CN105235271B - 一种基于最小等候时间的液压机自动生产线机器人调度方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种基于最小等候时间的液压机自动生产线机器人调度方法，包括以下步骤：S1：机器人保持当前位置，并接收请求任务；S2：机器人计算所接收的请求任务数i；S3：计算各个请求任务的等候时间值D(n)；S4：得到最小等候时间值；S5：机器人驶入最小等候时间值D(*)液压机的对应工位；S6：机器人驶入最小等候时间值D(*)中先发出请求任务液压机的对应工位；S7：机器人驶入请求任务液压机的对应工位；S8：机器人执行发泡任务，并在完成发泡任务后，机器人进入下一轮调度；S9：对应液压机执行工件压制任务，完成工件压制任务后，发出请求任务或停止工作。本发明所公开的方法，具有液压机自动生产线的工作效率高、能耗低的优点。

Description

一种基于最小等候时间的液压机自动生产线机器人调度方法
技术领域
本发明涉及液压机自动控制技术领域，尤其涉及一种基于最小等候时间的液压机自动生产线机器人调度方法。
背景技术
随着工业自动化水平的显著发展，生产环境恶劣、劳动强度高的人工操作生产线逐渐被液压机和机器人集成的自动化生产线所取代。自动化生产线一般是多台液压机配置一台机器人，机器人的调度成为技术改造中的重点问题。以往的解决办法是采取先请求先服务的方式，只判断请求信号的先后顺序，不考虑不同请求任务的等候时间，超成大量液压机长时间排队等待，导致整体生产线产出少、效率低、能耗大。
因此，提供一种能提高工作效率的液压机自动生产线机器人调度方法是本领域技术人员亟需解决的技术问题。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种基于最小等候时间的液压机自动生产线机器人调度方法。
本发明提出的一种基于最小等候时间的液压机自动生产线机器人调度方法，包括以下步骤：
S1：机器人保持当前位置，并接收液压机发出的请求任务；
S2：机器人统计预设时间期间t内所接收到液压机发出的请求任务，并计算所接收的请求任务数i，若i＝0，则转入步骤S1；若i＝1，则转入步骤S7；若i≥2，则转入步骤S3；
S3：计算各个请求任务的等候时间值D(n)，其中，n≥2；
S4：根据评价函数，得到最小等候时间值D(*)，若最小等候时间值D(*)的数量为1，则转入步骤S5，若最小等候时间值D(*)的数量大于1，则转入步骤S6；
S5：机器人驶入最小等候时间值D(*)液压机的对应工位，转入步骤S8；
S6：机器人驶入最小等候时间值D(*)中先发出请求任务液压机的对应工位，转入步骤S8；
S7：机器人驶入请求任务液压机的对应工位，转入步骤S8；
S8：机器人执行发泡任务，并在完成发泡任务后，机器人进入下一轮调度，转入步骤S1；
S9：机器人完成发泡任务后，对应液压机执行工件压制任务，完成工件压制任务后，发出请求任务或停止工作。
优选地，在步骤S3中，等候时间值D(n)的计算公式为D(n)＝Tr(n)+Tf(n)+Tb(n)，其中，Tr(n)为机器人从当前位置驶向n号液压机对应工位所需的时间；Tf(n)为机器人对n号液压机完成发泡任务所需的时间；Tb(n)为n号液压机完成工件压制任务所需的时间。
优选地，在步骤S4中，评价函数为D(*)＝Min[D(1),D(2),…D(n)]。
优选地，机器人，液压机与总控室之间采用PROFINET总线通讯方式进行信息传递。
优选地，在步骤S2中，请求任务数i为多台液压机发出的请求任务数的总和。
优选地，每两台液压机形成一个液压机组，上述两台液压机相对分布并共用同一个工位。
本发明中提供的一种基于最小等候时间的液压机自动生产线机器人调度方法，可以根据液压机自动生产线的生产实际情况，设定预设时间期间t的值，机器人开启工作状态后，达到预设时间期间t时，统计所接收到的液压机发出的请求任务数i，若i为0，说明暂时没有需要执行的任务，当i为1时，机器人运动至该请求任务对应液压机处执行任务即可；当i≥2，说明有多个待执行的任务，这类情形下，机器人将计算不同请求任务的等候时间，选择等候时间最小的任务进行执行，若出现等候时间最小值为多个的情况，则会选择最先收到的请求任务进行执行；通过上述设计，机器人可以对等候时间较短的请求任务先进行处理，有利于降低各液压机相加的等候时间总和，同时，由于等候时间包括行驶时间，在任务执行时间相同的情况下，可以降低机器人的总体消耗行驶时间，提高液压机自动生产线的工作效率；同时，在上述设计过程中，通过对机器人和液压机之间的通讯信息内容进行合理的选择，保障了整个调度过程的顺利进行。
综上所述，本发明所提供的基于最小等候时间的液压机自动生产线机器人调度方法，具有液压机自动生产线的工作效率高、能耗低的优点。
附图说明
图1是本发明的液压机自动线结构示意图；
图2是本发明的液压机自动线的控制结构示意图；
图3为本发明提出的一种基于最小等候时间的液压机自动生产线机器人调度方法的流程示意图。
具体实施方式
如图1-3所示，图1是本发明的液压机自动线结构示意图；图2是本发明的液压机自动线的控制结构示意图；图3为本发明提出的一种基于最小等候时间的液压机自动生产线机器人调度方法的流程示意图。
参见图1，本实施例提供的基于最小等候时间的液压机自动生产线机器人调度方法是用于如图1所示结构的液压机自动生产线上，即，液压机自动生产线包含多台液压机，且成对称分布，每两台液压机共用一个工位，每台液压机安装有不同模具，有不同的工件压制任务；机器人安装在可移动平台上，通过伺服电机驱动移动平台，可以沿着轨道移动到不同工位上；发泡机固定不动，通过管路与机器人相连，当机器人移动到某个工位上时，由机器人对液压机内的模具完成发泡任务；整条生产线由总控室进行调度控制和实时监控。液压机发出请求指令后等待总控室调度机器人到对应的工位，执行发泡任务。
参见图2，本实施例提供的基于最小等候时间的液压机自动生产线机器人调度方法是通过如图2所示控制结构实现的，即，工控机负责液压机自动生产线调度，在显示屏上实时显示每台设备的工作状态和请求信号；各台液压机均通过西门子S7-300PLC单独控制，机器人通过西门子Simotion D运动控制器控制，发泡机通过西门子S7-300PLC控制，所有控制器，工控机与交换机通过PROFINET交换信号。
参见图3，本实施例提供的基于最小等候时间的液压机自动生产线机器人调度方法是通过如图3所示方法流程图实现的，在多台液压机发出请求机器人执行发泡任务信号时，实时计算每台液压机请求任务的最小等候时间，有效调度机器人去完成发泡任务，包括如下步骤：
S1：机器人保持当前位置，并接收液压机发出的请求任务；
S2：机器人统计预设时间期间t内所接收到液压机发出的请求任务，并计算所接收的请求任务数i，若i＝0，则转入步骤S1；若i＝1，则转入步骤S7；若i≥2，则转入步骤S3；
S3：计算各个请求任务的等候时间值D(n)，其中，n≥2；
S4：根据评价函数，得到最小等候时间值D(*)，若最小等候时间值D(*)的数量为1，则转入步骤S5，若最小等候时间值D(*)的数量大于1，则转入步骤S6；
S5：机器人驶入最小等候时间值D(*)液压机的对应工位，转入步骤S8；
S6：机器人驶入最小等候时间值D(*)中先发出请求任务液压机的对应工位，转入步骤S8；
S7：机器人驶入请求任务液压机的对应工位，转入步骤S8；
S8：机器人执行发泡任务，并在完成发泡任务后，机器人进入下一轮调度，转入步骤S1；
S9：机器人完成发泡任务后，对应液压机执行工件压制任务，完成工件压制任务后，发出请求任务或停止工作。
在步骤S3中，等候时间值D(n)的计算公式为D(n)＝Tr(n)+Tf(n)+Tb(n)，其中，Tr(n)为机器人从当前位置驶向n号液压机对应工位所需的时间；Tf(n)为机器人对n号液压机完成发泡任务所需的时间；Tb(n)为n号液压机完成工件压制任务所需的时间。
在步骤S4中，评价函数为D(*)＝Min[D(1),D(2),…D(n)]。
在上述实施例中，总控室内的工控机对所有液压机的请求任务进行综合评价和比较，找出最小等候时间任务对应的液压机，驱动机器人驶入相应的工位，完成发泡任务，对应液压机自动完成工件压制任务，整个生产线自动循环工作，其中，机器人，液压机与总控室之间采用PROFINET总线通讯方式进行信息传递。
因此，可以根据液压机自动生产线的生产实际情况，设定预设时间期间t的值，机器人开启工作状态后，达到预设时间期间t时，统计所接收到的液压机发出的请求任务数i，若i为0，说明暂时没有需要执行的任务，当i为1时，机器人运动至该请求任务对应液压机处执行任务即可；当i≥2，说明有多个待执行的任务，这类情形下，机器人将计算不同请求任务的等候时间，选择等候时间最小的任务进行执行，若出现等候时间最小值为多个的情况，则会选择最先收到的请求任务进行执行；通过上述设计，机器人可以对等候时间较短的请求任务先进行处理，有利于降低各液压机相加的等候时间总和，同时，由于等候时间包括行驶时间，在任务执行时间相同的情况下，可以降低机器人的总体消耗行驶时间，提高液压机自动生产线的工作效率；同时，在上述设计过程中，通过对机器人和液压机之间的通讯信息内容进行合理的选择，保障了整个调度过程的顺利进行。
综上所述，上述实施例所公开的基于最小等候时间的液压机自动生产线机器人调度方法，具有液压机自动生产线上工作效率高、能耗低的优点。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种基于最小等候时间的液压机自动生产线机器人调度方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：机器人保持当前位置，并接收液压机发出的请求任务；
S2：机器人统计预设时间期间t内所接收到液压机发出的请求任务，并计算所接收的请求任务数i，若i＝0，则转入步骤S1；若i＝1，则转入步骤S7；若i≥2，则转入步骤S3；
S3：计算各个请求任务的等候时间值D(n)，其中，n≥2；
S4：根据评价函数，得到最小等候时间值D(*)，若最小等候时间值D(*)的数量为1，则转入步骤S5，若最小等候时间值D(*)的数量大于1，则转入步骤S6；
S5：机器人驶入最小等候时间值D(*)液压机的对应工位，转入步骤S8；
S6：机器人驶入最小等候时间值D(*)中先发出请求任务液压机的对应工位，转入步骤S8；
S7：机器人驶入请求任务液压机的对应工位，转入步骤S8；
S8：机器人执行发泡任务，并在完成发泡任务后，机器人进入下一轮调度，转入步骤S1；
S9：机器人完成发泡任务后，对应液压机执行工件压制任务，完成工件压制任务后，发出请求任务或停止工作。
2.根据权利要求1所述的基于最小等候时间的液压机自动生产线机器人调度方法，其特征在于，在步骤S3中，等候时间值D(n)的计算公式为D(n)＝Tr(n)+Tf(n)+Tb(n)，其中，Tr(n)为机器人从当前位置驶向n号液压机对应工位所需的时间；Tf(n)为机器人对n号液压机完成发泡任务所需的时间；Tb(n)为n号液压机完成工件压制任务所需的时间。
3.根据权利要求1所述的基于最小等候时间的液压机自动生产线机器人调度方法，其特征在于，在步骤S4中，评价函数为D(*)＝Min[D(1),D(2),…D(n)]。
4.根据权利要求1所述的基于最小等候时间的液压机自动生产线机器人调度方法，其特征在于，机器人，液压机与总控室之间采用PROFINET总线通讯方式进行信息传递。
5.根据权利要求1-4任一项所述的基于最小等候时间的液压机自动生产线机器人调度方法，其特征在于，在步骤S2中，请求任务数i为多台液压机发出的请求任务数的总和。
6.根据权利要求5所述的基于最小等候时间的液压机自动生产线机器人调度方法，其特征在于，每两台液压机形成一个液压机组，上述两台液压机相对分布并共用同一个工位。
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