浙江文档立体仓库

图1为本文设计的智能机器人仓储物流系统总体方案,其集成了自动化立体仓库、AGV、机器人、视觉传感器、激取光料传感器等，由机器人完成物料的拾取、摆放、搬运和分捡,视觉系统完成对物料的形状、位置和颜色识别,传感器完成移动机器人的定位和避障等,该系统实现了齿轮箱的装配和拆解工作,其适用性广,衍生能力强。设计齿轮箱装配工艺流程如图2所示。

设计开发自动化立体仓库其管理系统具有货物入库、货物出库、入/出库人工修正、库存盘点、设备状态查询及设备故障记录等功能,可以自动记录设备故障信息,包括设备编码、故障时间、故障类别、故障说明等,在故障排除后由操作员在该记录中填写排除时间信息,并且可以按照设备编码、故障类别等进行设备故障记录查询,查询结果以列表形式显示在计算机屏幕上,并可以打印输出。

复合机器人复合机器人由移动底盘及关节柔性机械臂组成。其整体融入视觉系统、多样化的导航配置、的二次视觉定位等技术,使机器人精度更高、更加智能化。可以广泛应用于3C行业、自动化工厂、仓储分拣、自动化货物超市等,实现物料自动搬运、物品上下料、物料分拣等。

双臂机器人双臂机器人采用两个7自由度柔性机械臂组成, 能够集成化与柔性化地实现快速、安全、灵活、、高 效的旋拧、定位等全套装配解决方案。该机器人系统配有视觉系统,具有视觉识别引导抓取功能,末端采用电控夹爪,实现对工件的稳定抓取。

智能机器人仓储物流系统主要由总控调度软件和立体仓库监控软件组成,立体仓库监控软件主要用于立体仓库状态反馈,以及零件/成品的存入和取出。 总控调度软件负责管理和控制所有的设备, 协调各个设备进行工作,以完成整体的传工输作控流制程。总控调度软件和其他跟各踪模块之间的关系如图5所示。

图5 软件结构图

系统中所有设备通过TCP/IP协议进行通信,如图6所示。使用路由器组建一个局域网,双臂机器人、立体仓库监控软件服务器、总控调度软件服务器通过有线的方式介入局域网,而复合机器人、平台式AGV、叉车AGV使用无线的方式介入局域网。在该局域网中,总控调度软件是整个系统的核心,允许直接监视其他设备的状态,并控制这些设备执行相应的动作。


设备状态监测:平台式AGV及叉车AGV 状态监测包括AGV位置监测、电量监测、载货状态监测和运行状态监测等;复合机器人状态监测包括位置监测、电量监测、载货状态监测、使能状态监测和空闲状态监测等;双臂机器人状态监测包括机器人使能状态监测、机器人空闲状态监测、料台上下料完成状态监测等;立体仓库状态监测包括立体仓库堆垛机使能状态监测、空闲状态监测、货架中货物状态监测、出入库平台空间状态监测、出入库平台上下料完成状态监测等。
本文所设计的智能机器人仓储物流系统对AGV和复合机器人移动底盘的定位精度要求较高,尤其是在平台式AGV与立体仓库升降式运输平台对接及复合机器人和平台式AGV对接时,目前移动底盘常用的导航方式很难满足需求。针对目前AGV常用导航方式精度低、实时性差、无法实现位姿修正等问题,本文提出一种二维码视觉定位方法。将视觉摄像头安装于AGV的中心底部,使摄像头光心与AGV旋转中心重合,并在摄像头周围安装光源,克服光线变化的影响。通过识别地面上的二维码,经视觉处理将数据反馈给AGV运动控制系统,实现 AGV的定位。
利用齿轮箱的模拟装配拆解工作对本文智能机器人仓储物流系统进行了应用验证。通过总控调度系统软件及各机器人系统的通讯,能够实现对齿轮箱的装配和拆解。设计开发的总控调度软件经过长期运行和反复测试,能够正确显示各设备状态,并且具有较好的用户使用界面,工作性能良好。软件运行结构如图11所示。图11a中各个按钮分别代表各机器人的不同动作,主要用于调试及单步操作。图11b 则为自动动作流程,装配模式启动后,总控调度软件就会按照的4个零件出库,然后通过平台式AGV、复合机器人、运输到双臂机器人装配台处,通过双臂机器人组装成成品放回成品料盘中, 成品料盘经复合机器人、叉车AGV运输到成品库位中,零件料盘经复合机器人、平台式AGV运输回零件库位中。
齿轮箱的装配和拆解过程严格按照工艺流程执行,验证了本文所设计的智能机器人仓储物流系统的可靠性及稳定性。平台式AGV与出入库平台的成功对接验证了本文二维码视觉定位的有效性及稳定性。