基于遺傳算法的機(jī)器人工作單元布局優(yōu)化.pdf

1、針對機(jī)器人工作單元內(nèi)設(shè)備的布局問題，本文提出了一種基于遺傳算法的優(yōu)化布局方法。本方法通過對機(jī)器人自動化生產(chǎn)系統(tǒng)的研究，引入工程師的經(jīng)驗(yàn)和知識，來描述布局過程中的空間和運(yùn)動學(xué)約束，不但有效減小了優(yōu)化空間，提高了算法的收斂速度，也能使布局更能符合工業(yè)應(yīng)用的實(shí)際要求。通過以壓鑄任務(wù)為對象的實(shí)例研究表明了方法的有效性。本方法已與商業(yè)化的機(jī)器人編程與仿真軟件相結(jié)合，表現(xiàn)了較高的實(shí)用性。本文在機(jī)器人工作單元布局優(yōu)化問題上的取得的研究成果可以概括為以

2、下幾個方面。 首先，本文回顧和總結(jié)了目前已有的機(jī)器人工作單元布局優(yōu)化的算法。在此基礎(chǔ)上結(jié)合本文問題的工業(yè)背景，對工業(yè)機(jī)器人工作單元優(yōu)化要解決的問題和內(nèi)容作了定義和限定，提出了布局優(yōu)化的目標(biāo)，并對布局的對象，工作單元中的各種設(shè)備加以描述。 其次，本文在工業(yè)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，對工作單元中的工業(yè)機(jī)器人和周邊設(shè)備進(jìn)行了建模，并設(shè)計(jì)了獨(dú)特的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來描述機(jī)器人和周邊設(shè)備間的布局約束。本文還分析了典型工業(yè)機(jī)器人的運(yùn)動學(xué)模型和介紹了機(jī)

3、器人工作空間的標(biāo)定方法。本文提出了機(jī)器人工作單元布局的評價標(biāo)準(zhǔn)，對布局進(jìn)行定量的評價。 再次，本文對國際上常用的遺傳算法加以研究，介紹了遺傳算法的基本原理以及算法性能和收斂性的分析方法。而后，本文設(shè)計(jì)了針對機(jī)器人工作單元優(yōu)化問題的遺傳算法，根據(jù)機(jī)器人靈巧空間能否被簡化這兩種情況，制訂了兩套算法規(guī)則，并在算法性能和收斂性上加以分析比較。 最后，本文在上述研究的基礎(chǔ)上，編程實(shí)現(xiàn)了布局算法程序。該程序作為插件嵌入到ABB公司生