工业机器人多机联动性能优化：8台机器人协同作业无冲突、无延迟的标准化实现

一、项目背景

去年给某车企焊装车间做机器人多机联动改造项目，车间有8台发那科机器人，负责车身焊接，之前是独立作业，每台机器人干自己的，中间有很多等待时间，效率很低，焊一台车身要120秒，客户要求优化到90秒以内，而且不能有机器人碰撞冲突，故障率低于0.1%。
刚上线的时候经常出现机器人抢位置碰撞报警，一停就是半小时，客户差点解约，后来我们花了一个月时间优化调度算法，现在稳定运行了8个月，效率提升了35%，零碰撞。

二、原来的问题分析

原来的方案有几个致命问题：

1. 没有统一调度，各机器人自己干自己的，经常出现两台机器人同时到同一个位置，触发碰撞报警
2. 任务分配不合理，有些机器人闲的没事，有些忙不过来
3. 没有轨迹预校验，机器人运动轨迹有冲突也不知道，直到要碰撞了才报警
4. 出了故障之后要人工复位，恢复时间长，影响生产

三、优化方案设计

我们重新设计了上位机调度系统，整体架构分三层：

1. 设备层：8台发那科机器人，PLC，安全围栏传感器
2. 调度层：C#上位机调度系统，负责任务分配、冲突检测、轨迹规划、故障处理
3. 业务层：对接MES系统，接收生产任务，上报生产数据

3.1 上位机与机器人控制器通信

我们用的是发那科的R-30iB控制器，通过Sock