圖1為本文設計的智能機器人倉儲物流系統總體方案,其集成了自動(dòng)化立體倉庫、AGV、機器人、視覺(jué)傳感器、激取光料傳感器等，由機器人完成物料的拾取、擺放、搬運和分撿,視覺(jué)系統完成對物料的形狀、位置和顏色識別,傳感器完成移動(dòng)機器人的定位和避障等,該系統實(shí)現了齒輪箱的裝配和拆解工作,其適用性廣,衍生能力強。設計齒輪箱裝配工藝流程如圖2所示。

該智能機器人倉儲物流系統主要包括自動(dòng)化立體倉庫、平臺式AGV、復合機器人、雙臂機器人、叉車(chē)AGV等硬件設備。
(1)自動(dòng)化立體倉庫
自動(dòng)化立體倉庫是現代生產(chǎn)系統自動(dòng)化程度提高的重要標志,在有限的占地面積下能夠實(shí)現貨物的大量、有效存儲,充分利用空間資源。如圖3所示,本文設計自動(dòng)化立體倉庫包括貨架、堆垛機、出入庫平臺組成。其中堆垛機的行走軸實(shí)現堆垛機沿著(zhù)立體倉庫長(cháng)度方向運動(dòng)、升降軸實(shí)現堆垛機沿著(zhù)立體倉庫高度方向運動(dòng),貨叉伸縮軸實(shí)現貨物托盤(pán)的抓取。出入庫平臺安裝有貨物托盤(pán)檢測傳感器,用于判斷出入庫平臺與機器人的對接情況。零件出入庫平臺設有一段升降式運輸平臺①,其處于低位時(shí)與平臺AGV對接,處于高位時(shí)與出入庫平臺②對接。


為了凸顯二維碼的輪廓,本文采用在原二維碼基礎上加入矩形外輪廓,中心與二維碼中心重合,如圖8所示。使用加入矩形外輪廓的二維碼檢測效果好,不易被誤檢測,可以顯著(zhù)提高邊緣檢測的正確識別率。

旋轉處理模型
旋轉處理即以中心點(diǎn)為旋轉參考點(diǎn),旋轉修正,如圖10a所示。設定P0(x0 ,y0) 為輪廓中心點(diǎn)坐標,B(x23 ,y23)為待修正后矩形一邊的中心點(diǎn)坐標, A(x'23,y'23)為修正后矩形一邊的中心點(diǎn)坐標。根據P0和B點(diǎn)坐標求得A點(diǎn)坐標,如式(3):


利用齒輪箱的模擬裝配拆解工作對本文智能機器人倉儲物流系統進(jìn)行了應用驗證。通過(guò)總控調度系統軟件及各機器人系統的通訊,能夠實(shí)現對齒輪箱的裝配和拆解。設計開(kāi)發(fā)的總控調度軟件經(jīng)過(guò)長(cháng)期運行和反復測試,能夠正確顯示各設備狀態(tài),并且具有較好的用戶(hù)使用界面,工作性能良好。軟件運行結構如圖11所示。圖11a中各個(gè)按鈕分別代表各機器人的不同動(dòng)作,主要用于調試及單步操作。圖11b 則為自動(dòng)動(dòng)作流程,裝配模式啟動(dòng)后,總控調度軟件就會(huì )按照的4個(gè)零件出庫,然后通過(guò)平臺式AGV、復合機器人、運輸到雙臂機器人裝配臺處,通過(guò)雙臂機器人組裝成成品放回成品料盤(pán)中, 成品料盤(pán)經(jīng)復合機器人、叉車(chē)AGV運輸到成品庫位中,零件料盤(pán)經(jīng)復合機器人、平臺式AGV運輸回零件庫位中。

齒輪箱的裝配和拆解過(guò)程嚴格按照工藝流程執行,驗證了本文所設計的智能機器人倉儲物流系統的可靠性及穩定性。平臺式AGV與出入庫平臺的成功對接驗證了本文二維碼視覺(jué)定位的有效性及穩定性。

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