本文關(guān)鍵詞：機(jī)器人焊裝線控制方法及節(jié)拍優(yōu)化

  更多相關(guān)文章： 機(jī)器人焊裝線 控制方法 節(jié)拍優(yōu)化 遺傳算法 工位平衡

【摘要】：隨著工業(yè)機(jī)器人技術(shù)的不斷發(fā)展,機(jī)器人焊裝線越來越廣泛的應(yīng)用到生產(chǎn)過程中。對(duì)機(jī)器人焊裝線整線控制方法以及生產(chǎn)節(jié)拍問題進(jìn)行研究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。針對(duì)機(jī)器人焊裝線生產(chǎn)設(shè)備眾多,且被控設(shè)備分散,現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境復(fù)雜,干擾因素眾多等特點(diǎn),提出基于Profibus-DP現(xiàn)場(chǎng)總線的分布式I\O控制策略。該控制體系以生產(chǎn)工位為控制單元,在各控制單元內(nèi)以主從通信方式實(shí)現(xiàn)主控PLC與從站PLC間的通信。為實(shí)現(xiàn)整線協(xié)同控制,采用耦合器將各生產(chǎn)工位的主控PLC相連,實(shí)現(xiàn)工位間的信息交互。在此基礎(chǔ)上,開發(fā)了機(jī)器人焊裝線實(shí)驗(yàn)平臺(tái)對(duì)該控制策略進(jìn)行了驗(yàn)證。針對(duì)多工位、流水化、連續(xù)作業(yè)的機(jī)器人焊裝線中工位任務(wù)分配不均影響生產(chǎn)節(jié)拍問題進(jìn)行了研究。在總結(jié)和分析國(guó)內(nèi)外研究生產(chǎn)線平衡技術(shù)方法的基礎(chǔ)上,對(duì)第二類平衡問題,即在給定工位數(shù)和各工序工時(shí)情況下,求解最優(yōu)生產(chǎn)節(jié)拍問題進(jìn)行研究。對(duì)機(jī)器人焊裝線工位問題進(jìn)行理論分析并建立節(jié)拍優(yōu)化數(shù)學(xué)模型,提出了一種改進(jìn)的雙種群遺傳算法求解該平衡問題。該算法以焊接工序的優(yōu)先關(guān)系作為約束條件,按種群個(gè)體適應(yīng)度設(shè)計(jì)了交叉概率和變異概率選擇函數(shù),提高了算法搜索效率和解的可靠性。通過經(jīng)典算例驗(yàn)證了算法的有效性。對(duì)開關(guān)殼體焊裝線的工位平衡問題進(jìn)行了求解,給出了最優(yōu)方案,提高了平衡率,實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)節(jié)拍的優(yōu)化。
【關(guān)鍵詞】：機(jī)器人焊裝線 控制方法 節(jié)拍優(yōu)化 遺傳算法 工位平衡
【學(xué)位授予單位】：天津工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TG408;TP242
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 緒論8-18
• 1.1 課題提出背景8-9
• 1.2 研究意義與目的9-10
• 1.3 機(jī)器人焊裝線應(yīng)用研究現(xiàn)狀10-12
• 1.4 機(jī)器人焊裝線平衡問題研究現(xiàn)狀12-17
• 1.4.1 精確算法13
• 1.4.2 啟發(fā)式算法13-14
• 1.4.3 人工智能算法14-15
• 1.4.4 基于仿真的算法15-16
• 1.4.5 工業(yè)工程的方法16-17
• 1.5 本課題的主要研究?jī)?nèi)容17-18
• 第二章 機(jī)器人焊裝線整線控制方法18-30
• 2.1 機(jī)器人焊裝線概述18
• 2.2 機(jī)器人焊裝線系統(tǒng)構(gòu)成18-20
• 2.2.1 夾具系統(tǒng)18-19
• 2.2.2 傳輸系統(tǒng)19
• 2.2.3 焊接機(jī)器人19-20
• 2.3 機(jī)器人焊裝線控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)20-25
• 2.3.1 Profibus現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)20-21
• 2.3.2 PLC主/從通信(MS)技術(shù)21
• 2.3.3 傳輸系統(tǒng)控制方法21-22
• 2.3.4 焊接機(jī)器人邏輯控制22-23
• 2.3.5 焊接機(jī)器人同周邊設(shè)備協(xié)調(diào)控制方法23-24
• 2.3.6 機(jī)器人焊裝線控制體系構(gòu)架24-25
• 2.4 機(jī)器人焊裝線實(shí)驗(yàn)平臺(tái)25-26
• 2.5 機(jī)器人焊裝線監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)26-28
• 2.6 本章小結(jié)28-30
• 第三章 機(jī)器人焊裝線平衡問題與遺傳算法30-42
• 3.1 機(jī)器人焊裝生產(chǎn)線概述30-31
• 3.2 機(jī)器人焊裝線平衡問題的定義及相關(guān)術(shù)語31-34
• 3.3 機(jī)器人焊裝線平衡問題數(shù)學(xué)描述34-37
• 3.3.1 機(jī)器人焊裝線平衡問題一般數(shù)學(xué)描述34-35
• 3.3.2 機(jī)器人焊裝線平衡問題分類35-36
• 3.3.3 機(jī)器人焊裝線的數(shù)學(xué)評(píng)價(jià)指標(biāo)36-37
• 3.4 遺傳算法簡(jiǎn)介37-41
• 3.4.1 遺傳算法的基本內(nèi)容37-38
• 3.4.2 遺傳算法的基本流程及特點(diǎn)38-41
• 3.5 本章小結(jié)41-42
• 第四章 開關(guān)殼體焊裝線工位平衡問題分析42-50
• 4.1 焊裝線工位平衡問題42
• 4.2 開關(guān)殼體焊裝線簡(jiǎn)介42-45
• 4.3 開關(guān)殼體焊裝線性能評(píng)價(jià)與分析45-48
• 4.4 本章小結(jié)48-50
• 第五章 基于改進(jìn)的雙種群遺傳算法焊裝線工位平衡問題研究50-66
• 5.1 改進(jìn)的雙遺傳算法50
• 5.2 改進(jìn)的雙種群遺傳算法設(shè)計(jì)50-58
• 5.2.1 染色體編碼與解碼51-53
• 5.2.2 種群初始化53
• 5.2.3 適應(yīng)度設(shè)計(jì)53-54
• 5.2.4 選擇54-55
• 5.2.5 交叉、變異55-58
• 5.2.6 種群間基因交換58
• 5.3 基于MATLAB編程的雙種群遺傳算法實(shí)現(xiàn)58
• 5.4 算法有效性測(cè)試58-60
• 5.5 殼體焊裝線改進(jìn)的雙種群遺傳算法優(yōu)化結(jié)果60-64
• 5.5.1 工位數(shù)為4時(shí)的優(yōu)化結(jié)果61-63
• 5.5.2 工位數(shù)為5時(shí)的優(yōu)化結(jié)果63-64
• 5.6 本章小結(jié)64-66
• 第六章 結(jié)論66-68
• 6.1 結(jié)論66
• 6.2 不足與展望66-68
• 參考文獻(xiàn)68-72
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表論文和參加科研情況說明72-74
• 致謝74

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