工业机器人作业四段法协同规划方法技术

本工业机器人作业四段法协同规划方法，包括如下步骤：（1）将工业机器人动作顺序分为四段；（2）计算下料与上料等待点与机床的距离S；（3）计算下料作业段最短运行时间T_LO以及进入下一台机床进行上料作业的最短运行时间T_UO；（4）计算出最慢加工单元的周期T_all；（5）计算出最慢的加工单元的下料工业机器人的下料启动时刻和最慢的加工单元的上料工业机器人的启动时刻，在不影响整线节拍的前提下将最慢加工单元的上下料工业机器人的等待时间取消，使其在下料机器人携带前一台机床加工完的工件走向下一台机床（WU）以及工业机器人完成上料作业后空载走向前一台机床准备下料两个阶段的运行速度降低，从而平衡了工业机器人四个阶段的速度。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本，包括如下步骤：（1）将工业机器人动作顺序分为四段；（2）计算下料与上料等待点与机床的距离S；（3）计算下料作业段最短运行时间T_LO以及进入下一台机床进行上料作业的最短运行时间T_UO；（4）计算出最慢加工单元的周期T_all；（5）计算出最慢的加工单元的下料工业机器人的下料启动时刻和最慢的加工单元的上料工业机器人的启动时刻，在不影响整线节拍的前提下将最慢加工单元的上下料工业机器人的等待时间取消，使其在下料机器人携带前一台机床加工完的工件走向下一台机床（WU）以及工业机器人完成上料作业后空载走向前一台机床准备下料两个阶段的运行速度降低，从而平衡了工业机器人四个阶段的速度。【专利说明】
本专利技术涉及自动化生产线
，具体涉及自动化生产线中工业机器人与机床配合上下料的协同规划方法。
技术介绍
在产品的加工过程中往往需要一到多道工序，不同的工序由不同的机床来完成。在传统的生产方式下机床上下料完全由人工完成。随着自动化水平的不断提高以及用人成本的不断增长，用机器人给机床进行上下料的自动化生产线得到广泛应用。机器人和机床在生产线中交叉排列，形成机器人一〉机床一〉机器人一〉机床......一〉机器人序列。线首机器人从固定地点抓料给第一台机床上料，中间机器人既要给前一台机床下料又要给后一台机床上料，线末机器人负责给最后一台机器人下料。其中任意机床与其上下料机器人组成一个加工单元，整条生产线的效率由最慢的那个加工单元决定。 目前的机器人上下料自动化生产线中机器人的末端轨迹是靠示教生成的，而运动速度是人为设定的。这种方法虽然能基本满足生产要求，但存在三大问题。第一，在确定机器人给机床上下料的等待点时，总是尽量靠近机床工位，用此方法减少机器人上下料时间，但此方法需要机器人在得到上下料信号时需要从零开始加速，这导致本方法的效率低于以一定初速度进入机床的效率。第二过高的设定速度容易超出机器人载荷。速度过低进一步影响生产效率，最优速度靠人工设定几乎不可能找到。第三、在一条机器人自动化生产线中往往不只存在一台机器人，整条生产线的效率由最慢那台机床和上下料机器人的作业周期决定，其余的机器人即使速度再快也不能提高整条生产线的效率。只会在高负荷运行后，增加了等待时间。这样对机器人的使用寿命非常不利，同时也增加了能耗。
技术实现思路
本专利技术为了克服以上技术的不足，提供了一种提高生产效率并使工业及其亲人各段负荷均衡的。 本专利技术克服其技术问题所采用的技术方案是:本，包括如下步骤:a)将工业机器人动作顺序分别按下料作业段(L0)、下料机器人携带前一台机床加工完的工件走向下一台机床(WU)、工业机器人进入下一台机床进行上料作业(UO)以及工业机器人完成上料作业后空载走向前一台机床准备下料(WL)四段；b)通过公式S=(vXv)/(2Xacc)计算在工业机器人轨迹示教时对下料作业段(LO)以及工业机器人进入下一台机床进行上料作业(UO)两个阶段工业机器人下料与上料等待点与机床的距离S,式中acc为工业机器人的最大加速度，V为设定在机床内的取放料最大速度；c)在工业机器人最大运行速度下，将其下料作业段(LO)以及工业机器人进入下一台机床进行上料作业(UO )两个阶段的结束时的系统时刻减去启动时的系统时刻，得到的差值分别为下料作业段(LO)的最短运行时间T_L0以及工业机器人进入下一台机床进行上料作业(UO)的最短运行时间T_U0 ； d)通过公式T_all=max (T_U0+T_P+ T_L0)，i=l, 2，3，4……，计算出最慢加工单元的周期T_all，式中T_P为第i台机床的单件加工时间；e)根据公式clock_LO_start=clock+T_P-T_ACCL,计算出最慢的加工单元的下料工业机器人的下料启动时刻clock_L0_start，式中clock为CPU当前时钟，T_ACCL为最慢的加工单元的下料工业机器人进入机床下料需要的加速时间，当CPU当前时钟clock等于clock_L0_start时，启动最慢的加工单元的下料工业机器人,根据公式clock_U0_Start=cl0ck+T_LO-T_ACCU计算出最慢的加工单元的上料工业机器人的启动时刻clock_U0_start，式中clock为CPU当前时钟，T_A(XU为最慢的加工单元的上料工业机器人进入机床上料需要的加速时间。 为了实现在不影响效率的前提下，使各个加工单元低速连续运行，还可以包括如下步骤:f)设定工业机器人四段运行周期为T，下料作业段(LO)与下料机器人携带前一台机床加工完的工件走向下一台机床(WU)时间之和为1/2T，业机器人进入下一台机床进行上料作业(UO)与工业机器人完成上料作业后空载走向前一台机床准备下料(WL)时间之和为1/2T ； g)根据公式1:_孔=clock_nextL0-clock_T_U0 ,m=l, 2, 3, 4......,计算出最慢加工单元i’前第i’-m个加工单元中工业机器人完成上料作业后空载走向前一台机床准备下料(WL)阶段的运行时间t_WL,式中clock_nextL0 =clock+l/2T,clock 为 CPU 当前时钟，根据公式 t_WU =clock_U0_start-clock_T_ A(XU, m=l, 2, 3,4......,计算出最慢加工单元i’前第i’ _m个加工单元中下料机器人携带前一台机床加工完的工件走向下一台机床(WU)阶段的运行时间t_WU,式中clock_U0_start =clock+T_L0_T_ACCL，clock 为 CPU 当前时钟； h)根据公式clock_U0_start=clock+T_L0-T_ACCL以及 clock_ U0_start=clock+ (T_all_T_ACCL-T_ACCU )/2，n=l, 2，3，4......，分别计算出最慢加工单元i’后的第i’ +n+1台工业机器人进行下料作业启动时刻时，前一台工业机器人进入下一台机床进行上料作业(UO)的启动时刻clock_U0_start以及计算本台工业机器人进入下一台机床进行上料作业(UO)的启动时刻clock_U0_start； i)根据公式t_WL=clock_L0_start-clock_T_U0，n=l,2, 3,4……，计算出最慢加工单元i’后第i’ +n+1个加工单元中工业机器人完成上料作业后空载走向前一台机床准备下料(WL)阶段的运行时间t_WL，式中clOck_L0_startLij +n+1] =clock+l/2T, clock 为 CPU 当前时钟，根据公式 t_WU =clock_U0_ start -clock-T_L0 ,n=l, 2, 3, 4......,计算出最慢加工单元 i’后第 i’+n+l 个加工单元中下料机器人携带前一台机床加工完的工件走向下一台机床(WU)阶段的运行时间t_WU，式中，clock为CPU当前时钟。 本专利技术的有益效果是:通过计算得到最慢的加工单元的上料工业机器人进入机床上料以及下料作业的加速时间，并根据工业机器人下料与上料等待点与机床的距离S可以使最慢的加工单元的上下料工本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种工业机器人作业四段法协同规划方法，其特征在于：包括如下步骤：a)将工业机器人动作顺序分别按下料作业段（LO）、下料机器人携带前一台机床加工完的工件走向下一台机床（WU）、工业机器人进入下一台机床进行上料作业（UO）以及工业机器人完成上料作业后空载走向前一台机床准备下料（WL）四段；b)通过公式S=（v×v）/(2×acc)计算在工业机器人轨迹示教时对下料作业段（LO）以及工业机器人进入下一台机床进行上料作业（UO）两个阶段工业机器人下料与上料等待点与机床的距离S，式中acc为工业机器人的最大加速度，v为设定在机床内的取放料最大速度；c)在工业机器人最大运行速度下，将其下料作业段（LO）以及工业机器人进入下一台机床进行上料作业（UO）两个阶段的结束时的系统时刻减去启动时的系统时刻，得到的差值分别为下料作业段（LO）的最短运行时间T_LO以及工业机器人进入下一台机床进行上料作业（UO）的最短运行时间T_UO；d)通过公式T_all=max(T_UO[i]+T_P[i]+ T_LO[i+1]),i=1,2,3,4……，计算出最慢加工单元的周期T_all，式中T_P[i]为第i台机床的单件加工时间；e)根据公式clock_LO_start=clock+T_P‑T_ACCL，计算出最慢的加工单元的下料工业机器人的下料启动时刻clock_LO_start，式中clock为CPU当前时钟，T_ACCL为最慢的加工单元的下料工业机器人进入机床下料需要的加速时间，当CPU当前时钟clock等于clock_LO_start时，启动最慢的加工单元的下料工业机器人，根据公式clock_UO_start=clock+T_LO‑T_ACCU计算出最慢的加工单元的上料工业机器人的启动时刻clock_UO_start，式中clock为CPU当前时钟，T_ACCU为最慢的加工单元的上料工业机器人进入机床上料需要的加速时间。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：单东日，高成敏，
申请(专利权)人：齐鲁工业大学，
类型：发明
国别省市：山东;37