CN108326824A - 矩阵式轨道系统、关联回路式生产线及其生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种矩阵式轨道系统、关联回路式生产线及其生产方法。轨道系统包括若干轨道节点。导轨包括固定导轨、直连导轨、转弯导轨。各轨道节点上安装有道岔装置。行、列方向上相邻的两个轨道节点之间通过平行的若干固定导轨相连。道岔装置包括直连导轨、转弯导轨及导轨切换机构。若干固定导轨、若干直连导轨和若干转弯导轨两两首尾相连形成一个封闭的回路。关联回路式生产线基于矩阵式轨道系统实现，一方面，通用性能和柔性好，可以根据需求随时更改关联回路式生产线的构成，不受故障影响，另一方面，工件经过关联回路式生产线后便可完成加工或装配作业，多项操作同步执行，工作效率极高。

Description

矩阵式轨道系统、关联回路式生产线及其生产方法

技术领域

本发明涉及一种矩阵式轨道系统、基于矩阵式轨道系统的关联回路式生产线及生产方法，属于产品生产线技术领域。

背景技术

现在常用的生产线一般是将加工设备(或装配设备)依次固定分布于待加工(或待装配)工件的直线型输送流水线两侧，待加工(或待装配)工件在流水线上行进。例如当待加工(或待装配)工件行进至加工设备(或装配设备)的工位时，流水线暂停，加工设备对流水线上的待加工(或待装配)工件进行加工操作。当完成指定的加工(或装配)任务后，待加工(或待装配)工件继续随流水线行进。加工设备(或装配设备)等待下一个待加工(或待装配)工件就位。

从实际生产中可以看出，已有的生产线普遍存在以下缺陷：

如果需要调整加工(或装配)工艺，或者需要改变生产线所加工(或装配)的产品，则需要对生产线中的机器人动作进行调整，甚至可能需要重新设计整条生产线。也就是说，已有生产线的通用性能不好，柔性差，只能针对固定的一个或若干个工件进行加工(或装配)，无法适应工件加工(或装配)方案的改变，更不用说基于同一套生产线对不同产品进行加工(或装配)了。另外，在生产线运行过程中，如果某一个节点的设备出现故障，或者是流水线上的某一段出现故障，则需要整条生产线停止生产，只有维修恢复故障设备或故障路段，整条生产线才能重新启动生产，这势必大大影响了产品的生产效率，费时费力。

发明内容

本发明的目的在于提供一种矩阵式轨道系统、基于矩阵式轨道系统的关联回路式生产线及生产方法，该关联回路式生产线基于矩阵式轨道系统实现，一方面，通用性能和柔性好，可以根据需求随时更改关联回路式生产线的构成，不受故障影响，另一方面，工件经过关联回路式生产线后便可完成加工或装配作业，多项操作同步执行，工作效率极高。

为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种矩阵式轨道系统，其特征在于：它包括排列成矩阵结构的若干轨道节点、导轨，导轨包括固定导轨、直连导轨、转弯导轨，各轨道节点上安装有道岔装置，行方向上相邻的两个轨道节点之间、列方向上相邻的两个轨道节点之间通过平行的若干固定导轨相连，道岔装置包括若干直连导轨、若干转弯导轨以及在直连导轨与转弯导轨之间进行切换的若干导轨切换机构，其中：若干固定导轨、若干直连导轨和若干转弯导轨两两首尾相连形成一个封闭的回路。

所述回路所在的所述导轨上安装有至少一个可沿所述导轨循环行进的行走装置，其中：行走装置上用于置放工件，或者行走装置上用于置放工具，或者行走装置上用于置放功能执行装置，或者行走装置上用于置放自由度运动装置，自由度运动装置上置放功能执行装置；当一个所述回路上设置多个行走装置时，所有行走装置排成队列地在所述回路上循环行走；

功能执行装置随行走装置行进或固定安装在所述回路所在的所述导轨旁。

当所述行走装置在所述导轨上需要转弯时，转弯位置的所述道岔装置通过所述导轨切换机构使其上所述转弯导轨连接与其相对应的相邻两个相互垂直的所述固定导轨；

当所述行走装置在所述导轨上需要直行时，直行位置的所述道岔装置通过所述导轨切换机构使其上所述直连导轨连接与其相对应的相邻两个处于同一条直线上的所述固定导轨。

一种关联回路式生产线，其特征在于：它包括所述的矩阵式轨道系统，所述矩阵式轨道系统包括至少两个所述回路，每个所述回路与其余所述回路中的至少一个所述回路相关联而具有关联路段，每个所述回路设置有上料工位和/或下料工位，其中：对于具有关联路段的两个回路，此两个回路上运行的行走装置在关联路段上的行进方向相同、行进速度相同，此两个回路上的行走装置之间并行行进或一前一后相距设定距离地行进，以使分属于关联回路上且行进在关联路段上的两个行走装置上的操作对象执行相应操作。

所述具有关联路段的两个回路为嵌套式关联回路或外传递式关联回路。

一种基于所述的关联回路式生产线实现的生产方法，其特征在于，它包括步骤：

1)各操作对象通过所述上料工位置于相应各所述回路上循环行进的所述行走装置上；

2)Q级回路上行进的所述行走装置携带的操作对象分别与相关联的各(Q-1)级回路上行进的所述行走装置携带的操作对象在关联路段行进的过程中完成操作，得到(Q-1)级半成品，或者，Q级回路上行进的所述行走装置携带的操作对象为通过所述上料工位直接送入的(Q-1)级半成品；

3)Q增加1，重复执行2)，直至Q增加至N+1时进入4)；

4)N级回路得到的(N-1)级半成品作为成品输出，完成生产作业；

其中：

Q从2开始，N为大于1的正整数，所述回路分为1至N级回路；

操作对象为工件、工具、功能执行装置或自由度运动装置。

本发明的优点是：

1、本发明关联回路式生产线基于矩阵式轨道系统实现，一套矩阵式轨道系统上可以设计出多个关联回路式生产线，各关联回路式生产线可各自同时运行，对各自上欲得到的产品进行加工、装配等作业，因此本发明矩阵式轨道系统的通用性能和柔性好，可以根据工件加工或装配需求设计出适应工件的不同加工或装配生产线方案，生产效率得到大大提高。

2、本发明关联回路式生产线可同时执行多项操作，如对工件1安装零件的同时，对工件2进行检测操作等等，替代了传统直线型流水线的固定操作的工作模式，多项操作可同步执行，大大提高了工作效率，极大缩短了生产周期。

3、当本发明矩阵式轨道系统中的某一个或几个轨道节点出现故障，或者回路上的某个或某几个路段出现故障，本发明矩阵式轨道系统可根据实际需求重新规划设计出符合工件加工或装配需求的关联回路式生产线，工件的加工或装配可以在不停机的状态下继续进行，不会受到故障的影响，大大提高了生产效率。

4、在本发明关联回路式生产线中，待加工或待装配的工件、功能执行装置、工具、自由度运动装置等无需人工搬运，均可自动传送到生产线上进行相关作业，整个生产线的硬件结构无需人工调整，调整工作完全可以通过软件控制实现。

5、本发明关联回路式生产线可以具有多种形式的关联回路，如嵌套式关联回路，外传递式关联回路等，工件可以进行逐级加工或装配，包括工具与工件的组合，工具与功能执行装置的组合，功能执行装置与自由度运动装置的组合，功能执行装置对工件的加工或装配等，这种功能执行装置、自由度运动装置参与的加工或装配方式相当于临时组装所需机器人去完成相应作业。

6、本发明适用于装配生产线、加工制造生产线等各种类型生产线。

附图说明

图1是本发明矩阵式轨道系统的组成示意图。

图2是本发明矩阵式轨道系统中的回路说明图。

图3是本发明矩阵式轨道系统中的导轨说明图。

图4是本发明矩阵式轨道系统中导轨和功能执行装置的一实施例示意图。

图5是本发明矩阵式轨道系统中导轨和功能执行装置的另一实施例示意图。

图6是本发明关联回路式生产线的组成说明图。

图7是本发明关联回路式生产线的一较佳实施例的运行说明图。

具体实施方式

如图1至图5，本发明矩阵式轨道系统包括排列成矩阵结构的若干轨道节点10、导轨20，也就是说，所有轨道节点10以若干行×若干列的形式排布，整个轨道系统呈矩形，导轨20包括固定导轨21、直连导轨22、转弯导轨23，各轨道节点10上安装有道岔装置，行方向上相邻的两个轨道节点10之间、列方向上相邻的两个轨道节点10之间通过平行的若干固定导轨21相连，道岔装置包括若干直连导轨22、若干转弯导轨23以及在直连导轨22与转弯导轨23之间进行切换的若干导轨切换机构。道岔装置安装在行列交叉点上，固定导轨21与道岔装置上的直连导轨22、转弯导轨23的导轨安装面共面，其中：若干固定导轨21、若干直连导轨22和若干转弯导轨23两两首尾相连形成一个封闭的回路，也就是说，若干相邻的两轨道节点10之间的固定导轨21，借由相应轨道节点10上的道岔装置对固定导轨21与直连导轨22或转弯导轨23之间实现的连接而形成一个封闭的回路70，道岔装置上的导轨切换机构负责直连导轨22与转弯导轨23之间的切换。

在本发明中，轨道系统中的四个角上的轨道节点10可安装或不安装道岔装置，其中：若安装道岔装置，则四个角上的轨道节点10与外部流水线衔接。

如图2、图4和图5，回路70所在的导轨20上安装有至少一个可沿导轨20循环行进的行走装置40，其中：行走装置40上用于置放待加工或待装配的工件，或者行走装置40上用于置放工具，或者行走装置40上用于置放功能执行装置50，或者行走装置40上用于置放自由度运动装置60，自由度运动装置60上置放功能执行装置50。在实际应用时，行走装置40上可以置放任意适于生产线工艺的物品，并不局限于上述。当一个回路70上设置多个行走装置40时，所有行走装置40排成队列地在回路70上循环行走。

在实际实施中，功能执行装置50可随行走装置40行进或固定安装在回路70所在的导轨20相应位置旁。

在实际实施时，当行走装置40在导轨20上行进至需要转弯的轨道节点10时，此轨道节点10的道岔装置通过导轨切换机构使其上转弯导轨23连接与其相对应的相邻两个相互垂直的固定导轨21。当行走装置40在导轨20上行进至需要直行的轨道节点10时，此轨道节点10的道岔装置通过导轨切换机构使其上直连导轨22连接与其相对应的相邻两个处于同一条直线上的固定导轨21。

在实际实施中，道岔装置在进行切换导轨动作时，应确定没有任何行走装置40运行在道岔装置上。

在实际运行中，操作人员根据所需回路要求，令道岔装置上所连接好的相应导轨就位。回路70设置好后，通常情况下不需要调整道岔装置上已连接的相应导轨。但是，当某一回路的轨道节点10或某一路段出现故障时，或者需要更换产品，或者调整装配工艺，或者让某一个或几个行走装置流出回路时，则需要通过道岔装置重新设置回路70。此时，可以通过导轨切换机构来进行直连导轨22与转弯导轨23之间的切换动作，实现回路的调整。

如图4和图5，行走装置40包括运输平台41，运输平台41的底部安装有将运输平台41夹持在导轨20上的导向机构42以及驱动运输平台41在导轨20上运动的行走驱动机构。

如图4，图中示出了双边轮齿导轨的情形，导轨20上安装的行走装置40的导向机构42为导向滚轮，导向滚轮与导轨20两侧边贴合，从而起到导向的作用。导轨20的两侧都设有轮齿，分别与行走装置40的行走驱动机构的两边齿轮相齿合，以使运输平台41可以在导轨20上稳定地运行。在图4示出的运输平台41上仅置放有功能执行装置50。

如图5所示，图中示出了单边轮齿导轨的情形，导轨20上安装的行走装置40的导向机构42同样为导向滚轮，导向滚轮与导轨20两侧边贴合，从而起到导向的作用。导轨20单边设有轮齿，与行走装置40的行走驱动机构的相应一边齿轮相齿合，以使运输平台41可以在导轨20上稳定地运行。在图5示出的运输平台41上置放有自由度运动装置60，自由度运动装置60上置放功能执行装置50。

图4与图5所示导轨20的区别在于导轨轮齿的单双边设计。若选用双边轮齿导轨，则行走装置40可以朝更多的方向转弯，从而回路70可以有更多的规划方案。

如图6，回路70所在的导轨20旁可设有上料工位31和/或下料工位32，其中：上料工位31和下料工位32为回路70旁的固定工位或外部流水线；上料工位31和下料工位32可为独立工位或同一工位(即上下料工位30)。上、下料工位31、32上可配置上、下料机器人，用来抓取物料等。

在本发明中，行走装置40可为带有动力、可自行驱动行走的智能小车等。行走装置40与导轨20之间的行走控制方式可为电力、磁力等，不受局限。工件可为零件或部件等。工具可为加工工具、装配工具、检测工具、测量工具或打磨工具等。功能执行装置50可为加工功能执行装置、装配功能执行装置、检测功能执行装置、测量功能执行装置或打磨功能执行装置等。自由度运动装置60可为可朝多方位运动的驱动设备，例如常见的6轴关节机械臂、Delta并行机器人或Scara机器人等。当然，行走装置40、工件、工具、功能执行装置50还可为其它形式，并不局限于上述。

图1所示为一套10行×10列，共100个轨道节点10的轨道系统。轨道系统顶部的一行数字表示列号，左侧的一列数字表示行号。轨道节点10用Pi，j表示，其中，i表示轨道节点10所在的行，j表示轨道节点10所在的列。比如，P2，3表示第2行、第3列的轨道节点10。

如图3，图中示出了回路70中的固定导轨21、直连导轨22、转弯导轨23。

如图2，图中示出了回路70上设置的行走装置40，以及行走装置40在回路70上的行进方向(用箭头示出)。每个行走装置40都有相应标号标出，如图2中标出的行走装置A11-1至A11-5。回路70用粗实线表示，同时用相应标号引出，如图2中标出的回路A11。至少一个行走装置40可以在回路70上连续循环行走。在图2中，回路70是由轨道节点P1，1、P1，2、P1，3、P1，4、P1，5、P2，5、P2，4、P2，3、P2，2、P2，1形成的一个封闭线路。

在图6所示的轨道系统中，轨道节点P2，5上的道岔装置为回路A12提供了直行的直连导轨22，轨道节点P2，5上的道岔装置为回路A11和回路A1提供了转弯导轨23。道岔装置做出的导轨衔接结果决定了回路70的构成形状。

参照图6来理解，本发明还提出了一种关联回路式生产线，它包括上述矩阵式轨道系统，矩阵式轨道系统包括至少两个回路70，每个回路70与其余回路70中的至少一个回路70相关联而具有关联路段，关联路段的长短可根据作业所需时间(或说完成操作所需时间)来合理设计，每个回路70设置有上料工位31和/或下料工位32，其中：对于具有关联路段的两个回路70，此两个回路70上运行的行走装置40在关联路段上的行进方向相同、行进速度相同，也就是说，两个回路70上的行走装置40之间没有相对运动，此两个回路70上的行走装置40之间并行行进或一前一后相距设定距离地行进，以使分属于关联回路70上且行进在关联路段上的两个行走装置40上的操作对象执行相应操作。

在本发明中，两个回路70具有关联路段是指两个回路具有邻接边，两个轨道节点10之间具有平行的若干固定导轨21，从而两个回路70可以使各自回路70上的行走装置40同时在各自邻接边上行进。

另外，两个回路70上的行走装置40同时行进在关联路段上时，两个行走装置40之间可以不连接或者优选互相连接。因为在关联路段上，两个行走装置40互相连接的做法可以提高工作安全性，但应注意，当两个行走装置40要分开时，两者之间需要及时脱开连接。

在本发明中，具有关联路段的两个回路70可为嵌套式关联回路或外传递式关联回路。

嵌套式关联回路是指一个回路70位于另一个回路70内部且两回路70之间存在邻接边。外传递式关联回路是指一个回路70位于另一个回路70外部且两回路70之间存在邻接边。

如图6，回路A11与回路A1为外传递式关联回路，两者在轨道节点P2，1至P2，5这一段为关联路段。在关联路段上，回路A11与回路A1上运行的行走装置40的行进方向相同、行进速度相同。如图6，回路A11上的行走装置A11-2与回路A1上的行走装置A1-2之间为并行行进状态，回路A11上的行走装置A11-1与回路A1上的行走装置A1-1之间也为并行行进状态。这时例如，行走装置A11-2上的功能执行装置50可对行走装置A1-2上的工件进行功能操作，行走装置A11-1上的自由度运动装置60上的功能执行装置50可对行走装置A1-1上的工件进行功能操作。

如图7，回路B11与回路B1为嵌套式关联回路，两者在轨道节点P6，1至P6，7这一段为关联路段，在关联路段上，回路B11与回路B1上运行的行走装置40的行进方向相同、行进速度相同，例如，两回路上的行走装置40上的功能执行装置50在关联路段上可完成某种功能操作。

在实际设计中，回路70上的设定路段可为充电路段，或者回路70与外部充电路段相连接，外部充电路段上安装有充电桩。

在实际实施时，对于回路70上设有充电路段的情况，行走装置40、功能执行装置50、自由度运动装置60等都可在经过充电路段过程中通过无线充电方式完成不停车充电。另外，对于设有外部充电路段的情况，行走装置40可以运载着功能执行装置50、自由度运动装置60到充电路段上，通过充电桩进行停车充电，此充电方式可为有线或无线充电。

基于上述关联回路式生产线，本发明还提出了一种生产方法，它包括步骤：

1)各操作对象通过上料工位31置于相应各回路70上循环行进的行走装置40上；

2)Q级回路上行进的行走装置40携带的操作对象分别与相关联的各(Q-1)级回路上行进的行走装置40携带的操作对象在关联路段行进的过程中完成操作，得到(Q-1)级半成品，或者，Q级回路上行进的行走装置40携带的操作对象为通过上料工位31直接送入的(Q-1)级半成品；

3)Q增加1，重复执行2)，直至Q增加至N+1时进入4)；

4)N级回路得到的(N-1)级半成品作为成品输出，完成生产作业；

其中：

Q从2开始，Q＝2，3，……，N，N为大于1的正整数，回路70分为1至N级回路，Q-1级回路隶属于Q级回路；

操作对象为工件、工具、功能执行装置50或自由度运动装置60。

进一步来说，工件可为零件或部件等，工具可为加工工具、装配工具、检测工具、测量工具或打磨工具等，功能执行装置50可为加工功能执行装置、装配功能执行装置、检测功能执行装置、测量功能执行装置或打磨功能执行装置等，自由度运动装置60可为可朝多方位运动的驱动设备。

本发明生产方法适用于装配生产线、加工制造生产线等各种类型生产线。

具体来说，各操作对象通过上料工位31置于相应各回路70上循环行进的行走装置40上。2级回路上行进的行走装置40携带的操作对象分别与相关联的各1级回路上行进的行走装置40携带的操作对象在关联路段完成操作，得到1级半成品，或者，2级回路上行进的行走装置40携带的操作对象为通过上料工位31直接送入的1级半成品。3级回路上行进的行走装置40携带的操作对象分别与相关联的各2级回路上行进的行走装置40携带的1级半成品在关联路段完成操作，得到2级半成品，或者，3级回路上行进的行走装置40携带的操作对象为通过上料工位31直接送入的2级半成品。如此重复执行，直至从N级回路上得到成品(N-1级半成品)并输出，完成生产作业。

下面以图7所示的本发明关联回路式生产线为例来说明本发明的工作过程和原理：

图7示出的是一套10行×10列，共100个轨道节点10的轨道系统。在这套轨道系统中，A和B两个产品同时在此轨道系统上进行在线装配。

对于产品A，其由零件1、零件2、零件3和零件4这4个零件组装而成，其中的零件1是装配基础零件。如图7，针对产品A设计了回路A1、A11、A12和A13，回路A1为2级回路，回路A11、A12和A13为1级回路。回路A1与回路A11在轨道节点P2，1至P2，3之间具有关联路段，回路A1与回路A12在轨道节点P2，3至P2，5之间具有关联路段，回路A1与回路A13在轨道节点P4，1至P4，5之间具有关联路段。

产品A的装配流程为：

零件1从回路A1的上料工位31通过上料机器人搬运放置于行进在回路A1上的行走装置40上。零件2、零件3、零件4分别从回路A11、A12、A13的上料工位31搬运放置于行进在各自回路上的行走装置40上。在回路A1与回路A11的关联路段上，完成将零件2安装到零件1上的操作。同样，在回路A12与回路A1的关联路段上，完成将零件3安装到零件1上的操作。以及在回路A13与回路A1的关联路段上，完成将零件4安装到零件1上的操作。当零件2、零件3、零件4全部安装到零件1上后，产品A的全部装配工作完成，回路A1的下料工位32对外输出成品。

对于产品B，其由基础工装、零件1、零件2、零件3、零件4、部件1、部件2组装而成。如图7，针对产品B设计了回路B1、B11、B12、B13、B14、B15、B131、B1311、B1312、B151，回路B1为4级回路，回路B11、B12、B13、B14、B15为3级回路，回路B131、B151为2级回路，B1311、B1312为1级回路。回路B1311与回路B131在轨道节点P1，9至P4，9之间具有关联路段，回路B1312与回路B131在轨道节点P1，7至P4，7之间具有关联路段，回路B131与回路B13在轨道节点P4，7至P4，9之间具有关联路段，回路B151与回路B15在轨道节点P9，8至P9，10之间具有关联路段，回路B11与回路B1在轨道节点P6，1至P6，7之间具有关联路段，回路B12与回路B1在轨道节点P6，1至P6，7之间具有关联路段，回路B13与回路B1在轨道节点P6，7至P8，7之间具有关联路段，回路B14与回路B1在轨道节点P9，1至P9，7之间具有关联路段，回路B15与回路B1在轨道节点P9，1至P9，7之间具有关联路段。产品B通过在上述各回路之间传递，逐级装配出。

产品B的装配流程为：

工具从回路B1311的上料工位31放置于行进在回路B1311上的行走装置40上。在回路B1311与回路B131的关联路段上，完成将工具放置于行进在回路B131上的行走装置40上的操作。

部件1从回路B1312的上料工位31放置于行进在回路B1312上的行走装置40上。在回路B1312与回路B131的关联路段上，完成令工具夹持部件1的操作。

零件3从回路B13的上料工位31放置于行进在回路B13上的行走装置40上。在回路B131与回路B13的关联路段上，完成将部件1安装到零件3上的操作，得到半成品1。

部件2从回路B151的上料工位31放置于行进在回路B151上的行走装置40上。零件4从回路B15的上料工位31放置于行进在回路B15上的行走装置40上。在回路B151与回路B15的关联路段上，完成将部件2安装到零件4上的操作，得到半成品2。

零件1从回路B11的上料工位31放置于行进在回路B11上的行走装置40上。零件2从回路B12的上料工位31放置于行进在回路B12上的行走装置40上。基础工装从回路B1的上料工位31放置于行进在回路B1上的行走装置40上。检测设备在回路B14的行走装置40上沿回路B14循环运行。

在回路B11与回路B1的关联路段上，完成将零件1安装到基础工装上的操作。同样，在回路B12与回路B1的关联路段上，完成将零件2安装到基础工装上的操作。在回路B13与回路B1的关联路段上，完成将半成品1安装到基础工装上的操作。在回路B15与回路B1的关联路段上，完成将半成品2安装到基础工装上的操作。

最后，在回路B14与回路B1的关联路段(轨道节点P9，1至P9，7之间)上，检测设备完成对回路B1上全部装配完得到的产品B(基础工装+零件1+零件2+办成品1+半成品2)的检测操作，从而检测完的成品由回路B1的下料工位32对外输出。

在实际实施中，若某一路段出现故障，需要调整关联回路的话，则可通过道岔装置的导轨切换机构来调整回路构成以及关联路段的位置。换句话说，同一产品的装配过程可通过配置的各种关联回路式生产线来实现，设计灵活，在大大提高生产效率的同时，充分显示了轨道系统的优良柔性性能。

本发明的优点是：

本发明关联回路式生产线基于矩阵式轨道系统实现，一方面，通用性能和柔性好，可以根据需求随时更改关联回路式生产线的构成，不受故障影响，另一方面，工件经过关联回路式生产线后便可完成加工或装配作业，多项操作同步执行，工作效率极高。

以上所述是本发明较佳实施例及其所运用的技术原理，对于本领域的技术人员来说，在不背离本发明的精神和范围的情况下，任何基于本发明技术方案基础上的等效变换、简单替换等显而易见的改变，均属于本发明保护范围之内。

Claims (10)

1.一种矩阵式轨道系统，其特征在于：它包括排列成矩阵结构的若干轨道节点、导轨，导轨包括固定导轨、直连导轨、转弯导轨，各轨道节点上安装有道岔装置，行方向上相邻的两个轨道节点之间、列方向上相邻的两个轨道节点之间通过平行的若干固定导轨相连，道岔装置包括若干直连导轨、若干转弯导轨以及在直连导轨与转弯导轨之间进行切换的若干导轨切换机构，其中：若干固定导轨、若干直连导轨和若干转弯导轨两两首尾相连形成一个封闭的回路。

2.如权利要求1所述的矩阵式轨道系统，其特征在于：

所述轨道系统中的四个角上的所述轨道节点安装或不安装所述道岔装置，其中：若安装所述道岔装置，则四个角上的所述轨道节点与外部流水线衔接。

3.如权利要求1所述的矩阵式轨道系统，其特征在于：

所述回路所在的所述导轨上安装有至少一个可沿所述导轨循环行进的行走装置，其中：行走装置上用于置放工件，或者行走装置上用于置放工具，或者行走装置上用于置放功能执行装置，或者行走装置上用于置放自由度运动装置，自由度运动装置上置放功能执行装置；当一个所述回路上设置多个行走装置时，所有行走装置排成队列地在所述回路上循环行走；

功能执行装置随行走装置行进或固定安装在所述回路所在的所述导轨旁。

4.如权利要求3所述的矩阵式轨道系统，其特征在于：

当所述行走装置在所述导轨上需要转弯时，转弯位置的所述道岔装置通过所述导轨切换机构使其上所述转弯导轨连接与其相对应的相邻两个相互垂直的所述固定导轨；

当所述行走装置在所述导轨上需要直行时，直行位置的所述道岔装置通过所述导轨切换机构使其上所述直连导轨连接与其相对应的相邻两个处于同一条直线上的所述固定导轨。

5.如权利要求3所述的矩阵式轨道系统，其特征在于：

所述行走装置包括运输平台，运输平台的底部安装有将运输平台夹持在所述导轨上的导向机构以及驱动运输平台在所述导轨上运动的行走驱动机构。

6.如权利要求1所述的矩阵式轨道系统，其特征在于：

所述回路所在的所述导轨旁设有上料工位和/或下料工位，其中：上料工位和下料工位为所述回路旁的固定工位或外部流水线；上料工位和下料工位为独立工位或同一工位。

7.一种关联回路式生产线，其特征在于：它包括权利要求1至6中任一项所述的矩阵式轨道系统，所述矩阵式轨道系统包括至少两个所述回路，每个所述回路与其余所述回路中的至少一个所述回路相关联而具有关联路段，每个所述回路设置有上料工位和/或下料工位，其中：对于具有关联路段的两个回路，此两个回路上运行的行走装置在关联路段上的行进方向相同、行进速度相同，此两个回路上的行走装置之间并行行进或一前一后相距设定距离地行进，以使分属于关联回路上且行进在关联路段上的两个行走装置上的操作对象执行相应操作。

8.如权利要求7所述的关联回路式生产线，其特征在于：

所述具有关联路段的两个回路为嵌套式关联回路或外传递式关联回路。

9.如权利要求7所述的关联回路式生产线，其特征在于：

所述回路上的设定路段为充电路段，或者所述回路与外部充电路段相连接，外部充电路段上安装有充电桩。

10.一种基于权利要求7至9中任一项所述的关联回路式生产线实现的生产方法，其特征在于，它包括步骤：

1)各操作对象通过所述上料工位置于相应各所述回路上循环行进的所述行走装置上；

2)Q级回路上行进的所述行走装置携带的操作对象分别与相关联的各(Q-1)级回路上行进的所述行走装置携带的操作对象在关联路段行进的过程中完成操作，得到(Q-1)级半成品，或者，Q级回路上行进的所述行走装置携带的操作对象为通过所述上料工位直接送入的(Q-1)级半成品；

3)Q增加1，重复执行2)，直至Q增加至N+1时进入4)；

4)N级回路得到的(N-1)级半成品作为成品输出，完成生产作业；

其中：

Q从2开始，N为大于1的正整数，所述回路分为1至N级回路；

操作对象为工件、工具、功能执行装置或自由度运动装置。