CN113359632B - 多工序物料输运系统及控制方法 - Google Patents
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Abstract
本公开涉及一种多工序物料输运系统及控制方法。多工序物料输运系统包括：输运支撑平台，包括输运轨道；输运小车，可移动地设置在输运轨道上；小车驱动模块，被配置为驱动输运小车沿输运轨道移动或停止；传感器组，随输运小车同步运动；多个工序识别定位模块，分别设置在输运轨道的多个工序位置，且每个工序识别定位模块包括能够被传感器组识别的工序标识机构和精准定位机构；和控制器，与传感器组和小车驱动模块信号连接，被配置为根据传感器组识别的工序标识机构确定输运小车即将到达的工序位置，并根据传感器组识别的精准定位机构，通过小车驱动模块使输运小车停靠在预定的工序位置。本公开实施例能够满足物料在多工序输运时的定位需求。
Description
技术领域
本公开涉及物料输运领域，尤其涉及一种多工序物料输运系统及控制方法。
背景技术
随着生产自动化与智能化的推进，车间内的生产活动越来越多的依靠全自动的物料输运系统。物料输运系统可以方便快捷的实现加工、清洗、装配等生产活动中物料的自动化转运。
以清洗工序为例，为了实现零部件的表面积碳、油污、锈蚀、水垢等表面污物的清洗，通常需要靠“除漆除油清洗-漂洗-除锈-漂洗-精洗-防锈”等多个清洗工序的流转，才能将表面复杂污染层清洗彻底。而对于工程机械的零部件来说，其体积大、重量大，如果依靠人工搬运，危险系数高、效率低。如果采用常规的行车、悬臂吊等起重机械进行输运，运动速度不可控、定位精度差，极易在输运过程中发生磕碰。而且，对于多工序间的零部件输运，缺乏工序识别能力或识别精度差，难以支持更复杂的输送控制逻辑。另外，如果采用精密的移载机、工业机械手等装备进行零部件的搬运，则在车间内灰尘、水汽、振动及重载运输等恶劣条件下，容易丧失原有精度及可靠性。
发明内容
有鉴于此，本公开实施例提供一种多工序物料输运系统及控制方法，能够满足物料在多工序输运时的定位需求。
在本公开的一个方面，提供一种多工序物料输运系统，包括：
输运支撑平台，包括输运轨道；
输运小车，可移动地设置在所述输运轨道上；
小车驱动模块，被配置为驱动所述输运小车沿所述输运轨道移动或停止；
传感器组，设置在所述输运小车上，并随所述输运小车同步运动；
多个工序识别定位模块，分别设置在所述输运轨道的多个工序位置，且每个工序识别定位模块包括能够被所述传感器组识别的工序标识机构和精准定位机构；和
控制器，与所述传感器组和小车驱动模块信号连接，被配置为根据所述传感器组识别的工序标识机构确定所述输运小车即将到达的工序位置，并根据所述传感器组识别的精准定位机构，通过所述小车驱动模块使所述输运小车停靠在预定的工序位置。
在一些实施例中，所述控制器被配置为：在根据所述传感器组识别的工序标识机构所确定的所述输运小车即将到达的工序位置为所述预定的工序位置时，通过所述小车驱动模块使所述输运小车减速，并在所述传感器组识别到所述预定的工作位置对应的精准定位机构时，通过所述小车驱动模块使所述输运小车停止移动。
在一些实施例中，所述工序标识机构包括能够实现不同阵列形式的多个工序编码板，所述精准定位机构包括点状工序定位板。
在一些实施例中，所述工序编码板具有沿所述输运轨道的延伸方向延伸的条形段，且所述条形段相比于所述点状工序定位板在平行于所述输运轨道的延伸方向的第一方向和/或第二方向上具有预设长度，所述第二方向为所述第一方向的反方向。
在一些实施例中，所述工序识别定位模块还包括：
激励板支撑件，具有多个安装部，
其中，所述多个工序编码板中的至少一个和所述点状工序定位板分别可拆地安装在所述多个安装部上。
在一些实施例中，所述多工序物料输运系统还包括：
调节轨道，设置在所述输运轨道的外侧，且沿所述输运轨道的延伸方向延伸，
其中，各个工序识别定位模块的激励板支撑件设置在所述调节轨道上，且设置位置能够根据工序位置进行调整。
在一些实施例中，所述传感器组包括：
多个第一传感器，与所述控制器信号连接，被配置为对所述工序标识机构中的工序编码板进行识别，以确定所述工序标识机构对应的工序编码；和
第二传感器，与所述控制器信号连接，被配置为对所述点状工序定位板进行识别，
其中，所述第二传感器的感测精度不低于所述第一传感器的感测精度。
在一些实施例中，所述第一传感器为接近传感器，和/或所述第二传感器为接触传感器或接近传感器。
在一些实施例中，所述小车驱动模块包括：
变频电机或伺服电机，设置在所述输运小车上，且与所述控制器信号连接；
其中，所述控制器被配置为向所述变频电机或伺服电机发出控制信号，以使所述输运小车沿所述输运轨道移动或停止。
在一些实施例中，所述小车驱动模块还包括：
齿条，与所述输运轨道固定连接，且平行于所述输运轨道；和
驱动齿轮，与所述齿条啮合，且与所述变频电机或伺服电机的动力输出端可操作地连接。
在一些实施例中，所述小车驱动模块还包括：减速器和制动器，设置在所述驱动齿轮与所述变频电机或伺服电机的动力输出端之间。
在一些实施例中，所述输运支撑平台还包括：
平台支架，包括成对的横梁和与所述横梁连接且对所述横梁进行支撑的至少两个立柱，
其中，所述成对的横梁相互平行，且所述输运轨道包括分别设置在所述成对的横梁的顶面上的成对的水平导轨。
在一些实施例中，所述输运小车包括：
车体；和
车轮组，与所述车体连接且位于所述车体侧方或下方，
其中，所述车轮组可运动地设置在所述水平导轨上，并与所述水平导轨导向配合。
在一些实施例中，所述多工序物料输运系统还包括：
垂直取放模块，与所述控制器信号连接，被配置为根据所述控制器的控制信号，在所述输运小车到达预定的工序位置时执行物料抓取或释放。
在一些实施例中，所述垂直取放模块包括：
物料抓取机构，与所述控制器信号连接，被配置为根据所述控制器的指令抓取和释放物料；
伺服电缸，设置在所述输运小车上，与所述控制器信号连接，且一端与所述物料抓取机构连接，被配置为驱动所述物料抓取机构执行升降运动；和
直线运动引导机构，设置在所述输运小车和所述物料抓取机构之间，被配置为引导所述物料抓取机构沿所述伺服电缸的伸缩方向运动。
在一些实施例中，所述输运小车具有向下伸出的下凸部，所述下凸部的最下端低于所述输运轨道的上表面；所述直线运动引导机构包括：
多个直线轴承或多个滑块，设置在所述下凸部上，且分布在至少一层的多个位置；和
多个垂直光杠或多个垂直导轨，分别穿设在至少一层的所述多个直线轴承或所述多个滑块中，且底端均与所述物料抓取机构连接。
在本公开的一个方面，提供一种前述多工序物料输运系统的控制方法，包括：
使小车驱动模块驱动输运小车沿输运轨道移动；
根据传感器组识别的工序标识机构确定所述输运小车即将到达的工序位置；
判断所述输运小车即将到达的工序位置是否为预定的工序位置，是则根据所述传感器组识别的精准定位机构，通过所述小车驱动模块使所述输运小车停靠在预定的工序位置，否则使所述小车驱动模块驱动所述输运小车继续沿所述输运轨道移动。
在一些实施例中，在根据所述传感器组识别的工序标识机构所确定的所述输运小车即将到达的工序位置为所述预定的工序位置，且所述传感器组识别到该工序位置的精准定位机构之前，所述控制方法还包括：
通过所述小车驱动模块使所述输运小车减速。
在一些实施例中，所述多工序物料输运系统还包括垂直取放模块；所述控制方法还包括：
使所述垂直取放模块在所述输运轨道的多个工序位置中的一个抓取物料，并在所述输运小车移动并停靠到下一工序位置时，使所述垂直取放模块释放已抓取的物料。
在一些实施例中，所述控制方法还包括：
在所述输运小车移动并停靠到预定的工序位置时，使所述预定的工序位置的配套机构与所述垂直取放模块进行针对于物料的工作配合。
因此，根据本公开实施例，通过随输运小车同步运动的传感器组对分别设置在输运轨道的多个工序位置的工序识别定位模块中的工序标识机构和精准定位机构进行识别，以确定输运小车即将到达的工序位置，并根据识别的精准定位机构，通过小车驱动模块使输运小车停靠在预定的工序位置，这样输运小车在输运轨道上进行多工序物料输运时，能够使运行的输运小车准确地停靠到指定的工序位置，从而更大程度实现多工序的物料输运自动化。
附图说明
构成说明书的一部分的附图描述了本公开的实施例，并且连同说明书一起用于解释本公开的原理。
参照附图，根据下面的详细描述，可以更加清楚地理解本公开，其中：
图1和图2分别是根据本公开多工序物料输运系统的一些实施例在不同视角下的结构示意图；
图3是根据本公开多工序物料输运系统的一些实施例中多个工序位置的工序识别定位模块的结构示意图；
图4是根据本公开多工序物料输运系统的一些实施例中的控制关系示意图；
图5是根据本公开控制方法的一些实施例的流程示意图；
图6是根据本公开控制方法的一些实施例的具体实例的流程图。
应当明白，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。此外，相同或类似的参考标号表示相同或类似的构件。
具体实施方式
现在将参照附图来详细描述本公开的各种示例性实施例。对示例性实施例的描述仅仅是说明性的，决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。本公开可以以许多不同的形式实现，不限于这里所述的实施例。提供这些实施例是为了使本公开透彻且完整，并且向本领域技术人员充分表达本公开的范围。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、材料的组分、数字表达式和数值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。
本公开中使用的“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部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指在该词前的要素涵盖在该词后列举的要素，并不排除也涵盖其他要素的可能。“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。
在本公开中，当描述到特定器件位于第一器件和第二器件之间时，在该特定器件与第一器件或第二器件之间可以存在居间器件，也可以不存在居间器件。当描述到特定器件连接其它器件时，该特定器件可以与所述其它器件直接连接而不具有居间器件，也可以不与所述其它器件直接连接而具有居间器件。
本公开使用的所有术语(包括技术术语或者科学术语)与本公开所属领域的普通技术人员理解的含义相同，除非另外特别定义。还应当理解，在诸如通用字典中定义的术语应当被解释为具有与它们在相关技术的上下文中的含义相一致的含义，而不应用理想化或极度形式化的意义来解释，除非这里明确地这样定义。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
图1和图2分别是根据本公开多工序物料输运系统的一些实施例在不同视角下的结构示意图。图3是根据本公开多工序物料输运系统的一些实施例中多个工序位置的工序识别定位模块的结构示意图。图4是根据本公开多工序物料输运系统的一些实施例中的控制关系示意图。
参考图1-图4，在一些实施例中，多工序物料输运系统包括：输运支撑平台10、输运小车20、小车驱动模块30、传感器组40、多个工序识别定位模块50和控制器60。输运支撑平台10包括输运轨道11。输运小车20可移动地设置在所述输运轨道11上。小车驱动模块30被配置为驱动所述输运小车20沿所述输运轨道11移动或停止。传感器组40设置在所述输运小车20上，并随所述输运小车20同步运动。多个工序识别定位模块50分别设置在所述输运轨道11的多个工序位置，且每个工序识别定位模块50包括能够被所述传感器组40识别的工序标识机构51和精准定位机构52。
控制器60与所述传感器组40和小车驱动模块30信号连接，被配置为根据所述传感器组40识别的工序标识机构51确定所述输运小车20即将到达的工序位置，并根据所述传感器组40识别的精准定位机构52，通过所述小车驱动模块30使所述输运小车20停靠在预定的工序位置。
本实施例通过随输运小车同步运动的传感器组对分别设置在输运轨道的多个工序位置的工序识别定位模块中的工序标识机构和精准定位机构进行识别，以确定输运小车即将到达的工序位置，并根据识别的精准定位机构，通过小车驱动模块使输运小车停靠在预定的工序位置，这样输运小车在输运轨道上进行多工序物料输运时，能够使运行的输运小车准确地停靠到指定的工序位置，从而更大程度实现多工序的物料输运自动化。
在图1-图3中，输运轨道11上可设有多个工序位置M，例如工序位置M1-M4。工序位置可以沿输运轨道11按序排列，也可以非按序排列，例如图2中的工序位置M2位于工序位置M1和工序位置M3之间，表示输运小车在工序位置M1处完成工序后，越过工序位置M3到达工序位置M2进行相关工序操作，然后再反向返回到工序位置M2，完成后再越过工序位置M3到达工序位置M4。这样可实现更复杂更灵活的多工序自动控制。
对于多工序物料输运来说，各项工序可能跨度较大，物料本身的重量也较大，相应地，参考图1和图2，在一些实施例中，运支撑平台10还包括平台支架12。平台支架12包括成对的横梁121和与所述横梁121连接且对所述横梁121进行支撑的至少两个立柱122。成对的横梁121相互平行，且所述输运轨道11包括分别设置在所述成对的横梁121的顶面上的成对的水平导轨。这种成对横梁的结构设计可有效增大输运系统的承载能力，满足工序跨度大、输运物料重的工作需求。在一些实施例中，横梁可采用H型钢、方钢等结构钢，结构紧凑、强度高。
为了与横梁上的输运轨道进行配合，参考图1和图2，在一些实施例中，输运小车20包括：车体21和车轮组22。车轮组22与所述车体21连接且位于所述车体21侧方或下方。车轮组22可运动地设置在所述水平导轨上，并与所述水平导轨导向配合。车轮组22可包括至少两对车轮。在图1和图2中，两对车轮位于车体21的四角。车轮的外周可具有能够与水平导轨配合的凹槽，可实现输运小车的运动导向作用，避免输运小车脱离轨道。
为了提高输运小车启停、前向或反向运动的精确控制，参考图1，在一些实施例中，小车驱动模块30包括：变频电机31。变频电机31设置在所述输运小车20上，且与所述控制器60信号连接。控制器60被配置为向所述变频电机31发出控制信号，以使所述输运小车20沿所述输运轨道11移动或停止。在另一些实施例中，小车驱动模块30可包括设置在输运小车20上，且与控制器60信号连接的伺服电机，控制器60被配置为向伺服电机发出控制信号，以使所述输运小车20沿所述输运轨道11移动或停止。通过变频电机或伺服电机对输运小车进行驱动，可进一步提高小车速度、位移的控制精度。
在图1中，小车驱动模块30还包括：齿条32和驱动齿轮33。齿条32与所述输运轨道11固定连接，且平行于所述输运轨道11。驱动齿轮33与所述齿条32啮合，且与所述变频电机31或伺服电机的动力输出端可操作地连接。驱动齿轮33与齿条32所实现的传动配合可实现精准的传动作用，而且可以在输运小车停靠时实现位置自锁。齿条32可以安装在水平导轨的内侧。
为了使小车移动速度满足工序需求，且具有良好的制动特性，参考图1，在一些实施例中，小车驱动模块30还包括：减速器34和制动器35。减速器34和制动器35设置在所述驱动齿轮33与所述变频电机31或伺服电机的动力输出端之间，减速器34能够对变频电机31输出实现减速传动，制动器35能够实现输运小车20的精准刹车以利于工序停靠。
当输运小车运动到某个工序位置时，可执行相关的物料取放动作。为了方便实现相关动作，参考图1、图2和图4，在一些实施例中，多工序物料输运系统还包括：垂直取放模块80。垂直取放模块80与所述控制器60信号连接，被配置为根据所述控制器60的控制信号，在所述输运小车20到达预定的工序位置时执行物料抓取或释放。
在图1和图2中，垂直取放模块80的下方可设置多个操作位，例如操作位1、…、操作位N，每个操作位可对应于至少一个工序位置。在操作位，对应的工序位置的配套机构可以与垂直取放模块80进行针对于物料的工作配合。
参考图1和图2，在一些实施例中，垂直取放模块80包括：物料抓取机构81、伺服电缸82和直线运动引导机构83。物料抓取机构81与所述控制器60信号连接，被配置为根据所述控制器60的指令抓取和释放物料。物料抓取机构81可包括载重板和在其底部安装的吊钩、吸盘、电磁铁等，可实现物料(含或不含物料容器)的抓取、输运和释放。
伺服电缸82设置在所述输运小车20上，与所述控制器60信号连接，且一端与所述物料抓取机构81连接，被配置为驱动所述物料抓取机构81执行升降运动。伺服电缸82可实现物料抓取机构81的精确升降位移的控制。
直线运动引导机构83设置在所述输运小车20和所述物料抓取机构81之间，被配置为引导所述物料抓取机构81沿所述伺服电缸82的伸缩方向运动。直线运动引导机构83可确保重载条件下伺服电缸活塞杆的刚度，提高物料放置精度，防止运输过程中物料晃动、磕碰。
直线运动引导机构可以采用多种形式，例如直线轴承和光杠的配合结构或者滑块和导轨的配合结构。参考图1，在一些实施例中，输运小车20具有向下伸出的下凸部23，所述下凸部23的最下端低于所述输运轨道11的上表面，这样可有效地降低输运小车的重心，提升系统稳定性。下凸部23的长度与垂直取放模块80的伸长量、输运支撑平台10的高度以及工件操作台需求相匹配。
直线运动引导机构83包括：多个直线轴承831a(或多个滑块832a)和多个垂直光杠831b，多个直线轴承831a(或多个滑块832a)设置在所述下凸部23上，且分布在至少一层的多个位置，例如位于两层，每层有四个位置，分布在矩形的四个角点。多个垂直光杠831b(或多个垂直导轨832b)分别穿设在至少一层的所述多个直线轴承831(或所述多个滑块832a)中，且底端均与所述物料抓取机构81连接。
在图1和图2中，伺服电缸82垂直安装于输运小车20的中间底部，且使伺服电缸82的活塞杆可以自由伸缩并与下方的物料抓取机构81的中心相连接。输运小车20的下凸部23可有效地降低小车5的重心，提高运动机构稳定性。通过调整输运小车20的下凸部的高度和伺服电缸82的长度，可满足物料运输的垂直距离的需求。
为了使输运小车的停靠更加精准，在一些实施例中，控制器60被配置为在根据所述传感器组40识别的工序标识机构51所确定的所述输运小车20即将到达的工序位置为所述预定的工序位置时，通过所述小车驱动模块30使所述输运小车20减速，并在所述传感器组40识别到所述预定的工作位置对应的精准定位机构52时，通过所述小车驱动模块30使所述输运小车20停止移动。这样小车可以在到达指定位置之前有足够的距离提前减速，避免因车速过高而无法精确停靠。
参考图3，在一些实施例中，工序标识机构51包括能够实现不同阵列形式的多个工序编码板511，所述精准定位机构52包括点状工序定位板521。工序编码板511用于对工序序号进行编码，编码格式可采用二进制进行编码。对于多个工序编码板的安装位置，如装有工序编码板则对应于信号1，而未装工序编码板则对应于信号0。多个工序编码板可形成二进制表示的多位编码的工序编号。
为了区别于输运轨道上未设置工序标识机构的其他部分，对于四个工序编码板511来说，编号0000不作为工序编码，0001～1111可形成共15个工序编号，来定义15个生产工序。在其他实施例中，可根据实际的生产工序的数量来采用更少或更多的工序编码板。一般来说，N个工序编码板可实现不多于[(2^N)-1]个生产工序。
点状工序定位板521呈点状结构(例如较小尺寸的圆盘结构)，这样可使得工序位置的标定更加精准。当传感器组检测到该点状工序定位板521，控制器通过所述小车驱动模块30使输运小车20停止移动，从而使输运小车20停靠在此工序位置，以便进行物料安放、抓取任务。点状工序定位板521的尺寸可根据需求的定位精度、传感器的感测要求等因素确定。
参考图3，在一些实施例中，所述工序编码板511具有沿所述输运轨道11的延伸方向延伸的条形段，且所述条形段相比于所述点状工序定位板521在平行于所述输运轨道11的延伸方向的第一方向和/或第二方向上具有预设长度，所述第二方向为所述第一方向的反方向。延伸的条形段可以使传感器组感测到工序编码板的时机早于感测到点状工序定位板的时机，从而使输运小车获得停靠之前的减速时间段，从而有足够的距离实现减速，更进一步地克服输运小车在到达指定工序位置时由于速度过高，而无法精确停靠的问题。条形段的预设长度可方便根据系统运输物料的重量、额定运行速度、刹车距离等因素进行设计。
在图2中，工序编码板511可直接设计成条形的整体形状，这样有助于多个工序编码板511的排列，避免较多工序编码板在安装时的干涉或者占用更大的空间。
为了方便对各个工序位置对应的编码进行调整，参考图1-图3，在一些实施例中，工序识别定位模块50还包括：激励板支撑件53。激励板支撑件53具有多个安装部531。多个工序编码板511中的至少一个和所述点状工序定位板521分别可拆地安装在所述多个安装部531上。这样通过激励板支撑件53将同一工序位置的工序编码和精准定位集成起来，且通过多个安装部来实现工序编码的调整，从而更进一步地提高了可靠性和灵活性。
在一些实施例中，各个工序位置可以是固定不可调整的。在另一些实施例中，工序位置可根据实际需要调整位置，参考图1-图3，在一些实施例中，多工序物料输运系统还包括：调节轨道70。调节轨道70设置在所述输运轨道11的外侧，且沿所述输运轨道11的延伸方向延伸。各个工序识别定位模块50的激励板支撑件53设置在所述调节轨道70上，且设置位置能够根据工序位置进行调整。在图1和图2中，激励板支撑件53可通过螺栓71在调节轨道70上紧固。
参考图1和图2，在一些实施例中，传感器组40可安装在与车体21连接，且位于车体21侧方连接的安装架43。传感器组40包括：多个第一传感器41和第二传感器42。多个第一传感器41与所述控制器60信号连接，被配置为对所述工序标识机构51中的工序编码板511进行识别，以确定所述工序标识机构51对应的工序编码。第二传感器42与所述控制器60信号连接，被配置为对所述点状工序定位板521进行识别。第二传感器42的感测精度不低于所述第一传感器41的感测精度。
通过使第二传感器42的感测精度不低于所述第一传感器41的感测精度，不仅可确保工序的识别和精准的定位的可靠性，而且使第一传感器的感测精度不高于第二传感器42的感测精度，有利于降低传感器的相关成本。
在图1中，第一传感器41可以为接近传感器。第二传感器42可以为接触传感器或接近传感器。接近传感器或接触传感器对恶劣环境的敏感度较低，尤其对于多灰尘、多水汽的现场，例如清洗车间等，也可以稳定地进行检测。相应地，采用接近传感器或接触传感器的多工序物料输运系统在确保了多工序间高精度的物料输运的同时，还能够满足恶劣环境下的稳定运行需求。
在环境良好的应用场景中，第一传感器41和第二传感器42也可采用对环境敏感的传感器，例如图像传感器、激光或红外传感器等。
在上述实施例中，控制器可以是各种解说性逻辑板块、模块、和电路可用通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑器件、分立的门或晶体管逻辑、分立的硬件组件、或其设计成执行本文所描述功能的任何组合来实现或执行。通用处理器可以是微处理器，但在替换方案中，该控制器可以是任何常规的处理器、控制器、微控制器、或状态机。控制器还可以被实现为计算设备的组合，例如DSP与微处理器的组合、多个微处理器、与DSP核心协作的一个或多个微处理器、或任何其他此类配置。
基于前述多工序物料输运系统的各个实施例，本公开还提供了对应的控制方法。图5是根据本公开控制方法的一些实施例的流程示意图。参考图5，在一些实施例中，控制方法包括：步骤S1到步骤S5。在步骤S1中，使小车驱动模块30驱动输运小车20沿输运轨道11移动。在步骤S2中，根据传感器组40识别的工序标识机构51确定所述输运小车20即将到达的工序位置。在步骤S3中，判断所述输运小车20即将到达的工序位置是否为预定的工序位置，是则执行步骤S4，否则执行步骤S5。在步骤S4中，根据所述传感器组40识别的精准定位机构52，通过所述小车驱动模块30使所述输运小车20停靠在预定的工序位置。在步骤S5中，使所述小车驱动模块30驱动所述输运小车20继续沿所述输运轨道11移动。
本实施例通过随输运小车同步运动的传感器组对分别设置在输运轨道的多个工序位置的工序识别定位模块中的工序标识机构和精准定位机构进行识别，以确定输运小车即将到达的工序位置，并根据识别的精准定位机构，通过小车驱动模块使输运小车停靠在预定的工序位置，这样输运小车在输运轨道上进行多工序物料输运时，能够使运行的输运小车准确地停靠到指定的工序位置，从而更大程度实现多工序的物料输运自动化。
在一些实施例中，在根据所述传感器组40识别的工序标识机构51所确定的所述输运小车20即将到达的工序位置为所述预定的工序位置，且所述传感器组40识别到该工序位置的精准定位机构52之前，所述控制方法还包括：通过所述小车驱动模块30使所述输运小车20减速。这样当即将到达预定工序位置时，输运小车可减速到较低的运动速度，从而可以更精准地停止到预定工序位置。
在一些实施例中，所述多工序物料输运系统还包括垂直取放模块80；所述控制方法还包括：使所述垂直取放模块80在所述输运轨道11的多个工序位置中的一个抓取物料，并在所述输运小车20移动并停靠到下一工序位置时，使所述垂直取放模块80释放已抓取的物料。
在一些实施例中，控制方法还包括：在所述输运小车20移动并停靠到预定的工序位置时，使所述预定的工序位置的配套机构与所述垂直取放模块80进行针对于物料的工作配合。
图6是根据本公开控制方法的一些实施例的具体实例的流程图。参考图6所示的控制流程的一个具体实例。工序物料输运系统开机后，使用者可向系统输入或导入指定的物料输运任务，该任务可以是连续工序也可以是跨工序的。
物料抓取机构81抓取物料后，在输运小车20的带动下开始沿水平导轨运行并达到匀速。此时位于输运小车20一侧的传感器组40(含有接近传感器阵列)开始捕捉工序位置的相关信号。由于工序编码板511的条形段较长，第一传感器41会首先捕捉到某工序M的编码信号，控制器根据预设的规则对该编码进行识别，并判断是否是预定的工序位置。
如果控制器判断该工序位置并非预定的工序位置，则控制器不会下达减速指令，继续使输运小车20按照既定速度向前运行，并触发后续工序的编码信号，例如N、O、P等，直到捕捉到指定工序信号。
如果控制器判断该工序位置是预定的工序位置，控制器则发送指令，降低变频电机31的输出转速来使输运小车20减速。在减速到一定程度后，第二传感器42开始捕捉工序M的定位信号，一旦该信号被触发，控制器使变频电机31停止转动，并通过制动器35使输运小车20准确地停止在该工序位置。
输运小车20停止在预设工序位置后，垂直取放模块80开始动作，控制器向伺服电缸82发送脉冲指令，转化成伺服电缸82的伸缩将物料运送到指定高度，并通过物料抓取机构81的动作完成物料精确放置。在该工序位置附近可设置配套机构。在指令控制下，物料抓取机构81与配套机构进行相关物料的脱钩、交接、装配等任务。
当此工序工作完成后，控制器判定此工序是否为最终工序，如果不是最终工序，则输运小车20会携带物料，重复前面的步骤，以完成全部的物料输运工作。直到完成最终工序，输运小车20自动返回原点，并待机。在控制器的控制下，该输运系统可以自动抓取、放置物料，可以连续工序、跨工序运行，可以沿轨道向前、向后运行，满足车间内绝大部分生产工序需求。
至此，已经详细描述了本公开的各实施例。为了避免遮蔽本公开的构思，没有描述本领域所公知的一些细节。本领域技术人员根据上面的描述，完全可以明白如何实施这里公开的技术方案。
虽然已经通过示例对本公开的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本公开的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本公开的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改或者对部分技术特征进行等同替换。本公开的范围由所附权利要求来限定。
Claims (19)
1.一种多工序物料输运系统，其特征在于，包括：
输运支撑平台(10)，包括输运轨道(11)；
调节轨道(70)，设置在所述输运轨道(11)的外侧，且沿所述输运轨道(11)的延伸方向延伸；
输运小车(20)，可移动地设置在所述输运轨道(11)上；
小车驱动模块(30)，被配置为驱动所述输运小车(20)沿所述输运轨道(11)移动或停止；
传感器组(40)，设置在所述输运小车(20)上，并随所述输运小车(20)同步运动；
多个工序识别定位模块(50)，分别设置在所述输运轨道(11)的多个工序位置，且每个工序识别定位模块(50)包括能够被所述传感器组(40)识别的工序标识机构(51)、精准定位机构(52)和激励板支撑件(53)；和
控制器(60)，与所述传感器组(40)和小车驱动模块(30)信号连接，被配置为根据所述传感器组(40)识别的工序标识机构(51)确定所述输运小车(20)即将到达的工序位置，并根据所述传感器组(40)识别的精准定位机构(52)，通过所述小车驱动模块(30)使所述输运小车(20)停靠在预定的工序位置；
其中，各个工序识别定位模块(50)的激励板支撑件(53)设置在所述调节轨道(70)上，且设置位置能够根据工序位置进行调整。
2.根据权利要求1所述的多工序物料输运系统，其特征在于，所述控制器(60)被配置为：在根据所述传感器组(40)识别的工序标识机构(51)所确定的所述输运小车(20)即将到达的工序位置为所述预定的工序位置时，通过所述小车驱动模块(30)使所述输运小车(20)减速，并在所述传感器组(40)识别到所述预定的工序位置对应的精准定位机构(52)时，通过所述小车驱动模块(30)使所述输运小车(20)停止移动。
3.根据权利要求2所述的多工序物料输运系统，其特征在于，所述工序标识机构(51)包括能够实现不同阵列形式的多个工序编码板(511)，所述精准定位机构(52)包括点状工序定位板(521)。
4.根据权利要求3所述的多工序物料输运系统，其特征在于，所述工序编码板(511)具有沿所述输运轨道(11)的延伸方向延伸的条形段，且所述条形段相比于所述点状工序定位板(521)在平行于所述输运轨道(11)的延伸方向的第一方向和/或第二方向上具有预设长度，所述第二方向为所述第一方向的反方向。
5.根据权利要求3所述的多工序物料输运系统，其特征在于，所述激励板支撑件(53)具有多个安装部(531)，所述多个工序编码板(511)中的至少一个和所述点状工序定位板(521)分别可拆地安装在所述多个安装部(531)上。
6.根据权利要求3～5任一所述的多工序物料输运系统，其特征在于，所述传感器组(40)包括：
多个第一传感器(41)，与所述控制器(60)信号连接，被配置为对所述工序标识机构(51)中的工序编码板(511)进行识别，以确定所述工序标识机构(51)对应的工序编码；和
第二传感器(42)，与所述控制器(60)信号连接，被配置为对所述点状工序定位板(521)进行识别，
其中，所述第二传感器(42)的感测精度不低于所述第一传感器(41)的感测精度。
7.根据权利要求6所述的多工序物料输运系统，其特征在于，所述第一传感器(41)为接近传感器，和/或所述第二传感器(42)为接触传感器或接近传感器。
8.根据权利要求1所述的多工序物料输运系统，其特征在于，所述小车驱动模块(30)包括：
变频电机(31)或伺服电机，设置在所述输运小车(20)上，且与所述控制器(60)信号连接；
其中，所述控制器(60)被配置为向所述变频电机(31)或伺服电机发出控制信号，以使所述输运小车(20)沿所述输运轨道(11)移动或停止。
9.根据权利要求8所述的多工序物料输运系统，其特征在于，所述小车驱动模块(30)还包括：
齿条(32)，与所述输运轨道(11)固定连接，且平行于所述输运轨道(11)；和
驱动齿轮(33)，与所述齿条(32)啮合，且与所述变频电机(31)或伺服电机的动力输出端可操作地连接。
10.根据权利要求9所述的多工序物料输运系统，其特征在于，所述小车驱动模块(30)还包括：减速器(34)和制动器(35)，设置在所述驱动齿轮(33)与所述变频电机(31)或伺服电机的动力输出端之间。
11.根据权利要求1所述的多工序物料输运系统，其特征在于，所述输运支撑平台(10)还包括：
平台支架(12)，包括成对的横梁(121)和与所述横梁(121)连接且对所述横梁(121)进行支撑的至少两个立柱(122)，
其中，所述成对的横梁(121)相互平行，且所述输运轨道(11)包括分别设置在所述成对的横梁(121)的顶面上的成对的水平导轨。
12.根据权利要求11所述的多工序物料输运系统，其特征在于，所述输运小车(20)包括：
车体(21)；和
车轮组(22)，与所述车体(21)连接且位于所述车体(21)侧方或下方，
其中，所述车轮组(22)可运动地设置在所述水平导轨上，并与所述水平导轨导向配合。
13.根据权利要求1所述的多工序物料输运系统，其特征在于，还包括：
垂直取放模块(80)，与所述控制器(60)信号连接，被配置为根据所述控制器(60)的控制信号，在所述输运小车(20)到达预定的工序位置时执行物料抓取或释放。
14.根据权利要求13所述的多工序物料输运系统，其特征在于，所述垂直取放模块(80)包括：
物料抓取机构(81)，与所述控制器(60)信号连接，被配置为根据所述控制器(60)的指令抓取和释放物料；
伺服电缸(82)，设置在所述输运小车(20)上，与所述控制器(60)信号连接，且一端与所述物料抓取机构(81)连接，被配置为驱动所述物料抓取机构(81)执行升降运动；和
直线运动引导机构(83)，设置在所述输运小车(20)和所述物料抓取机构(81)之间，被配置为引导所述物料抓取机构(81)沿所述伺服电缸(82)的伸缩方向运动。
15.根据权利要求14所述的多工序物料输运系统，其特征在于，所述输运小车(20)具有向下伸出的下凸部(23)，所述下凸部(23)的最下端低于所述输运轨道(11)的上表面；所述直线运动引导机构(83)包括：
多个直线轴承(831a)或多个滑块(832a)，设置在所述下凸部(23)上，且分布在至少一层的多个位置；和
多个垂直光杠(831b)或多个垂直导轨(832b)，分别穿设在至少一层的所述多个直线轴承(831a)或所述多个滑块(832a)中，且底端均与所述物料抓取机构(81)连接。
16.一种根据权利要求1～15任一所述的多工序物料输运系统的控制方法，其特征在于，包括：
使小车驱动模块(30)驱动输运小车(20)沿输运轨道(11)移动；
根据传感器组(40)识别的工序标识机构(51)确定所述输运小车(20)即将到达的工序位置；
判断所述输运小车(20)即将到达的工序位置是否为预定的工序位置，是则根据所述传感器组(40)识别的精准定位机构(52)，通过所述小车驱动模块(30)使所述输运小车(20)停靠在预定的工序位置，否则使所述小车驱动模块(30)驱动所述输运小车(20)继续沿所述输运轨道(11)移动。
17.根据权利要求16所述的控制方法，其特征在于，在根据所述传感器组(40)识别的工序标识机构(51)所确定的所述输运小车(20)即将到达的工序位置为所述预定的工序位置，且所述传感器组(40)识别到该工序位置的精准定位机构(52)之前，所述控制方法还包括：
通过所述小车驱动模块(30)使所述输运小车(20)减速。
18.根据权利要求16所述的控制方法，其特征在于，所述多工序物料输运系统还包括垂直取放模块(80)；所述控制方法还包括：
使所述垂直取放模块(80)在所述输运轨道(11)的多个工序位置中的一个抓取物料，并在所述输运小车(20)移动并停靠到下一工序位置时，使所述垂直取放模块(80)释放已抓取的物料。
19.根据权利要求18所述的控制方法，其特征在于，还包括：
在所述输运小车(20)移动并停靠到预定的工序位置时，使所述预定的工序位置的配套机构与所述垂直取放模块(80)进行针对于物料的工作配合。
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