CN110424076B - 一种纺织机器人下位机智能落纱控制系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种纺织机器人下位机智能落纱控制系统及方法，包括AGV控制系统和落纱机控制系统，所述AGV控制系统通过高速实时总线连接所述落纱机控制系统；所述AGV控制系统包含AGV控制器、RFID阅读器、预先铺设好的磁条、RFID标签、传感器和举升机构，所述落纱机控制系统包括落纱机控制器；所述AGV控制器分别与所述RFID阅读器、传感器和举升机构连接，所述举升机构还连接落纱机，通过举升机构举起或放下落纱机，所述RFID标签安装在预先铺设好的磁条上。本发明提供的一种纺织机器人下位机智能落纱控制系统及方法，能够控制AGV自动执行落纱、插管、纱管输送的工艺环节，并且能够实时上传AGV的位置，在电量低于阈值时自动去充电，减少劳动力，提高效率。
Description
技术领域
本发明涉及纺织业自动控制技术领域，具体涉及一种纺织机器人下位机智能落纱控制系统及方法。
背景技术
目前，在中小型纺织企业,仍采用人工落纱方式，即将满纱管从细纱机的锭子上拔下并换上空纱管；落纱工的劳动强度大，效率低，浪费了太多的人力；落纱工需常年工作在高强度的劳动中，容易对身体造成损伤，所以，智能落纱机的研制,对纺织厂提高生产效率，降低工人劳动强度，提高生产的自动化、连续化具有重要意义。随着纺织原材料的价格上涨，能源短缺，劳动力成本的上涨，智能落纱机能很好的提高劳动效率，必将成为未来的发展趋势。
发明内容
本发明提供了一种纺织机器人下位机智能落纱控制系统及方法，能够控制AGV自动执行落纱、插管、纱管输送的工艺环节，并且能够实时上传AGV的位置，在电量低于阈值时自动去充电，减少劳动力，提高效率。
本发明采用如下技术方案：
一种纺织机器人下位机智能落纱控制系统，包括AGV控制系统和落纱机控制系统，所述 AGV控制系统通过高速实时总线连接所述落纱机控制系统；所述AGV控制系统包含AGV控制器、RFID阅读器、预先铺设好的磁条、RFID标签、传感器和举升机构，所述落纱机控制系统包括落纱机控制器；所述AGV控制器分别与所述RFID阅读器、传感器和举升机构连接，所述举升机构还连接落纱机，通过举升机构举起或放下落纱机，所述RFID标签安装在预先铺设好的磁条上；
所述RFID阅读器用于解析RFID标签确定AGV的位置和将要执行的路径指令，所述传感器用于判断落纱机与纺纱机的距离，所述举升机构用于举起或放下落纱机。
所述纺纱机器人下位机智能落纱控制系统的控制方法包括：AGV接收到自动落纱任务，同时接收到运行路径；AGV按给定的路径运行到达落纱位置，通过RFID阅读器获取位置并上传；AGV通过举升机构举起落纱机执行落纱任务，落纱任务完成后放下举升机构使落纱机平稳的落在AGV上；AGV接收到自动卸货任务，同时接收到新的运行路径；AGV按新的运行路径运行到达卸货位置，通过RFID阅读器获取位置并上传；AGV举起举升机构，工人进行卸货，卸货完成后按下落纱机上的卸货完成按钮，AGV放下举升机构；AGV回到停靠区或充电区，并设置为空闲状态。
进一步地，所述落纱机还包括卸货完成按钮，所述卸货完成按钮安装在落纱机上，所述 RFID阅读器安装在AGV底部，通过解析RFID标签的路径指令前进并获得AGV的位置。
进一步地，所述传感器的数量为两个，所述传感器为接近传感器。
进一步地，所述运行路径包括：预先在地面铺设好的磁条和多个RFID标签，每个RFID 标签对应一个路径指令，所述路径指令包括前进、后退、左转弯、右转弯、左横移、右横移、停止、等待、落纱、卸货、充电，RFID阅读器每读到一个RFID标签，自动解析该RFID标签对应的路径指令。
进一步地，所述AGV按给定的路径运行到达落纱位置，通过RFID阅读器获取位置并上传，包括：AGV从停靠区出发，当底部的RFID阅读器读取到RFID标签时，上传AGV的位置，并解析该RFID标签获取到对应的路径指令；AGV向上位机确认是否执行该RFID标签的路径指令，若为否，则AGV在原地等待接收新的任务，若为是，则AGV执行该RFID标签的路径指令；RFID获取到落纱指令则AGV到达落纱位置，向上位机确认执行落纱任务。
进一步地，所述AGV通过举升机构举起落纱机执行落纱任务，落纱任务完成后放下举升机构使落纱机平稳的落在AGV上，包括：AGV通过举升机构举起落纱机，随着落纱机一起左横移，慢慢靠近纺纱机轨道，所述纺纱机轨道是预先固定在纺纱机上的一段铁轨，AGV通过接近传感器判断是否靠近纺纱机轨道，若为是，则下降举升机构放下落纱机，使得落纱机自动挂在轨道上，若为否，则继续左横移，直到靠近纺纱机轨道；AGV通过接近传感器判断落纱机是否挂在纺纱机轨道上，若为是，则AGV将控制权交给落纱机控制器，由落纱机控制器控制AGV移动，若为否，则继续下降举升机构；落纱机控制器控制落纱机在纺纱机轨道上移动，并控制AGV也随之一起移动，同时落纱机开始执行自动落纱、自动插管任务；当落纱机执行完自动落纱、自动插管任务后，落纱机控制器将控制权交还AGV，AGV再次获得控制权表示自动落纱任务已经完成，此时AGV通过举升机构举起落纱机，带着落纱机一起右横移，使落纱机自动脱离纺纱机轨道；AGV在右横移过程中会实时监测是否到达预先铺设好的磁条位置，若AGV检测到磁条，表示落纱机已经脱离轨道，此时，AGV会放下举升机构，使落纱机平稳地落在AGV上，整个落纱任务完成；AGV向上位机发出落纱任务完成的信号，并在原地等待新的调度任务。
进一步地，所述AGV按新的运行路径运行到达卸货位置，通过RFID阅读器获取位置并上传，包括：AGV从落纱位置出发，当底部的RFID阅读器读取到RFID标签时，上传AGV的位置，并解析该RFID标签获取到对应的路径指令；AGV向上位机确认是否执行该RFID标签的路径指令，若为否，则AGV在原地等待接收新的任务，若为是，则AGV执行该RFID标签的路径指令；RFID获取到卸货指令，则AGV到达卸货位置。
进一步地，所述AGV举起举升机构，工人进行卸货，卸货完成后按下落纱机上的卸货完成按钮，AGV放下举升机构，包括：AGV举起举升机构并告诉上位机正在卸货，工人将装满纱管的箱子从AGV上搬下，并放上空的箱子，按下落纱机上的卸货完成按钮；AGV放下举升机构，告诉上位机卸货完成，并等待新的任务。
进一步地，所述AGV回到停靠区或充电区，并设置为空闲状态，包括：当AGV电量充足时，AGV接收到的任务为回停靠区等待，并根据接收到的路径回到停靠区启动休眠状态，直到获得新的任务；当AGV电量低于阈值时，AGV接收到的任务是去充电区充电，并根据接收到的路径运行到充电区开始充电，同时等待新的任务。
一种纺织机器人下位机智能落纱控制方法，基于纺纱机器人下位机智能落纱控制系统，所述方法包括以下步骤：AGV接收到自动落纱任务，同时接收到运行路径；AGV按给定的路径运行到达落纱位置，通过RFID阅读器获取位置并上传；AGV通过举升机构举起落纱机执行落纱任务，落纱任务完成后放下举升机构使落纱机平稳的落在AGV上；AGV接收到自动卸货任务，同时接收到新的运行路径；AGV按新的运行路径运行到达卸货位置，通过RFID阅读器获取位置并上传；AGV举起举升机构，工人进行卸货，卸货完成后按下落纱机上的卸货完成按钮，AGV放下举升机构；AGV回到停靠区或充电区，并设置为空闲状态。
本发明的有益效果为：
能够控制AGV执行自动落纱任务，自动充电任务和自动卸货任务，减少劳动力，提高效率。在执行自动落纱任务时，通过RFID阅读器能够解析RFID标签以确定AGV的位置，并告诉上位机，方便上位机对AGV下发新的任务或进行故障排除，在落纱时，落纱机控制器能够控制AGV随着落纱机一起移动，确保AGV和落纱机之间不会出现干涩、碰撞、摩擦的情况。在执行自动卸货任务时，人工只需要将装满纱管的箱子从AGV上搬运下来并放上空的箱子，再按下卸货完成的按钮表示卸货完成，减少了大量的人工劳动力。在卸货完成后若AGV的电量低于阈值，还能够执行自动充电任务，保证下一次使用AGV时能够具有充足的电量。
附图说明
图1为本发明一种纺织机器人下位机智能落纱控制系统的结构示意图。
图2为本发明中AGV按给定路径运行的流程示意图。
图3为本发明中AGV执行自动落纱任务的流程示意图。
图4为本发明中AGV执行自动卸货任务的流程示意图。
图5为本发明中AGV执行自动充电任务的流程示意图。
图6为本发明中AGV执行回停靠区任务的流程示意图。
图7为本发明一种纺织机器人下位机智能落纱控制方法的流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。
纺织机器人智能落纱控制系统由上位机控制系统和下位机控制系统组成，上位机控制系统负责多台落纱机器人的生产调度、生产状态监控、生产数据存储等功能，下位机负责控制单台落纱机器人执行具体的任务，两者之间通过无线网络通讯。智能落纱机器人是集AGV、自动落纱机于一体的子母式复合机器人，其下位机控制系统由AGV控制系统和落纱机控制系统组成，两个控制系统之间通过高速实时总线通讯。
如图1所示，本发明提供了一种纺织机器人下位机智能落纱控制系统，包括AGV控制系统和落纱机控制系统，所述AGV控制系统通过高速实时总线连接所述落纱机控制系统；所述 AGV控制系统包含AGV控制器、RFID阅读器、预先铺设好的磁条、RFID标签、传感器和举升机构，所述落纱机控制系统包括落纱机控制器；所述AGV控制器分别与所述RFID阅读器、传感器和举升机构连接，所述举升机构还连接落纱机，通过举升机构举起或放下落纱机，所述 RFID标签安装在预先铺设好的磁条上。
所述RFID阅读器用于解析RFID标签确定AGV的位置和将要执行的路径指令，所述传感器用于判断落纱机与纺纱机的距离，所述举升机构用于举起或放下落纱机。
本实施方式中，所述落纱机还包括卸货完成按钮，所述卸货完成按钮安装在落纱机上，所述RFID阅读器安装在AGV底部，通过解析RFID标签的路径指令前进并获得AGV的位置。
本实施方式中，所述传感器的数量为两个，所述传感器为接近传感器。
本实施方式中，所述运行路径包括：预先在地面铺设好的磁条和多个RFID标签，每个 RFID标签对应一个路径指令，所述路径指令包括前进、后退、左转弯、右转弯、左横移、右横移、停止、等待、落纱、卸货、充电，RFID阅读器每读到一个RFID标签，自动解析该RFID 标签对应的路径指令。
如图7所示，本发明还提供了一种纺织机器人下位机智能落纱控制方法，基于上述纺织机器人下位机智能落纱控制系统，本方法具体步骤为：
AGV在没有任务时，在停靠区处于空闲状态。当AGV接收到来自上位机发送的执行落纱任务时：
S1、AGV接收到自动落纱任务，同时接收到运行路径。
S2、如图2所示，图2为AGV按给定路径运行的流程示意图。AGV按给定的路径运行到达落纱位置，通过RFID阅读器获取位置并上传。
S21、AGV从停靠区出发，当底部的RFID阅读器读取到RFID标签时，上传AGV的位置，并解析该RFID标签获取到对应的路径指令；
S22、AGV向上位机确认是否执行该RFID标签的路径指令，若为否，则AGV在原地等待接收新的任务，若为是，则AGV执行该RFID标签的路径指令；
S23、RFID获取到落纱指令则AGV到达落纱位置，向上位机确认执行落纱任务。
S3、如图3所示，图3为AGV执行自动落纱任务的流程示意图，AGV通过举升机构举起落纱机执行落纱任务，落纱任务完成后放下举升机构使落纱机平稳的落在AGV上。
S31、AGV通过举升机构举起落纱机，随着落纱机一起左横移，慢慢靠近纺纱机轨道，所述纺纱机轨道是预先固定在纺纱机上的一段铁轨，AGV通过接近传感器判断是否靠近纺纱机轨道，若为是，则下降举升机构放下落纱机，使得落纱机自动挂在轨道上，若为否，则继续左横移，直到靠近纺纱机轨道；
S32、AGV通过接近传感器判断落纱机是否挂在纺纱机轨道上，若为是，则AGV将控制权交给落纱机控制器，由落纱机控制器控制AGV移动，若为否，则继续下降举升机构；
S33、落纱机控制器控制落纱机在纺纱机轨道上移动，并控制AGV也随之一起移动，同时落纱机开始执行自动落纱、自动插管任务；
S34、当落纱机执行完自动落纱、自动插管任务后，落纱机控制器将控制权交还AGV，AGV 再次获得控制权表示自动落纱任务已经完成，此时AGV通过举升机构举起落纱机，带着落纱机一起右横移，使落纱机自动脱离纺纱机轨道；
S35、AGV在右横移过程中会实时监测是否到达预先铺设好的磁条位置，若AGV检测到磁条，表示落纱机已经脱离轨道，此时，AGV会放下举升机构，使落纱机平稳地落在AGV上，整个落纱任务完成；AGV向上位机发出落纱任务完成的信号，并在原地等待新的调度任务。
一般地，落纱任务完成后，AGV接收到的新任务会是自动卸货任务。
S4、AGV接收到自动卸货任务，同时接收到新的运行路径。
S5、AGV按新的运行路径运行到达卸货位置，通过RFID阅读器获取位置并上传。
S51、AGV从落纱位置出发，当底部的RFID阅读器读取到RFID标签时，上传AGV的位置，并解析该RFID标签获取到对应的路径指令；
S52、AGV向上位机确认是否执行该RFID标签的路径指令，若为否，则AGV在原地等待接收新的任务，若为是，则AGV执行该RFID标签的路径指令；
S53、RFID获取到卸货指令，则AGV到达卸货位置。
S6、如图4所示，图4为AGV执行自动卸货任务的流程示意图，AGV举起举升机构，工人进行卸货，卸货完成后按下落纱机上的卸货完成按钮，AGV放下举升机构。
S61、AGV举起举升机构并告诉上位机正在卸货，工人将装满纱管的箱子从AGV上搬下，并放上空的箱子，按下落纱机上的卸货完成按钮；
S62、AGV放下举升机构，告诉上位机卸货完成，并等待新的任务。
卸货任务完成后，AGV可能收到的任务会是回停靠区等待或去充电区充电。
S7、AGV回到停靠区或充电区，并设置为空闲状态。
如图6所示，图6为AGV执行回停靠区任务的流程示意图，当AGV电量充足时，AGV接收到的任务为回停靠区等待，并根据接收到的路径回到停靠区启动休眠状态，直到获得新的任务；
如图5所示，图5为AGV执行自动充电任务的流程示意图，当AGV电量低于阈值时，AGV 接收到的任务是去充电区充电，并根据接收到的路径运行到充电区开始充电，同时等待新的任务。
本发明能够控制AGV执行自动落纱任务，自动充电任务和自动卸货任务，减少劳动力，提高效率。在执行自动落纱任务时，通过RFID阅读器能够解析RFID标签以确定AGV的位置，并告诉上位机，方便上位机对AGV下发新的任务或进行故障排除，在落纱时，落纱机控制器能够控制AGV随着落纱机一起移动，确保AGV和落纱机之间不会出现干涩、碰撞、摩擦的情况。在执行自动卸货任务时，人工只需要将装满纱管的箱子从AGV上搬运下来并放上空的箱子，再按下卸货完成的按钮表示卸货完成，减少了大量的人工劳动力。在卸货完成后若AGV的电量低于阈值，还能够执行自动充电任务，保证下一次使用AGV时能够具有充足的电量。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解；其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。
Claims (7)
1.一种纺织机器人下位机智能落纱控制系统，其特征在于，包括AGV控制系统和落纱机控制系统，所述AGV控制系统通过高速实时总线连接所述落纱机控制系统；所述AGV控制系统包含AGV控制器、RFID阅读器、预先铺设好的磁条、RFID标签、传感器和举升机构，所述落纱机控制系统包括落纱机控制器；所述AGV控制器分别与所述RFID阅读器、传感器和举升机构连接，所述举升机构还连接落纱机，通过举升机构举起或放下落纱机，所述RFID标签安装在预先铺设好的磁条上；所述RFID阅读器用于解析RFID标签确定AGV的位置和将要执行的路径指令，所述传感器用于判断落纱机与纺纱机的距离，所述举升机构用于举起或放下落纱机；所述纺织机器人下位机智能落纱控制系统的控制方法包括：AGV接收到自动落纱任务，同时接收到运行路径；AGV按给定的路径运行到达落纱位置，通过RFID阅读器获取位置并上传；AGV通过举升机构举起落纱机执行落纱任务，落纱任务完成后放下举升机构使落纱机平稳的落在AGV上；AGV接收到自动卸货任务，同时接收到新的运行路径；AGV按新的运行路径运行到达卸货位置，通过RFID阅读器获取位置并上传；AGV举起举升机构，工人进行卸货，卸货完成后按下落纱机上的卸货完成按钮，AGV放下举升机构；AGV回到停靠区或充电区，并设置为空闲状态；
所述AGV通过举升机构举起落纱机执行落纱任务，落纱任务完成后放下举升机构使落纱机平稳的落在AGV上，包括：AGV通过举升机构举起落纱机，随着落纱机一起左横移，慢慢靠近纺纱机轨道，所述纺纱机轨道是预先固定在纺纱机上的一段铁轨，AGV通过接近传感器判断是否靠近纺纱机轨道，若为是，则下降举升机构放下落纱机，使得落纱机自动挂在轨道上，若为否，则继续左横移，直到靠近纺纱机轨道；AGV通过接近传感器判断落纱机是否挂在纺纱机轨道上，若为是，则AGV将控制权交给落纱机控制器，由落纱机控制器控制AGV移动，若为否，则继续下降举升机构；落纱机控制器控制落纱机在纺纱机轨道上移动，并控制AGV也随之一起移动，同时落纱机开始执行自动落纱、自动插管任务；当落纱机执行完自动落纱、自动插管任务后，落纱机控制器将控制权交还AGV，AGV再次获得控制权表示自动落纱任务已经完成，此时AGV通过举升机构举起落纱机，带着落纱机一起右横移，使落纱机自动脱离纺纱机轨道；AGV在右横移过程中会实时监测是否到达预先铺设好的磁条位置，若AGV检测到磁条，表示落纱机已经脱离轨道，此时，AGV会放下举升机构，使落纱机平稳地落在AGV上，整个落纱任务完成；AGV向上位机发出落纱任务完成的信号，并在原地等待新的调度任务；
所述AGV按新的运行路径运行到达卸货位置，通过RFID阅读器获取位置并上传，包括：AGV接收到自动卸货任务，同时接收到新的运行路径，AGV按新的运行路径运行到达卸货位置，通过RFID阅读器获取位置并上传，AGV从落纱位置出发，当底部的RFID阅读器读取到RFID标签时，上传AGV的位置，并解析该RFID标签获取到对应的路径指令，AGV向上位机确认是否执行该RFID标签的路径指令，若为否，则AGV在原地等待接收新的任务，若为是，则AGV执行该RFID标签的路径指令，RFID获取到卸货指令，则AGV到达卸货位置；
所述AGV举起举升机构，工人进行卸货，卸货完成后按下落纱机上的卸货完成按钮，AGV放下举升机构，包括：AGV举起举升机构并告诉上位机正在卸货，工人将装满纱管的箱子从AGV上搬下，并放上空的箱子，按下落纱机上的卸货完成按钮；AGV放下举升机构，告诉上位机卸货完成，并等待新的任务。
2.根据权利要求1所述的一种纺织机器人下位机智能落纱控制系统，其特征在于，所述落纱机还包括卸货完成按钮，所述卸货完成按钮安装在落纱机上，所述RFID阅读器安装在AGV底部，通过解析RFID标签的路径指令前进并获得AGV的位置。
3.根据权利要求1所述的一种纺织机器人下位机智能落纱控制系统，其特征在于，所述传感器的数量为两个，所述传感器为接近传感器。
4.根据权利要求1所述的一种纺织机器人下位机智能落纱控制系统，其特征在于，所述运行路径包括：预先在地面铺设好的磁条和多个RFID标签，每个RFID标签对应一个路径指令，所述路径指令包括前进、后退、左转弯、右转弯、左横移、右横移、停止、等待、落纱、卸货、充电，RFID阅读器每读到一个RFID标签，自动解析该RFID标签对应的路径指令。
5.根据权利要求1所述的一种纺织机器人下位机智能落纱控制系统，其特征在于，所述AGV按给定的路径运行到达落纱位置，通过RFID阅读器获取位置并上传，包括：AGV从停靠区出发，当底部的RFID阅读器读取到RFID标签时，上传AGV的位置，并解析该RFID标签获取到对应的路径指令；AGV向上位机确认是否执行该RFID标签的路径指令，若为否，则AGV在原地等待接收新的任务，若为是，则AGV执行该RFID标签的路径指令；RFID获取到落纱指令则AGV到达落纱位置，向上位机确认执行落纱任务。
6.根据权利要求1所述的一种纺织机器人下位机智能落纱控制系统，其特征在于，所述AGV回到停靠区或充电区，并设置为空闲状态，包括：当AGV电量充足时，AGV接收到的任务为回停靠区等待，并根据接收到的路径回到停靠区启动休眠状态，直到获得新的任务；当AGV电量低于阈值时，AGV接收到的任务是去充电区充电，并根据接收到的路径运行到充电区开始充电，同时等待新的任务。
7.一种纺织机器人下位机智能落纱控制方法，其特征在于，基于权利要求1-6中任一项权利要求中的纺织机器人下位机智能落纱控制系统，所述方法包括以下步骤：AGV接收到自动落纱任务，同时接收到运行路径；AGV按给定的路径运行到达落纱位置，通过RFID阅读器获取位置并上传；AGV通过举升机构举起落纱机执行落纱任务，落纱任务完成后放下举升机构使落纱机平稳的落在AGV上；AGV接收到自动卸货任务，同时接收到新的运行路径；AGV按新的运行路径运行到达卸货位置，通过RFID阅读器获取位置并上传；AGV举起举升机构，工人进行卸货，卸货完成后按下落纱机上的卸货完成按钮，AGV放下举升机构；AGV回到停靠区或充电区，并设置为空闲状态。
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