CN110510309B - 一种码垛机器人路径规划***及规划方法 - Google Patents

一种码垛机器人路径规划***及规划方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110510309B
CN110510309B CN201910711219.5A CN201910711219A CN110510309B CN 110510309 B CN110510309 B CN 110510309B CN 201910711219 A CN201910711219 A CN 201910711219A CN 110510309 B CN110510309 B CN 110510309B
Authority
CN
China
Prior art keywords
robot
palletizing
control terminal
server control
path planning
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201910711219.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110510309A (zh
Inventor
吴超
陈玉振
张洁
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Longhe Intelligent Equipment Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Nanjing Hanmingzhi Intelligent Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nanjing Hanmingzhi Intelligent Technology Co Ltd filed Critical Nanjing Hanmingzhi Intelligent Technology Co Ltd
Priority to CN201910711219.5A priority Critical patent/CN110510309B/zh
Publication of CN110510309A publication Critical patent/CN110510309A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110510309B publication Critical patent/CN110510309B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65G—TRANSPORT OR STORAGE DEVICES, e.g. CONVEYORS FOR LOADING OR TIPPING, SHOP CONVEYOR SYSTEMS OR PNEUMATIC TUBE CONVEYORS
    • B65G1/00—Storing articles, individually or in orderly arrangement, in warehouses or magazines
    • B65G1/02—Storage devices
    • B65G1/04—Storage devices mechanical
    • B65G1/0407—Storage devices mechanical using stacker cranes
    • B65G1/0428—Transfer means for the stacker crane between the alleys
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65G—TRANSPORT OR STORAGE DEVICES, e.g. CONVEYORS FOR LOADING OR TIPPING, SHOP CONVEYOR SYSTEMS OR PNEUMATIC TUBE CONVEYORS
    • B65G1/00—Storing articles, individually or in orderly arrangement, in warehouses or magazines
    • B65G1/02—Storage devices
    • B65G1/04—Storage devices mechanical
    • B65G1/137—Storage devices mechanical with arrangements or automatic control means for selecting which articles are to be removed
    • B65G1/1373—Storage devices mechanical with arrangements or automatic control means for selecting which articles are to be removed for fulfilling orders in warehouses
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65G—TRANSPORT OR STORAGE DEVICES, e.g. CONVEYORS FOR LOADING OR TIPPING, SHOP CONVEYOR SYSTEMS OR PNEUMATIC TUBE CONVEYORS
    • B65G35/00—Mechanical conveyors not otherwise provided for
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65G—TRANSPORT OR STORAGE DEVICES, e.g. CONVEYORS FOR LOADING OR TIPPING, SHOP CONVEYOR SYSTEMS OR PNEUMATIC TUBE CONVEYORS
    • B65G43/00—Control devices, e.g. for safety, warning or fault-correcting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65G—TRANSPORT OR STORAGE DEVICES, e.g. CONVEYORS FOR LOADING OR TIPPING, SHOP CONVEYOR SYSTEMS OR PNEUMATIC TUBE CONVEYORS
    • B65G61/00—Use of pick-up or transfer devices or of manipulators for stacking or de-stacking articles not otherwise provided for
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40—Engine management systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manipulator (AREA)
  • General Factory Administration (AREA)

Abstract

本发明公开了一种码垛机器人路径规划***及规划方法，包括：服务器控制终端，通过无线传输协议与服务器控制终端通信的码垛机器人，以及通过无线传输协议与服务器控制终端变轨伺服机构。服务器控制终端中设有机器人路径规划模型和路径检测模块。所述码垛机器人上设***垛信息识别装置和控制器；所述控制器可根据码垛信息识别装置反馈的信息和机器人运行的速度和状态，自动计算产品完成时间和剩余工作时间。本发明通过无线传输将服务器控制终端与码垛机器人和变轨伺服机构联合为一个完整的数据模型结构，将码垛机器人作业时间转化为可量化的数据并入机器人路径规划的全局变量中，便于提高服务器控制终端路径规划模型策略优化。

Description

一种码垛机器人路径规划***及规划方法
技术领域
本发明属于工业设备领域，尤其是一种码垛机器人路径规划***及规划方法。
背景技术
在产品种类的大型码垛车间中，往往设有多个码垛堆，传统的车间通常采用人工遥控机器人在多工位上进行拆垛，由于机器人成本昂贵，不可能每一工位都会配置专门的拆垛机器人且码垛机器人群体的路径通常根据工作人员上料或者工位等待时间结构拆垛指令，上料搬运和工位等待的时间往往是人工控制或传感器信号控制，并行传送的信号和人工控制往往在时间控制上出现差错，从而造成码垛机器人群体路径规划絮乱，无法将行走路径最优化。
发明内容
发明目的：提供一种码垛机器人路径规划***及规划方法，以解决现有技术存在的上述问题。
技术方案：一种码垛机器人路径规划***，包括：服务器控制终端，通过无线传输协议与服务器控制终端通信的码垛机器人，以及通过无线传输协议与服务器控制终端变轨伺服机构；
所述服务器控制终端中设有机器人路径规划模型和路径检测模块。
在进一步的实施例中，所述码垛机器人包括安装在车轨上的行走机构，设在行走机构顶部的码垛机械臂。
在进一步的实施例中，所述码垛机械臂的一端设***垛信息识别装置，所述识别装置可通过机器人上的识别扫描装置识别码垛上的产品信息，所述产品信息中包括码垛堆的数量、种类和尺寸。
在进一步的实施例中，所述码垛机器人上设有控制器，所述控制器通过通信模块，能够与服务器控制终端进行通信，所述控制器中设有二种工作模式，所述二种工作模式包括：工作准备状态和工作中状态，所述工作模式的切换根据控制器有无接收到任务而定，所述控制器可根据码垛信息识别装置反馈的信息和机器人运行的速度和状态，自动计算产品完成时间和剩余工作时间。
在进一步的实施例中，所述变轨伺服机构中包括：设在车轨交叉处的变更机构，和传动连接变更机构的多个伺服电机，变轨伺服机构中的伺服电机设有无线信号接收模块，服务器控制终端通过无线网向伺服电机发送控制命令。
在进一步的实施例中，所述路径检测模块包括：与设在码垛机器人上的超声波避障装置和摄像装置对应的获取单元，以及设在车轨一侧的多个光栅定位元件。
在进一步的实施例中，所述路径规划模型为计算机编程的二维结构数组设为MinK=[x+y…+Mj]，x=y=n,n为变轨机构的节点数，M为码垛机器人停靠点，j为每个停靠点的编号，两个节点中有一车轨路径L连接，因此可知车轨路径L的第一节点为I，第二节点为J；
同时约束条件为L大于等于0；码垛机器人中的变量A（n）和T（n），A（n）为任务排队量，T（n）为剩余工作时间；从而进行优化计算出最优路线选择。
在进一步的实施例中，包括如下步骤：
S1、开启服务器控制终端，并在服务器控制终端将每一处变轨伺服机构作为一个节点且每个节点在无线网中都有唯一的编号；并对所有节点进行初步调试，保证每一个变轨伺服机构正常运行；
S2、服务器控制终端历遍查询无线网络中的所***垛机器人工作状态，依次将码垛任务指派给工作准备状态中的码垛机器人，工作准备状态的中的机器人分配饱和后，再以剩余工作时间的长短进行优先次序排队分派；
S3、接收到任务的码垛机器人，查看自身工作模式，工作准备状态中的码垛机器人直接根据服务器控制终端制定的最优路线前往Mj停靠点，工作中状态将任务存储至数据库中排队等待，当前任务完成后切换工作准备状态，接收或进行排队任务时再次切换工作中状态。
有益效果： 本发明相对于现有技术，通过无线传输将服务器控制终端与码垛机器人和变轨伺服机构联合为一个完整的数据模型结构，将码垛机器人作业时间转化为可量化的数据并入机器人路径规划的全局变量中，便于提高服务器控制终端路径规划模型策略优化。其次路径检测模块可以辅助机器人和变轨机构及时应对突发状况使其满足优化策略的及时性。
附图说明
图1是本发明工作原理图。
图2是本发明路径规划节点表。
图3是本发明码垛机器人的结构示意图。
图4是本发明码垛车间、车轨和码垛机器人的结构示意图。
附图标记为：码垛机器人1、行走机构10、码垛机械臂11、停靠点2、车轨3。
具体实施方式
在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
申请人发现现有的车间生产中的码垛工业机器人在运行过程中需要人工控制和传感器感应获取接收任务的指令，当在多工位生产车间中，多个工位的等待信号同时并行传送至控制中心，常常造成机器人在行走路线上出现排位错乱，致使部分机器人需要重新进行路径规划，造成拆垛等待时间的延长，无法灵活地应用在种类复杂的码垛车间中，和无法提高生产效率。
本发明在满足传统码垛机器人与工位一对多或多对多的基础上，发明最优路径规划***，使其码垛机器人群体实时根据全局变量更新最优路径规划。
如图1至图4所示的一种码垛机器人1路径规划***，包括：服务器控制终端，通过无线传输协议与服务器控制终端通信的码垛机器人1，以及通过无线传输协议与服务器控制终端变轨伺服机构。
其中，服务器控制终端中设有机器人路径规划模型和路径检测模块。码垛机器人1包括行走机构10、码垛机械臂11。所述码垛机器人1行走机构10中的行走轮卡接在车轨3中，每个工位前的均对应一个停靠点2，所述多工位车间中停靠点2为多个，在路径规划模型中的编号为M1至Ms，s为工位的数量。
所述码垛机械臂11的一端设***垛信息识别装置，所述识别装置可通过机器人上的识别扫描装置识别码垛上的产品信息，所述产品信息中包括码垛堆的数量、种类和尺寸。码垛机器人1数据库中存储根据产品尺寸切换的工作程序，码垛机器人1可根据识别装置检测的信息与数据库中的工作程序匹配，从而灵活的根据产品种类完成拆垛和装垛作业。
码垛机器人1上设有控制器，所述控制器通过通信模块，能够与服务器控制终端进行通信，所述控制器中设有二种工作模式，所述二种工作模式包括：工作准备状态和工作中状态，所述工作模式的切换根据控制器有无接收到任务而定，所述控制器可根据码垛信息识别装置反馈的信息和机器人运行的速度和状态，自动计算产品完成时间和剩余工作时间，集中机器人的碎片化时间，进一步缩短机器人延迟等待时间。
所述变轨伺服机构中包括：设在车轨3交叉处的变更机构，和传动连接变更机构的多个伺服电机，变轨伺服机构中的伺服电机设有无线信号接收模块，服务器控制终端通过无线网向伺服电机发送控制命令，对行驶到变更机构处的机器人进行方向的控制，使其行驶到对应的路径上。
所述路径检测模块包括：与设在码垛机器人1上的超声波避障装置和摄像装置对应的获取单元，以及设在车轨3一侧的多个光栅定位元件，光栅定位元件能够对码垛机器人1的方向和位置进行精确定位，能够更好的与变轨伺服机构配合。超声波避障装置可提前检测到车轨3上的障碍物和其它机器人，避免行走过程中发生碰撞，造成机器的损坏。
路径规划模型为计算机编程的二维结构数组设为MinK=[x+y…+Mj]，x=y=n,n为变轨机构的节点数，M为码垛机器人1停靠的终点，停靠终点为多个且在无线网中有固定的编号，j为每个终点的编号，两个节点中有一车轨3路径L连接，因此可知车轨3路径L的第一节点为I，第二节点为J；如图2所示路径规划节点表，该数据结构占有的计算机存储空间。
同时约束条件为L大于等于0；码垛机器人1中的变量A（n）和T（n），A（n）为任务排队量，T（n）为剩余工作时间；从而进行优化计算出最优路线选择。
工作原理如下：开启服务器控制终端，并在服务器控制终端将每一处变轨伺服机构作为一个节点且每个节点在无线网中都有唯一的编号；并对所有节点进行初步调试，保证每一个变轨伺服机构正常运行；服务器控制终端历遍查询无线网络中的所***垛机器人1工作状态，依次将码垛任务指派给工作准备状态中的码垛机器人1，工作准备状态的中的机器人分配饱和后，再以剩余工作时间的长短进行优先次序排队分派；接收到任务的码垛机器人1，查看自身工作模式，工作准备状态中的码垛机器人1直接根据服务器控制终端制定的最优路线前往Mj点，工作中状态将任务存储至数据库中排队等待，当前任务完成后切换工作准备状态，接收或进行排队任务时再次切换工作中状态。
本发明无线传输将服务器控制终端与码垛机器人1和变轨伺服机构联合为一个完整的数据模型结构，将码垛机器人1作业时间转化为可量化的数据并入机器人路径规划的全局变量中，便于提高服务器控制终端路径规划模型策略优化。其次路径检测模块可以辅助机器人和变轨机构及时应对突发状况使其满足优化策略的及时性。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种等同变换，这些等同变换均属于本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种码垛机器人路径规划***，其特征在于，包括：服务器控制终端，通过无线传输协议与服务器控制终端通信的码垛机器人，以及通过无线传输协议与服务器控制终端通信的变轨伺服机构；
所述服务器控制终端中设有机器人路径规划模型和路径检测模块；
所述码垛机器人上设有控制器，所述控制器通过通信模块能够与服务器控制终端进行通信，所述控制器中设有二种工作模式，所述二种工作模式包括：工作准备状态和工作中状态，所述工作模式的切换根据控制器有无接收到任务而定，所述控制器可根据码垛信息识别装置反馈的信息和机器人运行的速度和状态，自动计算产品完成时间和剩余工作时间；
所述变轨伺服机构中包括：设在车轨交叉处的变更机构，和传动连接变更机构的多个伺服电机，变轨伺服机构中的伺服电机设有无线信号接收模块，服务器控制终端通过无线网向伺服电机发送控制命令；
所述路径检测模块包括：与设在码垛机器人上的超声波避障装置和摄像装置对应的获取单元，以及设在车轨一侧的多个光栅定位元件；
所述码垛机器人包括安装在车轨上的行走机构，设在行走机构顶部的码垛机械臂；
所述码垛机械臂的一端设***垛信息识别装置，所述识别装置可通过码垛机器人上的识别扫描装置识别码垛堆上的产品信息，所述产品信息中包括码垛堆的数量、种类和尺寸；
所述码垛机器人路径规划模型为计算机编程的二维结构数组，该二维结构数组设为MinK=[x+y…+Mj]，x=y=n，n为变轨机构的节点数，M为码垛机器人停靠的停靠点，j为每个停靠点的编号，两个节点中有一车轨路径L连接，因此可知车轨路径L的第一节点为I，第二节点为J；
同时约束条件为L大于等于0；码垛机器人中的变量A（n）和T（n），A（n）为任务排队量，T（n）为剩余工作时间；从而进行优化计算出最优路线选择；
该码垛机器人路径规划***的路径规划方法包括如下步骤：
S1、开启服务器控制终端，并在服务器控制终端将每一处变轨伺服机构作为一个节点且每个节点在无线网中都有唯一的编号；并对所有节点进行初步调试，保证每一个变轨伺服机构正常运行；
S2、服务器控制终端历遍查询无线网中的所***垛机器人的工作状态，依次将码垛任务指派给工作准备状态中的码垛机器人，工作准备状态中的码垛机器人分配饱和后，再以剩余工作时间的长短进行优先次序排队分配；
S3、接收到任务的码垛机器人，查看自身工作模式，工作准备状态中的码垛机器人直接根据服务器控制终端制定的最优路线前往Mj点，工作中状态的码垛机器人将任务存储至数据库中排队等待，当前任务完成后切换为工作准备状态，接收或进行排队任务时再次切换为工作中状态。
CN201910711219.5A 2019-08-02 2019-08-02 一种码垛机器人路径规划***及规划方法 Active CN110510309B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910711219.5A CN110510309B (zh) 2019-08-02 2019-08-02 一种码垛机器人路径规划***及规划方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910711219.5A CN110510309B (zh) 2019-08-02 2019-08-02 一种码垛机器人路径规划***及规划方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110510309A CN110510309A (zh) 2019-11-29
CN110510309B true CN110510309B (zh) 2021-07-27

Family

ID=68624032

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910711219.5A Active CN110510309B (zh) 2019-08-02 2019-08-02 一种码垛机器人路径规划***及规划方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110510309B (zh)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111605939A (zh) * 2020-04-10 2020-09-01 广州创显科教股份有限公司 一种基于人工智能的成品入库用库位调控***
CN111960122A (zh) * 2020-08-25 2020-11-20 芜湖志光机械有限公司 一种用于汽车配件装车的坐标机器人码垛***及其方法
CN113173428B (zh) * 2021-03-15 2022-08-05 青岛港董家口矿石码头有限公司 一种基于知识推理的散货码头堆场规划利用方法
IT202100017825A1 (it) * 2021-07-06 2023-01-06 Scm Group Spa Sistema per la movimentazione di pannelli o pezzi simili.
CN114044369B (zh) * 2021-11-05 2023-04-11 江苏昱博自动化设备有限公司 一种基于自适应巡航技术的码垛机械手的控制方法
CN115593839B (zh) * 2022-12-15 2023-03-10 成都工业职业技术学院 一种物料搬运机器人及其控制方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3969334B2 (ja) * 2003-04-04 2007-09-05 株式会社ダイフク 物品の積付方法
JP4306723B2 (ja) * 2006-12-15 2009-08-05 村田機械株式会社 搬送台車システム
US9884719B2 (en) * 2014-12-12 2018-02-06 Symbotic, LLC Storage and retrieval system
CN105059811B (zh) * 2015-07-27 2017-12-26 南京航空航天大学 一种仓储***及其控制方法
US9984339B2 (en) * 2016-08-23 2018-05-29 X Development Llc Autonomous shuffling of pallets of items in a warehouse
CN106483943B (zh) * 2016-10-13 2019-05-03 北京京东尚科信息技术有限公司 机器人的调度方法、装置以及计算机可读存储介质
CN107878990B (zh) * 2017-12-11 2023-08-01 上海诺亚木木机器人科技有限公司 一种货物配送管理方法、***、服务器及送货机器人

Also Published As

Publication number Publication date
CN110510309A (zh) 2019-11-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110510309B (zh) 一种码垛机器人路径规划***及规划方法
CN108638066B (zh) 一种用于机器人的传送带同步跟踪的装置、方法及***
CN106940561B (zh) 一种集装箱装卸用移动机器人控制***
CN205888700U (zh) 一种具有精准定位功能的机器人上下料***
US11846952B2 (en) Mobile robot platoon driving system and control method thereof
US20220080601A1 (en) Machine control via wireless communication
CN110308730A (zh) 一种多机器人协调控制***
CN105388849A (zh) I/o控制***
CN110515358B (zh) 基于一体化控制器的自动化产线并行控制***的控制方法
CN212009383U (zh) 一种光伏组件分档***
CN109951114A (zh) 一种控制多轴伺服电机的控制***
CN112975057B (zh) 一种深熔弧焊机无线控制***
CN108067770B (zh) 一种面向汽车顶盖焊装生产线多任务机器人协调调度方法
CN111300409A (zh) 一种工业机器人路径规划方法
CN110509299B (zh) 一种车间码垛控制***及控制方法
CN203095048U (zh) 自动物料搬运装置
CN116079710A (zh) 自动化生产线机器人plc控制***及方法
CN113414513B (zh) 一种agv牵引夹具前围柔性焊装线调度方法及***
CN215091275U (zh) 半挂车龙门架生产线
CN113219974A (zh) 自动导航机器人多机避障方法、***、介质及设备
CN212399574U (zh) 一种基于机器人的车身自动转挂***
CN111062643A (zh) 一种上位机下单自动通讯排单***
CN111766854A (zh) 用于agv协同搬运的控制***和控制方法
CN109014637A (zh) 往复式白车身搬运方法
JP2625403B2 (ja) 自動生産システム

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
TA01 Transfer of patent application right
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20210709

Address after: No. 266 Chuangyan Road, Qilin High-tech Industrial Development Zone, Jiangning District, Nanjing City, Jiangsu Province, 211100

Applicant after: NANJING HANMINGZHI INTELLIGENT TECHNOLOGY Co.,Ltd.

Address before: 210000 300 Chi Hui Road, Qilin science and Technology Innovation Park, Jiangning District, Nanjing, Jiangsu

Applicant before: NANJING BOYO INTELLIGENT TECHNOLOGY Co.,Ltd.

GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20230619

Address after: No. 9 Huanyuan Road, Gaopi Town, Yongding District, Longyan City, Fujian Province, 364101

Patentee after: LONGHE INTELLIGENT EQUIPMENT MANUFACTURING Co.,Ltd.

Address before: No. 266 Chuangyan Road, Qilin High-tech Industrial Development Zone, Jiangning District, Nanjing City, Jiangsu Province, 211100

Patentee before: NANJING HANMINGZHI INTELLIGENT TECHNOLOGY Co.,Ltd.