顶升搬运机器人成功案例

发布日期 2018-08-31 16:38:22 浏览：作者：admin

概述：
本项目是为减轻作业人员工作强度，提高物流运输作业能力，规划对现有的流程进行智能升级，
计划引入智能搬运设备（背负式AGV），实现厂内物流无人化作业的目的。
该项目，投入AGV，并配备支架多个（可按照实际方案调整需求数量），以及该项目所需的其
他相应配置（按需配置，包含但不限于配套的系统、服务器等和背负式AGV充电套装、工作台、
断电保护电池包、提示作业显示终端等设备）。项目整体效果要达到设备运行平稳，系统安全
可靠，系统故障率小于1%。
项目定义为首批样板工程，所有设备的设计、制作、运输、保险、卸货、就位、安装、调试等
均由AG8app下载负责。并且所有的设计需满足甲方实际需求并符合各项相关的法律、法规和标准。

工作时长与吞吐量：
1、工作时间：工作区单班10小时，测试区双班10小时；
2、货物类型：PACK主体、PACK零件；
3、货物重量：含料架约1吨，质量不完全均匀分布；
4、存储物料尺寸：L2195mm*W1500mm、L2300mmW1500mm、L1751mmW1500mm、
L1985mmW1500mm、L2092mmW1500mm；
5、料架尺寸：L2500mm*W2100*H800mm；
6、生产节拍：

	物料	流水线	测试区	出库滚筒线	吊装
时间（min/件）	7.5-120	6	6	6

7、工作环境：环境温度：0-40度；环境湿度：50%-98%；要求：AGV小车耐高温。
8、作业流程：

AGV布局图：

作业流程：

流水线区：
1、由AGV在箱体出库站台和分装上货区运送原材料到流水线进行组装加工；
2、工位加工时间延长货物，运送至预留位继续加工，故障品运送至维修区；
3、组装完成产品运送至成品放置位；
4、通过人工吊装，把成品搬至运往测试区的AGV，原AGV进去箱体出库站台继续搬运原材料。

测试区：
1、AGV小车将成品运送至测试区进行测试；
2、电池出现故障，由最近AGV小车将故障电池运行至防爆区，返回待命；
3、测试区保持先进先出的原则，将测试完毕的电池运送至与存储区交接口；
4、人工吊装，将电池搬运至运往存储区的AGV小车，原AGV小车返回交接1处再次运送

存储区：
1、存储区保持先进先出原则，由AGV将电池运送至出库区；
2、空料AGV小车到交接2处对检测完毕的电池进行搬运。

出库区：
1、在出库区，以滚筒线的形式，将电池取出；
2、AGV搬运料架至存储区再次进行搬运。

单次任务流程：

如上图所示，ERP/WMS下发任务后，作业流程如下：
WCS拆分任务
由一台机器人进行单次托盘物料搬运。
由一台机器人进行先后2次物料搬运。
由两台机器人并行进行2次物料搬运。

单次物料搬运的流程如下
机器人按照规划路线前往指定坐标。
机器人到达指定坐标后，扫描托盘底部条码，确定与WCS系统通知一致，顶起。
WCS通知机器人目标库位坐标，机器人根据调度系统规划的行走路线，前往指定入料库位。
机器人放置货架/托盘后，运行至待命区，等待下一次调度。

设备清单：

序号	类别	名称	数量
1	AGV机器人核心零部件	TB10M顶升机器人（1000kg）	28
2		自动充电桩	7
3		机器人调度接口	28
4		二维码（硬质PCV）	2000
		平板	9
5	AGV控制监控定制系统（WCS）	装车上料区库位管理	2
6		流水线库位管理	1
7		交接口1、交界口2库位管理	1
8		检测区库位管理	1
		存储区库位管理	1
		出货区货位管理	1
		WCS监控系统	1
		MES系统接口对接	1

AGV导航原理：

TB10M机器人，采用视觉二维码+惯导+编码器混合导航方式，行驶更精确，更稳定。其中各个模块
所起的作用如下：
l 视觉二维码：实际地面物理坐标参照作用，坐标精度0.1mm，角度精度0.1°
l 编码器：在无二维码区域，通过左右轮编码器计算左右轮的实际位移，计算当前机器人坐标和角度，
引导机器人按照正确的方向和角度行驶，累计精度0.045mm
l 惯导：在无二维码区域，通过累计加速度计算小车的实际位移，累计精度随时间漂移，主要在机器
人打滑情况下进行方向和角度的引导作用，精度低于编码器。

AGV性能指标：

参数	说明
AGV尺寸	980x800x290
搬运方式	顶升式
额定载荷	1000kg
导航方式	二维码导航
动力电源	48V40AH 锂离子电池
行驶方式	前进后退左转右转
行驶速度	0-60M/min
停车精度	±5mm
导航精度	±5mm
续航能力	≥8小时
报警形式	声光报警
控制方式	PLC IPC
爬坡能力	3/100
充电方式	离线充电/自动充电
旋转	360°
底盘	浮动两轮差速减震
举升面积	举升台面大于托盘面70%
速度	0.6~1.5m/s
加速度	≥0.3m/S²
朝向误差	≤±1°
背负式停止误差	≤±5mm
电池	锂电池
电压	48v
续航	≥8H
充电时间	≤3小时
相机像素	130W像素分辨率1024*1276；二维码损坏15%以内
防静电	永久防静电
防腐处理	关键零部件热处理，表面防腐
耐压	采用高强度部件，耐压3.5kg
支撑材料	采用特殊工艺耐磨处理，零部件模块化，更换容易
线路设计	线路无缠绕，分线设计
外观	Logo可定制，喷涂材料符合环保要求无渗漏；外观连接处紧密
电压显示报警功能	车体显示电量；低于阈值自动充电；充电状态AGV在系统中显示
AGV具备语音报警功能	语音播放功能
具备车辆状态显示功能	AGV处于不同状态，监控见面可见
AGV通讯方式	Wifi
急停	急停按钮、灯带指示
运行稳定性	交通管制实现所有AGV无碰撞、运行稳定

参数管理系统：

名称	地址	初始值（十进制）	域说明
AGV_CMD_CANCEL	0xf1008	0	写1清空当前任务序列，并停止当前执行的任务
FORCE_HOLD	0xf1010	0	1：暂停当前执行的任务 0：取消暂停当前执行的任务
MOVE_HIGH_TAR_SPEED	0xf1014	800	直行最高速度，单位mm
MOVE_LOW_TAR_SPEED	0xf1018	300	直行最低速度，单位mm
TURN_HIGH_TAR_SPEED	0xf101c	350	旋转最高速度，单位mm
TURN_LOW_TAR_SPEED	0xf1020	200	旋转最低速度，单位mm
TURN_SPEED_DOWN_POINT	0xf1024		旋转降速位置，单位：编码器数量如果是激光雷达导航方式，为旋转停止位置
TURN_TAR_DONE_DEG	0xf1028		旋转提前停止角度，单位度
MOVE_DONE_WAIT_CYCLES	0xf102c		移动停止后的等待时间，单位8ns
MOVE_UP_ACC	0xf1030		移动加速加速度，单位mm/s^2
MOVE_DOWN_ACC	0Xf1034		移动减速度，单位mm/s^2
TURN_UP_ACC	0Xf1038		旋转加速度
TURN_DOWN_ACC	0xf103c		旋转减速度
BRAKE_DOWN_ACC	0xf1040		刹车减速度
PWM_LEN_MM	0xf1048		单位pwm脉冲对应的行驶距离，单位:mm*(1/65536)
ACC_TO_DRV_ADJUST_RATIO_COEF	0xf104c		速度加减速跟随校准系数
BASE_DRV_HIGH_LEVEL_RATIO_INTIAL	0xf1050		行走电机基准初始驱动能力，满载功率千分比
BASE_DRV_HIGH_LEVEL_RATIO_MAX	0xf1054		行走电机基准最大驱动能力，满载功率千分比
BASE_DRV_HIGH_LEVEL_RATIO_MIN	0xf1058		行走电机基准最小驱动能力，满载功率千分比
MOVE_TAR_DONE_PRE	0xf106C	23	直行结束提取刹车距离，单位mm
DOWN_DISTANCE_COEF	0xf1070	20	减速距离系数，单位1/16
MD_DISTANCE_MM	0xf1080	500	MD二维码间距，单位mm
DIRECT_INV	0xf109c	1	行走电机旋转反向
ROD_SENSOR0_INV	0xf1200		抬升电机用光电传感器0有效电平值选择
ROD_SENSOR1_INV	0xf1204		抬升电机用光电传感器1有效电平值选择
ROD_ACT_CMD0_ACT_DIRECT	0xf1208		抬升电机命令0（开盖）电机旋转方向选择
ROD_ACT_CMD0_HALL_NUM	0xf120C		抬升电机命令0最大运转HALL值数
ROD_ACT_CMD0_PULSE_8NS	0xf1210		抬升电机命令0驱动能力
ROD_ACT_CMD0_STOP_MODE	0xf1250		抬升电机命令0停止条件选择： 0：电机旋转一定的hall值后停止 1：电机旋转一定的hall值后停止或传感器触发停止条件
ROD_ACT_CMD1_ACT_DIRECT	0xf1218		抬升电机命令1（关盖）电机旋转方向选择
ROD_ACT_CMD1_HALL_NUM	0xf121C		抬升电机命令1最大运转HALL值数
ROD_ACT_CMD1_PULSE_8NS	0xf1220		抬升电机命令1驱动能力
ROD_ACT_CMD1_STOP_SENSOR_INDEX	0xf1224		抬升电机命令1停止用传感器选择： 2：光电/5v传感器0 3：光电/5v传感器1
ROD_ACT_CMD1_STOP_MODE	0xf1254		抬升电机命令1停止条件选择： 0：电机旋转一定的hall值后停止 1：电机旋转一定的hall值后停止或传感器触发停止条件
UP_ADJ_CEN_EN	0xf1234		顶升小车顶升时，是否先校准中心位置
ROD_SENSOR_5V_24V	0xf1248		抬升传感器的电压选择： 0:5v 1:24v
MD_DISTANCE_MM	0xf1300	0	光耦输出的默认电平值
CAP_TURN_DIRECT_INV	0xF1500		回转方向选择，配置值0或1
CAP_LEFT_PWM_NUM	0XF1504		回转跟随左轮速度比例：配置值U(6,10)
CAP_TURN_PWM_ADJ_RATIO	0XF1508		回转校正系数：1~16
CAP_TURN_PWM_NUM	0XF150C		回转编码器脉冲上限
CAP_TURN_PWM_RATIO	0XF1510		回转电机驱动能力的默认值，单位千分之一
OPTO_OUT_SEL	0XF1600		光耦输出功能选择： 0：命令序列控制 1：顶升搬运机器人光耦输出（控制的4个光耦功能分别为：1组蓝色光控制，2组黄色转向灯控制，1组充电开关控制。
BATTERY_CHARGING	0XF1700		充电开关：光耦输出，电平0/1
cap_turn_en	0X f1520		回转机构是否启动： 1：当满足如下条件是，回转机构启动： a) 当前处于顶升机已经升起状态 b) AGV进行原地旋转 0：回转机构任何情况都不启动

机器人运转状态分析系统：

机器人运转状态分析系统，主要完成如下分析：
1、机械损耗分析
2、机械异常分析
3、运转能耗分析

机械损耗分析
通过对每台AGV上报的能效比进行统计，判断是否机械磨损达到临界值，从而提前提醒维护保养。其主要分析的信息如下所示：

机械损耗分析信息

项目	说明	信息
LEFT_MOTOR_POWER_RATIO	左轮电机功率	左轮驱动模组是否需要维护
LEFT_MOTOR_SPEED	左轮电机旋转速度	左轮驱动模组是否需要维护
RIGHT_MOTOR_POWER_RATIO	右轮电机功率	右轮驱动模组是否需要维护
RIGHT _MOTOR_SPEED	右轮电机旋转速度	右轮驱动模组是否需要维护
UP_MOTOR_POWER_RATIO	顶升电机功率	顶升驱动模组是否需要维护
UP_MOTOR_SPEED	顶升电机顶升速度	顶升驱动模组是否需要维护
TURN_MOTOR_POWER_RATIO	回转电机功率	回转驱动模组是否需要维护
TURN_MOTOR_SPEED	回转电机回转速度	回转驱动模组是否需要维护

机械异常分析
通过对每台AGV上报的堵转状态，确定是否有异物卷入运动部件中造成堵转。

项目	说明	错误编号
LEFT_MOTOR_STALL	左轮电机堵转	0x50
RIGHT_MOTOR_STALL	右轮电机堵转	0x51
UP_MOTOR_STALL	顶升电机堵转	0x52
TURN_MOTOR_STALL	回转电机堵转	0x53

运转能耗分析

项目	说明	信息
WALKING_DISTANCE	行走里程	电池是否需要保养
POWER_RATIO	电池耗电比例	电池是否需要保养

AGV软件系统调度功能：

序号	功能名称	功能概述
1	地图创建	支持： 1、二维码导航地图创建
2	机器人 Server配置	支持： 1、机器人参数配置 2、启动系统
3	机器人实时监控	支持： 1、实时状态监控 2、执行任务监控
4	路径自动规划	支持： 1、路径自动规划
5	自动防碰撞	支持： 1、路口交通自动管制 2、追尾碰撞自动管制
6	业务系统对接	支持： 1、 WCS系统 2、 MES系统 3、 WMS系统 4、 ERP系统
7	1+1备份	支持： 1+1主备互为备份，自动切换
8	对外API接口	支持： 1、查询设备状态 2、命令序列下发 3、系统重启

安全保障

机器人系统，具有多方面的安全保障，包括如下部分：
1、防碰撞
障碍物传感器：能检测到AGV小车前进方向0-270°范围内的障碍物（距离0-4M可调可使用软件编写），反应时间小于50ms。
当检测到障碍物时AGV会停止并报警提示要移开障碍物，当障碍物移开后，AGV 小车自动启动。
防撞机构：假如激光障碍传感器失灵，当AGV碰到障碍物时，机械防撞装置启动，AGV会立刻停止不动，当把障碍物移开后，
AGV需要人工启动。机械保护装置有足够的机械强度，小车防撞触发后，不对机构造成任何损伤。
2、急停按钮
AGV系统在突发异常状况下，按下急停开关，AGV会立即停止。
3、声光警示
小车正常行驶过程中，白色灯带打开，醒目美观小车正常行驶过程中，小车伴随悠扬音乐，该功能可选
4、异常保护
出轨保护：AGV控制器实时通过定位相机、编码器、惯导器件判断机器人是否出轨达到阈值，当超过出轨阈值，立即停止AGV。
电机堵转保护：当检测到不明物体缠绕运动部件、阻碍电机正常工作，立即停止所有驱动系统，报警提示。
5、预警
二维码地标异常报警：二维码铺设偏移过大、二维码破损，可能会影响AGV的正常运转，系统报警进行修正。
机械磨损预警：通过对每台AGV上报的能效比进行统计，判断是否机械磨损达到临界值，从而提前提醒维护保养。
6、服务器1+1备份
调度系统为1+1备份冗余，当生产服务器宕机自动切换至备用服务器，任务继续执行。

分类导航

联系我们

咨询热线：

400-775-9009

电话：021-67752755

传真：021-67752755

手机：189-6408-5077

邮编：201600

地址：上海市松江区联营路615号新尚科技园9栋