【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及机器人控制，尤其涉及一种基于竞拍算法的机器人任务分配方法及系统。
技术介绍
1、机器人技术是革新人类生产生活方式的颠覆性技术，可已成为当今世界科技领域的必争焦点技术。
2、复杂控制阀构件通常具有多品种、小批量、非标设计等特点，其装配方案成千上万，装配接口、装配方式复杂多变；目前主要由人工装配，依赖工匠经验，效率低，出现错装、漏装等质量隐患，并未建立基于机器人装配的多品种阀工艺数字化模型，以及该数字化模型对应的装配任务决策机制。
3、某高校的dn15型球形阀门自动装配工艺与设备仅适用于dn15型球形阀门，通用性有限；某公司建立弹簧元件的阀门装配力学模型，在具体应用上仅考虑弹性元件的自适应阀门装配；某高校的装配信息集成管理系统，是对待装配零件进行装配工艺的工艺规划和运行仿真，而阀的装配零件繁多，用一种零件会在不同的产品中出现，同一产品中零件也会出现在各个模块，所以在对应关系上，由待装零件锁定海量装配工艺，尽管存在运行仿真的情况下，仍然存在匹配效率低下，匹配错误，系统宕机的情况。
4、国外某研究所开发的协作机器人配备了先进的传感器和视觉系统，机器人可以根据装配过程中实时反馈的信息，自适应调整其操作策略，但尚未建立阀的机器人装配的数据集以及对应的任务的自主协调分配体系。
技术实现思路
1、针对现有方法的不足，本专利技术基于任务竞拍算法，通过机器人竞拍任务决策机制，能够满足各机器人装配的环境下，对不同控制阀进行高效生产和组装，实现任务动态自主
2、本专利技术所采用的技术方案是：一种基于竞拍算法的机器人任务分配方法包括以下步骤：
3、步骤一、构建若干个装配体的子装配体的任务集；
4、作为本专利技术的一种优选实施方式，装配体为控制阀。
5、作为本专利技术的一种优选实施方式，控制阀的子装配体包括：组装阀体、组装阀盖、合并阀体阀盖和合并体再装配。
6、步骤二、根据子装配体的优先级权值给robot下发装配任务；
7、作为本专利技术的一种优选实施方式，优先级权值的计算公式为：
8、
9、其中，pi是任务的原则优先级；qi是任务的普通优先级；fi是时间影响函数。作为本专利技术的一种优选实施方式，时间影响函数的公式为：
10、fi(t)＝α·(t0-ti)
11、其中，α是修正系数，用来控制时间差的影响力度；ti是任务进入任务竞拍的时间；t0是当前时间。
12、作为本专利技术的一种优选实施方式，前置条件为子装配体的任务之间的关系；子装配体的任务之间的关系包括：组装阀体和组装阀盖由不同的robot同时执行的第一关系；合并阀体阀盖必须存在已完成的组装阀体和组装阀盖的任务后才能执行、合并体再装配需要在完成的合并阀体阀盖后进行的第二关系。
13、步骤三、构建任务竞拍算法，robot根据各自的任务竞拍值确定接受子装配体的任务；
14、作为本专利技术的一种优选实施方式，步骤三具体包括：
15、步骤31、确认是否有剩余未完成控制阀的组装任务，当存在未完成的控制阀组装任务时，robot首先要完成剩余任务的组装；
16、步骤32、robot接收新的控制阀装配任务，根据控制阀装配任务数确定子装配体任务数，并通过任务竞拍值确定子装配体任务的robot。
17、作为本专利技术的一种优选实施方式，步骤32具体包括：
18、步骤321、任务时间t＝0时，根据任务竞拍值将组装阀体任务分配给若干robot，设第一组robot；组装阀体任务分配完成后，如果存在第二组robot，则根据任务竞拍值将组装阀盖任务分配给第二组robot；其中，第一组robot与第二组robot之和为总robot；
19、步骤322、任务时间t＝t2时，如果存在剩余组装阀盖任务，则根据任务竞拍值将剩余组装阀盖任务分配给第二组robot；
20、步骤333、任务时间t＝2*t2时，如果组装阀盖任务完成，则第二组robot处于等待接收合并阀体阀盖任务，根据任务竞拍值将合并阀体阀盖任务分配给第二组robot；
21、步骤334、任务时间t＝t1时，根据任务竞拍值将剩余合并阀体阀盖任务分配给第一组robot；
22、步骤335、当任务时间t＝t1+t3+t4时，完成子装配体任务；其中，组装阀体任务的时间为t1，本示例组装阀盖任务的时间为t2，合并阀体阀盖任务的时间为t3，合并体再装配任务的时间为t4。
23、作为本专利技术的一种优选实施方式，任务竞拍值的公式为：
24、
25、其中，tr为当前任务剩余时间；为权重因子；tn为下一任务所需的时间估计值；wt为任务的权重；fs为时间顺序优先因子。
26、作为本专利技术的一种优选实施方式，基于竞拍算法的机器人任务分配系统包括：用户登录模块、控制阀装配工艺数据库管理模块、任务解析与匹配模块、任务竞拍模块和机器人执行单元；其中，
27、用户登录模块、控制阀装配工艺数据库管理模块、任务解析与匹配模块、任务竞拍模块和机器人执行单元；其中，
28、用户登录模块用于负责核查当日装配计划，以及确定执行当日装配计划，并通过可视化界面检查装配工艺的执行情况和设备状态；
29、控制阀装配工艺数据库管理模块用于建立装配工艺参数数据库；
30、任务解析与匹配模块根据阀类型的参数，利用bim技术形成组合代码，并与数据库匹配，并将装配工艺参数发送给任务竞拍模块；
31、任务竞拍模块根据robot的装配情况，下发任务给robot；robot计算竞拍值，得到子装配体的任务；
32、机器人执行单元调取指令执行装配任务。
33、本专利技术的有益效果：
34、1、采用构建子装配体的优先级权值算法，根据优先级权值给机器人下发装配任务；
35、2、构建任务竞拍算法，不同机器人通过任务竞拍算法对子装配体的任务进行竞拍值计算，根据竞拍值的高低确定分配子装配体的任务；实现动态的装配任务自主分配，提高装配资源的利用率，提高装配效率；
36、3、通过visual studio的newtonsoft.json库对mes系统下发的json文件进行5个参数提取，并基于bim编码规则生成唯一的组合代码；组合代码与工艺数据库中的表名进行匹配，精确锁定对应阀门的全套装配工艺参数；
37、4、数据库数据存储采用指定工序的机器人装配单元指令集构成，可以直接调用数据与设备通讯，完成指令的快速下发；
38、5、设计的工艺数据库具备存储上百种装配工艺参数的能力，使得机器人能够高效调用所需数据，处理复杂的装配任务；这种架构设计便于系统的扩展和升级。
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1.一种基于竞拍算法的机器人任务分配方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于竞拍算法的机器人任务分配方法，其特征在于，优先级权值的计算公式为：
3.根据权利要求2所述的基于竞拍算法的机器人任务分配方法，其特征在于，时间影响函数的公式为：
4.根据权利要求2所述的基于竞拍算法的机器人任务分配方法，其特征在于，前置条件为子装配体的任务之间的关系，包括：组装阀体和组装阀盖由不同的Robot同时执行的第一关系；合并阀体阀盖必须存在已完成的组装阀体和组装阀盖的任务后才能执行、合并体再装配需要在完成的合并阀体阀盖后进行的第二关系。
5.根据权利要求2所述的基于竞拍算法的机器人任务分配方法，其特征在于，步骤三具体包括：
6.根据权利要求5所述的基于竞拍算法的机器人任务分配方法，其特征在于，步骤32具体包括：
7.根据权利要求6所述的基于竞拍算法的机器人任务分配方法，其特征在于，任务竞拍值的公式为：
8.根据权利要求1所述的基于竞拍算法的机器人任务分配方法，其特征在于，装配体为控制阀。>
9.根据权利要求1所述的基于竞拍算法的机器人任务分配方法，其特征在于，控制阀的子装配体包括：组装阀体、组装阀盖、合并阀体阀盖和合并体再装配。
10.采用权利要求1-9任意一项所述基于竞拍算法的机器人任务分配方法的系统，其特征在于，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种基于竞拍算法的机器人任务分配方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于竞拍算法的机器人任务分配方法，其特征在于，优先级权值的计算公式为：
3.根据权利要求2所述的基于竞拍算法的机器人任务分配方法，其特征在于，时间影响函数的公式为：
4.根据权利要求2所述的基于竞拍算法的机器人任务分配方法，其特征在于，前置条件为子装配体的任务之间的关系，包括：组装阀体和组装阀盖由不同的robot同时执行的第一关系；合并阀体阀盖必须存在已完成的组装阀体和组装阀盖的任务后才能执行、合并体再装配需要在完成的合并阀体阀盖后进行的第二关系。
5.根据权利要求2所述的基于竞...
【专利技术属性】
技术研发人员：任重义，余平平，韩玉兰，李毅，田旭航，
申请(专利权)人：六盘山实验室，
类型：发明
国别省市：
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