智能物流是一種的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于工業(yè)上的分揀、包裝、裝卸 、搬運(yùn)、裝配等環(huán)節(jié)，隨著機(jī)器人技術(shù)的快速發(fā)展，用機(jī)器人來(lái)替代人進(jìn)行工作，不但可以節(jié)約人力成本和減少搬運(yùn)不當(dāng)對(duì)人造成的傷害，而且可以提高工作效率和質(zhì)量。
本文創(chuàng)新性地集成了自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)、AGV、復(fù)合機(jī)器人及雙臂機(jī)器人等智能設(shè)備,設(shè)計(jì)了一套智能機(jī)器人倉(cāng)儲(chǔ)物流系統(tǒng),同時(shí)開(kāi)發(fā)了總控調(diào)度軟件,實(shí)現(xiàn)了各設(shè)備的穩(wěn)定立有序運(yùn)行。針對(duì)AGV定位不準(zhǔn)確的問(wèn)題,本文提出一種二維碼視覺(jué)定位方法,從而提高了倉(cāng)儲(chǔ)物流系統(tǒng)的穩(wěn)定性。


圖1為本文設(shè)計(jì)的智能機(jī)器人倉(cāng)儲(chǔ)物流系統(tǒng)總體方案,其集成了自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)、AGV、機(jī)器人、視覺(jué)傳感器、激取光料傳感器等，由機(jī)器人完成物料的拾取、擺放、搬運(yùn)和分撿,視覺(jué)系統(tǒng)完成對(duì)物料的形狀、位置和顏色識(shí)別,傳感器完成移動(dòng)機(jī)器人的定位和避障等,該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了齒輪箱的裝配和拆解工作,其適用性廣,衍生能力強(qiáng)。設(shè)計(jì)齒輪箱裝配工藝流程如圖2所示。

復(fù)合機(jī)器人復(fù)合機(jī)器人由移動(dòng)底盤(pán)及關(guān)節(jié)柔性機(jī)械臂組成。其整體融入視覺(jué)系統(tǒng)、多樣化的導(dǎo)航配置、的二次視覺(jué)定位等技術(shù),使機(jī)器人精度更高、更加智能化?？梢詮V泛應(yīng)用于3C行業(yè)、自動(dòng)化工廠(chǎng)、倉(cāng)儲(chǔ)分揀、自動(dòng)化貨物超市等,實(shí)現(xiàn)物料自動(dòng)搬運(yùn)、物品上下料、物料分揀等。

叉車(chē) AGV叉車(chē)AGV具有激光導(dǎo)引系統(tǒng)、控制臺(tái)和調(diào)度管理系統(tǒng)、在線(xiàn)自動(dòng)充電系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)及安全系統(tǒng)等?？刂婆_(tái)和調(diào)度管理系統(tǒng)是AGV系統(tǒng)的調(diào)度管理中心,負(fù)責(zé)與上位機(jī)交換信息,生成AGV的運(yùn)行任務(wù),并將指令下發(fā)給AGV完成相應(yīng)的任務(wù)。

智能機(jī)器人倉(cāng)儲(chǔ)物流系統(tǒng)主要由總控調(diào)度軟件和立體倉(cāng)庫(kù)監(jiān)控軟件組成,立體倉(cāng)庫(kù)監(jiān)控軟件主要用于立體倉(cāng)庫(kù)狀態(tài)反饋,以及零件/成品的存入和取出。 總控調(diào)度軟件負(fù)責(zé)管理和控制所有的設(shè)備, 協(xié)調(diào)各個(gè)設(shè)備進(jìn)行工作,以完成整體的傳工輸作控流制程。總控調(diào)度軟件和其他跟各蹤模塊之間的關(guān)系如圖5所示。

圖5 軟件結(jié)構(gòu)圖

系統(tǒng)中所有設(shè)備通過(guò)TCP/IP協(xié)議進(jìn)行通信,如圖6所示。使用路由器組建一個(gè)局域網(wǎng),雙臂機(jī)器人、立體倉(cāng)庫(kù)監(jiān)控軟件服務(wù)器、總控調(diào)度軟件服務(wù)器通過(guò)有線(xiàn)的方式介入局域網(wǎng),而復(fù)合機(jī)器人、平臺(tái)式AGV、叉車(chē)AGV使用無(wú)線(xiàn)的方式介入局域網(wǎng)。在該局域網(wǎng)中,總控調(diào)度軟件是整個(gè)系統(tǒng)的核心,允許直接監(jiān)視其他設(shè)備的狀態(tài),并控制這些設(shè)備執(zhí)行相應(yīng)的動(dòng)作。


綜合考慮智能機(jī)器人倉(cāng)儲(chǔ)物流系統(tǒng)工作流程,機(jī)器人的轉(zhuǎn)彎半徑、工作空間、場(chǎng)地等多方面約束,進(jìn)行智能機(jī)器人倉(cāng)儲(chǔ)物流系統(tǒng)布局設(shè)計(jì),其布局如圖7所示,圖中虛線(xiàn)表示叉車(chē) AGV 的運(yùn)行路線(xiàn),粗實(shí)線(xiàn)表示復(fù)合機(jī)器人的運(yùn)行路線(xiàn),細(xì)實(shí)線(xiàn)為平臺(tái)式AGV的運(yùn)行路線(xiàn),兩臺(tái)平臺(tái)式AGV交替工作。復(fù)合機(jī)器人與叉車(chē)AGV在轉(zhuǎn)接臺(tái)處完成取放貨,復(fù)合機(jī)器人與平臺(tái)式AGV在轉(zhuǎn)接處完成對(duì)接。


存儲(chǔ)管理:包括貨架庫(kù)存信息、立體倉(cāng)庫(kù)出入庫(kù)歷史信息記錄和事件日志信息。人機(jī)交互界面:包括信息顯示、手動(dòng)操作和自動(dòng)操作界面。
旋轉(zhuǎn)處理模型
旋轉(zhuǎn)處理即以中心點(diǎn)為旋轉(zhuǎn)參考點(diǎn),旋轉(zhuǎn)修正,如圖10a所示。設(shè)定P0(x0 ,y0) 為輪廓中心點(diǎn)坐標(biāo),B(x23 ,y23)為待修正后矩形一邊的中心點(diǎn)坐標(biāo), A(x'23,y'23)為修正后矩形一邊的中心點(diǎn)坐標(biāo)。根據(jù)P0和B點(diǎn)坐標(biāo)求得A點(diǎn)坐標(biāo),如式(3):

齒輪箱的裝配和拆解過(guò)程嚴(yán)格按照工藝流程執(zhí)行,驗(yàn)證了本文所設(shè)計(jì)的智能機(jī)器人倉(cāng)儲(chǔ)物流系統(tǒng)的可靠性及穩(wěn)定性。平臺(tái)式AGV與出入庫(kù)平臺(tái)的成功對(duì)接驗(yàn)證了本文二維碼視覺(jué)定位的有效性及穩(wěn)定性。