一个多机器人制造系统的设计与实现

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1、第ux卷第x期机器人×∂²¯quxo²qxussv年

2、月≥¨³·qoussv文章编号}tssu2swwykussvlsx2sv{x2sxΞ一个多机器人制造系统的设计与实现ttu张卫星o陈卫东o秦志强ktq上海交通大学自动化研究所上海usssvs~uq固高科技有限公司深圳xt{sxzl摘要}本文构建了一个包含多个机器人和自动化物流单元的柔性制造系统o其中机器人部分包括一个自动导引小车和两台装配机器人o物流单元部分包括一个小型立体仓库和一条自动传输线q系统采用递阶分散式的体系结构o每个作业单元均有独立的控制器o并通过串行接口实

3、现与主控计算机的实时通讯q在对系统作业任务进行有限状态机建模的基础上o采用基于事件的控制思想实现了多个作业单元的协调控制o提高了系统的柔性和鲁棒性o实验结果也证明了系统设计的有效性q关键词}柔性制造系统~有限状态机~多机器人~协调中图分类号}×°uw文献标识码}ΔΕΣΙΓΝΑΝΔΡΕΑΛΙΖΑΤΙΟΝΟΦΑΜΥΛΤΙ2ΡΟΒΟΤΜΑΝΥΦΑΧΤΥΡΙΝΓΣΨΣΤΕΜttu•¨¬2¬¬±ªo≤∞•¨¬2§²±ªo±«¬2´¬¤±ª(t.ΙνστιτυτεοφΑυτοματιον,ΣηανγηαιϑιαοτονγΥνιϖερσ

4、ιτψ,Σηανγηαιusssvs,Χηινα;u.ΓοογολΤεχηνολογψ(Σηενζηεν)Λτδ,Σηενζηενxt{sxz,Χηινα)Αβστραχτ:׫¬¶³¤³¨µ³µ¨¶¨±·¶¤©¯¨¬¬¥¯¨°¤±∏©¤¦·∏µ¬±ª¶¼¶·¨°¬±¦¯∏§¬±ª°∏¯·¬³¯¨µ²¥²·¬¦∏±¬·¶}¤±¤∏·²°¤·¨§ª∏¬§¨§√¨2«¬¦¯¨k∂lo·º²°¤±¬³∏¯¤·²µ¶o¤º¤µ¨«²∏¶¨¤±§¤¦²±√¨¼¨µq׫¨¶¼¶·¨°¤§²³·¶¤«¬¨µ¤µ¦«¬¦¤¯¯¼§¨¦¨

5、±·µ¤¯¬½¨§¤µ¦«¬·¨¦2·∏µ¨q∞√¨µ¼º²µ®¬±ª∏±¬·«¤¶¬·¶²º±¦²±·µ²¯¯¨µo¤±§¬·¦²°°∏±¬¦¤·¨¶º¬·«·«¨«²¶·¦²°³∏·¨µ·«µ²∏ª«¶¨µ¬¤¯¬±·¨µ©¤¦¨qƒ²2¦∏¶¬±ª²±·«¨¦²²µ§¬±¤·¬²±¤±§¶¼±¦«µ²±¬½¤·¬²±²©·«¨º«²¯¨¶¼¶·¨°o¤±ƒ≥k©¬±¬·¨¶·¤·¨°¤¦«¬±¨l¬¶∏¶¨§©²µ°²§¨¯¬±ª·«¨·¤¶®o¤±§¥¤¶¨§²±·«¨ƒ≥°¨·«²§o¤±¨√¨±·2¥¤¶¨§¦

6、²²µ§¬±¤·¬±ª¦²±·µ²¯¶·µ¤·¨ª¼¬¶³µ²√¬§¨§©²µ¬°³µ²√¬±ª©¯¨¬¬¥¬¯¬·¼¤±§µ²¥∏¶·±¨¶¶²©·«¨¶¼¶·¨°q׫¨¨¬³¨µ¬°¨±·µ¨¶∏¯·¶¶«²º·«¨©¨¤¶¬¥¬¯¬·¼¤±§¨©©¨¦·¬√¨±¨¶¶²©·«¨§¨¶¬ª±qΚεψωορδσ:ƒ≥~©¬±¬·¨¶·¤·¨°¤¦«¬±¨~°∏¯·¬2µ²¥²·~¦²²µ§¬±¤·¬²±1引言(Ιντροδυχτιον)最具典型性的例子之一o其控制思想或控制策略主要来自于离散事件动态系统的基本理论和研究

7、成目前o社会市场竞争的结果o使得世界制造业必≈t∗v ≈wox 果o但也有采用其它的控制思想或策略q而须面对产品的小批量!多品种和保证交货期的挑战q本文所介绍的系统则采用了分层的控制结构!基于而传统的刚性制造系统具有任务单一!改造困难!投事件的控制思想!作业并行执行的控制策略以及对资大等缺点o很显然已经不适应市场发展的要求q取而代之的柔性制造系统则是综合了计算机数控技各作业单元的状态转移采用有限状态机的描述方术!机器人技术和计算机软!硬件技术的一类能适应法o因而该系统具有很好的柔性!鲁棒性!可靠性和加工对象变换的自动化机械

8、制造系统q它由统一的很高的生产效率q信息控制系统!物料储运系统和一组数字控制加工2系统组成与结构(Σψστεμαρχηιτεχτυρε)单元组成q柔性制造系统以其自动化程度高!适应产品变更能力强!产品质量稳定!生产周期短!成本低该系统包括以下几个作业单元}两台装配机器和快速反应市场等多种优势而逐渐被人们所接受o人k²·²°¤±≥∂v°l!一台自动导引小车k∂l!是企业形成新的经济增长点的重要手段o也是自动一个小型立体仓库和一条自动传输线q化领域研究的热点q自动导引小车k∂l图t中k¤lok¥l}∂小柔性制造系统kƒ≥l作为

9、离散事件动态系统的车是现代物流系统的关键装备q它是以电池为动力oΞ基金项目}国家{yv计划机器人技术主题资助kusstwuutwsl~国家自然科学基金资助kystsxssxl~收稿日期}ussuptuptyv{y机器人ussv年

10、月装有非接触导向装置o能够独立寻址的无人驾驶自则是对通过传输线从机器人ft