SE1450525A1 - Ett automationssystem och en metod för att betjäna ett produktionssystem - Google Patents

Abstract

Föreliggande uppfinning avser ett automationssystem för att betjäna ett produktionssystem innefattande ett flertal arbetsstationer för att producera produkter. Automationssystemet innefattar en mobil manipulator (2) anpassad att utför arbete vid arbetsstationerna och ett automatiskt styrt fordon (10), i det följande benämnt en AGV, anordnad att flytta manipulatorn mellan arbetsstationerna. AGV:n och manipulatorn är utformade som två separata enheter, vilka kan positioneras och förflyttas oberoende av varandra och AGV:n är anordnad att förse arbetsstationen med material som behövs för att producera produkterna medan manipulatorn utför arbete på en av arbetsstationerna.(Fig. 5)

Description

10 arbete vid varje arbetsstation. Robot-AGV:n flyttas som svar på kommandon från en stationär kontroller och som svar på kontinuerliga tillhandahållna av ett externt navigationssystem. Ändamål och sammanfattning av uppfinningen Ett ändamål med föreliggande uppfinning är att ytterligare förbättra effektiviteten hos robotsystemet.

Enligt en aspekt av uppfinningen uppnås detta ändamål av ett automationssystem så som definieras i krav 1.

Automationssystemet innefattar en mobil manipulator anpassad att utföra arbete vid arbetsstationerna och ett automatiskt styrt fordon, i det följande benämnd en AGV, anordnad att flytta manipulatorn mellan arbetsstationerna. Uppfinningen kännetecknas av att AGV:n och manipulatorn är utformade som två separata enheter, vilka kan placeras och förlyttas oberoende av varandra, och AGV:n är anordnad att förse arbetsstationerna med material som behövs för att producera produkterna samtidigt som manipulatorn utför arbete vid en av arbetsstationerna.

En mobil manipulator är utformad för att förflyttas mellan olika arbetsstationer och utföra arbete vid var och en av arbetsstationerna. Tack vare det faktum att AGV:n och manipulatorn är utformade som två separata enheter, som kan placeras och förflyttas oberoende av varandra, kan AGV:n för andra ändamål, så som materialhantering när roboten är upptagen med att utföra arbete vid en av arbetsstationerna. AGV:n kommenderas att lämna manipulatorn vid en av arbetsstationerna och är sedan fri att användas för att förse arbetsstationerna med material och delar som behövs för att producera produkterna. När manipulatorn har avslutat arbetet vid arbetsstationerna kommenderas AGV:n att flytta manipulatorn till en annan arbetsstation.

Föreliggande uppfinning förbättrar användningsgraden av AGV:n och på så sätt förbättrar effektiviteten hos automationssystemet. Föreliggande uppfinning reducerar också antalet AGV:er som behövs i automationssystemet eftersom samma AGV kan användas för att flytta manipulatorn såväl som att förse arbetsstationerna med material.

I\/led termen material menas vilken typ av material som helst för att kunna producera objekten, såsom råmatrial, arbetsstycken som ska processas och delar som används för att sätta samman till produkter.

Enligt en utföringsform av uppfinningen innefattar automationssystemet en produktionsplanerare konfigurerad att ta emot produktionsorder innehållande information om produkterna som ska produceras, och att generera en sekvens av arbetsorder innehållande information om arbetet som ska utföras vid arbetsstationerna.

Automationssystemet innefattar vidare en produktionshanterare konfigurerad att generera kommandon avseende rörelser hos AGV:n baserat på arbetsorder, och en AGV-kontroller AGV:n produktionshanteraren. Produktionsplaneraren är konfigurerad att planera AGV:n's rörelser konfigurerad att styra rörelserna hos som svar på kommandona från baserat på produktionsorder. Produktionsordern innefattar information om vilka produkter som ska tillverkas och antalet produkter som ska tillverkas. Produktionsplaneraren bryter ner produktionsorder i arbetsorder. En arbetsorder innehåller information om vad som ska göras och var det ska göra. När produktionsplaneraren har planerat arbetet exekveras arbetsorder av produktionshanteraren genom att kommendera AGV:n att flytta manipulatorn mellan arbetsstationerna och kommendera AGV:n att förse arbetsstationerna med material som behövs för att utföra arbetet enligt arbetsorder. Produktionsplaneraren gör det möjligt att planera produktionen baserat på produktionsorder med avseende på ett högt utnyttjande av AGV:n och ett högt utnyttjande av manipulatorn.

Produktionshanteraren är lämpligtvis konfigurerad för att generera kommandon innehållande instruktioner till AGV:n om var manipulatorn ska hämtas, var manipulatorn ska placeras, var materialet ska hämtas och var materialet ska placeras.

Enligt en utföringsform av uppfinningen är produktionshanteraren konfigurerad att generera kommandon avseende rörelser hos manipulatorn när manipulatorn utför arbeten vid arbetsstationerna baserat på nämnda arbetsorder, och automationssystemet innefattar en robotkontrollern konfigurerad att styra rörelserna hos manipulatorn som svar på kommandona från produktionshanteraren. Produktionshanteraren är konfigurerad att kommunicera med AGV-kontrollen och robotkontrollern. Produktionsplaneraren planerar produktionen vid arbetsstationerna baserat på de mottagna arbetsorderna.

Produktionsplaneraren genererar också arbetsorder om arbetet som ska utföras av manipulatorn vid en viss arbetsstation. Enligt denna utföringsform är produktionshanteraren konfigurerad att generera kommandon till AGV-kontrollen såväl som till robotkontrollern. På så sätt har produktionshanteraren kontroll över AGV:n's rörelser likaväl som manipulatorns rörelser. På så sätt är de möjligt för produktionshanteraren att ha kontroll över hela produktionen och förbättra effektiviteten vid produktionen.

Produktionsplaneraren och produktionshanteraren kan vara placerade på ett ställe, såsom på en extern server, i ett moln, eller på en robotkontrollenhet. Emellertid är det också möjligt att produktionsplaneraren och produktionshanteraren är lokaliserade på olika ställen. Om de är lokaliserade på olika ställen bör produktionsplaneraren och produktionshanteraren stå i kommunikation med varandra för att tillåta dem att utbyta information.

Enligt en utföringsform av uppfinningen är robotkontrollern konfigurerad att styra rörelserna hos manipulatorn baserat på robotprogram, automationssystemet innefattar ett programlager för att spara robotprogrammen som innehåller instruktioner för hur manipulatorn ska utföra arbete vid arbetsstationerna, och ett datalager för att spara information om arbetsstationerna och vilka robotprogram som ska exekveras vid arbetsstationerna, och produktionshanteraren är konfigurerad att välja vilket robotprogram som ska exekveras av robotkontrollern baserat på arbetsorder och information om robotkontrollern att exekvera det utvalda arbetsstationerna, och att kommendera robotprogramet.

Enligt den utföringsform av uppfinningen är datalagret konfigurerat att spara information om vilka verktyg som ska användas av manipulatorn och processdata som ska användas av manipulatorn när den utför arbetet.

Enligt en utföringsform av uppfinningen är produktionshanteraren konfigurerad att hålla koll på materialkonsumtionen och om arbetsstationen får slut på material kommenderar AGV:n att hämta material och flytta materialet till den arbetsstationen som håller på att få slut på material. Denna utföringsform förbättrar ytterligare utnyttjandet av AGV:n och förbättrar effektiviteten hos produktionssystemet.

Produktionssystemet kan innefatta ett materiallager för att lagra material för att behövs för att producera produkterna, och produktionshanteraren är konfigurerad att kommendera AGV:n att hämta material från materiallagret och att flytta material till den arbetsstationen som håller på att få slut på material.

Enligt en utföringsform av uppfinningen är manipulatorn försedd med åtminstone en sensor konfigurerad att detektera när arbetsstationen vid vilken manipulator för tillfället är placerad håller på att få slut på material och robotkontrollern är konfigurerad att informera robotkontrollern är produktionshanteraren om detta. Produktionshanteraren och konfigurerad att kommunicera med varandra. Robotkontrollern informerar produktionshanteraren att arbetsstationen håller på få slut på material och därför inte kan producera några fler produkter. Produktionshanteraren kan därefter kommendera AVG:n att hämta mer material och förse arbetsstationen med det nödvändiga materialet.

Enligt en utföringsform av innefattar produktionssystemet ett produktionslager för att lagra färdiga produkter, och AGV:n är anordnad att flytta färdiga uppfinningen produkter från arbetsstationerna till produktlagret samtidigt som manipulatorn utför arbete vid en av arbetsstationerna. AGV:n är anordnad att hämta färdiga produkter från arbetsstationerna och att flytta de färdiga produkterna till produktlagret.

Enligt en utföringsform av uppfinningen är var och ett arbetsstationerna försedda med en dockningsstation för att ge en definierad och bestämd position för manipulatorn i förhållande till arbetsstationen, och manipulatorn är positionerad på en flyttbar plattform och AGV:n är utformad att bära plattformen med manipulatorn till arbetsstationerna och att sätta fast plattformen till dockningsstationen innan den lämnar arbetsstationen.

Enligt en annan aspekt hos uppfinningen uppnås detta ändamål med en metod för att styra ett automationssystem för betjäning av ett produktionssystem, så som definieras krav 9.

Metoden innefattar: - AGV:n kommenderas att flytta manipulatorn till en av arbetsstationerna och placerar manipulatorn vid arbetsstationen.

- I\/lanipulatorn instrueras om arbetet som ska utföras vid arbetssationen, och - AGV:n kommenderas att hämta material som behövs för att producera produkterna och att flytta materialet till en av arbetsstationerna samtidigt som manipulatorn utför arbete vid arbetsstationen vid vilken manipulatorn är placerad.

Enligt en utföringsform av uppfinningen innefattar metoden: - Produktionsorder innehållande information om produkterna som ska produceras tas emot, kommandon avseende rörelserna hos AGV:n genereras baserat på produktionsorder, och rörelserna hos AVG:n styrs som svar på kommandona.

Enligt en utföringsform av uppfinngen innefattar metoden: - Information om arbetsstationerna och materialet som behövs vid arbetsstationen sparas, och kommandon genereras innehållande instruktioner till AGV:n var manipulatorn ska hämtas, var manipulatorn ska placeras, var materialet ska hämtas och var materialet ska placeras baserat på den sparade informationen och produktionsorder.

Enligt en utföringsform av uppfinningen innefattar metoden att kommandon avseende manipulatorns rörelser vid arbetsstationerna genereras baserat på nämnda produktionsorder, och rörelserna hos manipulatorn styrs som svar på kommandona. uppfinningen innefattar att styra robotprogram och metoden innefattar: Enligt en utföringsform av automationssystemet en robotkontrollern konfigurerad rörelserna hos manipulatorn baserat på - information om robotstationerna och vilka robotprogram som ska exekveras vid varje arbetsstation sparas, - vilket robotprogram som ska exekveras av robotkontrollern bestäms baserat på produktionsorder och informationen om arbetsstationerna, och - robotkontrollern kommenderas att exekvera det bestämda robotprogramet.

Enligt en utföringsform av uppfinningen innefattar metoden: - materialkonsumtionen vid arbetsstationen vid vilken manipulatorn för tillfället är placerad övervakas och om arbetsstationen får slut på material kommenderas AGV:n att hämta material och förse arbetsstationen med det nödvändiga materialet.

Kort beskrivning av ritningarna 40 Uppfinningen kommer nu att förklaras närmare genom beskrivning av olika utföringsformer av uppfinningen och med referens till de bifogade figurerna.

Fig. 1 visar ett exempel på en mobil robot.

Fig. 2 visar ett exempel på en AGV.

Fig. 3 visar AGV:n när den flyttar den mobila roboten.

Fig. 4 visar AGV:n när den flyttar en pall med material.

Fig. 5 visar ett exempel på ett produktionssystem och ett automationssystem för betjäning av produktionssystemet enligt en utföringsform av uppfinningen.

Fig. 6 visar ett blockdiagram av ett automationssystem enligt en utföringsform av uppfinningen.

Fig. 7 visar ett blockdiagram av ett automationssystem enligt en annan utföringsform av uppfinningen.

Detalierad beskrivning av föredragna utföringsformer av uppfinningen Figur 1 visar ett exempel på en mobil robot 1. Roboten 1 innehåller en manipulator 2 innefattande ett flertal delar, såsom armar, vilka är rörliga relativt varandra kring ett flertal axlar, och en robotkontrollenhet 3 innehållande en robotkontroller för att styra rörelserna hos manipulatorn. Robotkontrollenheten innehåller mjukvara och hårdvara. Hårdvaran kan innehålla kommunikationsenheter för kommunikation med externa enheter, en processorenhet innehållande en eller flera centrala processenheter (CPU'er) för att exekvera mjukvaran och robotprogrammen. Mjukvaran innehåller program för hantering av huvudfunktionerna hos robotkontroller, till exempel mjukvara för att exekvera robotprogram, utföra banplanering, ge order till drivenheter hos manipulatorn avseende rörelser hos manipulatorn, såsom en önskad position och hastighet och generande motorreferenser till motorerna hos manipulatorn. I denna utföringsform är manipulatorn försedd med en sensor 4, till exempel en kamera, för att detektera när roboten har fått slut på material. Sensorn 4 kan vara andra typer av sensorer och är valbar.

I denna utföringsform är manipulatorna 2 och robotkontrollenheten 3 positionerade på en flyttbar plattform 5. I denna utföringsform är den flyttbara plattformen utformad att placeras på ett golv nära en arbetsstation, vid vilken roboten utför arbete. Den flyttbara plattformen 5 innefattar en kroppsdel 6 försedd med ben 7 för att stötta plattformen när plattformen är placerad på golvet. I en annan utföringsform kan robotkontrollenheten vara stationärt placerad och kommunicerar trådlöst med manipulatorn.

Figur 2 visar ett exempel på ett automatiskt styrt fordon 10 , i det följande benäm nt en AGV.

AGV:n 10 är en mobil anordning utformad att automatiskt förflyttas på ett golv. AGV:n innefattar en kroppsdel 12 försedd med hjul 14, och en AGV-kontroller 16 konfigurerad att styra rörelserna hos AGV:n. AGV:n kan också innehålla en navigeringsenhet 17 för att navigera AGV:n. Navigeringsenheten 17 kan innehålla en sensor för att bestämma positionen 40 hos AGV:n, till exempel en kamera, magneter, GPS eller lasrar. Kroppsdelen 12 hos AGV:n är utformad för att bära objekt. Kroppsdelen 12 kan vara försedd med gafflar för att underlätta bärandet av pallar. Till exempel kan AGV:n vara en automatiskt flyttbara gaffeltruck.

Figur 3 illustrerar AGV:n 10 som visas i figur 2 när den flyttar den mobila roboten 1, som visas i figur 1.

Figur 4 visar AGV:n 10 när den flyttar en pall 20 med material.

Figur 5 visar ett exempel på ett produktionssystem innefattande ett flertal arbetsstationer A - C för att producera produkter, och ett automationssystem för betjäning av produktionssystemet. Automationssystemet innefattar en mobil robot 1 anpassad att utföra arbete vid arbetsstationerna, och en AGV 10 anordnad att flytta den mobila roboten mellan arbetsstationerna. I denna utföringsform innehåller automationssystemet endast en robot och en AGV. Emellertid i alternativa utföringsformer kan automationssystemet innehålla flera robotar och flera AGV:er. Arbetsstationerna kan innehålla en eller flera fasta maskiner som ska betjänas av roboten, en fixturför att hålla arbetsstyckena medan roboten processar arbetsstyckena, eller ett bord. En del av arbetsstationerna har inte någon maskin som ska betjänas. I sådana fall kan roboten utföra arbete direkt på produkterna, till exempel sammansättning av delar till en produkt, svetsning, slipning, limning, borrning eller målning.

AGV:n 10 och roboten 1 är utformade som två separata enheter, vilka kan vara placerade och förflyttas oberoende av varandra. AGV:n är också anordnad att förse arbetsstationerna A - C med materialet som behövs för att producera produkterna medan manipulatorn 2 utför arbete på en av arbetsstationerna. Produktionssystemet kan vidare innehålla ett materiallager 30 för att lagra materialet som behövs för att producera produkterna och ett produktlager 32 för att lagra färdiga produkter. Materialet som behövs för att producera produkterna är till exempel lagrade på pallar 34 och det färdiga produkterna är till exempel lagrade på pallar 36.

I en alternativ utföringsform är var och en av arbetsstationerna A - C försedda med en dockningsstation och plattformen 5 är försedd med dockningsmedel för att docka plattformen med dockningsstationerna för att erhålla en definierad och bestämd position för manipulatorn 2 i förhållande till arbetsstationen, till exempel så som beskrivs i WO2010/043640. I denna alternativa utföringsform är AGV:n utformad för att bära plattformen 5 med manipulatorn 2 till arbetsstationerna och att sätta fast plattformen till dockningsstationen innan den lämnar arbetsstationen.

Automationssystemet kan vidare innehålla ett produktionsstyrsystem 38 konfigurerat att ta emot produktionsorder innehållande information om produkterna som ska produceras.

Produktionsstyrsystemet är konfigurerat att planera produktionen baserat på 40 produktionsorder och att generera kommandon avseende AGV:s rörelser, i det följande benämnda AGV-kommandon. Kommandona till AGV:n innehåller information om vart den ska ta vägen och vad den ska göra.

AGV:n 10 flyttar roboten innehållande manipulatorn, robotkontrollenheten 3 och den flyttbara plattformen 5 mellan arbetsstationerna A - C som svar på AGV-kommandona som tas emot från produktionskontrollsystemet 38, såsom visas figur 3. AGV-kommandona innehåller instruktioner till AGV:n om var manipulatorn ska hämtas, och var manipulatorn ska placeras. AGV:n flyttar också material och färdiga produkter som svar på AGV- kommandon som tas emot från produktionskontrollsystemet 38. AGV-kommandona kan innehålla instruktioner till AGV:n om var pallen med material eller färdiga produkter ska hämtas och var pallen med material eller färdiga produkter ska placeras.

AGV:n lyfter upp roboten från golvet och förflyttar roboten till arbetsstationen som kommenderats av produktionskontrollsystemet, och placerar roboten på golvet vid fastsatt till arbetsstationen. Därefter lämnar AGV:n roboten och utför andra uppgifter, såsom att hämta arbetsstationen. Alternativt är plattformen dockningsstationen vid en pall 34 med material från materiallagret 30, förflytta pallen med material till en av arbetsstationerna A - C, hämta en pall 36 med färdiga produkter från arbetsstationen vid vilken roboten utför arbete och förflytta pallen 36 med färdiga produkter till produktionslagret 32, såsom visas i figur 4.

AGV:n kommenderas till exempel att gå till materiallagret 30 och hämta en pall 34 och flytta pallen 34 till arbetsstation A, att flytta roboten till arbetsstation A, gå till materiallagret 30 och hämta en pall 34, att flytta pallen 34 till arbetsstation B samtidigt som roboten utför arbete vid arbetsstation A, att hämta roboten vid arbetsstation A och flytta roboten till arbetsstation B och sedan gå tillbaka till arbetsstation A och hämta upp en pall 36 med produkter och flytta pallen 36 till arbetsstation C.

Produktionskontrollsystemet 38 kan vidare vara konfigurerat att generara kommandon avseende manipulatorns rörelser, i det följande benämnt manipulatorkommandon, baserat AGV-kommandona skickas till AGV-kontrollen 16 och robotkontrollenheten 3. AGV-kontrollen 16 är rörelserna hos AGV:n som svar på AGV-kommandona från på produktionsorder. manipulatorkommandona sänds till konfigurerad att styra produktionskontrollsystemet 38. Robotkontrollern är konfigurerad att styra rörelserna hos manipulatorn 2 som svar på manipulatorkommandona från produktionskontrollsystemet 38.

Produktionskontrollsystemet 38 innehåller mjukvara för att utföra produktionsplanering och såsom en minne och hantering såväl hårdvara, processorenhet, kommunikationsenheter. Mjukvaran hos produktionskontrollsystemet 38 kan sparas och SOm exekveras på en fjärrserver, en lokal dator eller så kan den sparas och exekveras på samma hårdvara som AGV-kontrollen eller som robotkontrollern. 40 När roboten har placerats vid arbetsstationen tar roboten emot kommandon avseende arbete som ska utföras vid arbetsstationen från produktionskontrollsystemet 38.

Figur 6 Automationssystemet innehåller ett produktionskontrollsystem 38 som samarbetar med AGV-kontrollen 16. I detta produktionskontrollsystemet på en dator placerad utanför robotkontrollenheten och AGV- visar ett exempel på ett automationssystem enligt uppfinningen. robotkontrollenheten 3 och exempel körs kontrollen, till exempel på en extern server, eller en stationär dator. Robotkontrollenheten 3 innefattar en robotkontroller (ej visad) för att styra rörelserna hos manipulatorn.

Produktionskontrollsystemet 38 är försett med lämpliga kommunikationsmedel (hårdvara och mjukvara) för att kommunicera med robotkontrollenheten 3 och AGV-kontrollen 16. 40 och en produktionshanterare 42. att ta produktionsorder innehållande information om produkterna som ska produceras från ett Produktionskontrollsystemet 38 innefattar en produktionsplanerare Produktionsplanerare 40 är konfigurerad emot ordersystem (ej visat). Till exempel kan produktionsorder innehålla information om vilka artiklar som ska produceras, antalet artiklar som ska produceras och när artiklarna ska vara färdiga. Produktionsplaneraren 40 är konfigurerad att planera produktionen av artiklarna baserat av produktionsordern, och att generera en sekvens av arbetsorder innehållande instruktioner om arbetet som ska utföras och var arbetet ska utföras. Produktionsplaneraren 40 bryter ned produktionsorder i en sekvens av arbetsorder. Varje arbetsorder innehåller information vad som ska göras och var det ska göras. Produktionshanteraren 42 exekverar arbetsorder.

Produktionshanteraren 42 är konfigurerad att kommunicera med AGV-kontrollen 16.

Produktionshanteraren 42 är konfigurerad att generera kommandon avseende rörelser hos AGV:n baserat på arbetsorder och att skicka kommandon till AGV-kontrollen 16.

Kommandona kan innehålla information om vad som ska göras, från var och till var. Till exempel innehåller kommandona en instruktion ”hämta manipulator", och information om var manipulatorn ska hämtas. AGV-kommandona kan även innehålla en fördefinierad bana av AGV:n. AGV:n förflyttas produktionshanteraren som som ska följas som svar på kommandona från likaväl svar på kontinuerliga positionsuppdateringar tillhandahållna av ett navigeringssystem. Navigeringssystemet kan vara externt eller internt i AGV:n. AGV-kontrollen kan skicka information om sin nuvarande position och status och när den är färdig till produktionshanteraren 42.

Produktionshanteraren 42 är konfigurerad att kommunicera med robotkontrollenheten 3.

Produktionshanteraren 42 är konfigurerad att generera kommandon avseende rörelser hos axlarna hos manipulatorn och att skicka kommandon till robotkontrollenheten 3.

Kommandona kan innehålla ett robotprogram som ska exekveras vid arbetsstationen, antalet artiklar som ska hanteras, information om verktyget som ska användas och 40 processparametrar som ska användas. Robotkontrollenheten 3 kan rapportera till produktionshanteraren 42 när manipulatorn är klar. Robotkontrollenheten 3 kan också rapportera till produktionshanteraren 42 när arbetsstationen har fått slut på material.

AGV-kontrollen och robotkontrollern är konfigurerade att kommunicera med varandra och att utbyta information. Denna kommunikation är viktigt under positionering av manipulatorn vid arbetsstationen, och är särskilt viktig när den mobila plattformen dockas till en dockningsstation. Kommunikationen kan innehålla status för dockningen, säkerhetsinaktivering, och dockning öppen/stängd. Robotkontrollern kan också vara konfigurerad att kommunicera med maskiner placerade vid arbetsstationerna.

Automationssystemet som visas i figur 6 kan också innehålla ett programlager 44 för att lagra ett flertal fördefinierade robotprogram, ett datalager 46 för att spara data som behövs för att styra rörelserna hos AGV:n och manipulatorn och ett banlager 48 för att spara fördefinierade banor som ska följas av AGV:n. programlagret, datalagret och banlagret kan vara databaser sparade på en gemensam minnesenhet eller sparade på separata minnesenheter. Programlagret, datalagret och banlagret kan vara placerat varsomhelst, till exempel på en fjärrserver så länge som produktionshanteraren kan komma åt data, banor och program från lagren. I en alternativ utföringsform kan programlagret vara placerat på robotkontrollern och banlagret kan vara placerat i AGV-kontrollen. Datalagret 46 kan innehålla två eller flera datalager placerade på olika ställen, till exempel på robotkontrollern eller på AGV-kontrollen.

Programlagret 44 är konfigurerat att spara robotprogram med instruktioner till manipulatorn för hur arbetet ska utföras vid arbetsstationerna. Robotprogrammet innefattar robotprograminstruktioner skrivna i ett robotspråk. Robotprogrammet innehåller instruktioner om hur axlarna hos roboten ska röra sig för att utföra arbete på arbetsstationerna. Robotkontroller är konfigurerad att styra rörelserna hos manipulatorn baserat på robotprogrammen. Programlagret innefattar ett robotprogram för vart och ett av arbetsstationerna innehållande instruktioner om hur manipulatorn ska flyttas för att utföra arbetet vid arbetsstationen. Produktionshanteraren är konfigurerad att bestämma när robotprogrammet ska exekveras av robotkontrollern baserat på arbetsorder och att ge kommando till robotkontrollern att exekvera det bestämda robotprogrammet. Till exempel kan produktionshanteraren hämta det bestämda robotprogrammet från programlagret och skicka robotprogrammet till robotkontrollenheten tillsammans med manipulatorkommandot. Alternativt kan produktionshanteraren skicka information till robotkontrollenheten om vilket robotprogram som ska exekveras och var robotprogrammet kan hämtas och robotkontrollern hämtar robotprogrammet från programlagret.

Datalagret 46 kan innehålla data om arbetsstationerna, till exempel positionerna hos arbetsstationerna. Datalagret kan innehålla information om var materialet som behövs vid 40 11 arbetsstationerna finns, till exempel positionerna i materiallagret och information om var färdiga produkter ska placeras, till exempel positioner i produktionslagret. Datalagret kan innehålla information om nuvarande position för manipulatorn. Datalagret kan också innehålla information om nuvarande position för AGV:n. Datalagret kan vidare innehålla information om verktyg som ska användas av roboten vid arbetsstationerna, processparametrar för roboten och andra typer av data som behövs för att hantera arbetsorder. Produktionshanteraren är konfigurerad att generera AGV-kommandon och manipulatorkommandon baserat på data som är sparade i datalagret.

Banlagret 48 är konfigurerat att spara ett flertal fördefinierade banor för AGV:n. Det fördefinierade banorna för AGV:n innehåller till exempel fördefinierade banor mellan arbetsstationerna, mellan materiallagret och arbetsstationerna och mellan produktlagret och arbetsstationerna. Produktionshanteraren är konfigurerad att bestämma vilken AGV:n ska följa baserat på arbetsorder och att instruera AGV-kontrollen att följa de bestämda banorna. Produktionshanteraren kan exempelvis hämta den bestämda banan från banlagret och skicka banan till AGV-kontrollen tillsammans med AGV-kommandot. Alternativt kan produktionshanteraren skicka information om banan till AGV-kontrollen och AGV-kontrollen AGV:n flyttas svar på hämtar banan från banlagret. som kommandona från produktionshanteraren och svar på som kontinuerliga positionsuppdateringar tillhandahållna av ett navigeringssystem. Navigeringssystemet kan vara externt likaväl som internt i AGV:n.

En produktionsorder kan exempelvis innehålla en order att tillverka produkter av typ S1.

Tillverkningen av produkten S1 involverar tre tillverkningssteg som ska utföras vid tre olika arbetsstationer, till exempel borrning, slipning och målning.

Sekvensen av arbetsorder kan då innehålla: 1) Förse arbetsstation A med material för att producera produkterna. 2) Flytta manipulatorn till arbetsstation A. 3) Utför borrning på produkterna. 4) Flytta produkterna från arbetsstation A till arbetsstation B.

) Flytta manipulatorn till arbetsstation B. 6) Utför slipning på produkterna. 7) Flytta produkterna från arbetsstation B till arbetsstation C. 8) Måla produkterna. 9) Flytta de färdiga produkterna till produktionslagret.

Produktionshanteraren 42 kommer då till exempel att generera följande kommandon till AGV:n och till robotkontrollern. 40 12 Kommando till AGV:n: Hämta en pall från hylla 8 i materiallagret.

Flytta pallen till arbetsstation A.

Hämta manipulatorn och flytta manipulatorn till arbetsstation A.

Kommando till robotkontrollern: Exekvera robotprogram 1 tills det är färdigt.

Kommando till AGV:n: Flytta pallen från arbetsstation A till arbetsstation B.

Flytta manipulatorn till arbetsstation B.

Kommando till robotkontrollern: Exekvera robotprogram 2 tills det är färdigt.

Kommando till AGV:n: Flytta pallen med produkter från arbetsstation B till arbetsstation C.

Flytta manipulatorn till arbetsstation C.

Kommando till robotkontrollern: Exekvera robotprogram 3 tills det är färdigt.

Kommando till AGV:n: Flytta pallen med färdiga produkter till hylla 5 i produktlagret.

Figur 7 visar ett annat exempel på ett automationssystem enligt uppfinningen.

Automationssystemet innefattar en robotkontrollenhet 52, en AGV-kontroller 16 och ett innehållande produktionskontrollsystem produktionsplanerare 40 och en produktionshanterare 50, och ett data/programlager 56. I detta exempel körs produktionskontrollsystemet delvis på en dator placerad utanför robotkontrollenheten och AGV-kontrollen, och delvis på robotkontrollenheten 52. Produktionsplaneraren 40 är implementerad på en extern dator, till exempel på en extern server. Produktionshanteraren 50 är implementerad på robotkontrollenheten 52. Robotkontrollenheten 52 innefattar en robotkontroller 54 för att styra manipulatorns rörelser.

Robotkontrollenheten 52 tar emot arbetsorder från produktionsplaneraren 40.

Produktionskontrollsystemet innehåller vidare en eller flera lager 56, till exempel i form av databaser, för att spara fördefinierade banor för AGV:n, robotprogram, data om arbetsstationerna, data om materiallagret, data om materialet som behövs vid arbetsstationerna, data om produktionslagret, data om processparametrar för roboten och 40 13 arbete som ska utföras av roboten, och andra typer av data som behövs för att hantera arbetsorder.

Produktionshanteraren 50 och AGV-kontrollen 16 kommunicerar med varandra.

Produktionshanteraren skickar kommandon och frågor till AGV-kontrollen, och AGV- kontrollen besvarar frågorna och skickar information om sin nuvarande status till produktionshanteraren. AGV-kontrollen informerar produktionshanteraren när AGV:n har fullgjort ett kommando, till exempel när manipulatorn har flyttats till en arbetsstation eller när en arbetsstation har försetts med material.

AGV-kontrollen 16 är konfigurerad att hämta data avseende var material ska hämtas och var färdiga produkter ska lämnas och banor som ska följas från lagret 56. Produktionshanteraren 50 är processparametrar från lagret 56 och att generera kommandon till robotkontrollern 54 om konfigurerad att hämta data, såsom robotprogram, verktygsdata och arbetet som ska utföras av manipulatorn baserat på arbetsorder.

Produktionshanteraren 42, 50 hanterar materialförsörjningen till arbetsstationerna, transporter av produkter mellan arbetsstationerna och transporten av färdiga produkter till produktionslagret. Produktionshanteraren kan hålla reda på materialkonsumtionen vid arbetsstationerna och om en arbetsstation får slut på material kan produktionshanteraren ge kommandon till AGV:n att hämta material och flytta det till arbetsstationen. Exempelvis informerar robotkontrollern produktionshanteraren att den håller på att få slut på material.

Exempelvis är manipulatorn försedd med åtminstone en sensor konfigurerad att detektera när arbetsstationen vid vilken manipulatorn för tillfället är placerad håller på att få slut på material och robotkontrollern är konfigurerad att informera produktionshanteraren om detta.

En annan sekvens av arbetsorder kan innehålla: 1) Flytta manipulatorn till arbetsstation A. 2) Förse arbetsstation A med arbetsstycken för att producera produkter. 3) Utför arbete på arbetsstyckena. 4) Hämta ned material till arbetsstation A.

)Transportera utgående pallar till produktionslagret. 6)Hämta ny tom utgående pall från pallagret. ) 7 Fortsätt att utföra arbete på arbetsstyckena vid arbetsstation A.

Produktionshanteraren 50 kommer då att generera följande kommandon till AGV- kontrollen: Hämta min manipulator och flytta den till arbetsstation A.

Hämta en pall med arbetsstycken och flytta pallen arbetsstation A. 40 14 Hämta tom utgående pall och flytta den till arbetsstation A.

När dessa kommandon har exekverats av AGV-kontrollen och produktionshanteraren har tagit emot bekräftelse från AGV-kontrollen kommenderas robotkontrollern att hämta ett visst robotprogram för att utföra arbete på arbetsstyckena och att börja exekvera robotprogrammet. Robotkontrollern kommenderas att utföra arbete tills pallen är tom. När pallen är tom kommer produktionshanterare 50 att generera följande kommandon till AGV- kontrollen: Flytta pallen med färdiga produkter till produktionslagret.

Flytta tom pall till utgångsposition.

Hämta en pall med arbetsstycken och flytta pallen till arbetsstation A.

Produktionshanteraren ger kommando till robotkontrollern att fortsätta arbetet.

AGV-kontrollen kommer att få kommandot ”hämta min manipulator och flytta den till arbetsstation A" utförande: Fråga datalagret 56 var manipulatorn är placerad och var arbetsstation A är placerad.

Bestäm nuvarande position för AGV:n. Nuvarande position för AGV:n bestäms till exempel med användning av navigeringssystemet. Alternativt kan nuvarande position för AGV:n hämtas från datalagret 56.

Hämta banan för hur förflyttning ska ske från nuvarande position för AGV:n till manipulatorns position, och hur förflyttning ska ske från manipulatorns position till arbetsstation A. Flytta AGV:n längs den hämtade banan och hämta manipulatorn och flytta den till arbetsstation A och placera manipulatorn vid arbetsstationen. Uppdatera datalagret 56 med den nya positionen av manipulatorn.

AGV-kommandot ”Hämta en pall med arbetsstycken och flytta pallen till arbetsstation A" kommer att resultera i följande uppträdande: Fråga datalagret 56 var pallen med arbetsstycken finns och var arbetsstation A finns. Bestäm nuvarande position för AGV:n. Hämta banorna för hur förflyttning ska ske från nuvarande position för AGV:n till positionen för pallen med arbetsstycken och hur förflyttning ska ske från pallens position till arbetsstation A.

Flytta AGV:n längs de hämtade banorna.

Automationssystemet kan innefatta fler än en mobil robot och fler än en AGV. I sådana fall kan kontrollsystemet innehålla en resursplanerare konfigurerad att bestämma vilken robot och vilken AGV som är tillgänglig och att kommendera den tillgängliga AGV:n att flytta den tillgängliga roboten till arbetsstationen. Om systemet innehåller mer än en AGV kan en AGV förse arbetsstationen med material samtidigt som den andra AGV:n flyttar roboten till roboten behöver flyttas till en arbetsstation kan arbetsstationen. När annan produktionsplaneraren skicka ut en förfrågan till alla AGV:er och fråga om det finns en fri AGV.

Föreliggande uppfinning är inte begränsad till utföringsformerna som visas utan kan varieras och modifieras inom ramen för följande krav. Till exempel kan produktionskontrollsystemet implementeras i ett antal olika sätt.

Claims (14)

10 15 20 25 30 35 40 Kraven 1. 16 Ett automatiskt system för att betjäna ett produktionssystem innefattande ett flertal arbetsstationerför att producera produkter, varvid automatiska systemet innefattar: - en mobil manipulator (2) anpassad för att utföra arbete på arbetsstationerna, och - ett automatiskt styrt fordon (10), i det följande benämnt en AGV anordnad att flytta manipulatorn mellan arbetsstationerna, kännetecknat av att AGV:n och manipulatorn är utformade som två separata enheter, vilka kan vara placerade och förflyttas oberoende av varandra, och AGV:n är anordnad att förse arbetsstationerna med material som behövs för att producera produkterna samtidigt som manipulatorn utför arbete vid en av stationerna. Automationssystemet enligt krav 1, varvid det automatiska systemet innefattar: - en produktionsplanerare (40) konfigurerad att ta emot produktionsorder innehållande information om produkterna som ska produceras och att generera en sekvens av arbetsorder innehållande information om arbetet som ska utföras vid arbetsstationerna, kommandon - en produktionshanterare (42;50) avseende rörelser hos AGV:n baserat på arbetsorderna, och konfigurerad att generera - en AGV kontroller (16) konfigurerad att styra rörelserna hos AGV:n som svar på kommandona från produktionshanteraren. (42;50) är konfigurerad att generera kommandon innehållande instruktioner till AGV:n Automationssystemet enligt krav 2, varvid produktionshanteraren avseende var manipulatorn ska hämtas, var manipulatorn ska placeras, var material ska hämtas och var materialet ska placeras baserat på nämnda information. Automationssystemet enligt krav 2 eller 3, varvid nämnda produktionshanterare (42;50) är konfigurerad att generera kommandon avseende manipulatorns rörelse vid arbetsstationerna baserat på nämnda arbetsorder, och det automatiska systemet (54) manipulatorn (2) som svar på kommandona från produktionshanteraren. innefattar en robotkontrollerer konfigurerad att styra rörelserna hos Automationssystemet enligt krav 4, varvid robotkontrollern (54) är konfigurerad att styra manipulatorns rörelse (2) baserat på ett robotprogram, det automatiska systemet innefattar ett programlager (44;56) för att spara robotprogrammen med instruktioner till manipulatorn för hur arbetet ska exekveras vid arbetsstationerna, och ett datalager för att spara information om arbetsstationerna och vilka robotprogram som ska exekveras vid arbetsstationerna och nämnda produktions- hanterare (42;50) är konfigurerad att bestämma vilket robotprogram som ska utföras 10 15 20 25 30 35 40 17 av robotkontrollern baserat på arbetsorderna och den sparade informationen, och att ge kommando till robotkontrollern för att utföra det bestämda robotprogrammet. Automationssystemet enligt något av kraven 2-5, varvid produktionshanteraren (42;50) är konfigurerad att hålla koll på materialkonsumtionen vid arbetsstationerna, och om en arbetsstation får slut på material är produktionshanteraren konfigurerad att ge kommando till AGV:n att hämta material och att flytta materialet till arbetsstationen som håller på att få slut på material. Automationssystemet enligt krav 6, varvid manipulatorn (2) är försedd med åtminstone en sensor (4) konfigurerad att detektera när arbetsstationen, vid vilken manipulatorn för tillfället är placerad, får slut på material och robotkontrollern är konfigurerad att informera produktionshanteraren om detta. Automationssystemet enligt något av föregående krav, varvid var och en av arbetsstationerna är försedd med en dockningsstation för att tillhandahålla en definierad och bestämd position för manipulatorn (2) i förhållande till arbetsstationen, och manipulatorn är placerad på en flyttbar plattform (5) och AGV:n (10) är utformad för att bära plattformen med manipulatorn till arbetsstationerna och att sätta fast plattformen till dockningsstationen innan den lämnar arbetsstationen. En metod för att styra ett automationssystem för att betjäna ett produktionssystem innefattande ett flertal arbetsstationer för att producera produkter, varvid automationssystemet innefattar en mobil manipulator (2) anpassad att utföra arbete vid arbetsstationerna, och ett automatiskt styrt fordon (10), i det följande benämnt en AGV, kännetecknad av att metoden innefattar: - AGV:n kommenderas att flytta manipulatorn till en av arbetsstationerna och att placera manipulatorn vid arbetsstationen, - manipulatorn instrueras om arbetet som ska utföras vid arbetsstationen, och - AGV:n kommenderas att hämta materialet som behövs för att producera produkterna och att flytta materialet till en av arbetsstationerna samtidigt som manipulatorn utför arbete vid arbetsstationen vid vilken manipulatorn är positionerad. 10. Metoden enligt krav 9, varvid metoden innefattar: - produktionsorder innefattande information om produkterna som ska produceras tas emot, - kommandon avseende förflyttningar av AGV:n genereras baserat på produktionsorder, och AGV:n's rörelser styrs som svar på kommandona. 10 15 20 25 30 35 18 11. Metoden enligt krav 10, varvid metoden innefattar; - kommandon innefattande instruktioner till AGV:n genereras, varvid kommandona innefattar var manipulatorn ska hämtas, var manipulatorn ska placeras, var materialet ska hämtas, och var materialet ska placeras baserat på den sparade informationen och produktionsorder. 12. I\/letoden enligt krav 10 eller 11 varvid metoden innefattar att kommandon avseende manipulatorns rörelse vid arbetsstationerna genereras baserat på nämnda produktionsorder, och att rörelserna hos manipulatorn styrs som svar på dessa kommandon. 13. I\/letoden enligt krav 12, varvid automationssystemet innefattar en robotkontroller (54) konfigurerad att styra rörelserna hos manipulatorn baserat på robotprogram, och metoden innefattar: - information om arbetsstationerna och vilka robotprogram som ska exekveras vid var och en av arbetsstationerna sparas, - vilket robotprogram som ska exekveras av robotkontrollern bestäms baserat på produktionsorder och information om arbetsstationerna, och - robotkontrollern beordras att exekvera det bestämda robotprogrammet. 14. I\/letoden enligt något av kraven 9-13, varvid metoden innefattar: - materialkonsumtionen vid arbetsstationen, vid vilken manipulatorn för tillfället är placerad, övervakas, och om arbetsstationen håller på att få slut på material kommenderas AGV:n att hämta material och förse arbetsstationen med det material som behövs.