哈尔滨工业大学张凯获国家专利权
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龙图腾网获悉哈尔滨工业大学申请的专利一种实现工艺执行的柔性制造工艺机理模型及其构建方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN118520122B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-07-22发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202410595245.7,技术领域涉及:G06F16/36;该发明授权一种实现工艺执行的柔性制造工艺机理模型及其构建方法是由张凯;鲁么祺;涂志莹;关天昊;初佃辉设计研发完成,并于2024-05-14向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种实现工艺执行的柔性制造工艺机理模型及其构建方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种实现工艺执行的柔性制造工艺机理模型及其构建方法,所述模型由柔性制造工艺知识图谱、参数计算器和动作执行器三部分构成,柔性制造工艺知识图谱从结构上可以分为抽象概念层、概念实例层、能力层,从知识的不同视角可抽象出组成视图、机器资源视图、工艺视图、模式视图;动作执行器负责执行推理得到的机器人可执行动作;参数计算器负责根据工艺机理和推理出的具体工艺制造场景下的制造资源计算各种机器人动作所需的参数值。上述三个部分互相协作,相辅相成,使得模型可以根据制造需求控制机器人实现制造工艺的路径智能规划。
本发明授权一种实现工艺执行的柔性制造工艺机理模型及其构建方法在权利要求书中公布了:1.一种实现工艺执行的柔性制造工艺机理模型的构建方法,其特征在于所述模型由柔性制造工艺知识图谱、参数计算器和动作执行器三部分构成,其中: 所述柔性制造工艺知识图谱由三元组构成,头实体、尾实体对应Node,关系对应Relation,其中:Node代表的节点包括的类别有Abstraction、Instance、Capability、Goal、Operation、Action、Parameter;Relation代表节点之间的关系,其包含的关系类别有include、has_instance、has_capability、achieve_goal、operation、installed_on、has_action、has_parameter、after;其中,Operation类型的实体代表生产工艺中的生产工步,Action类型的实体代表机器人的动作,Parameter类型的实体代表生产工艺中与机器人相关的控制参数,include关系代表包含、组成关系,has_instance关系代表抽象概念和该概念实例之间的关系,has_capability关系表示某个柔性制造的概念具有某种能力,installed_on关系表示夹具和机械臂之间的安装关系,has_action关系来表示操作与机器人动作之间的关系,has_parameter关系代表动作与参数之间的联系,after关系表示操作和动作的执行顺序; 所述柔性制造工艺知识图谱从知识图谱的组成结构考虑,包括抽象概念层、概念实例层、能力层,从知识图谱的组成、机器资源、工艺和模式的角度考虑,包括组成视图、机器资源视图、工艺视图和模式视图; 所述参数计算器负责根据从柔性制造工艺知识图谱中推理出来制造资源和工艺机理计算各种机器人动作所需的参数值; 所述动作执行器负责根据从柔性制造工艺知识图谱中推理得到的知识和利用参数计算器计算得到的参数值,对柔性装配工艺知识图谱中Action类型的节点描述的动作做出具体实现,得到机器人可执行动作,控制机器人执行动作; 所述方法包括如下步骤: 步骤S1、构建柔性制造工艺知识图谱的本体: 根据工艺生产设备的组成、工艺、资源、模式的视角对工业知识建模,根据现有本体构建方法,构建柔性制造工艺知识图谱的本体; 步骤S2、基于本体构建柔性制造工艺知识图谱: 基于AIC模型构建柔性制造工艺知识图谱,对本体中提到的概念和关系给出具体实例,并且编写与柔性制造工艺知识图谱相对应的实体类; 步骤S3、利用参数计算器进行控制参数的计算: 定义并配置参数计算器,对推理出的动作所需要的参数做计算,将计算出的一组参数代入动作执行器即获得可执行动作; 步骤S4、利用动作执行器进行机器人动作的执行: 定义并配置动作执行器,对推理出的可执行机器人的动作进行执行; 步骤S5、根据步骤S1至步骤S4,柔性制造工艺知识图谱、参数计算器、动作执行器共同组成了柔性制造工艺机理模型,用户输入制造任务,使用柔性制造工艺机理模型推理工艺执行的运动轨迹,具体步骤如下: 步骤S51、分析用户输入,得到制造任务所需的任务列表,每个任务包括操作对象、工艺名称和使用的机器人; 步骤S52、依次处理任务列表,最终依据工艺视图推理出每个任务执行的操作,在每个操作执行之前,进行制造资源的统计,并且将资源分配给生产参数计算器和生产动作执行器的工厂; 步骤S53、推理出每个完成操作应该执行的动作框架; 步骤S54、推理出每个动作所需的参数; 步骤S55、利用生产参数计算器的工厂生产出能计算每个参数的参数计算器,并且依据生产资源计算出参数值; 步骤S56、利用生产动作执行器的工厂生产出能执行每个动作的动作执行器,依据生产资源确定动作执行器控制的机器人,并且将和动作相关的一组参数键值对输入给该动作执行器,由动作执行器执行动作; 步骤S57、多个操作下的多个动作执行器执行的连续动作形成了完成该工艺的运动规划。
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