CN112764420A - 一种基于agv站点自定义业务路径规划配置系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于AGV站点自定义业务路径规划配置系统，包括系统控制端、WMS系统、AGV调度系统和AGV；通过系统控制端，使WMS系统、AGV调度系统和自动化设备均与路径规划系统通讯连接，自动化设备通过向路径规划系统传递信号，使路径规划系统获取自动化设备对应的位置，然后路径规划系统根据自动化设备的位置请求调用WMS系统对目的位置进行计算，并且将目的地结果反馈给路径规划系统，使路径规划系统根据起点和目的地位置匹配对应的路径，进而达到了对业务场景路径进行规划的效果，通过路径规划配置系统提高了AGV的互联互通能力，使AGV互联互通的效率更高，通过AGV与多种自动化设备互联互通降低了安全隐患。
Description
技术领域
本发明涉及AGV技术领域，具体涉及一种基于AGV站点自定义业务路径规划配置系统。
背景技术
无人搬运车(Automated Guided Vehicle，简称AGV)，指装备有电磁或光学等自动导引装置，能够沿规定的导引路径行驶，具有安全保护以及各种移载功能的运输车；AGV调度系统是一套独立运行的系统，与自动化设备或系统是无法进行互联互通的；且AGV在实际运行过程中，很多业务场景在考虑安全可靠性的前提下需要进行与第三方自动化设备或系统进行安全确认；而在与互联互通的过程中，涉及到通讯接口或通讯协议的不统一，对接的复杂性等因素；给整个智能化工厂的安全运行增加了很大的不安全因素。
综上所述，现有的AGV存在以下缺点：
1、AGV是一套独立的调度系统，且是一套成熟体系的标准化产品；但是在实际运行过程中缺少与第三方自动化设备和第三方系统的有效对接，也就是无法实现智能化工厂的完全无人化；
2、即便通过AGV自身的外接光电避障感应设备，也存在很大的安全隐患；因为有很多场景存在盲区；
3、有一些数据上的交互是无法实现的；因为AGV本身不含业务数据。所以需要一种基于AGV站点自定义业务路径规划配置系统，以解决在智能自动化工厂，AGV物流调度系统与工业自动化设备或系统之间的可配置型业务逻辑交互的问题。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术存在的AGV在实际运行过程中缺少与第三方自动化设备和第三方系统的有效对接和自身的外接光电避障感应设备，也存在很大的安全隐患以及AGV本身不含业务数据，有一些数据上的交互无法实现的问题，提供一种基于AGV站点自定义业务路径规划配置系统，该基于AGV站点自定义业务路径规划配置系统具有提高AGV互联互通的能力，并且提高AGV安全有效的运行，大大提升了对接的效率以及AGV调度系统不具备的业务逻辑运算处理能力的效果。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种基于AGV站点自定义业务路径规划配置系统，包括系统控制端（1）、WMS系统（2）、AGV调度系统（3）和AGV（4）：所述WMS系统（2）和AGV调度系统（3）均与系统控制端（1）通讯连接，所述AGV调度系统（3）与AGV（4）通讯连接，所述系统控制端（1）与自动化设备（5）通讯连接，所述自动化设备（5）包括自动升降门（8）、卷盘机（6）、打贴码设备（7），所述系统控制端（1）包含有PLC通讯模块（9），所述PLC通讯模块（9）通过基于ModbusTCP通讯协议、基于Socket通讯的TCP/IP通讯协议、基于上位机系统WebServices接口通讯协议和基于上位机WebAPI通讯协议与所述的自动化设备（5）通讯连接。
所述系统控制端（1），运行中包括以下步骤：
① 根据AGV的行走路线及站点，定义主流程的业务场景线段；
② 针对每个小线段定义交互动作规则；选择交互对象及对应的通讯协议；
③ 针对每个小线段内AGV对接的自动化设备，当AGV到达自动化设备设备对应的安全点时，通过系统控制端与自动化设备互联互通，实现安全作业。
优选的，所述自动化设备（5）还包括输送带、机械手、计数装置等自动化工厂常用设备，所有自动化设备（5）均与系统控制端（1）通讯连接，其中部分设备受WMS系统（2）控制。
优选的，所述基于ModbusTCP通讯协议、基于Socket通讯的TCP/IP通讯协议、基于上位机系统WebServices接口通讯协议和基于上位机WebAPI通讯协议均基于三方安全有效的握手通讯，及断线重连技术。
优选的，大部分所述自动化设备（5）附近设置有安全位置点，所述自动升降门（8）两侧均设置有安全位置点。
所述AGV（4）的消息反馈首先通过调用AGVWebAPI接口将执行任务的反馈信息传递到系统控制端（1），存储到Mongodb缓存数据库中；AGV的消息包含有标准消息码（任务开始、开始取货、取货完成、开始卸货、卸货完成、完成、取消、空取异常）、非标消息码（开门请求、关门请求、请求占用、释放占用）等等，所有的消息基本原则都是先存储，防止由于通讯原因导致的信息丢失；AGV后台主服务是基于多线程的消息处理，依据消息的时间顺序，当获取到取货完成消息码时，根据路径规划配置系统的配置，该消息是需要与第三方系统交互的信息，因此通过该任务号查找路径配置对应的动作码及交互对象（比如WMS系统），然后将取货完成对应的站点或货位编码传递给WMS系统，告知该位置已经取货完成，WMS系统就会将该货位清空，以便可以放置其他AGV搬运过来的货物，以此类推所有的消息码都要经过系统查找识别过滤然后处理。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1. 本发明通过系统控制端1，使WMS系统、AGV调度系统和自动化设备均通过系统控制端与路径规划系统通讯连接，自动化设备通过向路径规划系统传递信号，使路径规划系统获取自动化设备对应的位置，然后路径规划系统根据自动化设备的位置请求调用WMS系统对目的位置进行计算，并且将目的地结果反馈给路径规划系统，使路径规划系统根据起点和目的地位置匹配对应配置器的路径，并且生成AGV的搬运任务，将任务信息传递给AGV调度系统，使AGV按照规划的路径进行工作，进而达到了对业务场景路径进行规划的效果；
2. 本发明通过系统控制端，使卷盘机、打贴码设备和自动升降门均通过系统控制端与AGV通讯连接，当AGV执行搬运任务到达卷盘机取货的安全位置后，发起取货请求到路径规划系统，然后根据路径规划系统的内容将信息传递给卷盘机等待该设备的安全确认，如果得到的通讯是该设备为安全的，则路径规划系统将通知AGV进行取货，AGV将取到的货位搬运至打贴码设备的位置，也同样将消息发送给路径规划系统，路径规划系统根据配置请求打贴码设备进行打码动作，等待打码器发起打码完成的信号给路径规划系统，然后通知AGV离开，AGV直接将货物搬运置目的货位，然后将消息发送至路径规划系统，路径规划系统将通知WMS系统卸货完成，WMS系统会根据此消息将货位置满，达到了路径规划过程中的动作交互和通过路径配置与第三方通讯交互实现各种设备对接的效果，提高了AGV的互联互通能力，使AGV互联互通的效率更高；
3. 本发明通过系统控制端，在自动升降门前面的安全点设置安全位置点，当AGV到达该位置时，发起开门请求，通过系统控制端互联互通传递给自动升降门的PLC，自动升降门的PLC收到指令后，打开门，直到门完全打开完毕后，反馈给系统控制端，然后系统控制端反馈给AGV，当AGV收到门完全打开后，AGV才开始运行，然后经过门以后，再设置一个安全点，发送关门请求即可，使AGV达到了安全有效的运行，进而降低了安全隐患；
4. 本发明通过设置标准消息码和非标消息码，标准消息码包含任务开始、开始取货、取货完成、开始卸货、卸货完成、完成、取消和空取异常等，非标消息码包括开门请求、关门请求、请求占用和释放占用等，使其经过AGV状态码转换之后更加便于识别，便于将数据通过Mongodb数据库和Mongodb表进行存储和记录，所有的消息基本原则都是先存储，防止由于通讯原因导致的信息丢失，进而使AGV可以进行数据上的交互，使AGV调度系统通过AGV反馈的信息进行业务逻辑运算，进而提升了AGV的处理能力。
本发明提供的系统中未深入讲解部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现，本发明的特点是独立的一套运行系统，实现自动化设备与AGV与系统的互联互通，并且实现对接的标准统一，大大提升了对接的效率，提供了AGV调度系统不具备的业务逻辑运算处理。
附图说明
图1是本发明提出的一种基于AGV站点自定义业务路径规划配置系统的结构框图；
图2是本发明提出的一种基于AGV站点自定义业务路径规划配置系统的交互连接框图；
图3是本发明提出的一种基于AGV站点自定义业务路径规划配置系统中系统控制端的通讯连接框图；
图4是本发明提出的一种基于AGV站点自定义业务路径规划配置系统中AGV的消息反馈流程框图；
图5是本发明提出的一种基于AGV站点自定义业务路径规划配置系统中AGV的消息处理流程框图；
图6是本发明提出的一种基于AGV站点自定义业务路径规划配置系统的一个实施例的交互流程框图。
附图标记说明
1、系统控制端；2、WMS系统；3、AGV调度系统；4、AGV；5、自动化设备；6、卷盘机；7、打贴码设备；8、自动升降门；9、PLC通讯模块。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅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做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“竖直”、“上”、“下”、“水平”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。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
请参阅图1-6，本发明提供一种技术方案：
一种基于AGV站点自定义业务路径规划配置系统，包括系统控制端（1）、WMS系统（2）、AGV调度系统（3）和AGV（4），其特征在于：所述WMS系统（2）和AGV调度系统（3）均与系统控制端（1）通讯连接，所述AGV调度系统（3）与AGV（4）通讯连接，所述系统控制端（1）与自动化设备（5）通讯连接，所述自动化设备（5）包括自动升降门（8）、卷盘机（6）、打贴码设备（7），所述系统控制端（1）包含有PLC通讯模块（9），所述PLC通讯模块（9）通过基于ModbusTCP通讯协议、基于Socket通讯的TCP/IP通讯协议、基于上位机系统WebServices接口通讯协议和基于上位机WebAPI通讯协议与所述的自动化设备（5）通讯连接。
所述系统控制端（1），运行中包括以下步骤：
① 根据AGV的行走路线及站点，定义主流程的业务场景线段；
② 针对每个小线段定义交互动作规则；选择交互对象及对应的通讯协议；
③ 针对每个小线段内AGV对接的自动化设备，当AGV到达自动化设备设备对应的安全点时，通过系统控制端与自动化设备互联互通，实现安全作业。
优选的，所述自动化设备（5）还包括输送带、机械手、计数装置等自动化工厂常用设备，所有自动化设备（5）均与系统控制端（1）通讯连接，其中部分设备受WMS系统（2）控制。
优选的，所述基于ModbusTCP通讯协议、基于Socket通讯的TCP/IP通讯协议、基于上位机系统WebServices接口通讯协议和基于上位机WebAPI通讯协议均基于三方安全有效的握手通讯，及断线重连技术。
优选的，大部分所述自动化设备（5）附近设置有安全位置点，所述自动升降门（8）两侧均设置有安全位置点。
进一步的，所述AGV（4）的消息反馈首先通过调用AGVWebAPI接口将执行任务的反馈信息传递到系统控制端（1），存储到Mongodb缓存数据库中；AGV的消息包含有标准消息码（任务开始、开始取货、取货完成、开始卸货、卸货完成、完成、取消、空取异常）、非标消息码（开门请求、关门请求、请求占用、释放占用）等等，所有的消息基本原则都是先存储，防止由于通讯原因导致的信息丢失；AGV后台主服务是基于多线程的消息处理，依据消息的时间顺序，当获取到取货完成消息码时，根据路径规划配置系统的配置，该消息是需要与第三方系统交互的信息，因此通过该任务号查找路径配置对应的动作码及交互对象（比如WMS系统），然后将取货完成对应的站点或货位编码传递给WMS系统，告知该位置已经取货完成，WMS系统就会将该货位清空，以便可以放置其他AGV搬运过来的货物，以此类推所有的消息码都要经过系统查找识别过滤然后处理。
工作原理：
使用时，自动化设备5均通过系统控制端1与路径规划系统通讯连接，自动化设备5通过向路径规划系统传递信号，使路径规划系统获取自动化设备5对应的位置，然后路径规划系统根据自动化设备5的位置请求调用WMS系统2对目的位置进行计算，并且将目的地结果反馈给路径规划系统，使路径规划系统根据起点和目的地位置匹配对应的路径，进而对业务场景路径进行规划，根据AGV4的行走路线及站点，定义主流程的业务场景线段；比如定义一个业务场景是从A到C的搬运主流程，在定义A和C之如果存在小线段或子流程，可以继续定义，如A到C需经过B点，那么就定义两段A到B线段和B到C线段；
然后生成AGV4的搬运任务，将任务信息传递给AGV调度系统3，使AGV4按照规划的路径进行工作，当AGV4执行搬运任务到达卷盘机6取货的安全位置后，发起取货请求到路径规划系统，然后根据配置的内容将信息传递给卷盘机6等待该设备的安全确认，如果得到的通讯是该设备为安全的，则路径规划系统将通知AGV4进行取货，AGV4的消息包括标准消息码和非标消息码，标准消息码包含任务开始、开始取货、取货完成、开始卸货、卸货完成、完成、取消和空取异常等，非标消息码包括开门请求、关门请求、请求占用和释放占用等，使其经过AGV4状态码转换之后更加便于识别，便于将数据通过Mongodb数据库和Mongodb表进行存储和记录，所有的消息基本原则都是先存储，防止由于通讯原因导致的信息丢失，进而使AGV4可以进行数据上的交互，使AGV调度系统3通过AGV4反馈的信息进行业务逻辑运算，进而提升了AGV4的处理能力；
针对每个小线段定义交互动作规则，如当收到AGV4取货完成消息码时，选择交互系统为WMS，再选择对接方式WebAPI，再配置相关的参数项，即可完成此消息事件的交互，WMS系统2收到取货完成信号后，会改变AGV4当前取货位置的库位状态；以此类推，在配置自动化设备5时选择PLC的通讯方式即可实现与设备的互联互通，通讯分为PLC基于ModbusTCP通讯协议、基于Socket通讯的TCP/IP通讯协议、基于上位机系统WebServices接口通讯协议和基于上位机WebAPI通讯协议，并且所有通讯协议都是基于三方安全有效的握手通讯，及断线重连技术，进而保证了AGV4与自动化设备5之间的互联互通；
同理，当AGV4到达自动升降门8前面的安全点设置点时，发起开门请求，通过配置器1互联互通传递给自动升降门8的PLC，自动升降门8的PLC收到指令后，打开门，直到门完全打开完毕后，反馈给配置器1，然后配置器1反馈给AGV4，当AGV4收到门完全打开后，AGV4才开始运行，然后经过门以后，再设置一个安全点，发送关门请求即可，使AGV4达到了安全有效的运行，进而降低了安全隐患；
当AGV4将取到的货位搬运至打贴码设备7的位置，也同样将消息发送给路径规划系统，路径规划系统根据配置请求打贴码设备7进行打码动作，等待打码器发起打码完成的信号给路径规划系统，然后通知AGV4离开，AGV4直接将货物搬运置目的货位，然后将消息发送至路径规划系统，路径规划系统将根据配置通知WMS系统2卸货完成，WMS系统2会根据此消息将货位置满，达到了路径规划过程中的动作交互和通过路径配置与第三方通讯交互实现各种设备对接的效果，提高了AGV4的互联互通能力，使AGV4互联互通的效率更高；
在AGV4的消息反馈时，AGV4的消息反馈首先通过调用AGVWebAPI接口将执行任务的反馈信息传递到服务器端，存储到Mongodb缓存数据库中，防止由于通讯原因导致的信息丢失，AGV4后台主服务是基于多线程的消息处理，依据消息的时间顺序，当获取到取货完成消息码时，根据路径规划配置系统的配置，该消息是需要与第三方系统交互的信息，因此通过该任务号查询路径配置对应的动作码及交互对象比如WMS系统；然后将取货完成对应的站点或货位编码传递给WMS系统2，告知该位置已经取货完成，WMS系统2就会将该货位清空，以便可以放置另外的AGV4搬运过来的货物，以此类推所有的消息码都要经过配置系统查询识别过滤然后处理，使AGV调度系统3通过AGV4反馈的信息进行业务逻辑运算，进而提升了AGV4的处理能力。
参见图6，提供了一个实施例的流程图：
序号1：卷盘机6上有物料需要下线（可能具有若干下线地点），发出请求，将信号传递给路径规划系统；
序号2：路径规划系统根据该位置的请求，然后调用WMS系统2计算目的位置；
序号3：WMS系统2根据起点位置，计算出需要放置的目的地位置，然后反馈给路径规划系统；
序号4：路径规划系统根据起点和终点匹配路径生成AGV4搬运任务，传递给AGV调度系统3；
序号5：AGV4执行该任务到达卷盘机6也就是取货点前的安全点后，发起取货请求到路径规划系统，然后根据路径规划系统的内容将信息传递给卷盘机6等待该设备的安全确认，如果得到的通讯是该设备为安全的，则路径规划系统将通知AGV4进行取货；
序号6：AGV4将取到的货物搬运至打贴码位置，也同样将消息发送给路径规划系统，路径规划系统根据配置请求打贴码设备7进行打码动作，等待打贴码设备7发起打码完成的信号给路径规划系统后，通知AGV4离开；
序号7：AGV4直接将货物搬运置目的货位，然后将消息发送至路径规划系统，路径规划系统将根据配置通知WMS系统2卸货完成；WMS系统2会根据此消息将货位标为置满。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (6)
1.一种基于AGV站点自定义业务路径规划配置系统，包括系统控制端（1）、WMS系统（2）、AGV调度系统（3）和AGV（4），其特征在于：所述WMS系统（2）和AGV调度系统（3）均与系统控制端（1）通讯连接，所述AGV调度系统（3）与AGV（4）通讯连接，所述系统控制端（1）与自动化设备（5）通讯连接，所述自动化设备（5）包括自动升降门（8）、卷盘机（6）、打贴码设备（7），所述系统控制端（1）包含有PLC通讯模块（9），所述PLC通讯模块（9）通过基于ModbusTCP通讯协议、基于Socket通讯的TCP/IP通讯协议、基于上位机系统WebServices接口通讯协议和基于上位机WebAPI通讯协议与所述的自动化设备（5）通讯连接。
2.根据权利要求1所述的基于AGV站点自定义业务路径规划配置系统，其特征在于：所述系统控制端（1），运行中包括以下步骤：
根据AGV的行走路线及站点，定义主流程的业务场景线段；
针对每个小线段定义交互动作规则；选择交互对象及对应的通讯协议；
针对每个小线段内AGV对接的自动化设备，当AGV到达自动化设备设备对应的安全点时，通过系统控制端与自动化设备互联互通，实现安全作业。
3.根据权利要求1所述的基于AGV站点自定义业务路径规划配置系统，其特征在于：所述自动化设备（5）还包括输送带、机械手、计数装置等自动化工厂常用设备，所有自动化设备（5）均与系统控制端（1）通讯连接，其中部分设备受WMS系统（2）控制。
4.根据权利要求1所述的基于AGV站点自定义业务路径规划配置系统，其特征在于：所述基于ModbusTCP通讯协议、基于Socket通讯的TCP/IP通讯协议、基于上位机系统WebServices接口通讯协议和基于上位机WebAPI通讯协议均基于三方安全有效的握手通讯，及断线重连技术。
5.根据权利要求1所述的基于AGV站点自定义业务路径规划配置系统，其特征在于：大部分所述自动化设备（5）附近设置有安全位置点，所述自动升降门（8）两侧均设置有安全位置点。
6.根据权利要求1所述的基于AGV站点自定义业务路径规划配置系统，其特征在于：所述AGV（4）的消息反馈首先通过调用AGVWebAPI接口将执行任务的反馈信息传递到系统控制端（1），存储到Mongodb缓存数据库中；AGV的消息包含有标准消息码（任务开始、开始取货、取货完成、开始卸货、卸货完成、完成、取消、空取异常）、非标消息码（开门请求、关门请求、请求占用、释放占用）等等，所有的消息基本原则都是先存储，防止由于通讯原因导致的信息丢失；AGV后台主服务是基于多线程的消息处理，依据消息的时间顺序，当获取到取货完成消息码时，根据路径规划配置系统的配置，该消息是需要与第三方系统交互的信息，因此通过该任务号查找路径配置对应的动作码及交互对象（比如WMS系统），然后将取货完成对应的站点或货位编码传递给WMS系统，告知该位置已经取货完成，WMS系统就会将该货位清空，以便可以放置其他AGV搬运过来的货物，以此类推所有的消息码都要经过系统查找识别过滤然后处理。
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