CN104238468B - 自动导向搬运系统、控制方法与其自动导向搬运装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种自动导向搬运系统、控制方法与其自动导向搬运装置，自动导向搬运系统包括一制造执行系统、一车控伺服器与多个自动导向搬运装置，其中多个自动导向搬运装置被分为多个群组，每一群组中具有一个伺服搬运装置与一个或多个终端搬运装置。伺服搬运装置负责指派所述终端搬运装置进行相对应的送件程序，而所述终端搬运装置则自行规划路径与执行任务，以此降低车控伺服器的运算量并且提高系统稳定度与灵活度。

Description

自动导向搬运系统、控制方法与其自动导向搬运装置
技术领域
本发明关于一种自动搬运系统，且特别是关于一种可分组控制的自动导向搬运系统、控制方法与其自动导向搬运装置。
背景技术
随着全球人力成本上升以及产业变化迅速，制造业面临强大的竞争压力与成本压力，客户对于产品价格、品质与时程的要求愈来愈高，所以企业纷纷导入电脑整合制造(Computer Integrated Manufacturing；CIM)来达到自动化生产，降低人力成本与提高产品品质与制造速度。制造执行系统(Manufacturing Execution System；MES)为CIM中最主要的部份，可用于收集与制造流程直接相关的信息并且下达相关的制造指令，例如送料、搬运等制造程序。
自动导向搬运车(Automatic Guiding Vehicle;AGV)或自动导向堆高车(Automatic Guiding Forklift;AGF)可用来取代人力进行无人搬运、送料、进料等程序，MES系统会通过车控伺服器来进行场内自动导向搬运车的控管及任务分派。MES系统下达相关的送料信息至车控伺服器，车控伺服器会根据送料信息进行派车与路径规划，然后控制自动导向搬运车进行相关的送料程序。
由于车控伺服器只有一台，若是在任务繁多或是网络传输环境不良时，会降低系统稳定度，而且所有的数据传递、路径规划与计算都是由车控伺服器来负责，这样的方式会降低系统灵活度，而且也会使车控伺服器的计算量过大而影响系统效能，无法即时传送数据至自动导向搬运车。
缘是，本发明人有感上述问题的可改善，乃潜心研究并配合学理的运用，而提出一种设计合理且有效改善上述问题的本发明。
发明内容
本发明提供一种自动导向搬运系统，可以将自动导向搬运装置分组控管，以此降低车控伺服器的计算量并且提高系统的灵活度与稳定度。
本发明实施例提出一种自动导向搬运系统，包括一制造执行系统、一车控伺服器与多个自动导向搬运装置。车控伺服器电性连接于该制造执行系统，用以接收来自该制造执行系统的一送料信息。多个自动导向搬运装置，经由无线方式连结至该车控伺服器。其中，车控伺服器将所述多个自动导向搬运装置区分为多个群组，其中群组中的一第一群组具有多个第一自动导向搬运装置。上述第一自动导向搬运装置其中之一被设定为一第一伺服搬运装置，其他所述第一自动导向搬运装置被设定为一个或多个第一终端搬运装置。车控伺服器发送该送料信息至第一群组的第一伺服搬运装置，第一伺服搬运装置根据送料信息分别指派第一终端搬运装置执行相对应的送料程序，其中第一终端搬运装置根据各自对应的送料程序自行规划路径与送料。
本发明一实施例中，其中所述多个群组中的一第二群组具有多个第二自动导向搬运装置，所述第二自动导向搬运装置其中之一被设定为一第二伺服搬运装置，其他所述第二自动导向搬运装置被设定为一个或多个第二终端搬运装置，该车控伺服器发送该送料信息至该第二群组的该第二伺服搬运装置，该第二伺服搬运装置根据该送料信息分别指派所述第二终端搬运装置执行相对应的送料程序，其中所述第二终端搬运装置根据各自对应的送料程序自行规划路径与送料。
本发明一实施例中，其中该第一伺服搬运装置自行设定本身的一第一身份码，并且依据所述第一终端搬运装置的要求，为各该第一终端般运装置设定相对应的一第二身份码，并且储存该第一身份码与所述第二身份码于一查找表。
本发明一实施例中，其中该车控伺服器依据车辆类别或区域对所述自动导向搬运装置进行分组以形成所述多个群组。
本发明一实施例中，其中当该第一群组中该第一伺服搬运装置失能时，所述第一终端搬运装置其中之一主动递补以取代该第一伺服搬运装置，并且回报该车控伺服器以及通知其他所述第一终端搬运装置。
本发明一实施例中，其中该第一伺服搬运装置收集所述第一终端搬运装置的状态并且回报至该车控伺服器。
从另一个观点来看，本发明提出一种上述自动导向搬运系统的控制方法，自动导向搬运系统包括一制造执行系统、一车控伺服器以及多个自动导向搬运装置，该控制方法包括下列步骤：将所述多个自动导向搬运装置区分为多个群组；将所述多个群组中的一第一群组中的多个第一自动导向搬运装置其中之一设定为一第一伺服搬运装置，将其他所述第一自动导向搬运装置设定为一个或多个第一终端搬运装置；以及发送该送料信息至该第一群组的该第一伺服搬运装置，使该第一伺服搬运装置根据该送料信息分别指派所述第一终端搬运装置执行相对应的送料程序，其中所述第一终端搬运装置根据各自对应的送料程序自行规划路径与送料。
从另一个观点来看，本发明提出一种自动导向搬运装置，经由无线方式连结至该车控伺服器，该自动导向搬运装置位于该车控伺服器所设定一群组中，其特征在于该自动导向搬运装置会寻找该群组中是否具有一伺服搬运装置，若无，则该自动导向搬运装置将本身设定为该伺服搬运装置，并且将该群组中的其他自动导向搬运装置设定为一个或多个第一终端搬运装置，然后自该车控伺服器接收一送料信息，并且根据该送料信息分别指派该群组中的所述第一终端搬运装置执行相对应的送料程序，使所述第二终端搬运装置根据各自对应的送料程序自行规划路径与送料。
综上所述，本发明将自动导向搬运装置进行分组并且设定伺服搬运装置以作为群组中的伺服器使用，以此降低车控伺服器的计算量并且提高系统的灵活度与稳定度。
为了能更进一步了解本发明为达成既定目的所采取的技术、方法及功效，请参阅以下有关本发明的详细说明、图式，相信本发明的目的、特征与特点，当可由此得以深入且具体的了解，然而所附图式与附件仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制者。
附图说明
图1为根据本发明第一实施例的自动导向搬运系统示意图。
图2为根据本发明第一实施例的自动导向搬运系统的控制方法的流程图。
图3为根据本发明第一实施例的自动导向搬运装置的启动流程图。
图4为根据本发明第一实施例的伺服搬运装置的设定流程图。
图5为根据本发明第一实施例的终端搬运装置的设定流程图。
图6为根据本发明第二实施例的自动导向搬运装置的控制方法的流程图。
其中，附图标记说明如下：
自动导向搬运系统：100
制造执行系统：110
车控伺服器：120
群组：130、140
自动导向搬运装置：131～134
自动导向搬运装置：141～144
流程图步骤：S210～S250
流程图步骤：S310～350
流程图步骤：S410～440
流程图步骤：S510～540
流程图步骤：S610～640
具体实施方式
[第一实施例]
请参考图1，图1为根据本发明第一实施例的自动导向搬运系统示意图。自动导向搬运系统100包括制造执行系统(Manufacturing execution system)110、车控伺服器120与多个自动导向搬运装置(Automatic guiding apparatus)131～134、141～144。自动导向搬运装置131～134、141～144例如是自动导向搬运车(Automatic guiding Vehicle;AGV)或自动导向起货机(Automatic Guiding Forklift;AGF)。车控伺服器120可经由有线网络或无线网络电性连接于制造执行系统110，用以接收来自制造执行系统110的送料信息。自动导向搬运装置131～134、141～144经由无线方式连结至车控伺服器120，并且可以依照但不限于车辆类型、区域、使用需求等条件将其区分为多个群组130、140。群组130、140划分可以由车控伺服器120决定或由管理人员手动决定，本实施例并不受限。在本实施例中，以两个群组130、140为例说明，本实施例可以依照使用需求增加或减少群组数目以及调整各群组中的自动导向搬运装置数目，本实施例并不受限。车控伺服器120可以依据车辆类别或区域对自动导向搬运装置131～134、141～144进行分组以形成群组130、140。值得注意的是，车控伺服器120可将所有具有相同功能的自动导向搬运装置131～134、141～144设为同一个群组或分为多个群组，本实施例并不限制群组的区分方式与数量。
在系统启动时，各该群组130、140中会有一个自动导向搬运装置被设定为伺服搬运装置，用以管理同一群组中其他的自动导向搬运装置。以群组130为例，其包括四台自动导向搬运装置131～134，其中自动导向搬运装置131～134其中之一会自动被设定为群组130中的伺服搬运装置，同一群组130中的其他自动导向搬运装置131～134则会被设定终端般运装置。举例来说，自动导向搬运装置131可被设定为伺服搬运装置，而自动导向搬运装置132～134则可被设定为终端搬运装置。自动导向搬运装置131可以接收车控伺服器120所发送的送料信息，然后根据送料信息分别指派其他的终端搬运装置执行相对应的送料程序，其中终端搬运装置(自动导向搬运装置132～134)会根据各自对应的送料程序自行规划路径与送料。
伺服搬运装置(如自动导向搬运装置131)可以发派任务、监控并收集来自终端搬运装置(自动导向搬运装置132～134)的工作状态，然后回报给车控伺服器110。车控伺服器110可以收集各群组130、140中的所有送料状态，然后回报给制造执行系统110。自动导向搬运装置131可以扮演群组130中的管理者的角色，以此分担车控伺服器110的运算需求，且自动导向搬运装置131～134的行走路径为各车子自行计算与规划，可以大幅降低车控伺服器110的运算负担。
同理，群组140中自动导向搬运装置141～144同样会自行设定其中一台自动导向搬运装置为群组140中的伺服搬运装置，而其他同组里的自动导向搬运装置则被设定为终端搬运装置。举例来说，自动导向搬运装置141设定为伺服搬运装置，而自动导向搬运装置142～144则被设定终端搬运装置。
在本实施例中，车控伺服器120可将多个自动导向搬运装置131～134、141～144区分为两组或多组群组，各自群组中的自动导向搬运装置不受限制。单一车控伺服器120所对应的自动导向搬运装置数目亦不受限。在各自群组130、140中，会具有一个伺服搬运装置(如自动导向搬运装置131、141)与附属于该伺服搬运装置的终端搬运装置(如自动导向搬运装置132～134、142～144)。为区别说明，群组130可以称为第一群组，群组140可以称为第二群组，自动导向搬运装置131可称为第一伺服搬运装置，而自动导向搬运装置132～134可称为第一终端搬运装置；自动导向搬运装置141可称为第二伺服搬运装置，而自动导向搬运装置142～144可称为第二终端搬运装置。
在本实施例中，车控伺服器120与群组130、140中的伺服搬运装置(即自动导向搬运装置131、141)以及终端搬运装置(即自动导向搬运装置132～134、142～144)可以分工合作，分别分担部分的运算需求。车控伺服器120只要与各群组中的伺服搬运装置进行沟通即可发派所有送料任务与取得所有自动导向搬运装置的运作状态。各群组中的伺服搬运装置则负责与群组中的终端搬运装置沟通，包括指派身份码、派送任务、建立身份码的查找表、回报工作状态以及执行本身的送料程序等。终端搬运装置则根据伺服搬运装置所指派的送料程序自行规划路径与送料，然后回报工作状态给伺服搬运装置。在各群组130、140中，个别自动导向搬运装置131～134、141～144可以互通讯息，不需通过车控伺服器120，在使用上可提高系统灵活度。
通过上述分组工作的安排，可以避免所有的运算需求都集中在车控伺服器120上，大幅降低车控伺服器120的计算量。车控伺服器120可以同时控制各种AGV与AGF，并且可以提高单一车控伺服器120所控制的自动导向搬运装置数目。另外，各群组130、140中具有作为伺服器的伺服搬运装置(如自动导向搬运装置131、141)，可以执行各群组130、140中的送料指派工作以及掌控并且回报该群组中的工作状态给车控伺服器120，以此提高系统的稳定度。
接下来，请同时参考图2，进一步说明上述自动导向搬运系统100的控制方法，图2为根据本发明第一实施例的自动导向搬运系统的控制方法的流程图。首先，车控伺服器120致能(步骤S210)，然后车控伺服器120会寻找群组130、140中的伺服搬运装置，若找到，则派送送料数据MS至各群组130、140中的伺服搬运装置(如自动导向搬运装置131、141)(步骤S230)；若未找到，则继续寻找(步骤S220)。各自群组130、140中的伺服搬运装置会寻找各自群组30、40中的终端搬运装置(如自动导向搬运装置132～134、142～144)(步骤S240)。然后，由伺服搬运装置派送任务至终端搬运装置以进行移动或送料程序。终端搬运装置将自行进行送料路径的计算的执行送料程序(步骤S250)。
在各自群组130、140中，当自动导向搬运装置131～134、141～144启动时，会进行寻找或设定伺服搬运装置的程序，如图3所示，图3为根据本发明第一实施例的自动导向搬运装置的启动流程图。以群组130为例，当AGV或AGF启动时(以自动导向搬运装置131为例说明)(步骤S310)，自动导向搬运装置131会自动寻找群组130中的伺服搬运装置(步骤S320)。若群组130中没有作为伺服搬运装置的自动导向搬运装置，则自动导向搬运装置131会将本身设定为伺服搬运装置，然后通知群组130中的其他自动导向搬运装置132～134，自动导向搬运装置131为伺服搬运装置(步骤S330)，然后完成自动导向搬运装置131与车控伺服器120之间的交握程序(步骤S350)。若一开始启动的是自动导向搬运装置132，而自动导向搬运装置131为预设的伺服搬运装置，则自动导向搬运装置132会在找到自动导向搬运装置131后，向伺服搬运装置(自动导向搬运装置131)请求设定身份码(步骤S340)。
步骤S330的细部流程进一步说明如图4，图4为根据本发明第一实施例的伺服搬运装置的设定流程图。首先，自动导向搬运装置131会设定本身为伺服搬运装置(步骤S410)，然后设定本身的身份码(如ID#1)(步骤S420)。接着，通知车控伺服器120，自动导向搬运装置131为伺服搬运装置(步骤S430)，然后通知群组130中的其他成员(自动导向搬运装置132～134)，本身为伺服搬运装置。自动导向搬运装置132～134即会受自动导向搬运装置131的指挥执行相关的送料程序与任务。
步骤S340的细部流程进一步说明如图5，图5为根据本发明第一实施例的终端搬运装置的设定流程图。假设自动导向搬运装置131为伺服搬运装置，则当自动导向搬运装置132～134启动时，会请求自动导向搬运装置131产生身份码给自动导向搬运装置131(步骤S510)。做为伺服搬运装置的自动导向搬运装置131会产生对应的身份码(例如ID#2～ID#4)给自动导向搬运装置132～134并且将身份码储存为查找表(步骤S520)。自动导向搬运装置131会传送身份码至对应的群组成员(如自动导向搬运装置132～134)(步骤S530)，然后进行其他成员的身份码设定(步骤S540)。
此外，值得注意的是，当群组130中的伺服搬运装置(如自动导向搬运装置131)失能或故障时，群组130中的终端搬运装置(如自动导向搬运装置132～134)会自动设定其中一台为伺服搬运装置以递补自动导向搬运装置131的位置并且向车控伺服器120回报。举例来说，可以依照列表顺序来进行递补程序，如自动导向搬运装置132会主动递补为伺服搬运装置以取代自动导向搬运装置131的位置，然后通知其他自动导向搬运装置133～134与车控伺服器120，伺服搬运装置已经改变为自动导向搬运装置132。另外，本实施例中，也可以依照发现的时序来决定由谁递补为伺服搬运装置，举例来说，若是由自动导向搬运装置133最先发现伺服搬运装置已经失能，则自动导向搬运装置133会主动递补为伺服搬运装置，并且通知其他自动导向搬运装置132、134与车控伺服器120。
换言之，各自群组130、140中的自动导向搬运装置131～134、141～144具有自动设定伺服搬运装置的功能以维持整个群组130、140的正常运作。总言之，自动导向搬运装置会寻找群组中是否具有伺服搬运装置，若无，则自动导向搬运装置主动将本身设定为伺服搬运装置，并且将群组中的其他自动导向搬运装置设定为一个或多个第一终端搬运装置，然后自车控伺服器接收一送料信息，并且根据送料信息分别指派群组中的终端搬运装置执行相对应的送料程序，使终端搬运装置根据各自对应的送料程序自行规划路径与送料。
此外，在本发明另一实施例中，伺服搬运装置也可以由车控伺服器120来指定，本发明并不限制伺服搬运装置的设定方法。在上述实施例中，同一自动导向搬运系统100中可以包括多个车控伺服器120，本实施例并不限制车控伺服器120的数量。
[第二实施例]
由上述说明可以归纳出一种自动导向搬运系统的控制方法，请参照图6，图6为根据本发明第二实施例的自动导向搬运系统的控制方法的流程图。控制方法适用于上述第一实施例的自动导向搬运系统100，自动导向搬运系统100包括制造执行系统110、车控伺服器120以及多个自动导向搬运装置131～134、141～144。首先，车控伺服器120将自动导向搬运装置131～134、141～144区分为多个群组130、140(步骤S610)；然后，群组130会自行将其中的多个自动导向搬运装置131～134其中之一设定为一第一伺服搬运装置，将其他自动导向搬运装置设定为第一终端搬运装置。同理，群组140会自行将其中的多个自动导向搬运装置141～144其中之一设定为一第二伺服搬运装置，将其他自动导向搬运装置设定为第二终端搬运装置(步骤S620与步骤S630)。随后，车控伺服器120会发送对应的送料信息至群组130的第一伺服搬运装置，使第一伺服搬运装置根据送料信息分别指派第一终端搬运装置执行相对应的送料程序，其中第二终端搬运装置根据各自对应的送料程序自行规划路径与送料(步骤S640)。经由上述第一实施例的说明，本技术领域具有通常知识者应当可以轻易推知其自动导向搬运装置的控制方法的操作细节，在此不加赘述。
综上所述，本发明对自动导向搬运装置进行分组，并且使各组可以个别指派工作与进行路径规划，以此分散运算需求，避免集中于车控伺服器，以增加系统稳定度与灵活度。
虽然本发明的实施例已揭露如上，然本发明并不受限于上述实施例，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明所揭露的范围内，当可作些许的更动与调整，因此本发明的保护范围应当以后附的申请专利范围所界定者为准。

Claims (14)

1.一种自动导向搬运系统，其特征在于，包括：
一制造执行系统；
一车控伺服器，电性连接于该制造执行系统，用以接收来自该制造执行系统的一送料信息；以及
多个自动导向搬运装置，经由无线方式连结至该车控伺服器；
其中，该车控伺服器将所述自动导向搬运装置区分为多个群组，其中所述多个群组中的一第一群组具有多个第一自动导向搬运装置，所述多个第一自动导向搬运装置其中之一被设定为一第一伺服搬运装置，其他所述第一自动导向搬运装置被设定为一个或多个第一终端搬运装置，该车控伺服器发送该送料信息至该第一群组的该第一伺服搬运装置，该第一伺服搬运装置根据该送料信息分别指派所述第一终端搬运装置执行相对应的送料程序，其中所述第一终端搬运装置根据各自对应的送料程序自行规划路径与送料。
2.如权利要求1所述的自动导向搬运系统，其中所述多个群组中的一第二群组具有多个第二自动导向搬运装置，所述多个第二自动导向搬运装置其中之一被设定为一第二伺服搬运装置，其他所述第二自动导向搬运装置被设定为一个或多个第二终端搬运装置，该车控伺服器发送该送料信息至该第二群组的该第二伺服搬运装置，该第二伺服搬运装置根据该送料信息分别指派所述第二终端搬运装置执行相对应的送料程序，其中所述第二终端搬运装置根据各自对应的送料程序自行规划路径与送料。
3.如权利要求1所述的自动导向搬运系统，其中该第一伺服搬运装置自行设定本身的一第一身份码，并且依据所述第一终端搬运装置的要求，为各该第一终端搬运装置设定相对应的一第二身份码，并且储存该第一身份码与所述第二身份码于一查找表。
4.如权利要求1、2或3任一所述的自动导向搬运系统，其中该车控伺服器依据车辆类别或区域对所述多个自动导向搬运装置进行分组以形成所述多个群组。
5.如权利要求1、2或3任一所述的自动导向搬运系统，其中当该第一群组中该第一伺服搬运装置失能时，所述多个第一终端搬运装置其中之一主动递补以取代该第一伺服搬运装置，并且回报该车控伺服器以及通知其他所述第一终端搬运装置。
6.如权利要求4所述的自动导向搬运系统，其中当该第一群组中该第一伺服搬运装置失能时，所述多个第一终端搬运装置其中之一主动递补以取代该第一伺服搬运装置，并且回报该车控伺服器以及通知其他所述第一终端搬运装置。
7.如权利要求1、2或3任一所述的自动导向搬运系统，其中该第一伺服搬运装置收集所述第一终端搬运装置的状态并且回报至该车控伺服器。
8.一种自动导向搬运系统的控制方法，其特征在于，该自动导向搬运系统包括一制造执行系统、一车控伺服器以及多个自动导向搬运装置，该控制方法包括：
将所述多个自动导向搬运装置区分为多个群组；
将所述多个群组中的一第一群组中的多个第一自动导向搬运装置其中之一设定为一第一伺服搬运装置，将其他所述第一自动导向搬运装置设定为一个或多个第一终端搬运装置；以及
发送送料信息至该第一群组的该第一伺服搬运装置，使该第一伺服搬运装置根据该送料信息分别指派所述第一终端搬运装置执行相对应的送料程序，其中所述第一终端搬运装置根据各自对应的送料程序自行规划路径与送料。
9.如权利要求8所述的自动导向搬运系统的控制方法，其中该第一伺服搬运装置自行设定本身的一第一身份码，并且依据所述第一终端搬运装置的要求，为各该第一终端搬运装置设定相对应的一第二身份码，并且储存该第一身份码与所述第二身份码于一查找表。
10.如权利要求8所述的自动导向搬运系统的控制方法，其中该车控伺服器依据车辆类别或区域对所述多个自动导向搬运装置进行分组以形成所述多个群组。
11.如权利要求8、9或10所述的自动导向搬运系统的控制方法，其中当该第一群组中该第一伺服搬运装置失能时，所述多个第一终端搬运装置其中之一主动递补以取代该第一伺服搬运装置，并且回报该车控伺服器以及通知其他所述第一终端搬运装置。
12.如权利要求8、9或10所述的自动导向搬运系统的控制方法，其中该第一伺服搬运装置收集所述第一终端搬运装置的状态并且回报至该车控伺服器。
13.如权利要求11所述的自动导向搬运系统的控制方法，其中该第一伺服搬运装置收集所述第一终端搬运装置的状态并且回报至该车控伺服器。
14.一种自动导向搬运装置，经由无线方式连结至车控伺服器，该自动导向搬运装置位于该车控伺服器所设定一群组中，其特征在于该自动导向搬运装置会寻找该群组中是否具有一伺服搬运装置，若无，则该自动导向搬运装置将本身设定为该伺服搬运装置，并且将该群组中的其他自动导向搬运装置设定为一个或多个第一终端搬运装置，然后自该车控伺服器接收一送料信息，并且根据该送料信息分别指派该群组中的所述第一终端搬运装置执行相对应的送料程序，使第二终端搬运装置根据各自对应的送料程序自行规划路径与送料。
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