AGV/AMR在軟包印刷企業(yè)物流系統構建中的應用

文｜杭州藍芯科技吉印通 張春雨

摘?要：跟著(zhù)工業(yè)主動(dòng)化水平進(jìn)步，AGV/AMR在軟包印刷企業(yè)逐步得到普遍的應用，且前景普遍，AGV是智能物流搬運系統中的重要構成部門(mén)，在消費工序的各個(gè)工藝流程之間起到物料搬運樞紐感化；挪動(dòng)機器人連系*D視覺(jué)+AI手藝在軟包印刷企業(yè)的應用及功用介紹，為軟包印刷企業(yè)從傳統工場(chǎng)到智能物流工場(chǎng)的晉級革新和手藝推廣應用具有重要的意義。

關(guān)鍵詞：AGV/AMR、印刷工場(chǎng)、*D視覺(jué)、物流系統

一、布景

軟包印刷企業(yè)屬于典型離散型造造業(yè)，產(chǎn)物的消費次要由印前、印中、印后等工序構成；印刷產(chǎn)物具有多品種、小批量、多批次的特點(diǎn)，使其各工序之間涉及大量的物料轉運，招致工做勞動(dòng)強度大、招工難、辦理紊亂、效率低，那就需要軟包印刷企業(yè)對工場(chǎng)停止主動(dòng)化、數字化、智能物流晉級或革新，逐漸施行少人化或無(wú)人化的聰慧型工場(chǎng)；智能物流向財產(chǎn)化細分行業(yè)開(kāi)展，差別的軟包印刷企業(yè)對智能物流設備的利用存在較大的差別。因而物流配備企業(yè)需要熟悉印刷企業(yè)的工藝要乞降營(yíng)業(yè)流程以及手藝特點(diǎn)，領(lǐng)會(huì )印刷行業(yè)和智能化物流手藝開(kāi)展趨向；跟著(zhù)軟包印刷企業(yè)對智能物流的深切領(lǐng)會(huì )及本身企業(yè)的營(yíng)業(yè)形態(tài)闡發(fā)和細化物流在各工序之間的應用，挪動(dòng)機器人（AGV/AMR）是將來(lái)智能物流搬運的柔性化開(kāi)展標的目的，為軟包印刷企業(yè)從傳統工場(chǎng)到智能工場(chǎng)的晉級革新供給一種建立性思緒。

二、智能物流在軟包印刷行業(yè)的感化

關(guān)于現代軟包印刷企業(yè)來(lái)講，合理規劃消費規劃和物流搬運十分需要。合理的消費規劃要以消費工藝流程（如圖1）為根底來(lái)規劃和規劃消費設備的空間位置，同時(shí)要兼容消費所需的物料以及各工序之間物料周轉的物流空間；物流規劃除了與整體新建廠(chǎng)房或現有廠(chǎng)房的構造空間規劃有關(guān)外，還要考慮消費設備的利用功用及特點(diǎn)，削減沒(méi)必要要的物流搬運互訂交叉功課，制止影響整廠(chǎng)或整車(chē)間的消費效率，增加人工的勞動(dòng)強度。

軟包印刷企業(yè)的消費物流

在新建廠(chǎng)房或革新現有車(chē)間的智能物流規劃時(shí)，次要是根據消費產(chǎn)物的工藝流程多考慮U型規劃或受規劃空間的局限性能夠考慮L型。規劃的消費設備、物料搬運、物料周轉的緩存等，能夠削減沒(méi)必要要的因產(chǎn)物品種多、工藝差別所產(chǎn)生的物流搬運穿插，到達物流搬運時(shí)間短、削減中間緩存的效果。消費造造和物流搬運規劃的合理性和先輩性，是印刷企業(yè)對智能物流系統建立的持久開(kāi)展標的目的。

智能物流是軟包印刷企業(yè)重要的構成部門(mén)，做為傳統離散型造造業(yè)的軟包印刷企業(yè)，也深受智能造造、智能物流、智能消費、智能工場(chǎng)的理論系統的啟發(fā)。智能物流系統是毗連消費各個(gè)工序之間、車(chē)間之間、倉儲之間的物流搬運系統；在軟包印刷行業(yè)中引入智能物流搬運挪動(dòng)機器人，為軟包印刷企業(yè)在消費與物流搬運環(huán)節供給了更柔性化的智能物流處理計劃。

三、挪動(dòng)機器人在軟包印刷行業(yè)利用功用及介紹

1.挪動(dòng)機器人場(chǎng)景應用特征

智能挪動(dòng)機器人基于信息化手藝、*D視覺(jué)手藝、控造手藝的尺度化，驅動(dòng)軟包印刷企業(yè)的財產(chǎn)化晉級和革新。挪動(dòng)機器人調度控造系統與MES、WMS等辦理系統協(xié)做，通過(guò)計算機停止集中調度、監控、辦理、以及運行形態(tài)。挪動(dòng)機器人具有辦理系統化、操做信息化、功課主動(dòng)化、數據聰慧化、收集協(xié)同化、規劃柔性化等凸起特點(diǎn)（如圖2）。

圖2：印刷機上下料挪動(dòng)機器人

（1）辦理系統化

聰慧物流系統是通過(guò)WMS、WCS等辦理系統停止集中辦理，集成調度，并與印刷各個(gè)工序、人力資本、器具、信息數據等集成在一路停止同一辦理控造。

（2）操做信息化

（*）功課主動(dòng)化

智能挪動(dòng)機器人應用于軟包印刷印中工序的放卷和收卷，可以實(shí)現主動(dòng)存放等功課活動(dòng)，功課環(huán)節實(shí)現無(wú)人化，功課效率大大提拔。

（4）數據聰慧化

智能挪動(dòng)機器人在施行功課過(guò)程中，可以實(shí)時(shí)記錄功課數據，并將數據信息上傳至信息辦理系統，通過(guò)數據的集中存儲辦理與闡發(fā)，處置各項運行控造與辦理決策活動(dòng)。

（*）收集協(xié)同化

智能挪動(dòng)機器人調度系統與企業(yè)辦理系統、消費系統、倉儲辦理系統等有機對接，構成一種聰慧物流鏈，使企業(yè)的物流系統智能化。

（6）規劃柔性化

軟包印刷企業(yè)能夠按照差別的工序場(chǎng)景施行規劃和落地，也可按照企業(yè)開(kāi)展的需要增加物流配備及機器人的數量。

2.挪動(dòng)機器人自主定位及導航系統

定位對接：確定上下料挪動(dòng)機器人在運行情況中相關(guān)于全局坐標的位置及航向；

途徑規劃：情況已知的全局途徑規劃，基于傳感器信息的部分途徑規劃；

導航：當前同步定位與建模手藝SLAM導航；

避障：行駛中通過(guò)傳感器感知到靜態(tài)和動(dòng)態(tài)物體時(shí)，能有效地避障。

*.挪動(dòng)機器人關(guān)鍵參數

挪動(dòng)機器人的設想關(guān)鍵參數次要包羅：額定承載、搬運物料規格、更大轉彎曲徑、階梯舉升高度、行駛速度、對接抵償空間間隔等。如表1所示。

4.挪動(dòng)機器人平安檢測與防護

挪動(dòng)機器人智能系統在使命施行、物料對接等環(huán)節的平安檢測，是挪動(dòng)機器人一般運轉的先決前提，也是重點(diǎn)設想對象?；谂矂?dòng)機器人的智能物流調度系統在搬運場(chǎng)景的控造，平安檢測次要從車(chē)體自己、與車(chē)體對接機臺上下料安裝兩方面考慮。

挪動(dòng)機器人的運行平安防護有以下幾個(gè)方面：

（1）非接觸式防護

（2）接觸式防護

即平安觸邊，當挪動(dòng)機器人與障礙物發(fā)作碰碰并觸發(fā)平安觸邊，挪動(dòng)機器人將采納急停辦法，該平安辦法起到制止二次危險。

（*）聲光報警與急停按鈕防護

挪動(dòng)機器人一般行駛時(shí)會(huì )有三色燈和音樂(lè )喇叭提醒行人留意躲避；挪動(dòng)機器人上設有位置明顯易見(jiàn)的急停開(kāi)關(guān)。

*.上下料挪動(dòng)機器人的*D視覺(jué)的應用

圖*：*D視覺(jué)對接相機

（1）輸出特征

*D視覺(jué)收羅待測對象，并輸出深度圖，供給簡(jiǎn)單的接口可間接獲取強度圖、深度圖、偽彩色深度圖和點(diǎn)云圖像，所有圖像坐標系嚴酷對齊，分辯率為1280×1024。撐持高動(dòng)態(tài)范疇形式，可靈敏設置裝備擺設參數實(shí)現差別反射率物體的丈量；婚配特有處置算法在小幅顫動(dòng)下快速獲取準確的三維信息。

（2）視覺(jué)探測范疇

*D視覺(jué)探測區域示企圖（如圖4），相機橫向探測角度為**°，縱向探測角度為4*°，更佳適用間隔**0mm。

圖4:*D視覺(jué)探測區域示企圖

（*）產(chǎn)物特征

圖*：*D視覺(jué)相機機臺對接

6.挪動(dòng)機器人產(chǎn)物優(yōu)勢

切確定位:接納激光SLAM自主定位導航，撐持二次定位，定位更準確；

精準對接：接納自主研發(fā)*D視覺(jué)對接，托舉機構撐持前后右左平移；

全向底盤(pán)：接納舵輪驅動(dòng)，挪動(dòng)更靈敏；

自研核心：接納自主研發(fā)的主控及營(yíng)業(yè)模塊，集成化高，不變性；

平安防護：接納*D視覺(jué)避障，智能檢測低矮障礙物，行駛更平安。

四、軟包印刷行業(yè)挪動(dòng)機器人的場(chǎng)景應用

1.印刷機臺放卷和收卷動(dòng)做流程

在軟包印刷企業(yè)，由消費辦理系統或零丁機臺下達使命指令，挪動(dòng)機器人實(shí)現與機臺信息的交互對接，并按照使命類(lèi)型主動(dòng)調度挪動(dòng)機器人完成印刷機臺的放卷和收卷使命；挪動(dòng)機器人與機臺的放卷動(dòng)做流程與收卷動(dòng)做流程類(lèi)似，動(dòng)做流程如圖6所示。

圖6：挪動(dòng)機器人放卷和收卷工做流程

挪動(dòng)機器人對接機臺放卷：動(dòng)做示意如圖*-a所示，挪動(dòng)機器人按照WCS（Warehouse Control System）控造系統使命指令，通過(guò)RCS調度系統上下料機器人施行搬運使命挪動(dòng)至印刷機臺上料點(diǎn)。挪動(dòng)機器人對印刷機臺內的異物停止平安檢測，平安檢測后挪動(dòng)機器人翻開(kāi)*D相機擺臂至到位，托舉機構升高必然高度（圖*-a-放卷動(dòng)做1）；挪動(dòng)機器人的托舉機構調整X、Y、Z軸標的目的的空間間隔，印刷機臺的氣脹軸主動(dòng)伸出至頂住卷料軸芯內側（圖*-a-放卷動(dòng)做2）；印刷機臺的氣脹軸夾緊確認后，挪動(dòng)機器人的*D相機擺臂回位，托舉機構先下降后歸位（圖*-a-放卷動(dòng)做*），挪動(dòng)機器人退出印刷機臺上料點(diǎn)，使命完畢挪動(dòng)機器人施行下一使命。

挪動(dòng)機器人對接機臺收卷：動(dòng)做示意如圖*-b所示，挪動(dòng)機器人按照WCS控造系統使命指令，通過(guò)RCS調度系統上下料機器人施行搬運使命挪動(dòng)至印刷機臺下料點(diǎn)。挪動(dòng)機器人對印刷機臺內的異物停止平安檢測，平安檢測后挪動(dòng)機器人翻開(kāi)*D相機擺臂至到位，托舉機構升高必然高度（圖*-b-收卷動(dòng)做1）；挪動(dòng)機器人的托舉機構調整X、Y、Z軸標的目的的空間間隔，托舉機構升高曲至接觸卷料后停下；印刷機臺的氣脹軸縮回曲至原始形態(tài)（圖*-b-收卷動(dòng)做2）；印刷機臺的氣脹軸至原始形態(tài)確認后，挪動(dòng)機器人的*D相機擺臂回位，托舉機構先下降后歸位（圖*-b-收卷動(dòng)做*），挪動(dòng)機器人退出印刷機臺下料點(diǎn)，使命完畢挪動(dòng)機器人施行下一使命。

2.挪動(dòng)機器人放卷和收卷與印刷機臺通信對接

挪動(dòng)機器人承受MES、WMS頂端系統層下達的有關(guān)號令或分發(fā)的使命信息，將收羅到的信息通過(guò)無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)反應給上層控造中的中間環(huán)節，印刷機臺控造系統和機器人系統通過(guò)局域網(wǎng)完成組網(wǎng)，使得挪動(dòng)機器人可以在任何情況下，都能間接或間接（通過(guò)挪動(dòng)機器人辦事器等體例）與印刷機臺控造系統停止通信，以實(shí)時(shí)獲取印刷機臺控造系統發(fā)出的形態(tài)指令；挪動(dòng)機器人的控造系統實(shí)時(shí)領(lǐng)受或反應給印刷機臺的控造系統（如圖8）。

圖8：挪動(dòng)機器人通信對接

機器人與印刷機臺的通信對接考慮印刷企業(yè)的設備控造系統與廠(chǎng)內收集情況，如印刷機臺的控造系統能夠間接通信，間接與挪動(dòng)機器人調度系統對接；如印刷機臺的控造系統不克不及間接通信，印刷機臺需加設PLC控造器，與印刷機臺控造單位停止I/O交互，使之完成放卷和收卷指令的通信對接（如圖*）。

圖*：挪動(dòng)機器人與機臺模塊對接

五、挪動(dòng)機器人的控造調度系統設想

挪動(dòng)機器人的控造調度系統是挪動(dòng)機器人的核心，接納集中控造體例，滿(mǎn)足印刷企業(yè)現場(chǎng)情況要求；系統與消費辦理系統對接，使命指令下達和陳述挪動(dòng)機器人的運行情況。挪動(dòng)機器人控造調度系統可實(shí)時(shí)調度在線(xiàn)挪動(dòng)機器人的同時(shí)，系統工做形態(tài)在屏幕上顯示。

圖10：挪動(dòng)機器人放卷和收卷部門(mén)應用場(chǎng)景

軟包印刷企業(yè)現場(chǎng)物流空間有限，線(xiàn)路規劃會(huì )與印刷設備干預，在有限空間內連系上下料機器人本體的外形尺寸、輪系位置及可調速度等特征，接納柔性曲線(xiàn)或曲角平移曲線(xiàn)，可以在規劃道路時(shí)主動(dòng)闡發(fā)道路的坐標，把道路分紅若干坐標間隔和機器人的控造的優(yōu)化，使挪動(dòng)機器人的行駛途徑契合現場(chǎng)印刷機臺對接要求（如圖11）。

圖11：挪動(dòng)機器人控造調度系統界面

挪動(dòng)機器人系統包羅機器人工做形態(tài)辦理、地圖智能途徑規劃、挪動(dòng)機器人通信辦理、挪動(dòng)機器人設備辦理和信息交互辦理。通過(guò)挪動(dòng)機器人控造調度系統模塊停止整合、協(xié)同運做、調度等。

1.地圖模塊

途徑規劃是對軟包印刷各個(gè)工序的現實(shí)工做前提停止更優(yōu)的途徑選擇，將挪動(dòng)機器人的運動(dòng)軌跡以恰當的比例縮小，而且將挪動(dòng)機器人的現實(shí)運動(dòng)過(guò)程中的道路動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)地呈如今地圖模塊上。

挪動(dòng)機器人搬運點(diǎn)位的更改及位置信息由現場(chǎng)設備物理地圖、RCS 邏輯地圖構成。RCS 邏輯地圖通過(guò)導入現場(chǎng)設備物理地圖，更新工序之間的上下料對接點(diǎn)的物理位置，在此根底上更新位置的營(yíng)業(yè)屬性，最末完成搬運道路和點(diǎn)位的改動(dòng)。

2.系統辦理模塊

挪動(dòng)機器人的信息辦理和使命查詢(xún)是按照消費使命信息、產(chǎn)線(xiàn)叫料需求，系統主動(dòng)調度和分配消費使命；挪動(dòng)機器人施行使命和運行形態(tài)實(shí)時(shí)上傳末端系統；挪動(dòng)機器人施行調度使命的編號、起點(diǎn)起點(diǎn)坐標以及調度使命的優(yōu)先水平，調度系統下達使命指令時(shí)后臺數據庫會(huì )在使命工做表中主動(dòng)記錄本次使命信息。

*.信息交互模塊

智能調度系統是通過(guò)調度系統和多臺挪動(dòng)機器人的傳輸信息停止交互，車(chē)輛數據庫中上傳挪動(dòng)機器人的車(chē)輛信息，在調度系統數據庫中能夠查詢(xún)挪動(dòng)機器人的編號、剩余電量、運行形態(tài)和當前施行使命及所在的位置，并可以實(shí)時(shí)查詢(xún)挪動(dòng)機器人的工做進(jìn)度。

六、結論

通過(guò)在軟包印刷企業(yè)建立智能化物流系統，對挪動(dòng)機器人的功用及應用停止了描述；智能挪動(dòng)機器人的硬件構造和軟件手藝的成熟與晉級，為實(shí)現廠(chǎng)內物流優(yōu)化、廠(chǎng)內信息化辦理，降低勞動(dòng)強度，幫忙企業(yè)降本增效和轉型晉級供給參考根據。

END

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