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探究滾筒輸送機路徑規劃方法
滾筒輸送機是由電動滾筒、光電傳感器、控制器、條碼識別模塊等設備組成的一種傳輸系統由于其具有可定制化、空間利用率高、成本低等優勢被廣泛用于物品分揀、生產線連接和物流系統集成等場合。
目前，滾筒輸送機的部件已逐漸標準化從而形成了更高集成度的滾筒輸送機包括直線兩方向輸送輸送機、圓弧兩方向輸送輸送機、直角四方向移載輸送機、兩方向升降輸送機和斜坡輸送機等功能模塊升降輸送機和斜坡輸送機使得輸送線可能存在三維多層結構ꎻ而直角移載輸送機模塊擁有4個方向的傳輸移載功能是輸送線中的重要節點模塊使輸送線更加柔性化。
隨著現代物流系統的發展需求更加復雜化、多樣化滾筒輸送機系統面臨較多的挑戰一條輸送線中各個輸送機之間構成復雜的拓撲關系需要特殊的數據結構來描述在復雜輸送線結構中從某入口到某出口可能會出現多條路徑不同路徑根據傳送距離、傳送時間和一定的約束等存在優劣之分如何選擇最優的可行輸送路徑是本文要解決的路徑規劃問題目前國內外關于輸送線路徑規劃方法的研究主要基于網格法劃分的環境模型運算量較大、實時性較差。
本文將以滾筒輸送機為對象構建其環境模型并進行優化充分考慮輸送線系統中的實際影響因素引入路徑規劃算法解決滾筒輸送機中的路徑選擇問題。
滾筒輸送機的模塊之間需建立連接關系才能形成完整且流通的輸送線完成相應的功能這里采用有向圖的數據結構來構建輸送線復雜連接用鄰接矩陣為圖結構的儲存方式。
假定輸送線有ｎ個模塊構成圖Ｇ＝(ＶＥ)的ｎ個頂點即Ｖ＝{ｖ０ｖ１...ｖｎ－１}圖的鄰接矩陣是一個ｎ×ｎ的二位數組用Ａ[ｎ][ｎ]表示且數組的元素為:
式中:Ａ[ｉ][ｊ]＝１—模塊ｉ和模塊ｊ之間有連接且連接方向為從模塊ｉ指向模塊ｊ；Ａ[ｉ][ｊ]＝０—模塊ｉ和模塊ｊ無任何方向的連接。
上述無加權的有向圖能準確描述滾筒輸送機的結構便于上位機圖形繪制、動態監控等也易于實現較少模塊輸送線的路徑規劃但對于模塊數量較大、連接較復雜的輸送線基于上述圖結構模型進行路徑規劃變得較為困難需要對上述建模方法進行適當改進。
本文分析了滾筒輸送機的環境模型提出了以輸送機當量衡量路徑長度的計算方法并對較復雜輸送線的結構模型進行了改進。
研究的結果表明:
(１)改進后的結構模型簡化了圖結構并降低了滾筒輸送機路徑規劃的難度。
(２)針對滾筒輸送機最短路徑選擇問題分別采用較為經典的 Dijkstra 算法和啟發式的改進蟻群算法進行求解分析了兩種算法的適用場合。
(３)針對滾筒輸送機應用的兩種實際工況提出了相應的動態修正策略為解決這兩類約束下滾筒輸送機路徑最優規劃提供了有效的解決方案也可為其他類型輸送線的路徑規劃提供借鑒。
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