第1期 2017年1月
组合机床与自动化加工技术
Modular Machine Tool & Automatic Manufacturing Technique
文章编号：10012265(2017)01=004204
D0I:10.13462/j.cnki. mmtamt.2017.01.012
含并行机器的自动化制造单元机械
手调度策略孟现锋，罗勇
（郑州大学电气工程学院，郑州450001）
No.1 Jan.2017
摘要：文章研究了风电叶片预埋螺套智能钻孔系统（简称智能钻孔系统)的机械手调度最优策略。针对智能钻孔系统中多个并行加工机器和一个机械手难以合理调配的优化问题，提出一种将最小公倍数周期序列和遗传算法相结合的混合调度策略。论文首先分析了工件加工过程中机械手的动作特点，建立机械手搬运工件的最小公倍数周期序列模型。然后，设计遗传算法求解最优或者近似最优的最小公倍数周期序列。最后，将优化后的机械手调度策略用于实际智能钻孔生产线，并和传统的
启发式算法做了对比分析，证明了该混合调度策略的有效性。关键词：机械手；并行机器；周期序列；遗传算法
中图分类号：TH166；TG659
文献标识码：A
Scheduling Strategy for Robot in Robot Cell with Parallel Machines
MENG Xian-feng，LUO Yong
(School of Electrical Engineer, Zhengzhou University, Zhengzhou 450001, China)
Abstract : The optimal scheduling strategy for robot in the intelligent drill system was studied in this paper To solve optimization scheduling problem for intelligent drill system including parallel over several machines and a robot, a new scheduling algorithm is proposed, which combines genetic algorithms and least common multiple periodic sequence. Firstly, based on the analysis of the operating characteristics of the robot in the process, this thesis presented the least common multiple periodic sequence model. Secondly, a genetic algo rithm was designed for the optimal least common multiple periodic sequence. Finally, the strategy was ap-plied to the practical production line, in addition to comparisons with a early heuristic algorithm, and the re sults show that the strategy for the robot has feasibility.
Key words: robot; parallel machines; periodic sequence; genetic algorithm
引言 0
自动化制造单元已经广泛应用于半导体制造、机械工件加工、电镀生产线等生产加工领域。这类系统通常由物料搬运机械手、输人台、输出台、机器和控制台等组成13]。为了减小工件的平均加工时间，调高生产效率，越来越多的企业在加工时间较长的瓶颈工序上增加了并行机器，在同一时间同一工序上可以加工多个工件，此类系统称为含有并行机器的自动化制造单元[4]。此类制造单元的调度问题不仅要合理规划机械手的物料搬运作业，还要考虑各个并行机器的作业安排，以保证加工时间最优。
针对此类问题的优化和调度受到越来越多的学者关注。Li[5]等人提出一种混合整数规划模型求解含有
收稿日期：2016-0405；修回日期：201604-26
并行机器的自动化制造单元调度问题。Zhang[6]等人基于最小公倍数（LeastCommonMultiple，LCM）周期序列算法研究了实际生产车间中机械手调度问题，并提出了优化LCM策略的算法。以上调度策略不适用于求解大规模自动化制造单元作业问题。随着自动化制造单元日趋复杂，传统的调度策略难以得到令人满意的效果，车阿大[79]等人设计了多种元智能算法求解自动化制造单元调度问题，取得了较为令人满意的效果，但是，对于某些工序上存在并行机器的自动化制造单元的调度问题讨论较少
本文将LCM调度策略和遗传算法相结合，求解含有并行机器的自动化制造单元的调度问题。采用 LCM策略可以避免机械手搬运作业不可行解的产生0]。然后，设计遗传算法求解最优或者近似最优的
*基金项目：河南省青年骨干教师项目（2015GGJS-148）；河南省产学研合作项目（152107000058）
作者简介：孟现锋(1989—），男，安微阜阳人，郑州大学硕士研究生，研究方向为生产计划与调度、计算机技术，（E-mail)971770764@q-com；
讯作者：罗勇(1989—），男，湖南常德人，郑州大学教授，博士，研究方向为计算机控制技术，（E-mail)luoyong@zzu.edu.en。万方数据