[发明专利]一种多机多工序时空协同规划方法和系统

权利要求书

1.一种多机多工序时空协同规划方法，其特征在于，包括：

根据规划要素，生成站位独立运行甘特图；其中，规划要素包括：被加工零件所属站位、加工特征与公差、加工顺序、加工装备和加工时间；

对所述站位独立运行甘特图中存在时间冲突站位的可移动机器人进行重规划，得到无时间冲突站位运行甘特图；其中，时间冲突站位是指：同一时段，一个可移动机器人出现在多个站位工作；

将转移时间添加至所述无时间冲突站位运行甘特图中，得到携带转移时间的无时间冲突站位运行甘特图；其中，转移时间是指：在多机加工过程中，可移动机器人从一个站位转向另一站位时的时间t；其中，t＝t₁+t₂，t₁表示原先站位上的可移动机器人转移出来的时间，t₂表示新的可移动机器人重新进入该站位并重新进行定位找正的时间；

将各台可移动机器人的作业时序添加至所述携带转移时间的无时间冲突站位运行甘特图中，得到多机多工序时空协同规划图；

根据所述多机多工序时空协同规划图，形成各台可移动机器人的加工程序运行时间，并形成加工程序，推送至各台可移动机器人，以实现多机多工序时间协同的规划；

其中：

根据规划要素，生成站位独立运行甘特图，包括：

遍历所有的加工零件，查找隶属的加工矩阵S(i，j)，当该零件在第i站位时，查看j的值，并将其加工时间计入对应第j台可移动机器人的加工时间块，最终形成第i站位上第j台可移动机器人的总加工时间；当所有加工零件都遍历结束后，按照“优先加工公差要求低”加工面的原则，即按照a(k)＝[2,4,1,3]，k＝1,2,3,4的顺寻，顺次排列第i站位上所有加工机器人的加工时间T(i，*)，形成各个站位独立运行甘特图；

对所述站位独立运行甘特图中存在时间冲突站位的可移动机器人进行重规划的具体规划方法为：

首先，形成具有排序功能的加工优先矩阵V(m,a(k))，其中m＝1,2,…,6，代表遍历的顺序，a(k)＝[2,4,1,3]，代表所使用的可移动机器人编号，V(m,a(k))的值代表第a(k)个可移动机器人在第m个顺序上加工的站位值；每个站位的可移动机器人按照“优先加工公差要求低”的顺序排列；

其次，站位搜索顺序按照m＝1,2,…,6，在每次搜索m上，第a(k)台机器人的作业时长为T(m,a(k))，作业起始时间为Ts(m,a(k))；

搜索排序的条件包括：(1)机器人作业启动时间较早的排在前面，即流程图中的判断条件Ts(m,a(k))Ts(m-1,a(k))；(2)若启动时间相同则作业时间较短的排在前面，即流程图中的判断条件当Ts(m,a(k))＝Ts(m-1,a(k))时，再次判断两个站位的作业时长T(m,a(k))和T(m-1,a(k))的大小，并将作业时长较短的排到前面；

最后，V(m,a(k))的值将按照优先加工顺序进行排列；

转移时间的具体添加方法如下：

按照站位i从小到大的顺序开始，按照机器人出场次序a(k)＝[2,4,1,3]，当第i站位上机器人a(k)工作起始时间Ts(i,a(k))＞0，则说明该机器人并非在该站位第一个作业机器人或者在其它站位上进行过作业，则该机器人的工作起始时间前增加一个转移时间b*Ttrans；其中，Ttrans是单台机器人的转移时间，系数b则是该站位后续机器人需要增加的时间系数；

将各台可移动机器人的作业时序添加至所述携带转移时间的无时间冲突站位运行甘特图的具体策略如下：

首先遍历各个站位中整体加工时间最长的站位，若其它站位的机器人的转移时间和该站位有重叠，则向后调整其它站位的转移时间，若多个站位均和该站位存在转移时间重叠，则优先调整整个加工时间次长的站位，最后调整整个加工时间最短的站位，直至所有站位的均被遍历过为止。

2.根据权利要求1所述的多机多工序时空协同规划方法，其特征在于，各台可移动机器人的作业时序满足：任意一台可移动机器人转移时，其他可移动机器人不得同时在转移。

3.根据权利要求1所述的多机多工序时空协同规划方法，其特征在于，按照如下策略对所述站位独立运行甘特图中存在时间冲突站位的可移动机器人进行重规划：

将可移动机器人作业启动时间较早的排在前面；

若可移动机器人作业启动时间相同，则将作业时间较短的排在前面。

4.一种多机多工序时空协同规划系统，其特征在于，包括：

第一生成模块，用于根据规划要素，生成站位独立运行甘特图；其中，规划要素包括：被加工零件所属站位、加工特征与公差、加工顺序、加工装备和加工时间；

第二生成模块，用于对所述站位独立运行甘特图中存在时间冲突站位的可移动机器人进行重规划，得到无时间冲突站位运行甘特图；其中，时间冲突站位是指：同一时段，一个可移动机器人出现在多个站位工作；

第三生成模块，用于将转移时间添加至所述无时间冲突站位运行甘特图中，得到携带转移时间的无时间冲突站位运行甘特图；其中，转移时间是指：在多机加工过程中，可移动机器人从一个站位转向另一站位时的时间t；其中，t＝t₁+t₂，t₁表示原先站位上的可移动机器人转移出来的时间，t₂表示新的可移动机器人重新进入该站位并重新进行定位找正的时间；

第四生成模块，用于将各台可移动机器人的作业时序添加至所述携带转移时间的无时间冲突站位运行甘特图中，得到多机多工序时空协同规划图；

规划模块，用于根据所述多机多工序时空协同规划图，形成各台可移动机器人的加工程序运行时间，并形成加工程序，推送至各台可移动机器人，以实现多机多工序时间协同的规划；

其中：

第一生成模块在根据规划要素，生成站位独立运行甘特图时，包括：

遍历所有的加工零件，查找隶属的加工矩阵S(i，j)，当该零件在第i站位时，查看j的值，并将其加工时间计入对应第j台可移动机器人的加工时间块，最终形成第i站位上第j台可移动机器人的总加工时间；当所有加工零件都遍历结束后，按照“优先加工公差要求低”加工面的原则，即按照a(k)＝[2,4,1,3]，k＝1,2,3,4的顺寻，顺次排列第i站位上所有加工机器人的加工时间T(i，*)，形成各个站位独立运行甘特图；

第二生成模块在对所述站位独立运行甘特图中存在时间冲突站位的可移动机器人进行重规划时，包括：

首先，形成具有排序功能的加工优先矩阵V(m,a(k))，其中m＝1,2,…,6，代表遍历的顺序，a(k)＝[2,4,1,3]，代表所使用的可移动机器人编号，V(m,a(k))的值代表第a(k)个可移动机器人在第m个顺序上加工的站位值；每个站位的可移动机器人按照“优先加工公差要求低”的顺序排列；

其次，站位搜索顺序按照m＝1,2,…,6，在每次搜索m上，第a(k)台机器人的作业时长为T(m,a(k))，作业起始时间为Ts(m,a(k))；

搜索排序的条件包括：(1)机器人作业启动时间较早的排在前面，即流程图中的判断条件Ts(m,a(k))Ts(m-1,a(k))；(2)若启动时间相同则作业时间较短的排在前面，即流程图中的判断条件当Ts(m,a(k))＝Ts(m-1,a(k))时，再次判断两个站位的作业时长T(m,a(k))和T(m-1,a(k))的大小，并将作业时长较短的排到前面；

最后，V(m,a(k))的值将按照优先加工顺序进行排列；

第三生成模块在将转移时间添加至所述无时间冲突站位运行甘特图中时，包括：

按照站位i从小到大的顺序开始，按照机器人出场次序a(k)＝[2,4,1,3]，当第i站位上机器人a(k)工作起始时间Ts(i,a(k))＞0，则说明该机器人并非在该站位第一个作业机器人或者在其它站位上进行过作业，则该机器人的工作起始时间前增加一个转移时间b*Ttrans；其中，Ttrans是单台机器人的转移时间，系数b则是该站位后续机器人需要增加的时间系数；

第四生成模块在将各台可移动机器人的作业时序添加至所述携带转移时间的无时间冲突站位运行甘特图时，包括：

首先遍历各个站位中整体加工时间最长的站位，若其它站位的机器人的转移时间和该站位有重叠，则向后调整其它站位的转移时间，若多个站位均和该站位存在转移时间重叠，则优先调整整个加工时间次长的站位，最后调整整个加工时间最短的站位，直至所有站位的均被遍历过为止。