CN110674562B - 一种带载具的循环式输送线仿真方法 - Google Patents

一种带载具的循环式输送线仿真方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种带载具的循环式输送线仿真方法，通过收集整理循环式输送线原始数据；根据布局敷设制造资源，构建仿真系统；设置制造资源属性；制定逻辑机制，确保仿真系统与现实系统的一致性。本发明提供了托盘同时承载两个不同物料的仿真方法，其中循环式输送线上托盘的装卸行为与控制系统的控制逻辑相吻合，可以保证仿真效果的真实性和仿真结果的准确性。托盘卸载物料时有自动化设备配合搬运，符合自动化、智能化输送线建设论证需求。

Description

一种带载具的循环式输送线仿真方法
技术领域
本发明属于物料输送领域，具体涉及一种带载具的循环式输送线仿真方法。
背景技术
在仓储物流和生产物流中，传送带是实现产品在空间上移动的必要机械设备，在对物料输送线进行设计、验证与优化时，常需要利用系统仿真方法建立仿真模型，模拟验证输送线的实际运行状况，定量分析系统性能。一般建立仿真模型需要借助计算机仿真平台，并根据输送线运行逻辑编辑程序代码来实现停止、输送、装载、卸载动作，然后经一段时间运行后输出仿真数据并对系统进行分析优化。
目前，带载具的循环式输送线的模拟仿真都侧重于分析输送线的瓶颈和性能，并对其进行优化，而且其创建的循环式输送线仿真模型有的是没有载具，有的是载具只承载一个物料，或者是承载一种多个物料，无法保证仿真效果的真实性和仿真结果的准确性。
发明内容
本发明提供一种带载具的循环式输送线仿真方法，实现一个输送线上多个载具，每个载具同时承载两个不同物料的模拟，保证仿真效果的真实性和仿真结果的准确性。
为了解决以上技术问题，本发明提供了一种带载具的循环式输送线仿真方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
S1、获取循环式输送线原始数据；
S2、根据预设的生产线布局方式敷设输送线、装载点处的上游设备、卸载点处的下游设备、机器人，并根据预设的工艺流程为各制造资源建立关系，使其形成仿真模型；
S3、根据S1所获取的数据，设置仿真模型上各制造资源的属性参数；
S4、确保仿真系统与现实系统的一致性，具体包括以下步骤：
S4.1、用标签及标签值定义托盘装载状态、待装载的产品类型、上游设备工作状态、下游设备工作状态、卸载机器人工作状态、待卸载的产品类型；
S4.2、根据经过的产品的类型记录上游设备的工作状态及待装载的产品类型；
S4.3、托盘到达装载点处需要进行判断，先判断待装载的产品类型和上游设备的工作状态，决定托盘是否停止行进，若有待装载的产品，则托盘进一步判断自身是否有空间能够承载产品，若托盘有多余空间则托盘装载产品，之后更新托盘的装载状态，若没有待装载的产品或者托盘没有多余空间则托盘继续循环运行；
S4.4、在下游设备上记录自身工作状态及待卸载的产品类型，并对应地将待卸载的产品类型记录在卸载点上；
S4.5、托盘输送到卸载点处需要判断卸载点处的下游设备是否处于空闲状态，并进一步判断是否有需要卸载的产品，若有待卸载产品，则执行循环语句，在托盘上遍历寻找待卸载的产品，若托盘上有对应的待卸载产品，则托盘停止行进并由机器人抓取产品进行卸载，之后更新托盘的装载状态，若下游设备处于工作状态，或托盘没有待卸载产品，则托盘继续循环运行。
有益效果：本发明提供了托盘同时承载两个不同物料的仿真方法，其中循环式输送线上托盘的装卸行为与控制系统的控制逻辑相吻合，可以保证仿真效果的真实性和仿真结果的准确性。托盘卸载物料时有自动化设备配合搬运，符合自动化、智能化输送线建设论证需求。
附图说明
图1是带载具的循环式输送线的模拟逻辑图。
图2是制造资源布局图。
图3是产品经过装载点上游处理器的判断逻辑图。
图4是托盘到达装载点处的判断逻辑图。
图5是托盘到达卸载点处的判断逻辑图。
具体实施方式
为使本发明的目的、内容和优点更加清楚，下面对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
本发明提出的一种带载具的循环式输送线仿真方法，具体包括以下步骤：
S1、收集整理循环式输送线原始数据：多个传送带组成输送线；
根据输送线设计方案收集原始数据，包括每个传送带的速度及长度，卸载或装载机器人的速度、加速度及减速度，托盘的数量及外形尺寸，装在托盘上的被运输的产品的种类及数量；
S2、根据布局敷设制造资源，构建仿真模型：
通过Flexsim仿真软件，需根据预设的生产线布局方案敷设输送线、装载点处的上游设备、卸载点处的下游设备、机器人，并根据预设的工艺流程为各制造资源建立关系，使其形成仿真模型；
装载点处的上游设备设有一个机台；
卸载点处的下游设备包括缓存区和多个机台；
S3、设置制造资源属性：
根据步骤一所获取的数据，设置仿真模型上各制造资源的属性参数，如传送带长度、传送带速度、机器人速度、机器人加速度、机器人减速度、产品种类、产品数量、托盘数量、托盘长宽高的尺寸；
S4、制定逻辑机制，确保仿真系统与现实系统的一致性：
为带托盘的循环式输送线仿真模型制定逻辑机制：第一，用标签及标签值定义托盘装载状态、待装载的产品类型、上游设备工作状态、下游设备工作状态、卸载机器人工作状态、待卸载的产品类型；第二，为上游设备制定记录逻辑，具体记录的是根据经过的产品的类型记录上游设备的工作状态及待装载的产品类型；第三，在输送线的装载点处制定装载逻辑，托盘到达装载点处需要进行判断，先判断待装载的产品类型和上游设备的工作状态，决定托盘是否停止行进，若有待装载的产品，则托盘进一步判断自身是否有空间能够承载产品，若托盘有多余空间则托盘装载产品，之后更新托盘的装载状态，若没有待装载的产品或者托盘没有多余空间则托盘继续循环运行；第四，在下游设备上记录自身工作状态及待卸载的产品类型，并对应地将待卸载的产品类型记录在卸载点上；第五，在卸载点处制定卸载逻辑，托盘输送到卸载点处需要判断卸载点处的下游设备是否处于空闲状态，并进一步判断是否有需要卸载的产品，若有待卸载产品，则执行循环语句，在托盘上遍历寻找待卸载的产品，若托盘上有对应的产品，则托盘停止行进并由机器人抓取产品进行卸载，之后更新托盘的装载状态，若下游设备处于工作状态，或托盘没有待卸载产品，则托盘继续循环运行。
为了方便描述，此处给出一个带托盘的循环式输送线模拟实例，各制造资源的布局见附图2，图中机台1代表装载点处的上游处理器，缓存区代表卸载点处的下游缓存区，机台2及机台3表示产品经卸载后要进行处理的处理机台。实例中共涉及三类产品，分别用字母A、B、C表示，其中B产品和C产品结构类似可以共用托盘的同一位置。
托盘装载状态由“state”表示，本实例中托盘可同时装载两个不同的产品，state＝1表示托盘为空，state＝2表示有一个A产品，state＝3表示有一个B/C产品，state＝4表示有一个A产品及一个B/C产品。托盘在装载点处装载产品的类型由“needitemtype”表示，needitemtype＝0表示没有需要装载产品，needitemtype＝1表示需要装载A产品，needitemtype＝2表示需要装载B/C产品。装载点处的上流机台1的工作状态由“workstate”表示，workstate＝0表示处理器处于空闲状态，workstate＝1表示处理器处于工作状态。卸载点处的处理机台2及机台3的工作状态由“workstate1”表示，workstate1＝0表示处理机台处于空闲状态，workstate1＝1表示处理机台处于工作状态。卸载机器人的工作状态由“robotstate”表示，robotstate＝0表示卸载机器人处于空闲状态，robotstate＝1表示卸载机器人处于工作状态。托盘在卸载点处卸载产品的类型由“needitemtype1”表示，needitemtype1＝1表示需卸载的是A产品，needitemtype1＝2表示需卸载的是B/C产品。
产品经过装载点上游机台后，需要根据产品类型记录机台1的工作状态及待装载产品的类型，逻辑流程图见附图3：产品经过机台1后，先判断产品的类型，如果是A产品则向装载点发送编号为(1,0,0，)的消息，如果是B/C产品则向装载点发送编号为(2,0,0，)的消息，并将机台1设置为工作状态，即workstate＝1。当装载点接收到编号为(1,0,0)的消息后，将装载点待装载的产品类型设置为A产品，即needitemtype＝1，当装载点接收到编号为(2,0,0)的消息后，将装载点待装载的产品类型设置为B/C产品，即needitemtype＝2。
托盘经输送线输送至装载点时，需要做出是否装载的判断逻辑，逻辑流程图见附图4：托盘到达装载点时，先判断待装载的产品类型和机台1的工作状态，如果待装载的是A产品并且机台1处于工作状态，分两种情况执行装载操作，一是当托盘为空，则托盘停止行进，并将机台1上的A产品移载至托盘上，之后将托盘装载状态设置为有一个A产品，即state＝2；二是当托盘上已装载了一个B/C产品，则托盘停止行进，并将机台1上的A产品移载至托盘上，之后将托盘装载状态设置为有一个A产品及一个B/C产品，即state＝4，装载完成后托盘继续行进。如果待装载的是B/C产品并且机台1处于工作状态，同样分两种情况执行装载操作，一是当托盘为空，则托盘停止行进，并将机台1上的B/C产品移载至托盘上，之后将托盘装载状态设置为有一个B/C产品，即state＝3；二是当托盘上已装载了一个A产品，则托盘停止行进，并将机台1上的B/C产品移载至托盘上，之后将托盘装载状态设置为有一个A产品及一个B/C产品，即state＝4，装载完成后托盘继续行进。
托盘在卸载点处卸载产品的类型值由下游机台2及机台3根据其处理的产品数量进行设置，将待卸载的产品类型记录于卸载点的needitemtype1标签上，并根据产品的进入与离开情况设置机台的工作状态；
托盘经输送线输送至卸载点时，需要做出是否卸载的判断逻辑，逻辑流程图见附图5：托盘到达卸载点时，如果卸载点处的下游机台2或机台3处于空闲状态、卸载机器人也处于空闲状态且缓存区中没有任何产品，则执行循环语句，在托盘上遍历寻找待卸载的产品，卸载掉待卸载的产品后，对托盘装载状态进行更新，并使托盘继续运行；
循环语句的循环次数与托盘最大承载量相等，本例中循环语句执行两次，当needitemtype1＝＝A时，托盘停止行进，并将托盘上的产品移载至缓存区上，并分两种情况改变托盘装载状态，一是托盘装载有一个A产品时，将托盘装载状态设置为空，即state＝1；二是托盘装载有一个A产品及一个B/C产品时，将托盘装载状态设置为只有一个B/C产品，即state＝3。当needitemtype1＝＝B/C时，托盘停止行进，并将托盘上的产品移载至缓存区上，并分两种情况改变托盘装载状态，一是托盘装载有一个B/C产品时，将托盘装载状态设置为空，即state＝1；二是托盘装载有一个A产品及一个B/C产品时，将托盘装载状态设置为只有一个A产品，即state＝2。之后卸载点需要给自身发送一个编号为(3,0,0)的消息，并且，当其接收到消息后，应触发托盘继续行进。
托盘在卸载点处卸载产品的类型值由下游机台2及机台3根据其处理的产品数量进行设置，将待卸载的产品类型记录于卸载点的needitemtype1标签上，并根据产品的进入与离开情况设置机台的工作状态。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种带载具的循环式输送线仿真方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
S1、获取循环式输送线原始数据；
S2、根据预设的生产线布局方式敷设输送线、装载点处的上游设备、卸载点处的下游设备、机器人，并根据预设的工艺流程为各制造资源建立关系，使其形成仿真模型；
S3、根据S1所获取的数据，设置仿真模型上各制造资源的属性参数；
S4、确保仿真系统与现实系统的一致性，具体包括以下步骤：
S4.1、用标签及标签值定义托盘装载状态、待装载的产品类型、上游设备工作状态、下游设备工作状态、卸载机器人工作状态、待卸载的产品类型；
S4.2、根据经过的产品的类型记录上游设备的工作状态及待装载的产品类型；
S4.3、托盘到达装载点处需要进行判断，先判断待装载的产品类型和上游设备的工作状态，决定托盘是否停止行进，若有待装载的产品，则托盘进一步判断自身是否有空间能够承载产品，若托盘有多余空间则托盘装载产品，之后更新托盘的装载状态，若没有待装载的产品或者托盘没有多余空间则托盘继续循环运行；
S4.4、在下游设备上记录自身工作状态及待卸载的产品类型，并对应地将待卸载的产品类型记录在卸载点上；
S4.5、托盘输送到卸载点处需要判断卸载点处的下游设备是否处于空闲状态，并进一步判断是否有需要卸载的产品，若有待卸载产品，则执行循环语句，在托盘上遍历寻找待卸载的产品，若托盘上有对应的待卸载产品，则托盘停止行进并由机器人抓取产品进行卸载，之后更新托盘的装载状态，若下游设备处于工作状态，或托盘没有待卸载产品，则托盘继续循环运行。
2.根据权利要求1所述的一种带载具的循环式输送线仿真方法，其特征在于，多个传送带组成循环式输送线，循环式输送线原始数据包括每个传送带的速度及长度，卸载或装载机器人的速度、加速度及减速度，托盘的数量及外形尺寸，装在托盘上的被运输的产品的种类及数量。
3.根据权利要求1所述的一种带载具的循环式输送线仿真方法，其特征在于，装载点处的上游设备设有一个机台。
4.根据权利要求1所述的一种带载具的循环式输送线仿真方法，其特征在于，卸载点处的下游设备包括缓存区和多个机台。
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