CN210654757U - 一种物料智能配送*** - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种物料智能配送***，包括仓库、4个工位、第一机械手、第二机械手、第三机械手、AGV小车、AGV小车移动轨道、第一机械手移动轨道，其中4个工位分别为打印图案及二维码工位、录入信息工位、检查图案及二维码工位、产品打包工位，所述打印图案及二维码工位和产品打包工位设置在AGV小车移动轨道的一侧，所述录入信息工位和检查图案及二维码工位设置在AGV小车移动轨道的另一侧，AGV小车移动轨道位于第一机械手移动轨道的一侧，仓库位于第一机械手移动轨道的另一侧，所述第一机械手位于第一机械手移动轨道上并能够在第一机械手移动轨道上移动。本实用新型能够实现物料配送的自动化、可控化和数据化。

Description

一种物料智能配送***

技术领域

本实用新型属于物流仓储运输技术领域，具体涉及一种物料智能配送***。

背景技术

国外物料配送业的发展，主要以发达国家的物料配送为例，包括美国、日本以及欧洲各国。总结他们的变革及发展之路，都是建立在技术革新的基础上，依托现代化的科学技术应用于物料配送领域，摒弃了传统的物料配送模式，建立了现代化的物料配送。

美国物料行业进行了很多革新。一是将老式的仓库升级为现代化的配送中心；二是引进计算机网络进行管理，对装卸货物、搬运、保管等进行规范化操作，提高了效率；三是拓展新的运营模式，由连锁店共同组成配送中心，促进了整体的效益增长。日本的物料配送具有以下特点：第一，分销渠道发达；第二，物料配送频繁；第三，物料配送的混载化和共同化。欧洲的物料配送也有其明显的特点，尤其是德国。他们的配送方式是根据客户的要求来的，客户将订货需求传达给配送企业，配送企业在配送中心将货物进行分拣、配货，然后将配好的货物配送给客户。

相比之下，我国物料配送发展起步较晚，在互联网尤其是电子商务取得了较大的发展之后，才带动了我国现代物料配送业快速发展。我国目前配送中心的现状是很多作业都处于半人工化状态，有些环节比如装卸实现了机械化，但是还没有实现智能化，对于一些现代化技术旳应用比较少。很多配送中心还没有实现信息化管理，对于计算机的应用比较局限，很多***决策的问题，比如配送中心选址、配送路径优化等核心的***还没有建立，造成了目前对于物料配送过程的监督管理、问题决策等问题无法有效的解决。

现在国内某些大型物流及快递公司已经开始研究落实物联网物料配送，与传统的物料配送方式相比，显然在大幅度提高生产效率的同时降低了人力成本。但是物联网这一观念引入国内的时间不长，在这一领域我国研究的深度、广度仍有很大的提高空间。本实用新型希望通过对多个硬件模块的集成，提高物联网技术在物料配送领域的研究与使用价值，从而进一步增加生产效益。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是，针对现有技术的上述缺陷，提出一种物料智能配送***。

实现本实用新型目的的技术解决方案为：一种物料智能配送***，包括仓库、 4个工位、第一机械手、第二机械手、第三机械手、AGV小车、AGV小车移动轨道、第一机械手移动轨道，其中4个工位分别为打印图案及二维码工位、录入信息工位、检查图案及二维码工位、产品打包工位，所述打印图案及二维码工位和产品打包工位设置在AGV小车移动轨道的一侧，所述录入信息工位和检查图案及二维码工位设置在AGV小车移动轨道的另一侧，所述第二机械手位于所述打印图案及二维码工位和产品打包工位之间，所述第三机械手位于所述录入信息工位和检查图案及二维码工位之间，AGV小车移动轨道位于第一机械手移动轨道的一侧，仓库位于第一机械手移动轨道的另一侧，所述第一机械手位于第一机械手移动轨道上并能够在第一机械手移动轨道上移动。

进一步地，所述打印图案及二维码工位包括自动喷码机。

进一步地，所述录入信息工位包括RFID读写器。

进一步地，所述检查图案及二维码工位包括视觉检测仪、二维码检测扫描仪和物料报废区。

进一步地，所述产品打包工位包括打包机和物料存放区。

进一步地，所述AGV小车包括车体、位于所述车体底部的车轮、位于车体上的液晶显示屏、电池盒、开发板、高清摄像头、循迹模块、驱动电机、位于车体上部的升降式托盘。

进一步地，所述车轮为麦克纳姆轮，数量为4个。

本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型能够实现物料配送的自动化、可控化和数据化，从而解决传统工业中物料配送信息不流通、生产非自动带来的低效和危险、数据闭塞和生产过程不可查问题以及现在企业的管理与控制层面上无法实现集成化、统一化管理的问题，给现阶段的车间生产提供参考，***适用性广，集成度高，具有极高的推广价值。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本实用新型还有其它的目的、特征和优点。下面将参照附图，对本实用新型作进一步详细的说明。

附图说明

图1为本实用新型物料智能配送***构成图。

图2为AGV小车构成图。

具体实施方式

下面结合说明书附图，对本实用新型作进一步的说明。

结合图1，一种物料智能配送***，包括仓库1、4个工位、第一机械手2、第二机械手7、第三机械手9、AGV小车4、AGV小车移动轨道5、第一机械手移动轨道3，其中4个工位分别为打印图案及二维码工位、录入信息工位、检查图案及二维码工位、产品打包工位，所述打印图案及二维码工位和产品打包工位设置在AGV小车移动轨道5的一侧，所述录入信息工位和检查图案及二维码工位设置在AGV小车移动轨道5的另一侧，所述第二机械手7位于所述打印图案及二维码工位和产品打包工位之间，所述第三机械手9位于所述录入信息工位和检查图案及二维码工位之间，AGV小车移动轨道5位于第一机械手移动轨道3的一侧，仓库1位于第一机械手移动轨道3的另一侧，所述第一机械手2位于第一机械手移动轨道3上并能够在第一机械手移动轨道3上移动。

下面具体介绍4个工位：

(1)打印图案及二维码工位(1号工位)

由仓库1旁的机械手移动轨道3上的机械手2将物料从AGV小车4上的托盘19抓取，放置在打印图案及二维码工位上。使用溯码型号SC128全自动喷码机6先对物料进行图案喷涂操作，再对物料进行二维码打印操作。该操作的图案及二维码信息由喷码机连接的电脑提供。

(2)录入信息工位(2号工位)

通过录入信息工位旁的机械手9将AGV小车托盘19上已经完成图案及二维码喷涂操作的物料放置于录入信息工位。该工位采用型号为YMC150-A12的高频RFID读写器8，工作电压为5V；通信接口为RS485；工作频率为13.56MHZ；通过DT-5019型号的USB转RS485转换线连接至上位机，进行数据的收发。使用RFID读写器8对物料进行相应信息的录入，并保证工作范围在100mm内，在信息录入完成后，再次使用RFID读写器8对物料中的信息进行读取操作，检查信息的正确性。若录入的信息正确，则通过机械手9进行下料操作至AGV 小车4；若发现信息错误，则对信息进行修正。

(3)检查图案及二维码工位(3号工位)

使用机械手9将AGV小车4上的物料抓取并放置于检查图案及二维码工位上。首先通过型号为OSM-4A50S的视觉检测仪10对物料进行字符、图案、长线条、污点与划痕等视觉检测。若物料的被加工表面存在缺陷，视觉检测仪10可根据物料的缺陷与周围的浓淡差进行着色显示，将真正要检测的位置与背景区分，直观地呈现不同程度的差异；进行瑕疵和污点检测时，还可筛选出大小、浓度、形状、个数等需要检测的缺陷。物料完成视觉检测后，使用型号为 XaminerElite的二维码检测扫描仪11对物料表面的二维码进行扫码检测，若物料的检测结果为不合格，二维码检测扫描仪则会进行错误报警。通过机械手9将经图案及二维码检测后不合格的物料放置于报废区12，等待处理。

(4)产品打包工位(4号工位)

用机械手7将检测合格的物料从AGV小车4上抓取并放置在产品打包工位的物料存放区14。当合格的物料数量满足打包要求时，利用YY-008型号的打包机13对物料进行打包捆绑操作，该设备使用220V电源和直流马达进行工作，打包速度达到1.5s/道，利用单片机控制整个打包动作，打包机13的机芯装有感应开关，机械手7将打包带***感应口，***即可迅速进入工作模式，当完成一个工作循环后，自动停机。

AGV小车的结构如图2所示。以车体16为机体，先将驱动电机23安装在车体底板上以驱动AGV行驶。车体下方安装四个麦克纳姆轮15，此结构的作用是保证小车在行驶时无需转向即可向任意方向行驶。车体上方电池盒18，以提供电源，同时安装有STM32F103RCT6开发板。该开发板由驱动模块、Wi-Fi模块、控制主板组成，保证AGV按要求运行，并与***实时交互，驱动模块芯片为L298，支持PWM调速，是一种双H桥电机驱动芯片，其中每个H桥可以提供2A的电流，功率部分的供电电压范围是2.5-48V，Wi-Fi模块ATK-ESP8266采用IEEE802.11b 标准，通过AP模式连入Wi-Fi；控制主板即STM32F103RCT6，速度为72MHz。模块上方安装摄像头21，反馈AGV小车的动态。为实现物料的搬运，AGV车体上方应配备一升降台式托盘19，此托盘下方固连在AGV车体，根据实际加工需要可以调整其高度，以配合机械手的夹取与装放。底板前端安装循迹模块22，该循迹模块为TCRT5000，主要由红外发射二极管、光敏三极管与指示二极管组成。 TCRT5000传感器的红外发射二极管不断发射红外线，当发射出的红外线没有被反射回来或被反射回来但强度不够大时，光敏三极管一直处于关断状态，此时模块的输出端为低电平，指示二极管一直处于熄灭状态；被检测物体出现在检测范围内时，红外线被反射回来且强度足够大，光敏三极管饱和，此时模块的输出端为高电平，指示二极管被点亮。安装时，将循迹模块的前端指向小车前进方向即可循迹行驶。此模块应用光电感应原理，精度高，可调性强。车体侧面设置一块液晶显示屏17，用于动态显示AGV的位置、物料加工情况、加工批量等。通过九个硬件的配合，AGV得以正常工作。

AGV小车在本***中的工作原理为：

AGV的运行由输入在开发板20中的程序实现，由Wi-Fi将总台发出的信号传达给小车。小车通过底板循迹模块22对地面上涂设的条带状路标进行识别，根据信号要求选择最佳方案，达到快速精准配送物料的要求。

小车行驶过程中，自动停留在相应的工位处，等待***发出信号后继续出发。到达指定位置后，与预先布置在物料设备的RFID读写器进行对接，从而进行物料的上料与下料。与此同时，Wi-Fi信号环境下工作的小车与平台实时互动，动态反馈AGV小车的运动状况(同时确定物料的位置)。当小车执行完任务之后，将返回起点待命。

如图2所示，本***在正常运转时，打开电池盒18上的开关，AGV小车得到供电进入待命状态，托盘19升高到适宜高度。机械手在仓库处取出物料放置于托盘19上，通过Wi-Fi环境给AGV小车下达指令，AGV小车通过开发板 20规划行驶路线。路线规划完毕后，电机23在开发板20的驱动作用下开始运转，驱动麦克纳姆轮15转动。小车在循迹模块22的作用下沿着预先布置好的轨迹行驶。当AGV到达指定的工位处停下时。机械手将托盘19上的物料取出放置于工位上进行加工，而此时小车在工位旁等待。待加工完毕后，机械手再将工位上加工完毕的工件放置在托盘19上。开发板20上的Wi-Fi模块接收到信号后，小车继续行驶至下一个工位，以此类推。AGV每个物料运输周期行驶的轨迹为沿1号工位到2号工位，再原路返回，直到4号工位。等到所有工序加工完毕后，AGV小车将物料运输出加工车间或存放于仓库，并在仓库附近待命，等待下一次加工流程。高清摄像头21清晰完整地记录整个加工流程，供使用者实时监控，发现生产中可能存在的问题。液晶显示屏17在每个AGV小车的搬运周期中实时显示AGV小车的位置、所搬运的物料信息、耗时等，与生产者进行实时交互。当AGV没有搬运任务时，AGV可以移动到充电站进行充电，实现资源利用率的最大化。

麦克纳姆轮的工作原理为：

麦克纳姆轮简称“麦轮”。是一种可以进行全方位任意移动的轮子。它由轮毂和围绕轮毂的辊子组合而成,同时麦克纳姆轮得辊子轴线与轮毂轴线成45°夹角。辊子是在轮毂的轮缘上斜向分布着的小轮子,是保证轮子可以横向滑移的关键原因。当轮子绕着固定的轮心轴转动得时候,各个小滚子的包络线会为圆柱面,所以该轮能够连续地向前滚动。由四个这种轮加以组合，便可使设备实现任意方位移动的功能。麦克纳姆轮有着互为镜像关系的AB轮,如果A轮可以向斜向左前方、右后方运动，那么B轮就会向斜向右前方以及左后方移动。

本实用新型物料智能配送***的工作流程为：

机械手2从仓库1取出物料，并沿机械手轨道3将物料放置于AGV小车4 上。小车沿轨道5行驶至打印图案及二维码工位，机械手7进行上料操作，打印机6将图片及二维码喷涂于物料表面，机械手7进行下料操作至AGV小车。小车按照***指令，搬运物料至录入信息工位，机械手上料后通过RFID高频读写器录入相应信息至物料，机械手下料至AGV小车；小车通过顶部的托盘19 运输物料到达检查图案及二维码工位，机械手上料，物料依此通过视觉检测仪 10、扫码枪11检查此前的图案与二维码喷涂是否合格，检测结果为合格则机械手下料，若不合格则通过机械手将物料送至报废区12等待回收；小车运送物料至产品打包工位，机械手上料后，将产品放置于存放区14，待合格的成品数量满足打包要求时，使用打包机13对产品进行打包，机械手下料至AGV小车4，小车运送物料至仓库，由仓库机械手2进行入库操作。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种物料智能配送***，其特征在于，包括仓库(1)、4个工位、第一机械手(2)、第二机械手(7)、第三机械手(9)、AGV小车(4)、AGV小车移动轨道(5)、第一机械手移动轨道(3)，其中4个工位分别为打印图案及二维码工位、录入信息工位、检查图案及二维码工位、产品打包工位，所述打印图案及二维码工位和产品打包工位设置在AGV小车移动轨道(5)的一侧，所述录入信息工位和检查图案及二维码工位设置在AGV小车移动轨道(5)的另一侧，所述第二机械手(7)位于所述打印图案及二维码工位和产品打包工位之间，所述第三机械手(9)位于所述录入信息工位和检查图案及二维码工位之间，AGV小车移动轨道(5)位于第一机械手移动轨道(3)的一侧，仓库(1)位于第一机械手移动轨道(3)的另一侧，所述第一机械手(2)位于第一机械手移动轨道(3)上并能够在第一机械手移动轨道(3)上移动。

2.根据权利要求1所述的物料智能配送***，其特征在于，所述打印图案及二维码工位包括自动喷码机。

3.根据权利要求1所述的物料智能配送***，其特征在于，所述录入信息工位包括RFID读写器。

4.根据权利要求1所述的物料智能配送***，其特征在于，所述检查图案及二维码工位包括视觉检测仪(10)、二维码检测扫描仪(11)和物料报废区(12)。

5.根据权利要求1所述的物料智能配送***，其特征在于，所述产品打包工位包括打包机(13)和物料存放区(14)。

6.根据权利要求1-5任一项所述的物料智能配送***，其特征在于，所述AGV小车(4)包括车体(16)、位于所述车体(16)底部的车轮(15)、位于车体(16)上的液晶显示屏(17)、电池盒(18)、开发板(20)、高清摄像头(21)、循迹模块(22)、驱动电机(23)、位于车体(16)上部的升降式托盘(19)。

7.根据权利要求6所述的物料智能配送***，其特征在于，所述车轮(15)为麦克纳姆轮，数量为4个。

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