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顶升搬运机器人成功案例

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顶升搬运机器人成功案例

返回列表发布日期 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AG8亚洲只为非同凡响负责。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
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
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
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
 
 
 
 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


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。

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