一种面向制造物联的物料装卸系统及控制方法技术方案

本发明专利技术利用物联技术提升物料装卸系统的智能化，提出了一种面向制造物联的物料装卸系统及控制方法。该物料装卸系统包括装卸站、上位机、潜入式AGV、拖车。该控制方法区别于传统的中央调度模式，实现各个装卸站与AGV的自主控制、任务交互和调度。首先装卸站通过物联技术能自我感知装卸任务的需求并在上位机以任务池的形成发布。其次潜入式AGV搜索任务池中的任务，根据自身状态、任务优先级、路径长短等规则自主选择任务并通过装卸站完成任务。这种面向制造物联的物料装卸系统及控制方法，对于大规模物料装卸任务，极大地减少了整个系统对中央调度系统的依赖，可大大提高系统运行的效率、实时性和自主性，并且物流规模越大，效果越显著。

【技术实现步骤摘要】

：本专利技术涉及到一种物料装卸系统及控制方法，特别涉及了一种面向制造物联的物料装卸系统及控制方法。
技术介绍
：物流自动化是实现智能制造的一个重要组成，一般包括物流自动化装备和中央调度系统，属于国家产业政策重点支持和鼓励发展的行业。传统上，物流输送任务的分配主要依靠手工方式，随着物流装备智能化程度的提高，目前的物流输送任务主要依靠中央调度系统来自动分配。然而由于物流规模的增大，物流输送任务数量越来越多，造成中央调度系统从实时性、可靠性上越来越难以适应这种大规模物流输送的现状。制造物联技术是基于物联网技术，运用互联网、嵌入式系统技术、RFID技术和传感网等，构建现代制造物联网络以智能和自主为特征的一种新型的智能制造模式，实现制造中的“物—物”相联、“人—物”相联以及“人—人”相联。制造物联技术通过各个物流装备的智能化和自主性，可以大大满足大批量或超大批量物料装卸的要求。制造物联的目的就是提高制造过程中各个装备的智能性和自主性，减轻中央控制器复杂繁重的调度任务，显著减少对中央控制器的依赖。
技术实现思路
：鉴于上述现有情况的不足与生产需求，本专利技术利用物联技术提升传统物料装卸系统的智能化，提出了一种面向制造物联的物料装卸系统及控制方法，以便满足未来制造物联的生产需求。该物料装卸系统包括装卸站、上位机、潜入式AGV、拖车。该控制方法区别于传统的中央调度模式，实现各个装卸站与AGV的自主控制、任务交互和调度。首先装卸站通过物联技术能自我感知装卸任务的需求并在上位机以任务池的形成发布。其次潜入式AGV搜索任务池中的任务，根据自身状态、任务优先级、路径长短等规则自主选择任务并通过装卸站完成任务。这种面向制造物联的物料装卸系统及控制方法，对于大规模物料装卸任务，极大地减少了整个系统对中央调度系统的依赖，可大大提高系统运行的效率、实时性和自主性，并且物流规模越大，效果越显著。本专利技术采用如下技术方案：一种面向制造物联的物料装卸系统，包括装卸站、上位机、潜入式AGV、拖车；所述装卸站包括站点机械模块、控制器、称重传感器、第一光电传感器、第二光电传感器以及RFID模块，装卸站通过无线通讯方式与潜入式AGV及上位机进行通讯；所述上位机包括任务池模块、无线通讯模块、存储器模块以及显示器；通过上位机任务池模块发布装卸站装卸任务；所述潜入式AGV包括读卡器以及无线通讯模块，可随时根据规则选择任务池模块中的任务；所述拖车用来拖运物料，并通过其自身的嵌入机构与潜伏式AGV相连。所述站点机械模块包括站点机械本体、行进校正板、脱钩推杆机构、滚动轮阵列以及弹簧限位机构，行进校正板和脱钩推杆机构均安装在站点机械本体入口处，滚动轮序列安装在站点机械本体的纵向区域；所述站点机械本体为固定安装在平整地面上的矩形刚性框架结构，并将其划分为装卸工位区域A和空车等待区域B，其中装卸工位区域A完成拖车的装、卸料，空车等待区域B为空拖车等待区；所述行进校正板对称固定安装在站点机械本体内部的两侧；所述脱钩推杆机构由电动推杆、抬升弧段块、固定板、第一连杆、第二连杆以及推杆构成，所述脱钩推杆机构对称安装在站点机械本体入口处的两侧；固定板固定安装在站点机械本体内侧，电动推杆对称固定安装在站点机械本体外侧，抬升弧段块中心点通过铰链活动安装在固定板上，另一端与第一连杆的一端铰链活动连接；第一连杆的另一端通过铰链与电动推杆末端相连；推杆铰链活动安装在站点机械本体外侧，一端与第二连杆一端铰链相连，第二连杆另一端铰链活动安装在电动推杆末端；所述滚动轮阵列由滚动小轮构成，平均对称分布固定在站点机械本体的内侧；所述弹簧限位机构由弹性折弯件、压簧与螺栓组成，所述弹簧限位机构对称分布在站点机械本体两侧。所述控制器包括微处理器、数据采集模块、无线通讯模块、存储器以及显示器，所述存储器通过内部总线与微处理器相连，数据采集模块信号输出端及无线通讯模块与微处理器上的RS232接口相连，控制器设有显示屏；所述无线通讯模块采用Zigbee网络组网，并采用网络状拓扑结构；所述数据采集模块输入端与称重传感器、第一光电传感器、第二光电传感器相连；所述称重传感器安装在装卸工位区域A内，以实时监测装卸工位区域A内拖车的重量，当重量达到系统设定阀值时，则传输信号至控制器处理并完成相应指令动作；所述第一光电传感器和第二光电传感器分别安装在站点机械本体内部的装卸工位区域A及待输送工位区域B内，实时检测目标区域拖车的有无，并把当前状态信息传输给控制器处理并响应。所述RFID模块安装在站点机械本体内，当潜入式AGV进入该区越时，潜入式AGV上的读卡器获取到该电子标签的射频信号，便可感知自身的当前位置信息。所述潜入式AGV小车尾部有伸出轴，通过拖车上的嵌入机构便实现与拖车的相连。所述拖车由储料空间矩形框架、嵌入机构、定向轮以及万向轮组成；所述嵌入机构实现拖车与潜伏式AGV的相连接；所述嵌入机构由铰链、伸出杆、橡胶环组成；所述铰链两端焊接两等长的伸出杆，橡胶环嵌入铰链其中一半的中心孔内，另一半则固定安装在拖车下方的横梁中心位置。本专利技术还采用如下技术方案：一种面向制造物联的物料装卸系统的控制方法，包括以下步骤：S1.A、B区域均无拖车：当装卸工位区域A与待输送工位区域B的第一光电传感器、第二光电传感器均未检测到目标区域拖车的存在，装卸站控制器在上位机的任务池中发布装卸任务需求；各个潜入式AGV根据自身状态、优先级、路径长度等规则自主申请任务并运送带物料的拖车到该装卸站进行装卸；S2.A区域有拖车，B区域无拖车：当装卸工位区域A的第一光电传感器检测到拖车，但在此区域的称重传感器检测到重量差值未达到系统预定阀值，则装卸站的脱钩顶杆机构保持初始状态，即拖车的嵌入机构的伸出杆保持被顶起状态，而待输送工位区域B的第二光电传感器未感知到拖车存在，此时潜入式AGV可直接通过该装卸站所在路径而不会阻塞；S3.A区域无拖车，B区域有拖车：当装卸工位区域A的称重传感器检测到的重量差值已达到系统预定阀值、第一光电传感器信号有效，第二光电传感器信号无效时，表明该装卸站拖车装卸完毕，控制器则驱动脱钩顶杆机构运动，将装卸工位区域A的拖车推移至待输送工位区域B，直到第二光电传感器信号有效时，脱钩顶杆机构停止驱动并回复到初始状态；此时控制器在上位机任务池发布装卸任务和空拖车取走任务，各个潜入式AGV根据规则自主申请任务并运送带物料的拖车到该装卸站进行装卸，同时取走区域B的空拖车；S4.A、B区域均有拖车：当装卸工位区域A的第一光电传感器有效、待输送工位区域B的第二光电传感器均有效时，表明A、B区均有拖车的存在，此时站点机械模块的脱钩顶杆机构保持初始状态；控制器在上位机任务池发布空拖车取走任务,各个潜入式AGV根据规则自主申请任务并取走区域B的空拖车。潜伏式AGV与拖车分离以及牵引的控制具体过程如下：首先当潜入式AGV即将到达目标装卸站时，此时潜入式AGV缓慢牵引过程中，然后拖车的嵌入机构中两侧的伸出杆就会接触两侧抬升弧段块的圆弧段迫使其不断抬升，直至AGV的伸出轴与嵌入机构由于高度差分离完成脱钩动作；最后拖车停留在装卸工位区域A，而潜入式AGV进入待输送工位区域B，拖车的下方经过嵌入机构实现与AGV尾部的输出轴相连接，并被牵引至下一目标区域完成物本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种面向制造物联的物料装卸系统，包括装卸站、上位机、潜入式AGV(20)、拖车(1)；其特征在于：所述装卸站包括站点机械模块(2)、控制器(3)、称重传感器(4)、第一光电传感器(5)、第二光电传感器(6)以及RFID模块(7)，装卸站通过无线通讯方式与潜入式AGV(20)及上位机进行通讯；所述上位机包括任务池模块、无线通讯模块、存储器模块以及显示器；通过上位机任务池模块发布装卸站装卸任务；所述潜入式AGV(20)包括读卡器以及无线通讯模块，可随时根据规则选择任务池模块中的任务；所述拖车用来拖运物料，并通过其自身的嵌入机构与潜伏式AGV(20)相连。

【技术特征摘要】
1.一种面向制造物联的物料装卸系统，包括装卸站、上位机、潜入式AGV(20)、拖车(1)；其特征在于：所述装卸站包括站点机械模块(2)、控制器(3)、称重传感器(4)、第一光电传感器(5)、第二光电传感器(6)以及RFID模块(7)，装卸站通过无线通讯方式与潜入式AGV(20)及上位机进行通讯；所述上位机包括任务池模块、无线通讯模块、存储器模块以及显示器；通过上位机任务池模块发布装卸站装卸任务；所述潜入式AGV(20)包括读卡器以及无线通讯模块，可随时根据规则选择任务池模块中的任务；所述拖车用来拖运物料，并通过其自身的嵌入机构与潜伏式AGV(20)相连。2.根据权利要求1所述的面向制造物联的物料装卸系统，其特征在于：所述站点机械模块(2)包括站点机械本体(8)、行进校正板(9)、脱钩推杆机构(10)、滚动轮阵列(11)以及弹簧限位机构(12)，行进校正板(9)和脱钩推杆机构(10)均安装在站点机械本体(8)入口处，滚动轮序列(11)安装在站点机械本体(8)的纵向区域；所述站点机械本体(8)为固定安装在平整地面上的矩形刚性框架结构，并将其划分为装卸工位区域A和空车等待区域B，其中装卸工位区域A完成拖车的装、卸料，空车等待区域B为空拖车等待区；所述行进校正板对称固定安装在站点机械本体(8)内部的两侧；所述脱钩推杆机构(10)由电动推杆(13)、抬升弧段块(14)、固定板(15)、第一连杆(16)、第二连杆(17)以及推杆(18)构成，所述脱钩推杆机构(10)对称安装在站点机械本体(8)入口处的两侧；固定板(15)固定安装在站点机械本体(8)内侧，电动推杆(13)对称固定安装在站点机械本体(8)外侧，抬升弧段块(14)中心点通过铰链活动安装在固定板(15)上，另一端与第一连杆(16)的一端铰链活动连接；第一连杆(16)的另一端通过铰链与电动推杆(13)末端相连；推杆(18)铰链活动安装在站点机械本体(8)外侧，一端与第二连杆(17)一端铰链相连，第二连杆(17)另一端铰链活动安装在电动推杆(13)末端；所述滚动轮阵列(11)由滚动小轮构成，平均对称分布固定在站点机械本体(8)的内侧；所述弹簧限位机构(12)由弹性折弯件、压簧与螺栓组成，所述弹簧限位机构(12)对称分布在站点机械本体(8)两侧。3.根据权利要求1所述的面向制造物联的物料装卸系统，其特征在于：所述控制器(3)包括微处理器、数据采集模块、无线通讯模块、存储器以及显示器，所述存储器通过内部总线与微处理器相连，数据采集模块信号输出端及无线通讯模块与微处理器上的RS232接口相连，控制器设有显示屏；所述无线通讯模块采用Zigbee网络组网，并采用网络状拓扑结构；所述数据采集模块输入端与称重传感器(4)、第一光电传感器(5)、第二光电传感器(6)相连；所述称重传感器(4)安装在装卸工位区域A内，以实时监测装卸工位区域A内拖车的重量，当重量达到系统设定阀值时，则传输信号至控制器(3)处理并完成相应指令动作；所述第一光电传感器(5)和第二光电传感器(6)分别安装在站点机械本体(8)内部的装卸工位区域A及待输送工位区域B内，实时检测目标区域拖车的有无，并把当前状态信息传输给控制器(3)处理并响...

【专利技术属性】
技术研发人员：楼佩煌，钱晓明，何珍，李斌，屠嘉晨，孙颖，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32