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。

設計開(kāi)發(fā)自動(dòng)化立體倉庫其管理系統具有貨物入庫、貨物出庫、入/出庫人工修正、庫存盤(pán)點(diǎn)、設備狀態(tài)查詢(xún)及設備故障記錄等功能,可以自動(dòng)記錄設備故障信息,包括設備編碼、故障時(shí)間、故障類(lèi)別、故障說(shuō)明等,在故障排除后由操作員在該記錄中填寫(xiě)排除時(shí)間信息,并且可以按照設備編碼、故障類(lèi)別等進(jìn)行設備故障記錄查詢(xún),查詢(xún)結果以列表形式顯示在計算機屏幕上,并可以打印輸出。

平臺式 AGV
平臺式AGV能夠實(shí)現物品的自動(dòng)化可靠運輸及自動(dòng)投送。其搭載激光傳感器、超聲波傳感器?；诩す釹LAM的定位導航算法,結合超聲波傳感器,實(shí)現自主行走及自主避障。其控制臺可以集中調度、監控、管理 AGV 系統的運行狀態(tài)活動(dòng)。


叉車(chē) AGV叉車(chē)AGV具有激光導引系統、控制臺和調度管理系統、在線(xiàn)自動(dòng)充電系統、通訊系統及安全系統等?？刂婆_和調度管理系統是AGV系統的調度管理中心,負責與上位機交換信息,生成AGV的運行任務(wù),并將指令下發(fā)給AGV完成相應的任務(wù)。

智能機器人倉儲物流系統主要由總控調度軟件和立體倉庫監控軟件組成,立體倉庫監控軟件主要用于立體倉庫狀態(tài)反饋,以及零件/成品的存入和取出。 總控調度軟件負責管理和控制所有的設備, 協(xié)調各個(gè)設備進(jìn)行工作,以完成整體的傳工輸作控流制程?？偪卣{度軟件和其他跟各蹤模塊之間的關(guān)系如圖5所示。

圖5 軟件結構圖

系統中所有設備通過(guò)TCP/IP協(xié)議進(jìn)行通信,如圖6所示。使用路由器組建一個(gè)局域網(wǎng),雙臂機器人、立體倉庫監控軟件服務(wù)器、總控調度軟件服務(wù)器通過(guò)有線(xiàn)的方式介入局域網(wǎng),而復合機器人、平臺式AGV、叉車(chē)AGV使用無(wú)線(xiàn)的方式介入局域網(wǎng)。在該局域網(wǎng)中,總控調度軟件是整個(gè)系統的核心,允許直接監視其他設備的狀態(tài),并控制這些設備執行相應的動(dòng)作。


設備狀態(tài)監測:平臺式AGV及叉車(chē)AGV 狀態(tài)監測包括AGV位置監測、電量監測、載貨狀態(tài)監測和運行狀態(tài)監測等;復合機器人狀態(tài)監測包括位置監測、電量監測、載貨狀態(tài)監測、使能狀態(tài)監測和空閑狀態(tài)監測等;雙臂機器人狀態(tài)監測包括機器人使能狀態(tài)監測、機器人空閑狀態(tài)監測、料臺上下料完成狀態(tài)監測等;立體倉庫狀態(tài)監測包括立體倉庫堆垛機使能狀態(tài)監測、空閑狀態(tài)監測、貨架中貨物狀態(tài)監測、出入庫平臺空間狀態(tài)監測、出入庫平臺上下料完成狀態(tài)監測等。
存儲管理:包括貨架庫存信息、立體倉庫出入庫歷史信息記錄和事件日志信息。人機交互界面:包括信息顯示、手動(dòng)操作和自動(dòng)操作界面。
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。

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