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产品生产技术的发展趋势表明,未来的装配系统应该是能够通过快速调整装配过程、装配功能和装配生产能力来响应市场需求变化的可重构装配系统(ReconfigurableAssemblySystem,RAS)。其中装配模块的组件化设计将是可重构装配系统控制系统重构的技术基础。本文以国家863计划/CIMS专题基金项目“基于Agent的制造单元混合式控制系统和车间层可重构装配系统的设计和开发技术”中的子课题“车间层可重构装配系统的设计和开发技术”为背景,对可重构装配模块组件化设计相关理论与方法进行了研究。论文主要包括以下几个方面:
一、可重构装配系统的UML用例分析。可重构装配系统作为宏观装配策略和微观交互机理的集成,目标是快速响应市场需求的变化、适应内部异常扰动。通过用例分析明晰可重构装配系统重构适应变化的机制,将系统划分为四大部分:系统规划调度管理器、重构管理器、可重构装配模块以及系统信息库。
二、可重构装配模块的特性及模块划分。RAM是可重构装配系统构建的前提,是可重构装配系统中资源划分形式,大致分为六类模块:装配机器人模块、物流装卸站模块、装配物流AGV模块、装配流水线模块以及人和辅助设备。为达到可重构装配系统的两大目标,RAM必须具备四个基本性质:重用性、协作性、自治性以及智能性。本文以此为基础对RAM基本模块进行设计分层,RAM基本模块是各设备模块在系统中存在并产生作用的最基本的要素组合形式。结合协作式递阶混合控制结构本文将基本模块划分为三个功能域,也即组件对象的三个部分:重构接口、自治域以及状态协作器。
三、基于COM/DCOM的装配机器人模块实现。本文综合分析了当前国际上流行的两类分布式组件调用规范—COM/DCOM与CORBA——出了基于COM/DCOM的装配机器人模块ATL实现方法,有其一定实现意义。在代码实现的基础上,给出模块调用的结构及流程。
四、装配机器人模块分布式调用评价。由于装配机器人调用需要面向系统需求,因此文章介绍了目前完成的系统重构管理器SRM的原型(HiSon.exe),并结合实际由三个OpenGL仿真的装配机器人模块组成的重构系统重构配置流程探讨了分布式调用过程中的几类问题。
五、基于蓝牙无线技术的AGV模块调度管理。根据以往项目的方案实现论证,针对可重构装配系统提出了基于蓝牙无线技术的AGV调度管理子系统,该系统通过GIS系统为规划层的调度管理提供了良好的空间特征信息接口;同时在模块中采用了蓝牙无线传输技术,从而实现控制开放性和群体协调灵活性。尤其是控制开放性方面,既保证了交互接口的开放性,还提供了控制、伺服的开放性,为装配物流AGV的动态重构提供有利的技术基础。