[发明专利]一种基于机械臂的单站点给料生产加工系统的工作方法

说明书

技术领域

本发明涉及自动控制领域，尤其是一种单站点传送带给料生产加工站系统的工作方法。

背景技术

随着现代工业的快速的发展，机械臂自动化生产线在工业生产领域的应用日趋广泛，如在电子制造、汽车制造、加工包装、货物分拣等领域。特别是机器视觉技术在生产线上的运用，极大地提高了系统的柔性化、智能化和自动化水平。该类自动化生产线通常配置一个或多个用于拣取或加工的机械臂作为具体执行机构；配置一条或多条传送带用于输送工件和包装盒；配置工业视觉系统用于工件的定位、识别、尺寸测量等不同的操作。

然而随着社会经济的发展，生产加工的特殊化、专业化、随机化对自动化生产线的生产效率、生产多用性、智能性以及灵活性提出了更高的要求。传统的生产线往往适应单一工件流，并且按照固定节拍在固定点加工工件。针对非固定节拍、随机供料、多品种小批量等生产方式的适应性和生产效率不高。

发明内容

本发明是为了克服现有技术存在的不足之处，提供一种基于机械臂的单站点给料生产加工系统的工作方法，以期能够提高针对非固定节拍、随机供料、非固定点加工的单站点机械臂生产线的生产效率，从而为工业生产中的单站点机械臂生产线优化调度提供依据。

本发明为解决技术问题采用如下技术方案：

本发明一种基于机械臂的单站点给料生产加工系统的工作方法，所述单站点给料生产加工系统包括：机械臂、传送带、工业相机、容量为M的缓存库、容量为N的成品库和工件；

所述机械臂位于所述传送带的一侧，在所述机械臂的两侧分别设置有所述缓存库和成品库；所述工业相机处于所述机械臂的上游，且垂直正对所述传送带上的工件，令所述工业相机垂直正对的位置为拍照点P^cam；且所述工业相机能将位于拍照点P^cam下游的工件位置传递给所述机械臂；定义所述机械臂的前视点为P^look，且位于所述前视点P^look下游的工件无法被所述机械臂抓取；

定义缓存库中的空余量为m；m∈[0,M]；定义所述机械臂的抓手的位置为p；当p＝1时，表示所述机械臂的抓手的位置在成品库中；当p＝0时，表示所述机械臂的抓手的位置p在缓存库中；由空余量m和抓手的位置p构成所述加工系统的联合状态S_m,p；定义以所述前视点P^look为起点的一段观测距离为前视距离定义工件经过所述前视距离所花费的时间为前视时间

定义所述机械臂在所述传送带上的工作范围为W^pick，并在所述工作范围W^pick内进行卸载操作，在缓存库上进行服务操作；所述卸载操作是将所述工件从所述传送带上抓取至所述缓存库中；所述服务操作是将所述缓存库中的工件进行加工后放入所述成品库中；定义完成卸载操作的时间为卸载时间定义完成服务操作的时间为服务时间在完成卸载操作后所述机械臂的抓手处于所述缓存库中；在完成服务操作后所述机械臂的抓手处于所述成品库中；其特点是，所述工作方法是按如下步骤进行：

步骤1、所述加工系统开始运行，工件随机到达机械臂工作区间；设定传送带速度、机械臂速度、工件到达率、工件加工率；定义变量i，并初始化i＝1；

步骤2、所述机械臂获取第i次的空余量m_i和抓手位置p_i，根据最优控制策略v^*选择第i次前视距离

步骤3、判断所述第i次的最优前视距离内是否有工件，若有工件，则所述机械臂对处于所述第i次的最优前视距离内最靠近前视点P^look的工件进行卸载操作后，执行步骤4；若没有工件，则所述机械臂对所述缓存库中的工件进行服务操作后，执行步骤5；

步骤4、判断最靠近前视点P^look的工件的第i次卸载时间是否大于所述最靠近前视点P^look的工件的第i次前视时间若大于，则将i+1赋值给i后，返回步骤2执行；否则，经过第i次的卸载延时后，将i+1赋值给i，并返回步骤2执行；

步骤5、判断最靠近前视点P^look的工件的第i次服务时间是否大于所述最靠近前视点P^look的工件的第i次前视时间若大于，则将i+1赋值给i后，返回步骤2执行；否则，经过第i次服务延时后，将i+1赋值给i，并返回步骤2执行。

本发明所述的基于机械臂的单站点给料生产加工系统的工作方法的特点也在于：