[发明专利]一种多工序加工单元移动机器人的调度优化方法

说明书

本发明涉及一种多工序加工单元移动机器人的调度优化方法，对多个机器人在多工序加工单元中进行最优任务分配，包括以下步骤：步骤1：以最小化调度时间为目标，建立多移动机器人调度优化模型；步骤2：基于约束矩阵与局部搜索方法设计优化算法；步骤3：采用步骤2中的优化算法对步骤1中的调度优化模型进行求解，获得最小化调度时间的机器人调度方案；步骤4：采用步骤3获得的机器人调度方案对机器人服务范围分配方案进行调整。与现有技术相比，本发明同时考虑不同工序的加工时间约束、设备数量约束以及上下料点与不同设备间物理位置的差异约束，有利于提高多工序加工单元效率，节约时间成本，更适用于采用单轨多机器人调度的多工序加工单元。

技术领域

本发明涉及一种机器人调度方法，尤其是涉及一种多工序加工单元移动机器 人的调度优化方法。

背景技术

在多工序加工单元中，实现物流搬运的方式多种多样，其中移动机器人以其高 自动化、高柔性等优点而得到广泛应用。目前，国内外学者对机器人调度问题做了 许多研究。

先进的调度算法是解决机器人调度问题的关键。而对于采用单轨多机器人调 度的多工序加工单元，由于不同工序的加工时间、设备数量以及上下料点与不同设 备间物理位置的差异，使得各设备间加工任务的合理配置存在较大意义。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种多工序加工 单元移动机器人的调度优化方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种多工序加工单元移动机器人的调度优化方法，对多个机器人在多工序加工单元中进行最优任务分配，该方法包括以下步骤：

步骤1：以最小化调度时间为目标，建立多移动机器人调度优化模型；

步骤2：基于约束矩阵与局部搜索方法设计优化算法；

步骤3：采用步骤2中的优化算法对步骤1中的调度优化模型进行求解，获得 最小化调度时间的机器人调度方案；

步骤4：采用步骤3获得的机器人调度方案对机器人服务范围分配方案进行调 整。

具体地，所述的步骤1包括以下步骤：

步骤1.1：确定约束条件，所述的约束条件包括：

表示单元内设备可并行处理多个工件；

表示设备需在机器人完成上料任务后开始充放电；

表示机器人单次只能抓取一个工件；

表示在机器人起始位置为其服务范围的首个设备位置；

表示机器人需在设备加工完成后开始执行取料任务；

T_ekas-T_bkas＝δ_kasT_ks,表示搬运任务结束时间为开始搬运工件的时间 加上搬运时间；

T_eaM＝T_baM+T_aj,表示工件完工时间等于开始时间加上加工时间。

其中，M_i表示编号为i的设备，设备从右向左依次编号，i＝{1,2,...,N_M}，N_M表 示加工设备总数，M₀为上料区，为下料区；

A表示单元内设备最大可处理工件数；

R_k表示机器人编号，机器人从右向左依次编号，k＝{1,2,...,N_R}；