Çift tutuculu robotik hücrelerde üretim hızının en büyüklenmesi: Sade çevrimler

Abstract

Bu çalışmada, sade çevrimlerin kullanıldığı $m$ adet makine ve çift tutuculu robotun bulunduğu bir robotlu üretim hücresi ele alınmıştır. Makinelerin yüklenme/boşaltması ve malzeme taşıma işlemleri robot tarafından gerçekleştirilmektedir. Çift tutuculu robotlar aynı anda iki parça taşımasına olanak sağlamaktadır. Özdeş parçaların işlem gördüğü sistemde makinelerin bir parçaya uygulanması gereken bütün işlemleri yapabilecek kabiliyette oldukları varsayılmıştır. CNC makineleri gibi esnek makinelerin bulunduğu sistemlerde bu tip durumlar ortaya çıkmaktadır. Çalışmada ele alınan sade çevrimler her parçanın sadece bir makinede işlem gördüğü ve her makinenin bir çevrimde bir defa işlem yaptığı çevrimleri ifade etmektedir. Öncelikle sade çevrimlerin olurluluk koşulları belirlenerek, bu olurluluk koşulları üzerinden çalışan ve makine sayısı verildiğinde tüm olurlu sade çevrimleri oluşturan bir algoritma geliştirilmiştir. İki makineli robotlu hücreler ayrıntılı olarak incelenmiş ve çok sayıda olurlu sade çevrim arasından eniyi çözümün belirli beş tanesinden biri tarafından verildiği ispatlanmıştır. Problem parametrelerine bağlı olarak bu beş çevrimden her birisinin eniyi oldukları parametre değerleri belirlenmiştir. İki makineli robotik hücrede, iki tutuculu robotların kullanımının tek tutuculu robotlara göre her zaman daha iyi sonuç verdiği gösterilmiştir. Problem parametreleri kullanılarak bir deneysel çalışma yapılmış çift tutuculu robotların tek tutuculu robotlara oranla sağladığı ortalama ve en büyük fayda değerleri belirlenmiş, parametrelerin elde edilen sonuçlara etkisi incelenmiştir.

In this study, we discuss pure cycles in $m$-machine dual gripper robotic cells. A material handling robot loads/unloads the machines and transports the parts between the machines. The robot is assumed to have dual grippers so that it can carry two parts simultaneously. Identical parts are to processed on machines which have the ability to perform all the operations that a part requires. Manufacturing systems in which there are flexible machines like CNC machines have this kind of ability. We consider pure cycles where each part is processed by only one of the machines and each machine processes exactly one part in a cycle. We first determine the feasibility conditions for the pure cycles and an algorithm that generates all feasible pure cycles for a given number of machines. We analyse 2-machine robotic cells in detail and prove that one of the particular five pure cycles among a huge number of feasible pure cycles always provides the optimal solution. We determine the parameter values in which each of the five cycles is optimal. In 2-machine robotic cells, we show that pure cycles in dual gripper robotic cells always dominate pure cycles in single gripper robotic cells. By using problem parameters, an experimental study is performed and the average and maximum benefits of using a dual gripper robot instead of a single gripper robot are determined. The effects of problem parameters are also examined.