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。


復合機器人復合機器人由移動(dòng)底盤(pán)及關(guān)節柔性機械臂組成。其整體融入視覺(jué)系統、多樣化的導航配置、的二次視覺(jué)定位等技術(shù),使機器人精度更高、更加智能化?？梢詮V泛應用于3C行業(yè)、自動(dòng)化工廠(chǎng)、倉儲分揀、自動(dòng)化貨物超市等,實(shí)現物料自動(dòng)搬運、物品上下料、物料分揀等。

雙臂機器人雙臂機器人采用兩個(gè)7自由度柔性機械臂組成, 能夠集成化與柔性化地實(shí)現快速、安全、靈活、、高 效的旋擰、定位等全套裝配解決方案。該機器人系統配有視覺(jué)系統,具有視覺(jué)識別引導抓取功能,末端采用電控夾爪,實(shí)現對工件的穩定抓取。

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。


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。