一种线缆装配序列规划方法、装置及设备制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种线缆装配序列规划方法、装置及设备，该线缆装配序列规划方法包括：根据待装配线缆的装配优先级信息生成装配优先关系矩阵；根据所述装配优先关系矩阵求解，得到初始化线缆装配序列；交换所述初始化线缆装配序列中的部分线缆的位置，生成第一线缆装配序列；根据所述第一线缆装配序列以及所述初始化线缆装配序列的适应度函数值，确定第二线缆装配序列。本发明专利技术的实施例，引入装配优先关系矩阵，通过对装配优先关系矩阵求解实现对装配序列初始化的优化；通过确定初始化线缆装配序列中的线缆交换位置，改进了现有技术中的算法的搜索策略，提高了线缆装配质量及效率。

A Sequence Planning Method, Device and Equipment for Cable Assembly

【技术实现步骤摘要】
一种线缆装配序列规划方法、装置及设备
本专利技术涉及线缆装配领域，尤其涉及一种线缆装配序列规划方法、装置及设备。
技术介绍
复杂机电产品中存在大量的刚性零件和柔性线缆，且随着产品向光机电一体化方向发展，线缆所占比重越来越高，同时线缆的可靠装配对产品的装配质量和精度具有重要影响。目前复杂机电产品的装配工艺缺乏有效的方法和工具支持，其中装配序列规划大多采用人机交互的方式，工作量大，效率低，且只适用于刚性结构件；线缆的装配工艺仍以模装法和模板法为主，大量依赖物理样机和操作工人的经验，通常结构件的设计问题要在线缆模装时才暴露，导致线缆设计周期长，成本高。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种线缆装配序列规划方法、装置及设备，解决了现有技术中的线缆装配方法无法实现装配车间自动化的问题。依据本专利技术的一个方面，提供了一种线缆装配序列规划方法，包括：根据待装配线缆的装配优先级信息生成装配优先关系矩阵；根据所述装配优先关系矩阵求解，得到初始化线缆装配序列；交换所述初始化线缆装配序列中的部分线缆的位置，生成第一线缆装配序列；根据所述第一线缆装配序列以及所述初始化线缆装配序列的适应度函数值，确定第二线缆装配序列。可选地，所述根据所述装配优先关系矩阵求解，得到初始化线缆装配序列，包括：查找所述装配优先关系矩阵中满足：所有aij为第一数值且i≠j的行序号，作为第一集合的元素；将所述第一集合中满足：aii为第二数值的行序号，作为第二集合的元素，并将所述第一集合中满足：aii为第三数值的行序号，作为第三集合的元素；根据所述第二集合和所述第三集合确定所述初始化线缆装配序列；其中，aij表示所述装配优先关系矩阵中第i行第j列的元素，aii表示所述装配优先关系矩阵中第i行第i列的元素；所述aij为第一数值且i≠j表示第i支线缆优先于第j支线缆进行装配，所述aii为第二数值表示第i支线缆为非跨装配单元线缆，所述aii为第三数值表示第i支线缆为跨装配单元线缆。可选地，所述根据所述第二集合和所述第三集合确定所述初始化线缆装配序列，包括：若所述第二集合非空，则由所述第二集合中选择第一元素，并删除所述装配优先关系矩阵中所述第一元素表示的行和列，并将所述第一元素作为第四集合的元素；若所述第二集合为空，则由所述第三集合中选择第二元素，并删除所述装配优先关系矩阵中所述第二元素表示的行和列，并将所述第二元素作为第四集合的元素；在所述装配优先关系矩阵为空矩阵时，将所述第四集合作为所述初始化线缆装配序列。可选地，所述交换所述初始化线缆装配序列中的部分线缆的位置，生成第一线缆装配序列，包括：根据所述初始化线缆装配序列中的部分元素计算下一次迭代后所述部分元素对应的元素数值；根据所述元素数值计算下一次迭代时所述初始化线缆装配序列中线缆的交换位置；根据所述交换位置交换所述初始化线缆装配序列中的元素，得到所述第一线缆装配序列。可选地，根据所述初始化线缆装配序列中的部分元素计算下一次迭代后所述部分元素对应的元素数值，包括：根据公式：xk+1＝μ×xk×(1-xk)，xk∈(0，1)，计算下一次迭代后所述部分元素对应的元素数值；其中，μ为控制参量，称为吸引子；xk为所述初始化线缆装配序列中的元素；xk+1为下一次迭代后所述部分元素对应的元素数值。可选地，根据所述元素数值计算下一次迭代时所述初始化线缆装配序列中线缆的交换位置，包括：通过公式：计算第一位置；通过公式：计算第二位置；其中，为下一次迭代后所述部分元素对应的第一元素数值，为下一次迭代后所述部分元素对应的第二元素数值；uk+1为所述初始化线缆装配序列中的第一位置，wk+1为所述初始化线缆装配序列中的第二位置；n为线缆总数；操作符“[]”为取整操作。可选地，根据所述交换位置交换所述初始化线缆装配序列中的元素，得到所述第一线缆装配序列，包括：将所述初始化线缆装配序列中的所述第一位置的元素与所述第二位置的元素交换，得到所述第一线缆装配序列。可选地，所述根据所述第一线缆装配序列以及所述初始化线缆装配序列的适应度函数值，确定第二线缆装配序列，包括：通过公式：计算所述第一线缆装配序列以及所述初始化线缆装配序列的适应度函数值；其中，fitness(X)表示适应度函数，f1表示线缆装配优先等级对适应度函数的影响因子，ω1表示线缆装配优先等级的权重系数；f2表示线缆的长度、直径以及弯曲半径的乘积对适应度函数的影响因子，ω2表示线缆的长度、直径以及弯曲半径的乘积的权重系数；f3表示线缆分支数对适应度函数的影响因子，ω3表示线缆分支数的权重系数；n为线缆总数，i＝1，2…n；比较所述第一线缆装配序列的适应度函数值与所述初始化线缆装配序列的适应度函数值；将所述适应度函数值最大的装配序列确定为所述第二线缆装配序列。可选地，所述方法还包括：利用所述第二线缆装配序列作为当前迭代次数的下一次迭代的初始值，并在迭代次数达到最大次数时，生成最优线缆装配序列。依据本专利技术的另一个方面，提供了一种线缆装配序列规划装置，包括：第一生成模块，用于根据待装配线缆的装配优先级信息生成装配优先关系矩阵；第一计算模块，用于根据所述装配优先关系矩阵求解，得到初始化线缆装配序列；第二计算模块，用于交换所述初始化线缆装配序列中的部分线缆的位置，生成第一线缆装配序列；确定模块，用于根据所述第一线缆装配序列以及所述初始化线缆装配序列的适应度函数值，确定第二线缆装配序列。可选地，所述第一计算模块包括：第一查找单元，用于查找所述装配优先关系矩阵中满足：所有aij为第一数值且i≠j的行序号，作为第一集合的元素；第二查找单元，用于将所述第一集合中满足：aii为第二数值的行序号，作为第二集合的元素，并将所述第一集合中满足：aii为第三数值的行序号，作为第三集合的元素；第一确定单元，用于根据所述第二集合和所述第三集合确定所述初始化线缆装配序列；其中，aij表示所述装配优先关系矩阵中第i行第j列的元素，aii表示所述装配优先关系矩阵中第i行第i列的元素；所述aij为第一数值且i≠j表示第i支线缆优先于第j支线缆进行装配，所述aii为第二数值表示第i支线缆为非跨装配单元线缆，所述aii为第三数值表示第i支线缆为跨装配单元线缆。可选地，所述第一确定单元具体用于：若所述第二集合非空，则由所述第二集合中选择第一元素，并删除所述装配优先关系矩阵中所述第一元素表示的行和列，并将所述第一元素作为第四集合的元素；若所述第二集合为空，则由所述第三集合中选择第二元素，并删除所述装配优先关系矩阵中所述第二元素表示的行和列，并将所述第二元素作为第四集合的元素；在所述装配优先关系矩阵为空矩阵时，将所述第四集合作为所述初始化线缆装配序列。可选地，所述第二计算模块包括：第一计算单元，用于根据所述初始化线缆装配序列中的部分元素计算下一次迭代后所述部分元素对应的元素数值；第二计算单元，用于根据所述元素数值计算下一次迭代时所述初始化线缆装配序列中线缆的交换位置；交换单元，用于根据所述交换位置交换所述初始化线缆装配序列中的元素，得到所述第一线缆装配序列。可选地，所述第一计算单元具体用于：根据公式：xk+1＝μ×xk×(1-xk)，xk∈(0，1)，计算下一次迭代后所述部分元素对应的元素数值；其中，μ为控制参量本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种线缆装配序列规划方法，其特征在于，包括：根据待装配线缆的装配优先级信息生成装配优先关系矩阵；根据所述装配优先关系矩阵求解，得到初始化线缆装配序列；交换所述初始化线缆装配序列中的部分线缆的位置，生成第一线缆装配序列；根据所述第一线缆装配序列以及所述初始化线缆装配序列的适应度函数值，确定第二线缆装配序列。

【技术特征摘要】
1.一种线缆装配序列规划方法，其特征在于，包括：根据待装配线缆的装配优先级信息生成装配优先关系矩阵；根据所述装配优先关系矩阵求解，得到初始化线缆装配序列；交换所述初始化线缆装配序列中的部分线缆的位置，生成第一线缆装配序列；根据所述第一线缆装配序列以及所述初始化线缆装配序列的适应度函数值，确定第二线缆装配序列。2.根据权利要求1所述的线缆装配序列规划方法，其特征在于，所述根据所述装配优先关系矩阵求解，得到初始化线缆装配序列，包括：查找所述装配优先关系矩阵中满足：所有aij为第一数值且i≠j的行序号，作为第一集合的元素；将所述第一集合中满足：aii为第二数值的行序号，作为第二集合的元素，并将所述第一集合中满足：aii为第三数值的行序号，作为第三集合的元素；根据所述第二集合和所述第三集合确定所述初始化线缆装配序列；其中，aij表示所述装配优先关系矩阵中第i行第j列的元素，aii表示所述装配优先关系矩阵中第i行第i列的元素；所述aij为第一数值且i≠j表示第i支线缆优先于第j支线缆进行装配，所述aii为第二数值表示第i支线缆为非跨装配单元线缆，所述aii为第三数值表示第i支线缆为跨装配单元线缆。3.根据权利要求2所述的线缆装配序列规划方法，其特征在于，所述根据所述第二集合和所述第三集合确定所述初始化线缆装配序列，包括：若所述第二集合非空，则由所述第二集合中选择第一元素，并删除所述装配优先关系矩阵中所述第一元素表示的行和列，并将所述第一元素作为第四集合的元素；若所述第二集合为空，则由所述第三集合中选择第二元素，并删除所述装配优先关系矩阵中所述第二元素表示的行和列，并将所述第二元素作为第四集合的元素；在所述装配优先关系矩阵为空矩阵时，将所述第四集合作为所述初始化线缆装配序列。4.根据权利要求1所述的线缆装配序列规划方法，其特征在于，所述交换所述初始化线缆装配序列中的部分线缆的位置，生成第一线缆装配序列，包括：根据所述初始化线缆装配序列中的部分元素计算下一次迭代后所述部分元素对应的元素数值；根据所述元素数值计算下一次迭代时所述初始化线缆装配序列中线缆的交换位置；根据所述交换位置交换所述初始化线缆装配序列中的元素，得到所述第一线缆装配序列。5.根据权利要求4所述的线缆装配序列规划方法，其特征在于，根据所述初始化线缆装配序列中的部分元素计算下一次迭代后所述部分元素对应的元素数值，包括：根据公式：xk+1＝μ×xk×(1-xk)，xk∈(0，1)，计算下一次迭代后所述部分元素对应的元素数值；其中，μ为控制参量，称为吸引子；xk为所述初始化线缆装配序列中的元素；xk+1为下一次迭代后所述部分元素对应的元素数值。6.根据权利要求4所述的线缆装配序列规划方法，其特征在于，根据所述元素数值计算下一次迭代时所述初始化线缆装配序列中线缆的交换位置，包括：通过公式：计算第一位置；通过公式：计算第二位置；其中，为下一次迭代后所述部分元素对应的第一元素数值，为下一次迭代后所述部分元素对应的第二元素数值；uk+1为所述初始化线缆装配序列中的第一位置，wk+1为所述初始化线缆装配序列中的第二位置；n为线缆总数；操作符“[]”为取整操作。7.根据权利要求6所述的线缆装配序列规划方法，其特征在于，根据所述交换位置交换所述初始化线缆装配序列中的元素，得到所述第一线缆装配序列，包括：将所述初始化线缆装配序列中的所述第一位置的元素与所述第二位置的元素交换，得到所述第一线缆装配序列。8.根据权利要求1所述的线缆装配序列规划方法，其特征在于，所述根据所述第一线缆装配序列以及所述初始化线缆装配序列的适应度函数值，确定第二线缆装配序列，包括：通过公式：计算所述第一线缆装配序列以及所述初始化线缆装配序列的适应度函数值；其中，fitness(X)表示适应度函数，f1表示线缆装配优先等级对适应度函数的影响因子，ω1表示线缆装配优先等级的权重系数；f2表示线缆的长度、直径以及弯曲半径的乘积对适应度函数的影响因子，ω2表示线缆的长度、直径以及弯曲半径的乘积的权重系数；f3表示线缆分支数对适应度函数的影响因子，ω3表示线缆分支数的权重系数；n为线缆总数，i＝1，2…n；比较所述第一线缆装配序列的适应度函数值与所述初始化线缆装配序列的适应度函数值；将所述适应度函数值最大的装配序列确定为所述第二线缆装配序列。9.根据权利要求1所述的线缆装配序列规划方法，其特征在于，所述方法还包括：利用所述第二线缆装配序列作为当前迭代次数的下一次迭代的初始值，并在迭代次数达到最大次数时，生成最优线缆装配序列。10.一种线缆装配序列规划装置，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘检华，刘少丽，杨啸东，赵瑛峰，夏焕雄，丁晓宇，熊辉，吕乃静，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：北京,11