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CN106843218A - 车间用自动导引装置调度方法 - Google Patents

车间用自动导引装置调度方法 Download PDF

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CN106843218A CN201710083784.2A CN201710083784A CN106843218A CN 106843218 A CN106843218 A CN 106843218A CN 201710083784 A CN201710083784 A CN 201710083784A CN 106843218 A CN106843218 A CN 106843218A
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魏国亮
宋凯旋
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Abstract

本发明涉及一种车间用自动导引装置调度方法，包括车间、自动导引装置AGV、无线通讯模块、上位机；车间的内部地面上贴有色带作为轨道，色带两侧工位处设置有RFID标签卡，AGV左侧安装有RFID标签阅读器，AGV车载控制器与上位机连接；当某个工位需要AGV时，上位机呼叫信号通过无线通讯模块被传到车载控制器模块。车载控制器模块接收到呼叫信号后控制AGV运动至呼叫工位处；车载控制器模块给上位机发送位置信号后在上位机上显示出AGV的位置；本发明能够灵活调度多个AGV，避免AGV相互碰撞，在实际使用时，只需少量人员便可完成货物的运输，降低成本，提高了工作效率，提高了市场竞争力，通用性强，适用于多种类型的车间包装系统。

Description

车间用自动导引装置调度方法
技术领域
本发明涉及一种生产自动化技术，特别涉及一种车间用自动导引装置调度方法。
背景技术
AGV( Automated Guided Vehicle，AGV )是装备有电磁或光电等自动导引装置，能够沿规定的导引路径自动行驶，具有编程和模式选择装置、安全保护及各种移载功能的搬运机器人，以可充电铅酸蓄电池等为其动力来源；利用色带或者电磁轨道来设立其行进路线。
随着我国自动化车间系统的发展，AGV搬运车作为车间系统中的关键环节，得到越来越多的应用。AGV搬运车主要用于输送环节，方便自动化管理，提高系统柔性和灵活性，节约人力，提高工作效率。但是多个AGV同时工作时，各个AGV只能在自己特定的轨道上行驶，使得各个AGV的行驶路线相对单一，铺设轨道难免增加成本，当生产线上的不同工位都需要呼叫AGV时，又存在如何去响应的问题。调度不当，难免会降低生产效率。因此，研发高效率的车间用AGV调度系统势在必行。
发明内容
本发明是针对车间生产调度发展的问题，提出了一种车间用自动导引装置调度方法，避免AGV相互碰撞，同时避免增设更多导航轨道，节约成本的车间用AGV调度系统。
本发明的技术方案为：一种车间用自动导引装置调度方法，包括车间、自动导引装置、无线通讯模块、上位机模块；车间的内部地面上贴有色带作为轨道，色带两侧工位处设置有RFID标签卡，当某个工位需要自动导引装置时，无线通讯模块发送呼叫信息，自动导引装置上无线通讯模块接收到来自呼叫工位处的呼叫信息后，将信息发送至自动导引装置内车载控制器，自动导引装置内车载控制器接收到呼叫信号后控制自动导引装置运动至呼叫信号发出的工位处；
所述上位机模块接收自动导引装置内车载控制器发来的小车位置信号并显示位置信息，上位机模块发送运动或停止信号至自动导引装置上的无线通讯模块，自动导引装置内无线通讯模块接收到来自上位机的指令消息之后，把指令消息发送至自动导引装置内车载控制器模块，车载控制器模块控制自动导引装置执行运动或停止信号；
当自动导引装置为多个时，此时当某个工位需要AGV时，呼叫信号发送至上位机模块，所述上位机模块根据自动导引装置内车载控制器发送的位置信号来判断距离工位最近的自动导引装置，并将运动信号发送至自动导引装置的无线通讯模块，自动导引装置内车载控制器控制此自动导引装置运动至呼叫的工位处；当所述距离呼叫工位最近的自动导引装置有搬运任务时，上位机选择距离工位位置次优的自动导引装置或者是闲置的自动导引装置来完成搬运任务。
所述自动导引装置车架前端的无线通讯模块接收上位机发出的任务信息，并传达给车载控制器模块执行，自动导引装置车体本身的运行状态及位置信息也由无线通讯模块反馈给上位机做判断；
自动导引装置车头底部安装有光学传感器，读取地面上色带轨迹信息然后反馈给车载控制器模块，车载控制器模块分别控制两个驱动电机的转动，使车体始终沿着色带轨迹运动；
自动导引装置车架两侧安装有RFID标签阅读器，检测地面上的RFID标签卡，并反馈给车载控制器模块，获取车体当前位置信息；
自动导引装置主避障传感器安装于车头前端，采用红外线LED扫描测距，非接触式测量，四个辅助避障传感器分别安装于自动导引装置车体两侧，为非接触式红外避障传感器，来检测车体两侧的障碍物信息，主避障传感器和辅助避障传感器检测的障碍物信息送车载控制器模块，车载控制器模块产生相应的报警信息传递给触摸屏进行声光报警，车载控制器模块并控制驱动机构减速或者停车，直至障碍物清除，同时报警信息经由无线通讯模块反馈给上位机。
所述车间有色带轨道上，有多处十字交叉的色带节点用于AGV小车的转向以及避让其它AGV小车，当两辆自动导引装置相向行驶时，上位机接收到小车的位置信息之后，如有行驶冲突时，上位机给靠近避让色带节点的自动导引装置发送指令，使其运动到避让色带节点缓冲处以避让其它自动导引装置，当道路没有自动导引装置行驶冲突时，此自动导引装置驶出避让色带节点避让区继续完成搬运任务。
本发明的有益效果在于：本发明车间用自动导引装置调度方法，AGV小车通过无线通讯模块实时接收上位机命令，安全可靠，成本低，通用性强，适用于多种类型的车间生产系统。
附图说明
图1为本发明自动导引装置结构示意图；
图2为本发明自动导引装置俯视图；
图3为本发明自动导引装置驱动机构结构示意图；
图4为本发明自动导引装置升降机构结构示意图；
图5 为本发明的车间平面图；
图6 为本发明的AGV车间调度逻辑一图；
图7 为本发明的AGV车间调度逻辑二图；
图8 为本发明的AGV车间调度逻辑三图。
具体实施方式
如图1、2所示本发明自动导引装置结构示意图和俯视图，车架3下中间两边有两个驱动轮12，前后两边各有两个从动轮10，车体中间对称放置蓄电池9，车头内有车载控制器模块1，车头最前端中间安装主避障传感器4，四个辅助避障传感器5分别安装于车体四角两侧，车头前端的无线通讯模块6用于接收车外上位机发出的任务信息，车头顶部有触摸屏2，车头底部与车身连接位置安装有光学传感器7读取地面上色带轨迹信息，车架3两侧各安装一个RFID标签阅读器8，用于检测地面上的RFID标签卡，两个驱动轮12内侧，车架3上下架直接安装有减震弹簧11。
如图1所示，车体底盘安装有四个万向轮作为从动轮10，同时对车体起到支撑作用。如图3所示自动导引装置驱动机构结构示意图，车架3中部为驱动机构，驱动机构包括两台驱动电机13、两台减速机14、两个联轴器15、两个实心驱动轮12，两台驱动电机13带有减速机14，减速机14末端接有联轴器15与驱动轮12连接,采用双电机差速驱动工作方式，两台驱动电机13分别由车载控制器模块1进行控制。
如图1所示车架3顶部安装有升降机构，升降电机18在车尾部，传动轴20车体中间贯穿前后，物料检测传感器17位于车体顶部中间，如图4所示自动导引装置升降机构结构示意图，升降机构包括载物台16、物料检测传感器17、升降电机18、两个升降机19、传动轴20、升降导轴21，车架3顶端安装有载物台16，载物台16下方四角安装有四个升降导轴21与车架3连接，物料检测传感器17安装车架3中心处，安装有减速机14的升降电机18安装在车体末端，载物台16前后下方各安装一台升降机19，载物台16后端的升降机19一端连接升降机18的减速机14，另一端通过传动轴20与载物台16前端的升降机19连接，实现同步升降。当AGV车体到达指定的装载位置时，若物料检测传感器17检测到AGV搬运车已经到达物料架顶升位置时，就会给车载控制器模块1发出相应信号，然后车载控制器模块1控制升降电机18完成相应动作。
位于车架3前端的无线通讯模块6用于接收上位机发出的任务信息，并传达给车载控制器模块1执行，车体本身的运行状态及位置信息也经由无线通讯模块6反馈给上位机做判断。车头底部安装有光学传感器7，可以读取地面上色带轨迹信息然后反馈给车载控制器模块1，车载控制器模块1分别控制两个驱动电机13的转动，使车体能够始终沿着色带轨迹运动。车架3两侧安装有RFID标签阅读器8，用于检测地面上的RFID标签卡，并反馈给车载控制器模块1，从而获取车体当前位置信息。主避障传感器4安装于车头前端，采用红外线LED扫描测距，非接触式测量，其有效作用范围为3m的半圆形。四个辅助避障传感器5分别安装于车体两侧，为非接触式红外避障传感器，可用来检测车体两侧的障碍物信息，根据主避障传感器4和辅助避障传感器5反馈回来的障碍物信息，车载控制器模块1将会产生相应的报警信息传递给触摸屏2进行声光报警，并控制驱动机构减速或者停车，直至障碍物清除，同时报警信息也会经由无线通讯模块6反馈给上位机。
车间用自动导引装置调度系统，包括车间、自动导引装置（AGV小车）、无线通讯模块、上位机模块；所述无线通讯模块用于当某个工位需要AGV时，发送呼叫信息，AGV小车上无线通讯模块接收到来自呼叫工位处的呼叫信息后，将信息发送至AGV小车内车载控制器，所述车载控制器接收到呼叫信号后控制AGV运动至呼叫信号发出的工位处。
所述上位机模块可以接收车载控制器发来的小车位置信号并显示位置信息，所述上位机模块还可以发送运动或停止信号至小车上的无线通讯模块，所述无线通讯模块接收到来自上位机的指令消息之后，把指令消息发送至所述车载控制器模块，所述车载控制器模块控制AGV执行运动或停止信号，并且上位机可以手动控制AGV的运行。
当AGV为多个时，此时当某个工位需要AGV时，呼叫信号发送至上位机模块，所述上位机模块根据车载控制器发送的位置信号来判断距离工位最近的AGV，并将运动信号发送至小车的无线通讯模块，车载控制器控制此AGV运动至呼叫的工位处。当所述距离呼叫工位最近的AGV有搬运任务时，上位机就会选择距离工位位置次优的AGV或者是闲置的AGV来完成搬运任务。
车间有色带轨道上，有多处十字交叉的色带节点用于AGV小车的转向以及避让其它AGV小车。当两辆AGV小车相向行驶时，上位机接收到小车的位置信息之后，就会给靠近节点的AGV发送指令，使其运动到节点缓冲处以避让其它AGV小车，当道路没有AGV行驶冲突时，此AGV驶出节点避让区继续完成搬运任务。所述的包装区和生产线上都安装有呼叫按钮，用于呼叫AGV小车运载产品。
一种车间用AGV调度系统车间平面图如图5所示，所述车间内部粘贴有色轨道23，AGV小车在轨道上行驶。包装区29和组装区22都安装有呼叫按钮28，组装区22前方有组装区货架放置区24，并且车间内设置有备用的货架缓冲区以及AGV小车的充电区。图5中25为组装区备用货架放置区，26是隔墙，27是备用货架放置区，30是包装区货架放置区。
一种车间用AGV调度系统，当AGV小车在行驶的过程中避障传感器检测到障碍物时，小车就会停止运动并且发出报警信息直至工作人员把障碍物清除；当小车电源电量低于预定值时，完成搬运任务后就会自动运行到充电区充电；当两辆AGV小车相向行驶时，上位机接收到小车的位置信息之后，就会给靠近节点的AGV发送指令，使其运动到节点缓冲处以避让其它AGV小车，当道路没有AGV行驶冲突时，此AGV驶出节点避让区继续完成搬运任务。
如图6所示AGV车间调度逻辑一图，AGV车间调度第一种逻辑：包装区29呼叫而组装区22未呼叫。呼叫按钮信号通过无线信号将呼叫信息传输到上位机，上位机通过判断，将指令信息通过无线通讯模块传输到AGV小车的无线通讯模块，小车接收到来自上位机的指令后，将指令传输到车载控制器模块，使得待机状态下的小车启动运行至包装区29，并把空货架运送到指定的备用货架区27，紧接着将备用货架区27待包装产品货架运送至包装区29进而完成运输任务，若车载控制器模块没有新的指令，则小车将自动回到充电区充电待机。
如图7所示AGV车间调度逻辑二图，AGV车间调度第二种逻辑：包装区29和组装线22同时呼叫。AGV接收到上位机指令，自动将包装区29的空料架运抵组装线22头的指定位置，组装人员预先已将组装线货架放置区24装满货品的料架放置在组装线22靠近隔墙26旁的备用货架区25，等待AGV抵达组装线呼叫指定位置，操作人员拉去空料架并将备用货架区的货品架拉到AGV小车正上方，在操作人员置换的同时，AGV已掉头完毕，接着执行运抵包装呼叫区指定位置货架放置区30，至此AGV完成任务。
如图8所示AGV车间调度逻辑三图，AGV车间调度第三种逻辑：组装线22呼叫而包装区29未呼叫。AGV接收到上位机指令之后，自动将备用货架区27的空料架运抵至组装线头指定位置，组装人员预先已将装满货品的料架放置在生产线旁的备用货架区25，等AGV抵达组装线呼叫指定位置，操作人员拉去空料架并将备用货架区25的货品架拉到小车正上方，在操作人员置换的同时，AGV已掉头完毕，紧接着将货品架运抵至备货区指定位置，至此AGV完成运输任务。
本发明针对背景技术中所述的不足进行了改进，实现了色带寻迹方式、RFID标签的定位方式，并且触摸屏2的使用也极大的方便现场人员调试。本发明的AGV调度系统能够灵活调度多个AGV，避免AGV相互碰撞，在实际使用时，只需少量人员便可完成货物的运输，降低成本，提高了工作效率，提高了市场竞争力，通用性强，适用于多种类型的车间包装系统。

Claims (3)

1.一种车间用自动导引装置调度方法，其特征在于，包括车间、自动导引装置、无线通讯模块、上位机模块；车间的内部地面上贴有色带作为轨道，色带两侧工位处设置有RFID标签卡，当某个工位需要自动导引装置时，无线通讯模块发送呼叫信息，自动导引装置上无线通讯模块接收到来自呼叫工位处的呼叫信息后，将信息发送至自动导引装置内车载控制器，自动导引装置内车载控制器接收到呼叫信号后控制自动导引装置运动至呼叫信号发出的工位处；
所述上位机模块接收自动导引装置内车载控制器发来的小车位置信号并显示位置信息，上位机模块发送运动或停止信号至自动导引装置上的无线通讯模块，自动导引装置内无线通讯模块接收到来自上位机的指令消息之后，把指令消息发送至自动导引装置内车载控制器模块，车载控制器模块控制自动导引装置执行运动或停止信号；
当自动导引装置为多个时，此时当某个工位需要AGV时，呼叫信号发送至上位机模块，所述上位机模块根据自动导引装置内车载控制器发送的位置信号来判断距离工位最近的自动导引装置，并将运动信号发送至自动导引装置的无线通讯模块，自动导引装置内车载控制器控制此自动导引装置运动至呼叫的工位处；当所述距离呼叫工位最近的自动导引装置有搬运任务时，上位机选择距离工位位置次优的自动导引装置或者是闲置的自动导引装置来完成搬运任务。
2.根据权利要求1所述车间用自动导引装置调度方法，其特征在于，所述自动导引装置车架前端的无线通讯模块接收上位机发出的任务信息，并传达给车载控制器模块执行，自动导引装置车体本身的运行状态及位置信息也由无线通讯模块反馈给上位机做判断；
自动导引装置车头底部安装有光学传感器，读取地面上色带轨迹信息然后反馈给车载控制器模块，车载控制器模块分别控制两个驱动电机的转动，使车体始终沿着色带轨迹运动；
自动导引装置车架两侧安装有RFID标签阅读器，检测地面上的RFID标签卡，并反馈给车载控制器模块，获取车体当前位置信息；
自动导引装置主避障传感器安装于车头前端，采用红外线LED扫描测距，非接触式测量，四个辅助避障传感器分别安装于自动导引装置车体两侧，为非接触式红外避障传感器，来检测车体两侧的障碍物信息，主避障传感器和辅助避障传感器检测的障碍物信息送车载控制器模块，车载控制器模块产生相应的报警信息传递给触摸屏进行声光报警，车载控制器模块并控制驱动机构减速或者停车，直至障碍物清除，同时报警信息经由无线通讯模块反馈给上位机。
3.根据权利要求2所述车间用自动导引装置调度方法，其特征在于，所述车间有色带轨道上，有多处十字交叉的色带节点用于AGV小车的转向以及避让其它AGV小车，当两辆自动导引装置相向行驶时，上位机接收到小车的位置信息之后，如有行驶冲突时，上位机给靠近避让色带节点的自动导引装置发送指令，使其运动到避让色带节点缓冲处以避让其它自动导引装置，当道路没有自动导引装置行驶冲突时，此自动导引装置驶出避让色带节点避让区继续完成搬运任务。
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