[发明专利]一种多移动机器人协同作业方法及系统

说明书

本发明公开了一种多移动机器人协同作业方法及系统，首先对多移动机器人根据自身的能力值进行任务分配，各移动机器人移动到任务工作点，部分移动机器人实现协同搬运，而其他移动机器人实现协同装配的任务；之后，多移动机器人切换末端执行机构，对已装配好的加工部件进行细加工，优选通过机械臂上的摄像头对加工部件进行扫描拍照，邻域内移动机器人共享各自信息，再结合全局信息，各移动机器人规划出自己的加工轨迹，从而实现对加工部件，尤其是大型工件的协作加工，可有效地提高大型构件的加工效率，保证加工构件的一致性，且极大地提升系统的灵活性，能够完成之前单机器人系统不能完成的任务，实现了加工单元的柔性化与模块化。

技术领域

本发明属于高端智能制造机器人领域，具体涉及一种多移动机器人协同作业方法及系统。

背景技术

工业机器人是高端制造业的关键支撑装备，具有重复精度高、可靠性好、适用性强的特点，能替代人工完成各种复杂作业任务。而移动机器人集成了智能移动平台、通用工业机器人等工作单元以实现“手脚并用”。

目前，随着工程应用的需要，单机器人已经越来越不适应执行大型复杂任务,如对长达百米的风机叶片进行抛光打磨喷涂；大面积范围内的自动搜索救援等。多移动机器人协同作业具有更高灵活性，作为一种新的机器人应用技术，它拥有时间、空间、功能、信息和资源上的分布特性，具有更强的环境适应能力以及环境变化时的自我调节能力，具有更高的加工效率。它不仅是一种灵活的物流运输系统，它还可以实现抓取、切割焊接、钻孔铆接、抛光打磨、高精测量、装配检测等动作，可实现生产加工单元的模块化、柔性化，实现生产线上多任务、多工序、小批量、多品种的柔性生产，在智能车间具有极高应用前景。因此多移动机器人高效协同作业方法及系统成为亟待解决的关键问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提出一种多移动机器人协同作业方法，实现了智能车间的加工单元模块化、智能化和柔性化。

一方面，本发明提供了一种多移动机器人协同作业方法，包括以下步骤：

步骤S1，对多移动机器人进行任务分配，各移动机器人根据所分配任务，移动到任务工作点；

步骤S2，多移动机器人对零部件进行协同搬运与装配动作；

步骤S3，装配完成之后，各移动机器人切换末端执行机构，执行协同加工动作。

进一步地，步骤S1具体包括如下步骤：

S101,对总目标任务进行分解，得到若干个相互独立的子任务工序；

S102,根据分解得到的子任务工序，确定各子任务所需的移动机器人数量，并形成各种任务联盟；

S103,根据以前积累得到的各移动机器人完成不同工序的效益值，计算得出各移动机器人分配的子任务工序；

S104,各移动机器人根据自身初始位置和目标位置，以及邻域内移动机器人分享的位置，规划出能耗最少且避免碰撞的路径轨迹。

进一步地，在步骤S103中，已知待加工的工件数目、各工件工序个数以及所需移动机器人个数，利用如下遗传算法把子任务工序分配给各移动机器人：

设计机器链与工序链的双层编码结构，在已知每个移动机器人加工特定工序所需代价的前提下，设置适应度函数，寻求多移动机器人协同作业的收益最大化；

利用适应度函数，初始化机器链与工序链编码，设置遗传代数与种群大小；

通过交叉、变异、选择操作，找出每一代中适应度值最大的个体；

解码并计算种群适应度值函数；

判断遗传是否达到终止条件，若没有，则继续通过交叉、变异操作选择更优的解；若已达到终止条件，则选出适应度最大的个体，通过解码工作，对应的机器链与工序链则是最终的任务分配结果。