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頂升搬運機器人成功案例

首頁>成功案例>頂升搬運機器人成功案例 頂升搬運機器人成功案例

頂升搬運機器人成功案例

返回列表發布日期 2021-04-15 05:39:38 瀏覽: 478  作者:admin

概述
    本項目是為減輕作業人員工作強度,提高物流運輸作業能力,規劃對現有的流程進行智能升級,
計劃引入智能搬運設備(背負式AGV),實現廠內物流無人化作業的目的。
    該項目,投入AGV,並配備支架多個(可按照實際方案調整需求數量),以及該項目所需的其
他相應配置(按需配置,包含但不限於配套的係統、服務器等和背負式AGV充電套裝、工作台、
斷電保護電池包、提示作業顯示終端等設備)。項目整體效果要達到設備運行平穩,係統安全
可靠,係統故障率小於1%。

   項目定義為首批樣板工程,所有設備的設計、製作、運輸、保險、卸貨、就位、安裝、調試等
均由bobapp官方下载負責。並且所有的設計需滿足甲方實際需求並符合各項相關的法律、法規和標準。


工作時長與吞吐量:

1、工作時間:工作區單班10小時,測試區雙班10小時;
2、貨物類型:PACK主體、PACK零件;
 3、貨物重量:含料架約1噸,質量不完全均勻分布;
 4、存儲物料尺寸:L2195mm*W1500mm、L2300mmW1500mm、L1751mmW1500mm、
L1985mmW1500mm、L2092mmW1500mm;
 5、料架尺寸:L2500mm*W2100*H800mm;
6、 生產節拍:
  物料 流水線 測試區 出庫滾筒線 吊裝
時間(min/件) 7.5-120 6 6 6  

7、 工作環境:環境溫度:0-40度;環境濕度:50%-98%;要求:AGV小車耐高溫。
8、 作業流程
 



AGV布局圖:


作業流程:

流水線區
1、由AGV在箱體出庫站台和分裝上貨區運送原材料到流水線進行組裝加工;
2、工位加工時間延長貨物,運送至預留位繼續加工,故障品運送至維修區;
3、 組裝完成產品運送至成品放置位;
4、通過人工吊裝,把成品搬至運往測試區的AGV,原AGV進去箱體出庫站台繼續搬運原材料。

 測試區
1、AGV小車將成品運送至測試區進行測試;
2、 電池出現故障,由 近AGV小車將故障電池運行至防爆區,返回待命;
3、測試區保持先進先出的原則,將測試完畢的電池運送至與存儲區交接口;
4、人工吊裝,將電池搬運至運往存儲區的AGV小車,原AGV小車返回交接1處再次運送

存儲區
1、存儲區保持先進先出原則,由AGV將電池運送至出庫區;
2、 空料AGV小車到交接2處對檢測完畢的電池進行搬運。

出庫區:
1、在出庫區,以滾筒線的形式,將電池取出;
2、AGV搬運料架至存儲區再次進行搬運。


單次任務流程:


如上圖所示,ERP/WMS下發任務後,作業流程如下:
WCS拆分任務
 由一台機器人進行單次托盤物料搬運。
 由一台機器人進行先後2次物料搬運。
由兩台機器人並行進行2次物料搬運。
 
單次物料搬運的流程如下
 機器人按照規劃路線前往指定坐標。
 機器人到達指定坐標後,掃描托盤底部條碼,確定與WCS係統通知一致,頂起。
WCS通知機器人目標庫位坐標,機器人根據調度係統規劃的行走路線,前往指定入料庫位。
 機器人放置貨架/托盤後,運行至待命區,等待下一次調度。


設備清單:

序號 類別 名稱 數量
1 AGV機器人核心零部件 TB10M頂升機器人(1000kg) 28
2 自動充電樁 7
3 機器人調度接口 28
4 二維碼(硬質PCV) 2000
  平板 9
5 AGV控製監控定製係統(WCS) 裝車上料區庫位管理 2
6 流水線庫位管理 1
7 交接口1、交界口2庫位管理 1
8 檢測區庫位管理 1
  存儲區庫位管理 1
  出貨區貨位管理 1
  WCS監控係統 1
  MES係統接口對接 1


AGV導航原理:



TB10M機器人,采用視覺二維碼+慣導+編碼器混合導航方式,行駛更精確,更穩定。其中各個模塊
所起的作用如下:
l 視覺二維碼:實際地麵物理坐標參照作用,坐標精度0.1mm,角度精度0.1°
l 編碼器:在無二維碼區域,通過左右輪編碼器計算左右輪的實際位移,計算當前機器人坐標和角度,
引導機器人按照正確的方向和角度行駛,累計精度0.045mm
l 慣導:在無二維碼區域,通過累計加速度計算小車的實際位移,累計精度隨時間漂移,主要在機器
人打滑情況下進行方向和角度的引導作用,精度低於編碼器。


AGV性能指標:


參數 說明
AGV尺寸 980x800x290
搬運方式 頂升式
額定載荷 1000kg
導航方式 二維碼導航
動力電源 48V40AH 鋰離子電池
行駛方式 前進   後退  左轉  右轉
行駛速度 0-60M/min
停車精度 ±5mm
導航精度 ±5mm
續航能力 ≥8小時
報警形式 聲光報警
控製方式 PLC IPC
爬坡能力 3/100
充電方式 離線充電/自動充電
旋轉 360°
底盤 浮動兩輪差速減震
舉升麵積 舉升台麵大於托盤麵70%
速度 0.6~1.5m/s
加速度 ≥0.3m/S²
朝向誤差 ≤±1°
背負式停止誤差 ≤±5mm
電池 鋰電池
電壓 48v
續航 ≥8H
充電時間 ≤3小時
相機像素 130W像素分辨率1024*1276;二維碼損壞15%以內
防靜電 永久防靜電
防腐處理 關鍵零部件熱處理,表麵防腐
耐壓 采用高強度部件,耐壓3.5kg
支撐材料 采用特殊工藝耐磨處理,零部件模塊化,更換容易
線路設計 線路無纏繞,分線設計
外觀 Logo可定製,噴塗材料符合環保要求無滲漏;外觀連接處緊密
電壓顯示報警功能 車體顯示電量;低於閾值自動充電;充電狀態AGV在係統中顯示
AGV具備語音報警功能 語音播放功能
具備車輛狀態顯示功能 AGV處於不同狀態,監控見麵可見
AGV通訊方式 Wifi
急停 急停按鈕、燈帶指示
運行穩定性 交通管製實現所有AGV無碰撞、運行穩定


參數管理係統:

名稱 地址 初始值(十進製) 域說明
AGV_CMD_CANCEL 0xf1008 0 寫1清空當前任務序列,並停止當前執行的任務
FORCE_HOLD 0xf1010 0 1:暫停當前執行的任務
0:取消暫停當前執行的任務
MOVE_HIGH_TAR_SPEED 0xf1014 800 直行 高速度,單位mm
MOVE_LOW_TAR_SPEED 0xf1018 300 直行 低速度,單位mm
TURN_HIGH_TAR_SPEED 0xf101c 350 旋轉 高速度,單位mm
TURN_LOW_TAR_SPEED 0xf1020 200 旋轉 低速度,單位mm
TURN_SPEED_DOWN_POINT 0xf1024   旋轉降速位置,單位:編碼器數量
如果是激光雷達導航方式,為旋轉停止位置
TURN_TAR_DONE_DEG 0xf1028   旋轉提前停止角度,單位度
MOVE_DONE_WAIT_CYCLES 0xf102c   移動停止後的等待時間,單位8ns
MOVE_UP_ACC 0xf1030   移動加速加速度,單位mm/s^2
MOVE_DOWN_ACC 0Xf1034   移動減速度,單位mm/s^2
TURN_UP_ACC 0Xf1038   旋轉加速度
TURN_DOWN_ACC 0xf103c   旋轉減速度
BRAKE_DOWN_ACC 0xf1040   刹車減速度
PWM_LEN_MM 0xf1048   單位pwm脈衝對應的行駛距離,單位:mm*(1/65536)
ACC_TO_DRV_ADJUST_RATIO_COEF 0xf104c   速度加減速跟隨校準係數
BASE_DRV_HIGH_LEVEL_RATIO_INTIAL 0xf1050   行走電機基準初始驅動能力,滿載功率千分比
BASE_DRV_HIGH_LEVEL_RATIO_MAX 0xf1054   行走電機基準 大驅動能力,滿載功率千分比
BASE_DRV_HIGH_LEVEL_RATIO_MIN 0xf1058   行走電機基準 小驅動能力,滿載功率千分比
MOVE_TAR_DONE_PRE 0xf106C 23 直行結束提取刹車距離,單位mm
DOWN_DISTANCE_COEF 0xf1070 20 減速距離係數,單位1/16
MD_DISTANCE_MM 0xf1080 500 MD二維碼間距,單位mm
DIRECT_INV 0xf109c 1 行走電機旋轉反向
ROD_SENSOR0_INV 0xf1200   抬升電機用光電傳感器0有效電平值選擇
ROD_SENSOR1_INV 0xf1204   抬升電機用光電傳感器1有效電平值選擇
ROD_ACT_CMD0_ACT_DIRECT 0xf1208   抬升電機命令0(開蓋)電機旋轉方向選擇
ROD_ACT_CMD0_HALL_NUM 0xf120C   抬升電機命令0 大運轉HALL值數
ROD_ACT_CMD0_PULSE_8NS 0xf1210   抬升電機命令0驅動能力
ROD_ACT_CMD0_STOP_MODE 0xf1250   抬升電機命令0停止條件選擇:
0:電機旋轉一定的hall值後停止
1:電機旋轉一定的hall值後停止 或 傳感器觸發停止條件
ROD_ACT_CMD1_ACT_DIRECT 0xf1218   抬升電機命令1(關蓋)電機旋轉方向選擇
ROD_ACT_CMD1_HALL_NUM 0xf121C   抬升電機命令1 大運轉HALL值數
ROD_ACT_CMD1_PULSE_8NS 0xf1220   抬升電機命令1驅動能力
ROD_ACT_CMD1_STOP_SENSOR_INDEX 0xf1224   抬升電機命令1停止用傳感器選擇:
2:光電/5v傳感器0
3:光電/5v傳感器1
ROD_ACT_CMD1_STOP_MODE 0xf1254   抬升電機命令1停止條件選擇:
0:電機旋轉一定的hall值後停止
1:電機旋轉一定的hall值後停止 或 傳感器觸發停止條件
UP_ADJ_CEN_EN 0xf1234   頂升小車頂升時,是否先校準中心位置
ROD_SENSOR_5V_24V 0xf1248   抬升傳感器的電壓選擇:
0:5v
1:24v
MD_DISTANCE_MM 0xf1300 0 光耦輸出的默認電平值
CAP_TURN_DIRECT_INV 0xF1500   回轉方向選擇,配置值0或1
CAP_LEFT_PWM_NUM 0XF1504   回轉跟隨左輪速度比例:配置值U(6,10)
CAP_TURN_PWM_ADJ_RATIO 0XF1508   回轉校正係數:1~16
CAP_TURN_PWM_NUM 0XF150C   回轉編碼器脈衝上限
CAP_TURN_PWM_RATIO 0XF1510   回轉電機驅動能力的默認值,單位千分之一
OPTO_OUT_SEL 0XF1600   光耦輸出功能選擇:
0:命令序列控製
1:頂升搬運機器人光耦輸出(控製的4個光耦功能分別為:1組藍色光控製,2組黃色轉向燈控製,1組充電開關控製。
BATTERY_CHARGING 0XF1700   充電開關:光耦輸出,電平0/1
cap_turn_en 0X f1520   回轉機構是否啟動:
1:當滿足如下條件是,回轉機構啟動:
a) 當前處於頂升機已經升起狀態
b) AGV進行原地旋轉
0:回轉機構任何情況都不啟動

機器人運轉狀態分析係統:

機器人運轉狀態分析係統,主要完成如下分析:
1、機械損耗分析
2、機械異常分析
3、 運轉能耗分析

 機械損耗分析

通過對每台AGV上報的能效比進行統計,判斷是否機械磨損達到臨界值,從而提前提醒維護保養。其主要分析的信息如下所示:


機械損耗分析信息
項目 說明 信息
LEFT_MOTOR_POWER_RATIO 左輪電機功率 左輪驅動模組是否需要維護
LEFT_MOTOR_SPEED 左輪電機旋轉速度
RIGHT_MOTOR_POWER_RATIO 右輪電機功率 右輪驅動模組是否需要維護
RIGHT _MOTOR_SPEED 右輪電機旋轉速度
UP_MOTOR_POWER_RATIO 頂升電機功率 頂升驅動模組是否需要維護
UP_MOTOR_SPEED 頂升電機頂升速度
TURN_MOTOR_POWER_RATIO 回轉電機功率 回轉驅動模組是否需要維護
TURN_MOTOR_SPEED 回轉電機回轉速度
 
 
 
 機械異常分析
通過對每台AGV上報的堵轉狀態,確定是否有異物卷入運動部件中造成堵轉。

項目 說明 錯誤編號
LEFT_MOTOR_STALL 左輪電機堵轉 0x50
RIGHT_MOTOR_STALL 右輪電機堵轉 0x51
UP_MOTOR_STALL 頂升電機堵轉 0x52
TURN_MOTOR_STALL 回轉電機堵轉 0x53
 


 運轉能耗分析
項目 說明 信息
WALKING_DISTANCE 行走裏程 電池是否需要保養
POWER_RATIO 電池耗電比例


AGV軟件係統調度功能:



序號 功能名稱 功能概述
1 地圖創建 支持:
1、 二維碼導航地圖創建
2 機器人 Server配置 支持:
1、 機器人參數配置
2、 啟動係統
3 機器人實時監控 支持:
1、 實時狀態監控
2、 執行任務監控
4 路徑自動規劃 支持:
1、 路徑自動規劃
5 自動防碰撞 支持:
1、 路口交通自動管製
2、 追尾碰撞自動管製
6 業務係統對接 支持:
1、 WCS係統
2、 MES係統
3、 WMS係統
4、 ERP係統
7 1+1備份 支持:
1+1主備互為備份,自動切換
8 對外API接口 支持:
1、 查詢設備狀態
2、 命令序列下發
3、 係統重啟



安全保障

機器人係統,具有多方麵的安全保障,包括如下部分:
1、防碰撞
 障礙物傳感器:能檢測到AGV小車前進方向0-270°範圍內的障礙物(距離0-4M可調可使用軟件編寫),反應時間小於50ms。
當檢測到障礙物時AGV會停止並報警提示要移開障礙物,當障礙物移開後,AGV 小車自動啟動。
 防撞機構:假如激光障礙傳感器失靈,當AGV碰到障礙物時,機械防撞裝置啟動,AGV會立刻停止不動,當把障礙物移開後,
AGV需要人工啟動。機械保護裝置有足夠的機械強度,小車防撞觸發後,不對機構造成任何損傷。
2、急停按鈕
AGV係統在突發異常狀況下,按下急停開關,AGV會立即停止。
3、聲光警示
小車正常行駛過程中,白色燈帶打開,醒目美觀 小車正常行駛過程中,小車伴隨悠揚音樂,該功能可選
4、 異常保護
 出軌保護:AGV控製器實時通過定位相機、編碼器、慣導器件判斷機器人是否出軌達到閾值,當超過出軌閾值,立即停止AGV。
 電機堵轉保護:當檢測到不明物體纏繞運動部件、阻礙電機正常工作,立即停止所有驅動係統,報警提示。
5、預警
二維碼地標異常報警:二維碼鋪設偏移過大、二維碼破損,可能會影響AGV的正常運轉,係統報警進行修正。
 機械磨損預警:通過對每台AGV上報的能效比進行統計,判斷是否機械磨損達到臨界值,從而提前提醒維護保養。
6、服務器1+1備份
調度係統為1+1備份冗餘,當生產服務器宕機自動切換至備用服務器,任務繼續執行。

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