TWI633044B - 自動化物料配置系統及方法 - Google Patents

Abstract

本發明係一種自動化物料配置系統及方法，係由一主控端電子裝置執行以下步驟：與一無人搬運裝置、一影像擷取裝置及一機械手臂裝置連線；接收無人搬運裝置傳送的位置資訊；判斷該無人搬運裝置是否移動到送料位置；.當無人搬運裝置到送料位置時，傳送影像擷取指令至該影像擷取裝置；接收影像擷取裝置擷取的影像資訊；判斷是否還有剩餘物料；當還有剩餘物料時，傳送物料夾取指令至機械手臂裝置。藉此達成無人化的物料配置作業程序，節省人力成本。

Description

自動化物料配置系統及方法

本發明係一種配置系統及方法，尤指一種自動化物料配置系統及方法。

現有針對物料在廠區內配送的方式是通過一種自動化的無人搬運車(Automation Guider Vehicle；AGV)進行配送。當貨車運送物料至工廠或物流中心時，先由人力將貨車上載運的物料卸貨，並直接放置於該無人搬運車上。當該無人搬運車上載運好物料時，該無人搬運車便會根據設定，自行前往預設的定位位置，將物料自動運送至該定位位置，藉此節省運送人力。

當該無人搬運車移動至該定位位置時，再將該無人搬運車上的物料搬運至一自動配置裝置上，並由自動配置裝置進行檢料作業，將物料分類，進行物料配置。

但現有的無人搬運車礙於技術上的限制，在自動前往該定位位置時，仍會有所偏差，無法足夠精準地停靠在該定位位置。此外，由於該自動配置裝置作業時，必須精準的將物料放置在預設的作業位置，才能進行配置作業。

當該無人搬運車移動至該定位位置時，因為該無人搬運車具有偏差值，無法精準的移動至該定位位置，也就是說，該無人搬運車無法直接將物料精準地運送至該自動配置裝置的作業位置。因此，還必須另外由人力搬運該無人搬運車上的物料，並將物料對準該自動配置裝置的作業位置放置，供該自動配置裝置作業。如此一來，勢必得額外配置人力負責搬運物料，造成人力成本增加，故現有物料在廠區內配送的方式有需要進一步之改良。

有鑑於現有物料在廠區內配送的方式，係通過無人搬運車運送物料，但無人搬運車移動至定位位置時具有偏差值，而導致必須額外安排人力搬運物料的缺點，本發明係提供一種自動化物料配置系統及方法，以通過自動化的方式進行物料配置，無需人力搬運物料。該自動化物料配置系統包含有： 一無人搬運裝置，係產生一位置資訊； 一影像擷取裝置，係擷取一配料區域的影像資訊； 一機械手臂裝置，係根據一物料夾取指令執行一物料夾取程序； 一主控端電子裝置，係與該無人搬運裝置、該影像擷取裝置及該機械手臂裝置建立連線； 其中該主控端電子裝置接收該無人搬運裝置傳送的位置資訊，並根據該位置資訊判斷該無人搬運裝置是否移動到一送料位置；當該主控端電子裝置判斷該無人搬運裝置移動到該送料位置時，該主控端電子裝置產生並傳送一影像擷取指令至該影像擷取裝置；其中該影像擷取裝置係於接收到該影像擷取指令時，擷取該配料區域的影像資訊； 其中該主控端電子裝置在傳送該影像擷取指令後，係進一步接收該影像擷取裝置擷取的配料區域的影像資訊，並根據該影像資訊判斷是否還有剩餘物料； 其中該主控端電子裝置在根據該影像資訊判斷還有剩餘物料時，該主控端電子裝置係根據該影像資訊產生該物料夾取指令，並傳送該物料夾取指令至該機械手臂裝置；其中該機械手臂裝置於接收到該物料夾取指令時，係根據該物料夾取指令執行該物料夾取程序。

該自動化物料配置方法係由一主控端電子裝置執行，且包含有以下步驟： a.與一無人搬運裝置、一影像擷取裝置及一機械手臂裝置建立連線； b.接收該無人搬運裝置產生並傳送的一位置資訊； c.根據該位置資訊判斷該無人搬運裝置是否移動到一送料位置； d.當該無人搬運裝置移動到該送料位置時，產生並傳送一影像擷取指令至該影像擷取裝置； e.接收該影像擷取裝置擷取的一配料區域的影像資訊； f.根據該影像資訊判斷是否還有剩餘物料； g.當根據該影像資訊判斷還有剩餘物料時，根據該影像資訊產生一物料夾取指令，並傳送該物料夾取指令至該機械手臂裝置。

本發明的自動化物料配置系統及方法係藉由該主控端電子裝置根據該位置資訊判斷該無人搬運裝置是否移動到該送料位置，並藉由該影像擷取裝置擷取該配料區域的影像資料，讓該主控端電子裝置判斷該配料區域內是否還有剩餘物料，在還有剩餘物料時，該主控端電子裝置便會產生該物料夾取指令，令該機械手臂裝置執行該物料夾取程序，藉此自動配置物料。

由於該無人搬運裝置只需將物料配送至該影像擷取裝置的配料區域內即可，因此即便該無人搬運裝置移動置送料位置時具有偏差值，仍可將物料運送至該配料區域內，使物料也不會超出該影像擷取裝置的配料區域。如此一來，便不需要額外配置人力搬運物料，以減少人力成本。

以下配合圖式及本發明較佳實施例，進一步闡述本發明為達成預定目的所採取的技術手段。

本發明係一種自動化物料配置系統及方法，請參閱圖1及圖2所示，該自動化物料配置系統係包含有一無人搬運裝置10、一影像擷取裝置20、一機械手臂裝置30及一主控端電子裝置40。

該無人搬運裝置10係產生一位置資訊。在本較佳實施例中，該無人搬運裝置10係一自動導引車輛（Automated Guided Vehicle；AGV）。且該無人搬運裝置10係通過一WiFi定位單元、一全球定位系統（Global Positioning System；GPS）定位單元或一輔助全球定位系統（Assisted Global Positioning System；AGPS）定位單元產生該位置資訊。

該影像擷取裝置20係擷取一配料區域的影像資訊。在本較佳實施例中，該影像擷取裝置20係一二維影像擷取裝置或一三維影像擷取裝置，而該影像擷取裝置20所擷取的影像資訊分別為一二維影像資訊或一三維影像資訊。

該機械手臂裝置30，係根據一物料夾取指令執行一物料夾取程序。

該主控端電子裝置40係與該無人搬運裝置10、該影像擷取裝置20及該機械手臂裝置30建立連線。在本較佳實施例中，該主控端電子裝置40係一個人電腦主機、一平板電腦、一智慧型手機或任何具有通訊功能及資料處理功能的電子裝置。該主控端電子裝置40與該影像擷取裝置20及該機械手臂裝置30係以電連接方式連線，而該主控端電子裝置40與該無人搬運裝置10係以無線通訊方式連線。此外，該主控端電子裝置40與該影像擷取裝置20、該機械手臂裝置30及該主控端電子裝置40之間的通訊協定係TCP/IP通訊協定。

該主控端電子裝置40接收該無人搬運裝置10傳送的位置資訊，並根據該位置資訊判斷該無人搬運裝置10是否移動到一送料位置。當該主控端電子裝置40判斷該無人搬運裝置10移動到該送料位置時，該主控端電子裝置40產生並傳送一影像擷取指令至該影像擷取裝置20。當該影像擷取裝置20係於接收到該影像擷取指令時，擷取該配料區域的影像資訊。

此外，該主控端電子裝置40在傳送該影像擷取指令後，係進一步接收該影像擷取裝置20擷取的配料區域的影像資訊，並根據該影像資訊判斷是否還有剩餘物料。

進一步而言，該主控端電子裝置40在根據該影像資訊判斷還有剩餘物料時，該主控端電子裝置40係根據該影像資訊產生該物料夾取指令，並傳送該物料夾取指令至該機械手臂裝置30。該機械手臂裝置30於接收到該物料夾取指令時，係根據該物料夾取指令執行該物料夾取程序。

舉例來說，該主控端電子裝置40中會儲存有多筆影像資料，當該主控端電子裝置40接收到該影像擷取裝置20擷取的配料區域的影像資訊，該主控端電子裝置40係將該影像擷取裝置20擷取的配料區域的影像資訊與該些儲存的影像資料進行比對，藉此判斷是否還有剩餘物料，並於還有剩餘物料時，該主控端電子裝置40係根據比對的結果產生該物料夾取指令。

本發明的自動化物料配置系統係藉由該主控端電子裝置40根據該位置資訊判斷該無人搬運裝置10是否移動到該送料位置，並藉由該影像擷取裝置20擷取該配料區域的影像資料，讓該主控端電子裝置40判斷該配料區域內是否還有剩餘物料，在還有剩餘物料時，該主控端電子裝置40便會產生該物料夾取指令，令該機械手臂裝置30執行該物料夾取程序，藉此自動配置物料。

由於該無人搬運裝置10只需將物料配送至該影像擷取裝置20的配料區域內即可，因此即便該無人搬運裝置10移動置送料位置時具有偏差值，仍可將物料運送至該配料區域內，使物料不會超出該影像擷取裝置20的配料區域。如此一來，便不需要額外配置人力搬運物料，以減少人力成本。

進一步而言，該主控端電子裝置40在產生該物料夾取指令時，係進一步產生一夾取時間，且該主控端電子裝置40在傳送該物料夾取指令後，係進一步於該夾取時間後，傳送另一影像擷取指令至該影像擷取裝置20，並重新接收該影像擷取裝置20擷取的配料區域的影像資訊。

該主控端電子裝置40通過該夾取時間判斷該機械手臂裝置30進行本次物料夾取程序的時間，並於該夾取時間後，該主控端電子裝置40還進一步通過該影像擷取裝置20擷取的影像資料判斷是否有剩餘物料，當有剩餘物料時，便再次產生該物料夾取指令，令該機械手臂裝置30執行下一次的物料夾取程序，進行下一次的物料配置，如此反覆作業，直到該機械手臂裝置30將所有物料都夾取完畢為止，也就是沒有剩餘物料為止。

此外，該主控端電子裝置40在根據該影像資訊判斷沒有剩餘物料時，該主控端電子裝置40產生並傳送一送料指令至該無人搬運裝置10。當該無人搬運裝置10接收到該送料指令時，該無人搬運裝置10執行一送料程序，以將一物料裝置50輸送至該影像擷取裝置20的配料區域。

該主控端電子裝置40在產生並傳送該送料指令後，係進一步於一預設的送料時間後，該主控端電子裝置40產生並傳送一取料指令至該無人搬運裝置10，且該主控電子裝置40係重新接收該無人搬運裝置10傳送的位置資訊，並重新根據該位置資訊判斷該無人搬運裝置10是否移動到該送料位置。當該無人搬運裝置10接收到該取料指令時，該無人搬運裝置10係執行一取料程序，以搬運新的物料裝置。

也就是說，當該主控端電子裝置40判斷沒有剩餘物料時，代表前一次運送來的物料已經配置完畢，因此該主控端電子裝置40在判斷沒有剩餘物料時，才傳送該送料指令至該無人搬運裝置10，令該無人搬運裝置10執行該送料程序，藉此避免上次運送的物料尚未配置完成時，下次物料就送過來，造成流程阻塞的狀況。

舉例來說，在本較佳實施例中，該無人搬運裝置10執行該送料程序係將該物料裝置50推送到一輸送帶60上，並由該輸送帶60將該物料裝置50輸送至該影像擷取裝置20的配料區域。該影像擷取裝置20的配料區域即為該輸送帶的末端。也就是說，若前一次運送過來的物料裝置50仍在該配料區域內進行配置作業時，該無人搬運裝置10就無法將下一次的物料裝置50推送到該輸送帶60上，藉此避免下一次的物料裝置50將前一次的物料裝置50推開而影響到配置作業的狀況。

此外，在本較佳實施例中，該物料裝置50的一俯視面積係小於該影像擷取裝置20的配料區域面積。如此一來，便可進一步確保該物料裝置50能被運送至該配料區域內，且即便該無人搬運裝置10在定位時有偏差值，仍可將該物料裝置50通過該輸送帶60運送至該影像擷取裝置20的配料區域內，供該機械手臂裝置30進行配置作業。

進一步而言，本發明的自動化物料配置方法係由該主控端電子裝置10執行，且包含有以下步驟： 與一無人搬運裝置、一影像擷取裝置及一機械手臂裝置建立連線（S201）； 接收該無人搬運裝置產生並傳送的一位置資訊（S202）； 根據該位置資訊判斷該無人搬運裝置是否移動到一送料位置（S203）； 當該無人搬運裝置移動到該送料位置時，產生並傳送一影像擷取指令至該影像擷取裝置（S204）； 接收該影像擷取裝置擷取的一配料區域的影像資訊（S205）； 根據該影像資訊判斷是否還有剩餘物料（S206）； 當根據該影像資訊判斷還有剩餘物料時，根據該影像資訊產生一物料夾取指令，並傳送該物料夾取指令至該機械手臂裝置（S207）。

此外，該主控端電子裝置10在步驟S207中，係進一步產生一夾取時間，且該主控端電子裝置10還執行以下步驟： 於該夾取時間後，傳送另一影像擷取指令至該影像擷取裝置（S208）； 重新執行步驟S205。

進一步而言，該主控端電子裝置10在執行步驟S206後，當該主控端電子裝置10係進一步產生一夾取時間，且該主控端電子裝置10根據該影像資訊判斷沒有剩餘物料時，該主控端電子裝置10還執行以下步驟： 產生並傳送一送料指令至該無人搬運裝置（S209）； 於一預設的送料時間後，產生並傳送一取料指令至該無人搬運裝置，以控制該無人搬運裝置執行一送料程序，將一物料裝置輸送至該影像擷取裝置的配料區域（S201）； 重新執行步驟S202。

綜上所述，請一併參閱圖1所示，當該無人搬運裝置10上搬運物料並將物料運送至該送料位置時（即圖1中該無人搬運裝置10停止的位置），該主控端電子裝置40會先接收該影像擷取裝置20擷取的影像資訊，藉此判斷前一次運送的物料是否已經配置完畢，也就是判斷是否還有剩餘物料。當有剩餘物料時，代表前一次運送來的物料尚未配置完畢，因此該主控端電子裝置40先傳送該夾取指令至該機械手臂裝置30，令該機械手臂裝置30進行夾取程序，以配置物料。而當沒有剩餘物料時，代表前一次運送來的物料已經配置完畢，因此該主控端電子裝置40便可產生該送料指令，令該無人搬運裝置10將該物料裝置50輸送至該影像擷取裝置20的配料區域，供該機械手臂裝置30進行配置作業。藉此達到無人化的物料配置作業程序，節省人力成本。

以上所述僅是本發明的較佳實施例而已，並非對本發明做任何形式上的限制，雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然而並非用以限定本發明，任何熟悉本專業的技術人員，在不脫離本發明技術方案的範圍內，當可利用上述揭示的技術內容做出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本發明技術方案的內容，依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬於本發明技術方案的範圍內。

10‧‧‧無人搬運裝置
20‧‧‧影像擷取裝置
30‧‧‧機械手臂裝置
40‧‧‧主控端電子裝置
50‧‧‧物料裝置
60‧‧‧輸送帶

圖1係本發明自動化物料配置系統較佳實施例之示意圖。 圖2係本發明自動化物料配置系統較佳實施例之系統方塊圖。 圖3係本發明自動化物料配置方法第一較佳實施例之流程圖。 圖4係本發明自動化物料配置方法第二較佳實施例之流程圖。 圖5係本發明自動化物料配置方法第三較佳實施例之流程圖。

Claims (8)

1. 一種自動化物料配置系統，係包含有：一無人搬運裝置，係產生一位置資訊；一影像擷取裝置，係擷取一配料區域的影像資訊；一機械手臂裝置，係根據一物料夾取指令執行一物料夾取程序；一主控端電子裝置，係與該無人搬運裝置、該影像擷取裝置及該機械手臂裝置建立連線；其中該主控端電子裝置接收該無人搬運裝置傳送的位置資訊，並根據該位置資訊判斷該無人搬運裝置是否移動到一送料位置；當該主控端電子裝置判斷該無人搬運裝置移動到該送料位置時，該主控端電子裝置產生並傳送一影像擷取指令至該影像擷取裝置；其中該影像擷取裝置係於接收到該影像擷取指令時，擷取該配料區域的影像資訊；其中該主控端電子裝置在傳送該影像擷取指令後，係進一步接收該影像擷取裝置擷取的配料區域的影像資訊，並根據該影像資訊判斷是否還有剩餘物料；其中該主控端電子裝置在根據該影像資訊判斷還有剩餘物料時，該主控端電子裝置係根據該影像資訊產生該物料夾取指令，並傳送該物料夾取指令至該機械手臂裝置；其中該機械手臂裝置於接收到該物料夾取指令時，係根據該物料夾取指令執行該物料夾取程序；其中該主控端電子裝置在根據該影像資訊判斷沒有剩餘物料時，該主控端電子裝置產生並傳送一送料指令至該無人搬運裝置；其中當該無人搬運裝置接收到該送料指令時，該無人搬運裝置執行一送料程序，以將一物料裝置輸送至該影像擷取裝置的配料區域；其中該主控端電子裝置在產生並傳送該送料指令後，係進一步於一預設的送料時間後，該主控端電子裝置係產生並傳送一取料指令至該無人搬運裝置，且該主控電子裝置係重新接收該無人搬運裝置傳送的位置資訊，並重新根據該位置資訊判斷該無人搬運裝置是否移動到該送料位置；其中當該無人搬運裝置接收到該取料指令時，該無人搬運裝置係執行一取料程序，以搬運新的物料裝置。
2. 如請求項1所述之自動化物料配置系統，其中該主控端電子裝置在產生該物料夾取指令時，係進一步產生一夾取時間，且該主控端電子裝置在傳送該物料夾取指令後，係進一步於該夾取時間後，傳送另一影像擷取指令至該影像擷取裝置，並重新接收該影像擷取裝置擷取的配料區域的影像資訊。
3. 如請求項1所述之自動化物料配置系統，其中該物料裝置的一俯視面積係小於該影像擷取裝置的配料區域面積。
4. 如請求項1所述之自動化物料配置系統，其中該配料區域的影像資訊係一二維影像資訊或一三維影像資訊。
5. 一種自動化物料配置方法，係由一主控端電子裝置執行，且包含有以下步驟：a.與一無人搬運裝置、一影像擷取裝置及一機械手臂裝置建立連線；b.接收該無人搬運裝置產生並傳送的一位置資訊；c.根據該位置資訊判斷該無人搬運裝置是否移動到一送料位置；d.當該無人搬運裝置移動到該送料位置時，產生並傳送一影像擷取指令至該影像擷取裝置；e.接收該影像擷取裝置擷取的一配料區域的影像資訊；f.根據該影像資訊判斷是否還有剩餘物料；g.當根據該影像資訊判斷還有剩餘物料時，根據該影像資訊產生一物料夾取指令，並傳送該物料夾取指令至該機械手臂裝置；其中當該主控端電子裝置根據該影像資訊判斷沒有剩餘物料時，該主控端電子裝置進一步執行以下步驟：產生並傳送一送料指令至該無人搬運裝置；於一預設的送料時間後，產生並傳送一取料指令至該無人搬運裝置，以控制該無人搬運裝置執行一送料程序，將一物料裝置輸送至該影像擷取裝置的配料區域；重新執行步驟b。
6. 如請求項5所述之自動化物料配置方法，其中：在步驟g中，該主控端電子裝置係進一步產生一夾取時間；在傳送該物料夾取指令後，該主控端電子裝置係進一步執行以下步驟：於該夾取時間後，傳送另一影像擷取指令至該影像擷取裝置；重新執行步驟e。
7. 如請求項6所述之自動化物料配置方法，其中該物料裝置的一俯視面積係小於該影像擷取裝置的配料區域面積。
8. 如請求項5所述之自動化物料配置方法，其中該配料區域的影像資訊係一二維影像資訊或一三維影像資訊。