CN111413934A - 一种用于3c行业的agv物流送料方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及仓储运输技术领域，特别涉及一种用于3C行业的AGV物流送料方法及系统。其中，一种用于3C行业的AGV物流送料方法，AGV小车通过处理中心的控制，移动至立体仓库或生产单元进行上料或下料，与现有技术相比，本发明提供的一种用于3C行业的AGV物流送料方法，采用AGV小车代替人工搬运3C物料，避免了人工接触物料，而导致的物料损坏及物料信息录入错误，同时降低了人工劳动强度，提高了物料送料取料的速度，进而提高了生产效率。
Description
技术领域
本发明涉及仓储运输技术领域，特别涉及一种用于3C行业的AGV物流送料方法及系统。
背景技术
随着经济的持续快速发展，我国正从劳动密集型向现代化制造业方向转型，振兴制造业、实现工业化是我国经济发展的重要任务，作为先进制造业中不可替代的重要装备和手段，工业机器人的应用和普及自然成为企业较理想的选择。
自动导引运输车(AGV)，是指具有自动循迹功能的物料运输小车,随着工业自动化的发展，自动导引运输车(AGV)系统已经发展成为生产物流系统中最大的专业分支之一，广泛应用于自动化生产加工领域，作为现代化工业生产系统中的重要装备，为储运各类物料以及工业生产系统柔性化、集成化的高效运行提供了重要保证，并出现产业化发展的趋势，成为现代化企业自动化装备不可缺少的重要组成部分。
但现有技术中，自动导引运输车(AGV)还需依赖人工搬运和人工对接，专利公告号为CN107703891B，专利名称为基于AGV的流程控制方法、装置及计算机可读存储介质也并未解决人工搬运和人工对接的问题，人工操作上料下料费时、费力、原料易损坏、容易发生事故，搬运操作人员劳动强度大；生产安全风险难以控制。
发明内容
为解决上述现有技术中人工劳动强度大、生产安全风险难控制的不足，本发明提供的一种用于3C行业的AGV物流送料方法，可以降低人工作业劳动强度提升物流送料效率和质量。
本发明提供的一种用于3C行业的AGV物流送料方法，包括以下步骤：S100：生产单元通过通信模块向处理中心发送物料需求信号，所述处理中心检测有无空闲可执行任务的AGV小车，若无空闲的所述AGV小车则报出异常，若有空闲的所述AGV小车，则命令所述AGV小车移动送料取料；
S200：所述AGV小车移动至立体仓库，接收毛坯原料并读取所述毛坯原料的信息；
S300：所述AGV小车移动至发送物料需求的所述生产单元的上料点并发出声光提示信息，设于所述AGV小车上的机器人抓取机构抓取所述毛坯原料上料，上料完成后向所述处理中心发送上料成功信息；
S400：所述AGV小车移动至发送物料需求的所述生产单元的下料点并发出声光提示信息，所述机器人抓取机构抓取成品物料放置于所述AGV小车上；
S500：所述处理中心检测是否有无其他所述生产单元发送物料需求信号，若无则命令所述AGV小车返回待命区，若有则命令所述AGV小车执行下一个送料取料任务；所述AGV小车执行完所有送料取料任务后返回至所述立体仓库下料，所述立体仓库接收物料后所述AGV小车返回待命区处于待命状态、等待下一送料取料任务。
进一步地，在S100中，所述AGV小车通过所述通信模块与所述处理中心通信连接；所述处理中心用于接收所述生产单元反馈的信息、监控所述AGV小车的数量、运行状态与位置、及控制所述AGV小车移动。
进一步地，所述通信模块为无线I/O模块或工业无线以太网。
进一步地，所述AGV小车包括若干独立驱动的行走轮，所述行走轮通过磁传感器在磁性导引条上移动，以便所述AGV小车不偏离所述磁性导引条。
进一步地，位于所述生产单元和所述立体仓库处的所述磁性导引条上、及所述磁性导引条的转弯处和分岔处设有用于判断所述AGV小车位置的地标监测传感器，以便于所述AGV小车减速、转向或停止作业。
进一步地，所述AGV小车上设有物料托盘，所述物料托盘包括若干用于放置所述毛坯原料的待加工物料放置区和用于放置所述成品物料的成品物料放置区。
进一步地，在S300中，所述机器人抓取机构用于抓取并移载物料，所述机器人抓取机构上设有用于读取物料信息的RFID芯片读写器、及用于感知物料的位置对位传感器，所述机器人抓取机构通过抓取驱动机构设于AGV小车框架上。
进一步地，所述抓取驱动机构包括回转基座、及设于所述回转基座上的横向伸缩机构、及设于所述横向伸缩机构上的竖直伸缩机构，所述竖直伸缩机构的一端设于所述横向伸缩机构上，所述竖直伸缩机构的另一端设有用于驱动所述机器人抓取机构旋转的旋转动力源，所述机器人抓取机构通过所述旋转动力源设于所述竖直伸缩机构上。
本发明还提供一种用于3C行业的AGV物流送料系统，包括立体仓库、处理中心、充电站点、及若干生产单元和AGV小车，所述AGV小车采用如上任一项所述的一种用于3C行业的AGV物流送料方法进行物料的物流输送。
进一步地，所述AGV小车上设有电量监测器，在所述电量监测器监测到电量小于额定电量的20％时，所述AGV小车移动至所述充电站点充电；在所述电量监测器监测到电量达到额定电量的95％时充电完成，所述AGV小车移动至待命区等待任务
与现有技术相比，本发明提供的一种用于3C行业的AGV物流送料方法，采用AGV小车代替人工搬运3C物料，避免了人工接触物料，而导致的物料损坏及物料信息录入错误，同时降低了人工劳动强度，提高了物料送料取料的速度，进而提高了生产效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的用于3C行业的AGV物流送料方法的流程图；
图2为本发明提供的步骤1的示意图；
图3为本发明提供的步骤2的示意图；
图4为本发明提供的步骤3的示意图；；
图5为本发明提供的步骤4的示意图；；
图6为本发明提供的步骤5的示意图；
图7为本发明提供的AGV小车和机器人抓取机构的结构示意图；
图8为本发明提供的物料托盘的结构示意图；
图9为本发明提供的用于3C行业的AGV物流送料系统的示意图。
附图标记：
10 AGV小车 11 AGV小车框架 20机器人抓取机构
30物料托盘 31待加工物料放置区 32成品物料放置区
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
如图1所示，本发明提供的一种用于3C行业的AGV物流送料方法，包括以下步骤，步骤1：生产单元通过通信模块向处理中心发送物料需求信号，所述处理中心检测有无空闲可执行任务的AGV小车10，若无空闲的AGV小车10则报出异常，若有空闲的AGV小车10，则命令所述AGV小车10移动送料取料；步骤2：所述AGV小车10移动至立体仓库，通过设于所述AGV小车10上的机器人抓取机构20接收毛坯原料并读取所述毛坯原料的信息；步骤3：所述AGV小车10移动至发送物料需求的所述生产单元的上料点并发出声光提示信息，所述机器人抓取机构20抓取所述毛坯原料上料，上料完成后向所述处理中心发送上料成功信息；步骤4：所述AGV小车10移动至发送物料需求的所述生产单元的下料点并发出声光提示信息，所述机器人抓取机构20抓取成品物料放置于所述AGV小车10上；步骤5：所述处理中心检测是否有无其他所述生产单元发送物料需求信号，若无则命令所述AGV小车10返回所述立体仓库，若有则命令所述AGV小车10执行下一个送料取料任务；步骤6：所述AGV小车执行完所有送料取料任务后返回至所述立体仓库，所述立体仓库接收物料，所述AGV小车10处于待命状态、等待下一送料取料任务。
步骤1：生产单元通过通信模块向处理中心发送物料需求信号，所述处理中心检测有无空闲可执行任务的AGV小车10，若无空闲的AGV小车10则进行提示，若有空闲的AGV小车10，则命令所述AGV小车10移动送料取料。
具体实施时，如图2所示，在S100中，处理中心包括物流送料系统和AGV控制系统，物流送料系统与生产单元通过通信模块通信连接，物流送料系统用于接收生产单元的信号并与AGV控制系统通信，AGV控制系统用于监控AGV小车10的数量、运行状态、位置、及控制各AGV小车10移动；AGV小车10通过通信模块与AGV控制系统通信连接，较佳地，本实施例中通信模块为无线I/O模块或工业无线以太网。
生产单元发送物料需求信号，物流送料系统接收生产单元的物料需求信号，AGV控制系统检测是否有无空闲的AGV小车10，当无空闲的AGV小车10时，AGV控制系统向物流送料系统通信发送AGV小车10繁忙或异常的信号；当有空闲的AGV小车10时，AGV控制系统选派AGV小车10移动执行送料取料，并向物流送料系统发送选车结果。
步骤2：所述AGV小车10移动至立体仓库，接收毛坯原料并读取所述毛坯原料的信息；
具体实施时，如图3所示，AGV控制系统命令控制被选派的AGV小车10从待命区行驶至立体仓库对接口停靠点停止然后进行取料，较佳地，本实施例中物料为3C料框托盘，毛坯原料为待加工的3C料框托盘；AGV小车接收毛坯原料后将所接收到的毛坯原料信息反馈至物流送料系统，以便于物流送料系统确认是否与发送物料需求的生产单元所需的物料相匹配。
如图7所示，AGV小车10包括若干独立驱动的行走轮，行走轮通过磁传感器在磁性导引条上行驶移动，以便AGV小车不偏离磁性导引条，行走轮在磁性导引条上行驶移动，带动AGV小车从待命区行驶移动至立体仓库对接口停靠点。
较佳地，本实施例中行走轮为磁性行走轮，磁传感器的型号为AGV-TMR25X4，磁传感器为RS-232和RS485通讯输出的磁导航传感器，支撑N极磁场、S极磁场、N/S极磁场三种不同磁场状态下的工作，每个工作状态有对应的LED灯指示，同时兼备16位通道数字信号及1mm精度的绝对位置两种输出场景，能够自适应安装高度和磁带宽度及抗导磁材料干扰。
优选地，AGV小车10上还设有多级接近检测的盲点全方位障碍物传感器SN-Z02，在一定距离范围内，盲点全方位障碍物传感器能使AGV小车10降速行驶，或使磁传感器停车，在接触障碍物后，AGV小车10恢复正常行驶状态。
位于生产单元和立体仓库处的磁性导引条、及磁性导引条的转弯处和分岔处设有用于判断AGV小车10位置的地标监测传感器，以便于AGV小车减速、转向或停止作业，较佳地，本实施例中地标监测传感器的型号为基于RFID芯片的监测传感器。
如图8所示，AGV小车10上设有物料托盘30，物料托盘30包括若干用于放置毛坯原料的待加工物料放置区31和用于防止加工完成后成品物料的成品物料放置区32，较佳地，本实施例中，待加工物料放置区31设有六个，成品物料放置区32设有六个，每个待加工物料放置区31和成品物料放置区32均可叠垛1至5个物料，从立体仓库出来的毛坯物料放置于待加工物料放置区31。
步骤3：所述AGV小车10移动至发送物料需求的所述生产单元的上料点并发出声光提示信息，所述机器人抓取机构20抓取所述毛坯原料上料，上料完成后向所述处理中心发送上料成功信息。
具体实施时，如图3、图4所示，已接收毛坯原料的AGV小车10沿磁性导引条移动至发送物料需求的生产单元的上料点对接口停靠点，并发出声光提示以表明物料到达，接着，AGV控制系统向物流送料系统发送AGV小车10已到达的信号，在生产单元向物流送料系统反馈可以接收物料的信号后，若不可以进行上料则AGV小车10继续等待，若可以进行上料AGV控制系统命令设于AGV小车10上的机器人抓取机构20抓取毛坯原料并读取毛坯原料的信息；上料完成后AGV控制系统向物流送料系统发送上料完成的信息。
机器人抓取机构20上设有用于读取物料信息的RFID芯片读写器和用于感知物料的位置对位传感器，较佳地，本实施例中位置对位传感器的型号是康耐视AS200对位传感器，位置对位传感器采用内置模块化镜头和光源，能够为机器人抓取机构提供视觉引导对位，以便机器人抓取机构20准确的抓取物料。
如图8所示，机器人抓取机构20通过抓取驱动机构设于AGV小车框架11上，抓取驱动机构包括设于AGV小车框架11上的回转基座、及设于回转基座上的横向伸缩机构、及设于横向伸缩机构上的竖直伸缩机构，具体地，竖直伸缩机构的一端设于横向伸缩机构上，竖直伸缩机构的另一端设有用于驱动机器人抓取机构20旋转的旋转动力源，机器人抓取机构20通过旋转动力源设于竖直伸缩机构上。
步骤4：所述AGV小车10移动至发送物料需求的所述生产单元的下料点并发出声光提示信息，所述机器人抓取机构20抓取成品物料放置于所述AGV小车上10；
具体实施时，如图4、图5所示，在生产单元加工物料完成后，AGV控制系统命令AGV小车10行驶移动至生产单元的下料点对接口停靠点并发出声光提示信息，以表明到达指定地点待取回成品物料；接着在生产单元向物流送料系统反馈可以对接物料的信号后，若不可以进行上料则AGV小车10继续等待，若可以进行上料AGV控制系统命令设于AGV小车10上的机器人抓取机构20进行成品物料下料，本实施例中成品物料为已加工完成的3C料框托盘。
然后抓取驱动机构驱动机器人抓取机构20从生产单元的下料口将成品物料移载至成品物料放置区32，同时读取成品物料的信息，下料完成后，AGV控制系统发送成品物料下料完成的信号给物流送料系统。
步骤5：所述处理中心检测是否有无其他所述生产单元发送物料需求信号，若无则命令所述AGV小车10返回所述立体仓库，若有则命令所述AGV小车10执行下一个送料取料任务；所述AGV小车10执行完所有送料取料任务后返回至所述立体仓库，所述立体仓库接收物料，所述AGV小车10返回待命区处于待命状态、等待下一送料取料任务。
具体实施时，如图6所示，物流送料系统检测是否有无其他生产单元发送物料需求信号，若无其他生产单元上下料任务，则AGV控制系统控制当前AGV小车10返回立体仓库下料成品物料，成品物料下料至立体仓库完成后，AGV小车返回待命区待命。
如图6所示，当物流送料系统检测到有其他生产单元发送物料需求信号，则AGV控制系统命令AGV小车10在磁导引条上移动至下一个生产单元处，按如上步骤3和步骤5进行上下料；当前AGV小车10上无毛坯原料时，AGV控制系统向物流送料系统发送无毛坯原料的信号，同时命令AGV小车10行驶至立体仓库对接口停靠点将当前AGV小车10上的成品物料下料至立体仓库，成品物料下料至立体仓库完成后，AGV小车返回待命区待命。
如图9所示，本发明还提供一种用于3C行业的AGV物流送料系统，包括立体仓库、处理中心、充电站点、及若干生产单元和AGV小车10，所述AGV小车10采用如上任一项所述的一种用于3C行业的AGV物流送料方法进行物料的物料输送。
具体实施时，AGV小车10上设有电量监测器，在电量监测器监测到AGV小车10电量低于额定电量20％时，AGV小车10自动移动至充电站点进行充电，在电量监测器监测到AGV小车10电量达到额定电量95％时及以上充电完成，AGV小车10移动至待命区等待任务。具体实施时，AGV小车上信号形式为干接点信号或485通信信号，AGV小车上电池为镍氢电池，镍氢电池的自放电特性由于镍镉电池，充电时可采用2.5C电流进行大电流快速充电，充放电比可以达到1：10。
与现有技术相比，本发明提供的一种用于3C行业的AGV物流送料方法，采用AGV小车代替人工搬运3C物料，避免了人工接触物料，而导致的物料损坏及物料信息录入错误，同时降低了人工劳动强度，提高了物料送料取料的速度，进而提高了生产效率。
尽管本文中较多的使用了诸如AGV小车、机器人抓取机构、物料托盘、待加工物料放置区和成品物料放置区等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各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：其依然可以对前述各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各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种用于3C行业的AGV物流送料方法，其特征在于：包括以下步骤，
S100：生产单元通过通信模块向处理中心发送物料需求信号，所述处理中心检测有无空闲可执行任务的AGV小车(10)，若无空闲的所述AGV小车(10)则报出异常，若有空闲的所述AGV小车(10)，则命令所述AGV小车(10)移动送料取料；
S200：所述AGV小车(10)移动至立体仓库，接收毛坯原料并读取所述毛坯原料的信息；
S300：所述AGV小车(10)移动至发送物料需求的所述生产单元的上料点并发出声光提示信息，设于所述AGV小车(10)上的机器人抓取机构(20)抓取所述毛坯原料上料，上料完成后向所述处理中心发送上料成功信息；
S400：所述AGV小车(10)移动至发送物料需求的所述生产单元的下料点并发出声光提示信息，所述机器人抓取机构(20)抓取成品物料放置于所述AGV小车上；
S500：所述处理中心检测是否有无其他所述生产单元发送物料需求信号，若无则命令所述AGV小车(10)返回待命区，若有则命令所述AGV小车执行下一个送料取料任务；所述AGV小车(10)执行完所有送料取料任务后返回至所述立体仓库下料，所述立体仓库接收物料后所述AGV小车(10)返回待命区处于待命状态、等待下一送料取料任务。
2.根据权利要求1所述的一种用于3C行业的AGV物流送料方法，其特征在于：在S100中，所述AGV小车(10)通过所述通信模块与所述处理中心通信连接；所述处理中心用于接收所述生产单元反馈的信息、监控所述AGV小车(10)的数量、运行状态与位置、及控制所述AGV小车(10)移动。
3.根据权利要求2所述的一种用于3C行业的AGV物流送料方法，其特征在于：所述通信模块为无线I/O模块或工业无线以太网。
4.根据权利要求3所述的一种用于3C行业的AGV物流送料方法，其特征在于：所述AGV小车(10)包括若干独立驱动的行走轮，所述行走轮通过磁传感器在磁性导引条上移动，以便所述AGV小车(10)不偏离所述磁性导引条。
5.根据权利要求4所述的一种用于3C行业的AGV物流送料方法，其特征在于：位于所述生产单元和所述立体仓库处的所述磁性导引条上、及所述磁性导引条的转弯处和分岔处设有用于判断所述AGV小车(10)位置的地标监测传感器，以便于所述AGV小车(10)减速、转向或停止作业。
6.根据权利要求5所述的一种用于3C行业的AGV物流送料方法，其特征在于：所述AGV小车(10)上设有物料托盘(30)，所述物料托盘(30)包括若干用于放置所述毛坯原料的待加工物料放置区(31)和用于放置所述成品物料的成品物料放置区(32)。
7.根据权利要求6所述的一种用于3C行业的AGV物流送料方法，其特征在于：在S300中，所述机器人抓取机构(20)用于抓取并移载物料，所述机器人抓取机构(20)上设有用于读取物料信息的RFID芯片读写器、及用于感知物料的位置对位传感器，所述机器人抓取机构(20)通过抓取驱动机构设于AGV小车框架(11)上。
8.根据权利要求7所述的一种用于3C行业的AGV物流送料方法，其特征在于：所述抓取驱动机构包括回转基座、及设于所述回转基座上的横向伸缩机构、及设于所述横向伸缩机构上的竖直伸缩机构，所述竖直伸缩机构的一端设于所述横向伸缩机构上，所述竖直伸缩机构的另一端设有用于驱动所述机器人抓取机构旋转的旋转动力源，所述机器人抓取机构通过所述旋转动力源设于所述竖直伸缩机构上。
9.一种用于3C行业的AGV物流送料系统，其特征在于：包括立体仓库、处理中心、充电站点、及若干生产单元和AGV小车，所述AGV小车采用如上权利要求1-8任一项所述的一种用于3C行业的AGV物流送料方法进行物料的物流输送。
10.根据权利要求9所述的一种用于3C行业的AGV物流送料系统，其特征在于：所述AGV小车(10)上设有电量监测器，在所述电量监测器监测到电量小于额定电量的20％时，所述AGV小车(10)移动至所述充电站点充电；在所述电量监测器监测到电量达到额定电量的95％时充电完成，所述AGV小车(10)移动至待命区等待任务。
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