[發(fā)明專利]一種基于機(jī)械臂的單站點(diǎn)給料生產(chǎn)加工系統(tǒng)的工作方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610128381.0
• 申請(qǐng)日: 2016-03-07
• 公開（公告）號(hào): CN105643625B
• 公開（公告）日: 2017-08-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 唐昊;張樹林;吳攀飛;劉心報(bào);譚琦;戴飛;宋聰穎
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 合肥工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): B25J9/16
• 分類號(hào): B25J9/16
• 代理公司: 安徽省合肥新安專利代理有限責(zé)任公司34101
• 代理人: 陸麗莉,何梅生

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及自動(dòng)控制領(lǐng)域，尤其是一種單站點(diǎn)傳送帶給料生產(chǎn)加工站系統(tǒng)的工作方法。

背景技術(shù)

隨著現(xiàn)代工業(yè)的快速的發(fā)展，機(jī)械臂自動(dòng)化生產(chǎn)線在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的應(yīng)用日趨廣泛，如在電子制造、汽車制造、加工包裝、貨物分揀等領(lǐng)域。特別是機(jī)器視覺技術(shù)在生產(chǎn)線上的運(yùn)用，極大地提高了系統(tǒng)的柔性化、智能化和自動(dòng)化水平。該類自動(dòng)化生產(chǎn)線通常配置一個(gè)或多個(gè)用于揀取或加工的機(jī)械臂作為具體執(zhí)行機(jī)構(gòu)；配置一條或多條傳送帶用于輸送工件和包裝盒；配置工業(yè)視覺系統(tǒng)用于工件的定位、識(shí)別、尺寸測(cè)量等不同的操作。

然而隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，生產(chǎn)加工的特殊化、專業(yè)化、隨機(jī)化對(duì)自動(dòng)化生產(chǎn)線的生產(chǎn)效率、生產(chǎn)多用性、智能性以及靈活性提出了更高的要求。傳統(tǒng)的生產(chǎn)線往往適應(yīng)單一工件流，并且按照固定節(jié)拍在固定點(diǎn)加工工件。針對(duì)非固定節(jié)拍、隨機(jī)供料、多品種小批量等生產(chǎn)方式的適應(yīng)性和生產(chǎn)效率不高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足之處，提供一種基于機(jī)械臂的單站點(diǎn)給料生產(chǎn)加工系統(tǒng)的工作方法，以期能夠提高針對(duì)非固定節(jié)拍、隨機(jī)供料、非固定點(diǎn)加工的單站點(diǎn)機(jī)械臂生產(chǎn)線的生產(chǎn)效率，從而為工業(yè)生產(chǎn)中的單站點(diǎn)機(jī)械臂生產(chǎn)線優(yōu)化調(diào)度提供依據(jù)。

本發(fā)明為解決技術(shù)問題采用如下技術(shù)方案：

本發(fā)明一種基于機(jī)械臂的單站點(diǎn)給料生產(chǎn)加工系統(tǒng)的工作方法，所述單站點(diǎn)給料生產(chǎn)加工系統(tǒng)包括：機(jī)械臂、傳送帶、工業(yè)相機(jī)、容量為M的緩存庫、容量為N的成品庫和工件；

所述機(jī)械臂位于所述傳送帶的一側(cè)，在所述機(jī)械臂的兩側(cè)分別設(shè)置有所述緩存庫和成品庫；所述工業(yè)相機(jī)處于所述機(jī)械臂的上游，且垂直正對(duì)所述傳送帶上的工件，令所述工業(yè)相機(jī)垂直正對(duì)的位置為拍照點(diǎn)P^cam；且所述工業(yè)相機(jī)能將位于拍照點(diǎn)P^cam下游的工件位置傳遞給所述機(jī)械臂；定義所述機(jī)械臂的前視點(diǎn)為P^look，且位于所述前視點(diǎn)P^look下游的工件無法被所述機(jī)械臂抓取；

定義緩存庫中的空余量為m；m∈[0,M]；定義所述機(jī)械臂的抓手的位置為p；當(dāng)p＝1時(shí)，表示所述機(jī)械臂的抓手的位置在成品庫中；當(dāng)p＝0時(shí)，表示所述機(jī)械臂的抓手的位置p在緩存庫中；由空余量m和抓手的位置p構(gòu)成所述加工系統(tǒng)的聯(lián)合狀態(tài)S_m,p；定義以所述前視點(diǎn)P^look為起點(diǎn)的一段觀測(cè)距離為前視距離定義工件經(jīng)過所述前視距離所花費(fèi)的時(shí)間為前視時(shí)間

定義所述機(jī)械臂在所述傳送帶上的工作范圍為W^pick，并在所述工作范圍W^pick內(nèi)進(jìn)行卸載操作，在緩存庫上進(jìn)行服務(wù)操作；所述卸載操作是將所述工件從所述傳送帶上抓取至所述緩存庫中；所述服務(wù)操作是將所述緩存庫中的工件進(jìn)行加工后放入所述成品庫中；定義完成卸載操作的時(shí)間為卸載時(shí)間定義完成服務(wù)操作的時(shí)間為服務(wù)時(shí)間在完成卸載操作后所述機(jī)械臂的抓手處于所述緩存庫中；在完成服務(wù)操作后所述機(jī)械臂的抓手處于所述成品庫中；其特點(diǎn)是，所述工作方法是按如下步驟進(jìn)行：

步驟1、所述加工系統(tǒng)開始運(yùn)行，工件隨機(jī)到達(dá)機(jī)械臂工作區(qū)間；設(shè)定傳送帶速度、機(jī)械臂速度、工件到達(dá)率、工件加工率；定義變量i，并初始化i＝1；

步驟2、所述機(jī)械臂獲取第i次的空余量m_i和抓手位置p_i，根據(jù)最優(yōu)控制策略v^*選擇第i次前視距離

步驟3、判斷所述第i次的最優(yōu)前視距離內(nèi)是否有工件，若有工件，則所述機(jī)械臂對(duì)處于所述第i次的最優(yōu)前視距離內(nèi)最靠近前視點(diǎn)P^look的工件進(jìn)行卸載操作后，執(zhí)行步驟4；若沒有工件，則所述機(jī)械臂對(duì)所述緩存庫中的工件進(jìn)行服務(wù)操作后，執(zhí)行步驟5；

步驟4、判斷最靠近前視點(diǎn)P^look的工件的第i次卸載時(shí)間是否大于所述最靠近前視點(diǎn)P^look的工件的第i次前視時(shí)間若大于，則將i+1賦值給i后，返回步驟2執(zhí)行；否則，經(jīng)過第i次的卸載延時(shí)后，將i+1賦值給i，并返回步驟2執(zhí)行；

步驟5、判斷最靠近前視點(diǎn)P^look的工件的第i次服務(wù)時(shí)間是否大于所述最靠近前視點(diǎn)P^look的工件的第i次前視時(shí)間若大于，則將i+1賦值給i后，返回步驟2執(zhí)行；否則，經(jīng)過第i次服務(wù)延時(shí)后，將i+1賦值給i，并返回步驟2執(zhí)行。

本發(fā)明所述的基于機(jī)械臂的單站點(diǎn)給料生產(chǎn)加工系統(tǒng)的工作方法的特點(diǎn)也在于：