CN113110352A - 智能工厂齿科产线的agv物流运输控制系统及调度方法 - Google Patents
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Abstract
本说明书一个或多个实施例提供一种智能工厂齿科产线的AGV物流运输控制系统及调度方法，通过设置上位机和下位机，并在下位机中设置用于进行通讯的通信模块，用于根据路径规划信息控制运动状态的驱动模块和用于获得AGV位置信息的传感模块，可以对齿科产线中的物料和产品运输进行自动化地控制和管理，有效地对AGV的运动路径进行规划并精确校准，快速方便地实现齿科物料的定位、数字化处理，减少工作失误，提高产线的工作效率。而AGV分成齿科物料运输和齿科产品入库两种AGV可以降低运输困难和变成难度，提高运输效率。
Description
技术领域
本说明书一个或多个实施例涉及离散制造系统智能产线化技术领域，尤其涉及一种智能工厂齿科产线的AGV物流运输控制系统及调度方法。
背景技术
离散型制造系统是指其产品是由固定个数的零件或部件构成，它们的关系非常明确且固定，通过零件或部件装配成为产品，如汽车轮毂制造、滚动轴承自动装配、电子设备制造等行业。该类制造系统工艺路线灵活，但生产层级多，协调能力差，自动化水平相比于流程型制造系统较低，生产计划和产品的调度问题较为复杂，离散型制造系统再生产制造上更为复杂。随着“中国制造2025纲领”的提出，智能制造也提上日程，而对智能产线的改造是智能制造中尤为重要的一部分。伴随着数字化齿科行业的迅速发展，对于智能工厂齿科产线来说，如何对齿科物料与齿科产品进行智能运输是建设智能产线的一个亟待解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本说明书一个或多个实施例的目的在于提出一种智能工厂齿科产线的AGV物流运输控制系统及调度方法，以解决齿科物料和齿科产品运输不够智能化的问题。
基于上述目的，本说明书一个或多个实施例提供了一种智能工厂齿科产线的AGV物流运输控制系统，包括上位机和下位机，上位机用于通过预设的路径规划算法，对AGV进行运动规划，得到AGV的路径规划信息；
下位机包括：
通信模块，用于与上位机通讯，从上位机获取AGV的路径规划信息；
驱动模块，用于根据通信模块获取的AGV的路径规划信息，控制AGV的运动状态；
外设模块，用于获取用户指令，对AGV进行状态控制，并对AGV的状态进行指示；
传感模块，用于读取预先设置的RFID电子标签的RFID信息，获得AGV的位置信息，并发送给驱动模块，判断路径是否正确；
电源模块，用于提供下位机的动力来源。
优选地，外设模块包括串口屏、用户按键和状态指示灯，串口屏用于对AGV的工作状态进行显示和控制，用户按键用于对AGV进行控制操作，状态指示灯用于对AGV的状态进行显示。
优选地，状态指示灯包括报警急停灯、待机停止灯和正常启动灯，AGV上安装有障碍物检测传感器，外设模块用于读取障碍物检测传感器的检测结果，若检测到无法越过的障碍物，则启动报警急停灯；
外设模块还用于读取驱动模块控制AGV的运动状态，当读取到AGV运行时，启动正常启动灯，当读取到AGV停止时，启动待机停止灯。
优选地，驱动模块包括控制器、驱动器、电机和编码器，控制器用于根据通信模块获取的AGV的路径规划信息，通过驱动器控制电机从而带动AGV运动，编码器用于将AGV实时位姿状态发送给控制器，控制器将AGV实时位姿通过通信模块发送给上位机，进行实时监控。
优选地，通信模块包括与外部设备进行数据传递的调试口，USB接口和与上位机进行通讯的无线串口，通过调试口和USB接口将上位机生成的AGV的路径规划信息传输给控制器，无线串口用于将AGV实时位姿发送给上位机。
优选地，传感模块包括导航传感器和RFID读取器，RFID读取器用于读取预先设置的RFID电子标签的RFID信息，导航传感器用于通过读取的RFID信息，获得AGV位置信息的位置信息，并发送给驱动模块，判断路径是否正确。
本说明书还提供一种智能工厂齿科产线的AGV物流运输调度方法，通过如权利要求1-6中任意一项的智能工厂齿科产线的AGV物流运输控制系统对AGV进行控制，AGV包括齿科物料运输AGV和齿科产品入库AGV；
本方法包括：
按照种类和用途将齿科物料装配在齿科物料盒中指定位置，齿科物料盒中每种齿科物料的数量相同；
将每个齿科物料盒放置在规划好的存放库位，每个齿科物料盒上贴有电子标签，AGV通过扫描电子标签完成设定的指令；
齿科物料运输AGV到达指定工位后，进行齿科物料盒和齿科物料的拆分，将空的齿科物料盒搬运回仓库初始的位置；
对齿科物料进行重新摆放，待一个批次的齿科物料全部消耗完，继续从第一顺位进行下一批次的齿科物料输送；
齿科物料加工成产品后，按设定的码放数量将产品装配在指定的堆放区的料盘上；
发送入库指定给齿科产品入库AGV和运有料盘的AGV，如果AGV空闲则立即响应并到达指定堆放区搬取齿科产品，料盘和齿科产品搬离，入库连同料盘和齿科产品一起放置在齿科产品仓库后回到等待区，运有料盘的AGV将料盘运送到空出来的位置放置料盘，之后去放置料盘的区域搬运下一个料盘，回到等待区等待；
每个料盘都贴有产品信息的条形码，每次入库记录一次。
优选地，AGV通过扫描电子标签完成设定的指令时，同时记录齿科物料盒内的齿科物料种类、数量和搬运时间和搬运次数，并记录到控制系统的上位机中。
优选地，装配消耗完一垛齿科物料并生产一垛齿科产品的时间为[T1,T2]，两台齿科物料运输AGV或齿科产品入库AGV运来一垛齿科物料或搬走一垛齿科产品的时间是[T3,T4]，在对齿科物料和齿科产品进行装配时，每个装配工位的齿科物料存放库位和齿科产品堆放区分别设有两个工位，使得T4>T1。
从上面所述可以看出，本说明书一个或多个实施例提供的智能工厂齿科产线的AGV物流运输控制系统及调度方法，通过设置上位机和下位机，并在下位机中设置用于进行通讯的通信模块，用于根据路径规划信息控制运动状态的驱动模块和用于获得AGV位置信息的传感模块，可以对齿科产线中的物料和产品运输进行自动化地控制和管理，有效地对AGV的运动路径进行规划并精确校准，快速方便地实现齿科物料的定位、数字化处理，减少工作失误，提高产线的工作效率。而AGV分成齿科物料运输和齿科产品入库两种AGV可以降低运输困难和变成难度，提高运输效率。
附图说明
为了更清楚地说明本说明书一个或多个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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本说明书一个或多个实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本说明书一个或多个实施例的控制系统框图；
图2为本说明书一个或多个实施例的齿科物料输送流程示意图；
图3为本说明书一个或多个实施例的齿科产品入库流程示意图。
具体实施方式
为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本公开进一步详细说明。
需要说明的是，除非另外定义，本说明书一个或多个实施例使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本说明书一个或多个实施例中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
本说明书实施例提供一种智能工厂齿科产线的AGV物流运输控制系统，包括上位机和下位机，其中上位机用于通过预设的路径规划算法，对AGV进行运动规划，得到AGV的路径规划信息，下位机包括通信模块、驱动模块、外设模块、传感模块和电源模块，其中，通信模块用于与上位机通讯，从上位机获取AGV的路径规划信息，驱动模块用于根据通信模块获取的AGV的路径规划信息，控制AGV的运动状态，外设模块用于获取用户指令，对AGV进行状态控制，并对AGV的状态进行指示，传感模块用于读取预先设置的RFID电子标签的RFID信息，获得AGV的位置信息，并发送给驱动模块，判断路径是否正确，电源模块用于提供下位机的动力来源。
本说明书实施例提供的智能工厂齿科产线的AGV物流运输控制系统，通过设置上位机和下位机，并在下位机中设置用于进行通讯的通信模块，用于根据路径规划信息控制运动状态的驱动模块和用于获得AGV位置信息的传感模块，可以对齿科产线中的物料和产品运输进行自动化地控制和管理，有效地对AGV的运动路径进行规划并精确校准，大大提高了齿科产线的自动化程度，提高工作效率。
作为一种实施方式，外设模块包括串口屏、用户按键和状态指示灯，串口屏用于对AGV的工作状态进行显示和控制，用户按键用于对AGV进行控制操作，状态指示灯用于对AGV的状态进行显示。
举例来说，状态指示灯包括红色的报警急停灯、黄色的待机停止灯和绿色的正常启动灯，AGV上安装有障碍物检测传感器，如激光雷达，外设模块用于读取障碍物检测传感器的检测结果，若检测到无法越过的障碍物，则启动报警急停灯，外设模块还用于读取驱动模块控制AGV的运动状态，当读取到AGV运行时，启动正常启动灯，当读取到AGV停止时，启动待机停止灯，上述报警急停灯的优先级高于待机停止灯和正常启动灯。
作为一种实施方式，驱动模块包括控制器、驱动器电机和编码器，控制器用于根据通信模块获取的AGV的路径规划信息，通过驱动器控制电机从而带动AGV运动，编码器用于将AGV实时位姿状态发送给控制器，控制器将AGV实时位姿通过通信模块发送给上位机，进行实时监控，则上述外设模块可以从编码器中读取运行信息，并启动对应的状态指示灯。
作为一种实施方式，通信模块包括与外部设备进行数据传递的调试口，USB接口和与所述上位机进行通讯的无线串口，通过所述调试口和USB接口将所述上位机生成的AGV的路径规划信息传输给所述控制器，所述无线串口用于将AGV实时位姿发送给所述上位机，上位机可以通过提供的信息对AGV进行决策性的控制。
作为一种实施方式，传感模块包括导航传感器和RFID读取器，所述RFID读取器用于读取预先设置的RFID电子标签的RFID信息，所述导航传感器用于通过读取的RFID信息，获得AGV位置信息的位置信息，并发送给所述驱动模块，判断路径是否正确，举例来说，RFID电子标签是预先设置在路径附近，或设置在齿科产线的工位上的，通过RFID读取器读取RFID电子标签的信息，即可获取AGV位置信息，将位置信息发送给控制器后，控制器解码信息，生成驱动命令发送给驱动器控制AGV运行。
本说明书实施例还提供一种智能工厂齿科产线的AGV物流运输调度方法，通过上述的智能工厂齿科产线的AGV物流运输控制系统对AGV进行控制，AGV包括齿科物料运输AGV和齿科产品入库AGV，本方法包括以下步骤：
按照种类和用途将齿科物料装配在齿科物料盒中指定位置，齿科物料盒中每种齿科物料的数量相同；
还可以给每种齿科物料制作齿科物料卡，齿科物料卡上记录了齿科物料的名称、数量、首发日期和备注等内容，可以方便以后对齿科物料的盘查工作。
将每个齿科物料盒放置在规划好的存放库位，每个齿科物料盒上贴有电子标签，所述AGV通过扫描电子标签完成设定的指令；
齿科物料运输AGV到达指定工位后，进行齿科物料盒和齿科物料的拆分，将空的齿科物料盒搬运回仓库初始的位置；
对齿科物料进行重新摆放，待一个批次的齿科物料全部消耗完，继续从第一顺位进行下一批次的齿科物料输送；
齿科物料加工成产品后，按设定的码放数量将产品装配在指定的堆放区的料盘上，如码放的机械臂设定好码放个数，到了指定个数后即堆放区已满，机械臂向第二个堆放区堆放齿科产品。
发送入库指定给齿科产品入库AGV和运有料盘的AGV，如果AGV空闲则立即响应并到达指定堆放区搬取齿科产品，料盘和齿科产品搬离，入库连同料盘和齿科产品一起放置在齿科产品仓库后回到等待区，运有料盘的AGV将料盘运送到空出来的位置放置料盘，之后去放置料盘的区域搬运下一个料盘，回到等待区等待；
每个料盘都贴有产品的信息的条形码，每次入库记录一次，有助于管理效率的提高。
本说明书实施例公开的智能工厂齿科产线的AGV物流运输调度方法，齿科物料的管理和齿科产品的入库按照仓库规定放在规划好的存放库位，通过电子标签，记录齿科物料和齿科产品种类、数量和搬运时间、次数，每次进行搬运都会记录到控制中心电脑的日志里。这样可以快速方便地实现齿科物料的定位、数字化处理，减少工作失误，提高产线的工作效率。而AGV分成齿科物料运输和齿科产品入库两种AGV可以降低运输困难和变成难度，提高运输效率。
作为一种实施方式，AGV通过扫描电子标签完成设定的指令时，同时记录齿科物料盒内的齿科物料种类、数量和搬运时间和搬运次数，并记录到控制系统的上位机中。
作为一种实施方式，装配消耗完一垛齿科物料并生产一垛齿科产品的时间为[T1,T2]，两台齿科物料运输AGV或齿科产品入库AGV运来一垛齿科物料或搬走一垛齿科产品的时间是[T3,T4]，在对齿科物料和齿科产品进行装配时，为了让装配台不停歇的工作只能是AGV可以等装配台，而不能让装配台等AGV，每个装配工位的齿科物料存放库位和齿科产品堆放区分别设有两个工位，使得T4>T1，使得智能工厂齿科产线更具有柔性。
所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本公开的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本说明书一个或多个实施例的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。
另外，为简化说明和讨论，并且为了不会使本说明书一个或多个实施例难以理解，在所提供的附图中可以示出或可以不示出与集成电路(IC)芯片和其它部件的公知的电源/接地连接。此外，可以以框图的形式示出装置，以便避免使本说明书一个或多个实施例难以理解，并且这也考虑了以下事实，即关于这些框图装置的实施方式的细节是高度取决于将要实施本说明书一个或多个实施例的平台的(即，这些细节应当完全处于本领域技术人员的理解范围内)。在阐述了具体细节(例如，电路)以描述本公开的示例性实施例的情况下，对本领域技术人员来说显而易见的是，可以在没有这些具体细节的情况下或者这些具体细节有变化的情况下实施本说明书一个或多个实施例。因此，这些描述应被认为是说明性的而不是限制性的。
本说明书一个或多个实施例旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本说明书一个或多个实施例的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种智能工厂齿科产线的AGV物流运输控制系统，其特征在于，包括上位机和下位机，所述上位机用于通过预设的路径规划算法，对AGV进行运动规划，得到AGV的路径规划信息；
所述下位机包括：
通信模块，用于与所述上位机通讯，从所述上位机获取AGV的路径规划信息；
驱动模块，用于根据所述通信模块获取的AGV的路径规划信息，控制AGV的运动状态；
外设模块，用于获取用户指令，对AGV进行状态控制，并对AGV的状态进行指示；
传感模块，用于读取预先设置的RFID电子标签的RFID信息，获得AGV的位置信息，并发送给所述驱动模块，判断路径是否正确；
电源模块，用于提供所述下位机的动力来源。
2.根据权利要求1所述的智能工厂齿科产线的AGV物流运输控制系统，其特征在于，所述外设模块包括串口屏、用户按键和状态指示灯，所述串口屏用于对AGV的工作状态进行显示和控制，所述用户按键用于对AGV进行控制操作，所述状态指示灯用于对AGV的状态进行显示。
3.根据权利要求2所述的智能工厂齿科产线的AGV物流运输控制系统，其特征在于，所述状态指示灯包括报警急停灯、待机停止灯和正常启动灯，所述AGV上安装有障碍物检测传感器，外设模块用于读取所述障碍物检测传感器的检测结果，若检测到无法越过的障碍物，则启动所述报警急停灯；
所述外设模块还用于读取所述驱动模块控制AGV的运动状态，当读取到AGV运行时，启动所述正常启动灯，当读取到AGV停止时，启动所述待机停止灯。
4.根据权利要求1所述的智能工厂齿科产线的AGV物流运输控制系统，其特征在于，所述驱动模块包括控制器、驱动器、电机和编码器，所述控制器用于根据所述通信模块获取的AGV的路径规划信息，通过驱动器控制电机从而带动AGV运动，所述编码器用于将AGV实时位姿状态发送给所述控制器，所述控制器将AGV实时位姿通过所述通信模块发送给所述上位机，进行实时监控。
5.根据权利要求4所述的智能工厂齿科产线的AGV物流运输控制系统，其特征在于，所述通信模块包括与外部设备进行数据传递的调试口，USB接口和与所述上位机进行通讯的无线串口，通过所述调试口和USB接口将所述上位机生成的AGV的路径规划信息传输给所述控制器，所述无线串口用于将AGV实时位姿发送给所述上位机。
6.根据权利要求1所述的智能工厂齿科产线的AGV物流运输控制系统，其特征在于，所述传感模块包括导航传感器和RFID读取器，所述RFID读取器用于读取预先设置的RFID电子标签的RFID信息，所述导航传感器用于通过读取的RFID信息，获得AGV位置信息的位置信息，并发送给所述驱动模块，判断路径是否正确。
7.一种智能工厂齿科产线的AGV物流运输调度方法，其特征在于，通过如权利要求1-6中任意一项所述的智能工厂齿科产线的AGV物流运输控制系统对AGV进行控制，所述AGV包括齿科物料运输AGV和齿科产品入库AGV；
所述方法包括：
按照种类和用途将齿科物料装配在齿科物料盒中指定位置，齿科物料盒中每种齿科物料的数量相同；
将每个齿科物料盒放置在规划好的存放库位，每个齿科物料盒上贴有电子标签，所述AGV通过扫描电子标签完成设定的指令；
齿科物料运输AGV到达指定工位后，进行齿科物料盒和齿科物料的拆分，将空的齿科物料盒搬运回仓库初始的位置；
对齿科物料进行重新摆放，待一个批次的齿科物料全部消耗完，继续从第一顺位进行下一批次的齿科物料输送；
齿科物料加工成产品后，按设定的码放数量将产品装配在指定的堆放区的料盘上；
发送入库指定给齿科产品入库AGV和运有料盘的AGV，如果AGV空闲则立即响应并到达指定堆放区搬取齿科产品，料盘和齿科产品搬离，入库连同料盘和齿科产品一起放置在齿科产品仓库后回到等待区，运有料盘的AGV将料盘运送到空出来的位置放置料盘，之后去放置料盘的区域搬运下一个料盘，回到等待区等待；
每个料盘都贴有产品信息的条形码，每次入库记录一次。
8.根据权利要求7所述的智能工厂齿科产线的AGV物流运输调度方法，其特征在于，所述AGV通过扫描电子标签完成设定的指令时，同时记录齿科物料盒内的齿科物料种类、数量和搬运时间和搬运次数，并记录到控制系统的上位机中。
9.根据权利要求7所诉的智能工厂齿科产线的AGV物流运输调度方法，其特征在于，装配消耗完一垛齿科物料并生产一垛齿科产品的时间为[T1,T2]，两台齿科物料运输AGV或齿科产品入库AGV运来一垛齿科物料或搬走一垛齿科产品的时间是[T3,T4]，在对齿科物料和齿科产品进行装配时，每个装配工位的齿科物料存放库位和齿科产品堆放区分别设有两个工位，使得T4>T1。
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