一種機器人搬運生產(chǎn)線的調(diào)度優(yōu)化方法及實驗平臺設(shè)計.pdf

1、機器人自動化生產(chǎn)線作為數(shù)字化車間和智能工廠的主體設(shè)備，在智能制造中起到至關(guān)重要的作用。機器人搬運生產(chǎn)線是其中一種典型類型，并廣泛應(yīng)用于貨物搬運、包裹分類、零件提取等方面。因此研究機器人搬運生產(chǎn)線的調(diào)度優(yōu)化問題，以實現(xiàn)長期運行情況下系統(tǒng)綜合代價最低，對于實際生產(chǎn)加工有著重要意義。
　　機器人搬運生產(chǎn)線配置有用于撿取或放置的多自由度機器人作為具體執(zhí)行機構(gòu);配置一條或多條傳送帶用于輸送工件;配置工業(yè)視覺系統(tǒng)用于工件的定位、識別、尺寸測量

2、等。傳送帶上輸送的工件按一定到達率隨機到達機器人的撿取范圍，機器人根據(jù)工件位置分布和機器人抓手空余量，按照一定調(diào)度策略決策應(yīng)采取等待、撿取或放置操作。因此系統(tǒng)的優(yōu)化目標(biāo)是找到一個最優(yōu)調(diào)度策略，使得系統(tǒng)長期運行情況下綜合代價最低。本文以傳送帶走過一個工件長度所需的時間作為系統(tǒng)節(jié)拍，以機器人抓手空余量和工件分布信息作為狀態(tài)，首先建立了機器人搬運生產(chǎn)線的離散馬爾可夫決策過程模型，并分別采用理論優(yōu)化和仿真優(yōu)化的方法，即策略迭代算法和基于模擬退火

3、的Q學(xué)習(xí)算法對該離散馬爾可夫決策過程模型求解。然后對該模型和方法進行了分析和討論，并根據(jù)仿真結(jié)果得到了系統(tǒng)運行最優(yōu)參數(shù)。
　　為了能夠?qū)嶋H生產(chǎn)加工中的機器人生產(chǎn)線進行更好的實驗研究和模擬，本文還設(shè)計了一種機器人自動化生產(chǎn)線實驗平臺，該實驗平臺包括機器人系統(tǒng)、傳送帶輸送系統(tǒng)、視覺系統(tǒng)、氣路系統(tǒng)、人機交互集中控制系統(tǒng)以及智能環(huán)境支持系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)工件信息的獲取、工件的自動撿取和放置、載件盒在傳送帶上的循環(huán)輸送。為實驗室對機器人生產(chǎn)線