圖1為本文設(shè)計的智能機器人倉儲物流系統(tǒng)總體方案,其集成了自動化立體倉庫、AGV、機器人、視覺傳感器、激取光料傳感器等，由機器人完成物料的拾取、擺放、搬運和分撿,視覺系統(tǒng)完成對物料的形狀、位置和顏色識別,傳感器完成移動機器人的定位和避障等,該系統(tǒng)實現(xiàn)了齒輪箱的裝配和拆解工作,其適用性廣,衍生能力強。設(shè)計齒輪箱裝配工藝流程如圖2所示。
設(shè)計開發(fā)自動化立體倉庫其管理系統(tǒng)具有貨物入庫、貨物出庫、入/出庫人工修正、庫存盤點、設(shè)備狀態(tài)查詢及設(shè)備故障記錄等功能,可以自動記錄設(shè)備故障信息,包括設(shè)備編碼、故障時間、故障類別、故障說明等,在故障排除后由操作員在該記錄中填寫排除時間信息,并且可以按照設(shè)備編碼、故障類別等進(jìn)行設(shè)備故障記錄查詢,查詢結(jié)果以列表形式顯示在計算機屏幕上,并可以打印輸出。
智能機器人倉儲物流系統(tǒng)主要由總控調(diào)度軟件和立體倉庫監(jiān)控軟件組成,立體倉庫監(jiān)控軟件主要用于立體倉庫狀態(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)各個設(shè)備進(jìn)行工作,以完成整體的傳工輸作控流制程?？偪卣{(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TCP/IP協(xié)議進(jìn)行通信,如圖6所示。使用路由器組建一個局域網(wǎng),雙臂機器人、立體倉庫監(jiān)控軟件服務(wù)器、總控調(diào)度軟件服務(wù)器通過有線的方式介入局域網(wǎng),而復(fù)合機器人、平臺式AGV、叉車AGV使用無線的方式介入局域網(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)的動作。
本文所設(shè)計的智能機器人倉儲物流系統(tǒng)對AGV和復(fù)合機器人移動底盤的定位精度要求較高,尤其是在平臺式AGV與立體倉庫升降式運輸平臺對接及復(fù)合機器人和平臺式AGV對接時,目前移動底盤常用的導(dǎo)航方式很難滿足需求。針對目前AGV常用導(dǎo)航方式精度低、實時性差、無法實現(xiàn)位姿修正等問題,本文提出一種二維碼視覺定位方法。將視覺攝像頭安裝于AGV的中心底部,使攝像頭光心與AGV旋轉(zhuǎn)中心重合,并在攝像頭周圍安裝光源,克服光線變化的影響。通過識別地面上的二維碼,經(jīng)視覺處理將數(shù)據(jù)反饋給AGV運動控制系統(tǒng),實現(xiàn) AGV的定位。
旋轉(zhuǎn)處理模型
旋轉(zhuǎn)處理即以中心點為旋轉(zhuǎn)參考點,旋轉(zhuǎn)修正,如圖10a所示。設(shè)定P0(x0 ,y0) 為輪廓中心點坐標(biāo),B(x23 ,y23)為待修正后矩形一邊的中心點坐標(biāo), A(x'23,y'23)為修正后矩形一邊的中心點坐標(biāo)。根據(jù)P0和B點坐標(biāo)求得A點坐標(biāo),如式(3):
利用齒輪箱的模擬裝配拆解工作對本文智能機器人倉儲物流系統(tǒng)進(jìn)行了應(yīng)用驗證。通過總控調(diào)度系統(tǒng)軟件及各機器人系統(tǒng)的通訊,能夠?qū)崿F(xiàn)對齒輪箱的裝配和拆解。設(shè)計開發(fā)的總控調(diào)度軟件經(jīng)過長期運行和反復(fù)測試,能夠正確顯示各設(shè)備狀態(tài),并且具有較好的用戶使用界面,工作性能良好。軟件運行結(jié)構(gòu)如圖11所示。圖11a中各個按鈕分別代表各機器人的不同動作,主要用于調(diào)試及單步操作。圖11b 則為自動動作流程,裝配模式啟動后,總控調(diào)度軟件就會按照的4個零件出庫,然后通過平臺式AGV、復(fù)合機器人、運輸?shù)诫p臂機器人裝配臺處,通過雙臂機器人組裝成成品放回成品料盤中, 成品料盤經(jīng)復(fù)合機器人、叉車AGV運輸?shù)匠善穾煳恢?零件料盤經(jīng)復(fù)合機器人、平臺式AGV運輸回零件庫位中。
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