[发明专利]一种基于可协作Petri网的可容错柔性小件装配控制方法

说明书

一种基于可协作Petri网的可容错柔性小件装配控制方法，包括如下步骤：①给出Petri网模型一般性数学定义；②将对于每一个子产品的Petri网工作流描述为一个开链、非循环的Petri网工作流；③将不同子产品之间的Petri网工作流进行组合、连接；定义||表示子产品组合，不同的子产品Petri网组合完成不同的装配协作流程控制任务，并完成不同的目标产品任务；④将装配系统原料供给失败、装配执行动作不到位对系统的影响用容错尺度函数F(C)来表征，F(C)包含可协作Petri网的过渡环节在整个过程的某处p出现原料供给失败表示为在p处减少δ(p)>0，控制Δ(m_c)的大小保证装配系统的鲁棒性。本发明工作柔性较好、控制可容错性。

技术领域

本发明涉及自动化制造领域，尤其是涉及面向基于可协作Petri网的可容错柔性小件装配控制方法。

背景技术

面向复杂小件装配与流程控制方法是自动化制造控制工程领域的热点与难点之一。2008年，F.S.Hsieh等人建立面向组件装配的Petri网模型，分析复杂机械构件组装和拆卸过程，使得整个系统运行过程出现原料供给失败时的容错性和鲁棒性得到有效的提高。2010年，J.Huang等人对电子线路插口连接装配过程进行分析，提出了一种电子装置组装方法，使得装配系统可以完成电子电路多条传输线的端口对接。2011年，D.J.Cappelleri等人运用海森模型分析和解决中小尺寸零件装配过程，使得机械手可以完成小钉入孔的装配工作。2012年，A.N.Das等人提出了多尺度装配打包系统模型(MASP)，分析了机器人装配的整个过程，使得机器人可以完成对产品多自由度装配工作。2014年，C.W.Chou等人就LCD装配过程，提出多目标混合遗传算法(MO-HGA)，使得TFT-LCD液晶屏晶体单元的排序装配过程可以同时生产满足不同用户要求的LCD屏幕。2015年，H.P.Chen等人在高斯回归算法(GPR)的基础上提出高斯过程回归贝叶斯优化算法(GPRBOA)，对控制参数进行学习，从而克服了机器人准确数学模型难以获得和已有工业机器人效率低的缺点。M.L.Wang等人运用协作动态控制算法，统一该控制方法的三种模式：独立模式、依赖模式、半依赖模式，控制冗余双臂机器人的运动方式和所需的力的大小，使双臂机器人更好地运用工程装配之中。

通过对上述关键问题的研究概况综述发现，当前国内外尚未有关于可容错柔性小件装配方法方面的研究报道。因此，提出一种基于可协作Petri网的可容错柔性小件装配控制方法是非常有必要的。

发明内容

为了克服已有小件装配控制方法的工作柔性较差、无控制可容错性的不足,本发明提供了一种工作柔性较好、控制可容错性的基于可协作Petri网的可容错柔性小件装配控制方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种基于可协作Petri网的可容错柔性小件装配控制方法，所述方法包括如下步骤：

①给出Petri网模型一般性数学定义，即一个四元素表达式，G＝(P,T,W,m₀)，其中，P表示全部的场地限制元素，T表示产品调度的限制因素，W表示生产场地与产品调度的关系(P×T)∪(T×P)→{0,1}，m₀为整个系统的初始状态信息：P→Z^|P|，Z是一个非负整数；基于上述定义，给出生产流程任务节拍逻辑序列分支与原料组合任务节拍逻辑分支，即所谓的子产品Petri网与原料流Petri网；