互，所述人机交互层HMI输入作业信息后，传递给云端服务器，经过云端服务器在工艺专家系统内搜索现成的模板程序或者进行相似比对和推理计算后，形成具体的机器人作业程序，并借助网络下载到工业机器人控制系统内。所述工业机器人控制系统内集成有用于感应工业机器人实时数据的机器人感应传感器层Sensor，机器人感应传感器层Sensor包含电机编码器和电流传感器，将工业机器人对工件进行批量作业时的最终的运行数据传递给云端服务器，最终的运行数据也含底层伺服控制层Servo数据，通过对与原始下载作业程序的对比和学习，云端服务器完成对工艺专家系统的优化、学习和进化。有益效果《一种工业机器人工艺云系统及其工作方法》的有益效果是：该发明采用了云存储，云计算，大数据挖掘和深度学习，实现了对各种工业机器人作业类型的工艺经验进行云端处理，利用高速移动通信网络或以太网进行数据交互和实时进化学习，从而方便用户的实时调用最接近于真实需求的程序，极大的提高了换产效率，分享了大量有用的工业机器人工艺经验，解决了传统的工业机器人依赖、受制于最终用户自身的机器人运维人员和工艺人员的经验的问题，有效的降低了工业机器人使用技术门槛和运维成本；该发明利用高速网络实时采集工业机器人运行数据，利用数据挖掘和云计算完成对工艺专家系统的在线学习和进化，从而能保证用户始终得到最新、最优的工艺支持，避免了传统工业机器人静态工艺包带来的时效性差、更新困难、智能化程度低等问题；该发明利用云端硬件资源完成工艺知识存储、计算，减少对工业机器人本地控制器的硬件占用，软件架构简单，成本较低，易于标准化。

附图说明附图说明图1为《一种工业机器人工艺云系统及其工作方法》的原理示意图；图2为《一种工业机器人工艺云系统及其工作方法》的第一种实施例的工作流程图；图3为《一种工业机器人工艺云系统及其工作方法》的第二种实施例的工作流程图。

技术领域技术领域《一种工业机器人工艺云系统及其工作方法》涉及工业机器人控制和工艺作业技术领域，具体的说是一种工业机器人工艺云系统及其工作方法。

权利要求权利要求1.一种工业机器人工艺云系统，包括集成有人机交互层HMI、运动规划控制层Montion和伺服回路控制层Servo的工业机器人控制系统，其特征在于：还包括云端服务器，所述云端服务器包括工艺专家系统；所述人机交互层HMI、运动规划控制层Montion借助于网络，通过特定的数据交互通讯协议实现与云端服务器的数据交互，所述人机交互层HMI输入作业信息后，传递给云端服务器，经过云端服务器在工艺专家系统内搜索现成的模板程序或者进行相似比对和推理计算后，形成具体的机器人作业程序，并借助网络下载到工业机器人控制系统内；所述工业机器人控制系统内集成有用于感应工业机器人实时数据的机器人感应传感器层Sensor，将工业机器人对工件进行批量作业时的最终的运行数据传递给云端服务器，通过对与原始下载作业程序的对比和学习，云端服务器完成对工艺专家系统的优化、学习和进化。2.根据权利要求1所述的一种工业机器人工艺云系统，其特征在于：所述工艺专家系统包括焊接子云、喷涂子云、切割子云、码垛子云、装配子云、涂胶子云和打磨、抛光、去毛刺子云,后期根据作业类型的增多可以不断增加子云数量。3.根据权利要求1所述的一种工业机器人工艺云系统，其特征在于：所述的网络为3G、4G、5G等移动通信网络或以WIFI、物理连接形式存在的以太网。4.实施方式实施案例操作内容实施方式操作内容如图1所示，一种工业机器人工艺云系统，包括集成有人机交互层HMI、运动规划控制层Montion和伺服回路控制层Servo的工业机器人控制系统，还包括云端服务器，所述云端服务器包括工艺专家系统。《一种工业机器人工艺云系统及其工作方法》将原本传统的工业机器人所使用的工艺软件包相关功能以存储和运行于云端服务器的工艺专家系统进行实现，不占用工业机器人本地控制系统的硬件资源，软件架构简单，成本较低，依托于云端服务器强大的硬件资源，实现了智能型和动态的专家系统的搭建。所述人机交互层HMI、运动规划控制层Montion借助于网络，通过特定的数据交互通讯协议实现与云端服务器的数据交互，所述人机交互层HMI输入作业信息后，传递给云端服务器，经过云端服务器在工艺专家系统内搜索现成的模板程序或者进行相似比对和推理计算后，形成具体的机器人作业程序，并借助网络下载到工业机器人控制系统内。所述工业机器人控制系统内集成有用于感应工业机器人实时数据的机器人感应传感器层Sensor，机器人感应传感器层Sensor包含电机编码器和电流传感器，将工业机器人对工件进行批量作业时的最终的运行数据传递给云端服务器，最终的运行数据也含底层伺服控制层Servo数据，通过对与原始下载作业程序的对比和学习，云端服务器完成对工艺专家系统的优化、学习和进化。工艺专家系统具有实时的不断学习和完善功能，实时更新，让用户始终得到最新的工艺支持，时效性强，同时，云端服务器的硬件资源也不会像本地硬件资源一样存在瓶颈。实施案例实施例一如图2所示，一种工业机器人工艺云系统的工作方法，包括下列步骤：第一步：通过计算机辅助设计直接获取成品样件的三维数模，或者通过三维扫描获取成品样件的三维数模，在获取成品样件的三维数模后，采用手工输入的方式或者采用设备仪器自动检测工件属性，即获取毛坯样件的相关信息，并通过工业机器人的人机交互层HMI输入加工参数，加工参数包括材质及工件加工工艺要求，采用设备仪器自动检测工件属性的方式可为读条码检测的