一种基于智能叉车AGV的高效搬运系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术涉及一种基于智能叉车AGV的高效搬运系统及其控制方法，该系统包括生产任务管理模块、AGV调度管理模块、智能叉车AGV和多层堆垛载具组成，其中生产任务管理模块、AGV调度管理模块和智能叉车AGV可分层进行数据交互。通过采用该系统有效利用搬运策略，设计一套配合该系统使用的控制方法，可以集中将托盘码垛到搬运货架后，统一集中进行运输，减少AGV在托盘运输过程中的搬运次数，从而减少AGV在路途中所耗费的时间，达到提高AGV搬运效率的目的。

An efficient handling system and its control method based on intelligent forklift AGV

【技术实现步骤摘要】
一种基于智能叉车AGV的高效搬运系统及其控制方法
本专利技术属于自动物流控制
，具体涉及一种基于智能叉车AGV的高效搬运系统及其控制方法。
技术介绍
近年来自动化仓储及物流输送需求被越来越多的工业企业所采用，AGV的投入量也越来越多，工作效率高，物流柔性强等优点也得到了更多的认可。但AGV相比自动化输送线来说，在物流柔性上有很大优势，但物流输送的效率却相对较弱。AGV在运输货物的过程中，需要在输送起点和终点间不断的来回行驶，限制常见的搬运方法是，以单一托盘作为一个任务进行搬运，每次搬运物料在路程中所耗费的时间相对较长，降低了输送效率。如何能有效的提高AGV在物流搬运过程中的效率，是业界中一个亟待解决的问题。
技术实现思路
针对上述问，本专利技术提供一种可提高智能叉车AGV在运输过程中的效率，实现多托盘集中运输的高效搬运系统及其控制方法。一种基于智能叉车AGV的高效搬运系统，其特征在于：包括生产任务管理模块、AGV调度管理模块、智能叉车AGV和多层堆垛载具组成，其中生产任务管理模块、AGV调度管理模块和智能叉车AGV可分层进行数据交互；所述生产任务管理模块包括呼叫管理单元、生产任务管理单元和缓存位管理单元组成；所述AGV调度管理模块包括调度任务管理单元、车辆管理单元、交通管理单元和通信管理单元组成。呼叫管理单元功能，是在搬运货位有物料需要搬运时，能够通过人工操作在系统中生成一个搬运任务的发起操作。根据系统中预先配置的呼叫终端的生产工位信息，可以匹配到物料详细信息，并能够指定将物料发送到预定的物料缓存位。生产任务管理单元功能，在系统中生成任务后，记录任务的起点地址、终点地址、物料信息、终点缓存位层数、任务状态等信息，在AGV进行物料搬运任务过程中会不断将状态上报，生成任务管理系统会进行更新。任务完成搬运后，也会将缓存货位的信息进行更新。缓存位管理单元功能，是在系统中注册多层货架缓存站台编号信息，同时记录每个堆垛缓存位的最多堆垛层数、单层堆垛高度所对应的操作码，缓存位存储物料分类关系。当系统通过呼叫管理单元产生任务时，呼叫管理单元可以根据呼叫机台与物料信息的绑定关系获得当前物料信息，根据缓存位管理单元功能中的物料信息与缓存位的绑定关系，查找到可以用于存储的缓存位信息。任务管理单元根据得到的缓存位信息及发货机台信息生成搬运任务。调度任务管理单元功能主要是接收生产任务管理系统所生成的搬运任务，对任务进行分配管理，从车辆列表中找到空闲AGV，并根据当前所有空闲AGV中，以广度优先原则，使用迪杰斯特拉算法，找到距离发货呼叫机台最近的空闲AGV，并使用迪杰斯特拉算法计算所选AGV到达发货站台的最短路径，再计算从发货机台到缓存位的最短路径，将路径发送给交通管理功能使用。车辆管理单元功能可以将与系统连接的车辆进行统一管理，并按照车辆的当前坐标进行保存，记录车辆的状态信息，为任务管理功能提供可用AGV的信息。交通管理单元功能是按照任务管理所计算出来的路径信息，按照AGV运行情况分批次向AGV下达分段的路径信息，当存在AGV阻塞或者碰撞情况时，提前规避此类交通问题的发生，按照管制策略暂停向部分AGV下发分段路径信息，达到避让操作，保证AGV在整个运行环节中不出现阻塞和碰撞情况。通信管理单元是负责管理所有在系统内的AGV的通信通道及与生产任务管理系统通信通道的功能，分别获取和发送数据。在AGV通信上负责接收AGV实时信息，发送分段任务信息和操作码信息。在与生产任务管理系统通信上接收搬运任务信息，发送任务执行阶段信息，如执行AGV编号，任务执行阶段，任务完成情况等信息。进一步，优选的是，所述多层堆垛载具为货架或堆叠式料框或堆叠式托盘。本专利技术中所述的智能叉车AGV，可通过多种定位手段获取自身在地图中的坐标信息，如激光定位传感器、二维码坐标、磁带及定位标签等手段。AGV能够接收任务调度管理系统的控制指令，不断将自身状态进行上报，包括当前载货状态、当前坐标、故障状态、任务编号、目标站台等信息，以便任务调度管理系统进行调度策略计算。智能叉车AGV按照任务调度管理系统分配的路径进行行走，并且不断接受任务调度管理系统的交通管制，以免造成多车运行时的交通阻塞。当智能叉车AGV到达存取货位置时，任务调度管理系统根据设定好的操作码，向智能叉车AGV下达举升操作码，操作码按照预先设定的高度定义在智能叉车AGV的程序内，智能叉车AGV根据不同的操作码举升高度也不相同。本专利技术中智能叉车AGV，在接收到搬运任务后，通过任务操作码当到达缓存位后按照不同操作码对应的不同高度，堆叠式载具，其目的在于采用以下堆叠方式，如多层货架、可堆叠式料框、堆叠式托盘或自然堆叠方式，将多个同目的地的物料通过智能叉车AGV进行堆叠码垛，所有堆叠式载具支脚均采用喇叭口设计，方便AGV堆叠时有一定的误差矫正空间。在智能叉车AGV的最大载重范围内，保证在安全范围高度内，智能叉车AGV一次性将堆叠后的物料进行运输，提高搬运效率。本方法中使用的堆叠式载具最下层安装与叉车叉臂对位的导向斜槽，其目的在于，首先由于货架底部处于纯平状态，叉车叉臂上表面纯平，为保证当货架载货时，叉车出现转弯或紧急停止时货架不会由于惯性导致与叉车货叉产生移位现象，保证运输安全。其次，由于本方法基于智能叉车AGV作为物流运输载体，在现有AGV控制技术的技术特性中，定位精度会存在5-10mm的定位误差，为避免由于多次搬运造成误差累计，通过导向滑槽可以在每次搬运过程中对误差进行补偿修正，保证此方法运用后不回由于误差累计而需要进行人工矫正。采用上述基于智能叉车AGV的高效搬运系统的控制方法，控制步骤如下：1）系统中首先通过生产任务管理模块下达一个要车任务，根据呼叫机台所设定好的物料与机台绑定关系，呼叫管理单元会将机台信息和物料信息发送到生产任务管理单元。生产任务管理单元将物料信息发送给缓存位管理单元；向缓存位管理单元查询可以使用的缓存位及可以堆叠的层数。缓存位管理单元首先需要判断，是否有满足物料高度并且已经有相同目的地的已堆叠且有未达到AGV载货上限的载具存在（条件一），如果存在则进入下一步，如果不存在则系统查找是否有空载位存在（条件二），如果存在则进入下一步，如果不存在则继续查询是否有满足条件一的情况。缓存位管理单元查询到缓存位及堆叠层数后将信息发送给生产任务管理单元。生产任务管理模块中的生产任务管理单元获取到放货缓存位后，将物料信息、呼叫取货站台、目的地缓存站台、站台高度信息进行组合，形成一条AGV搬运任务，并将任务发送给AGV调度管理模块，进入下一步。2）AGV调度管理模块中的通信管理单元接收到任务数据后，将任务发送给调度任务管理单元。调度任务管理单元将取货站台信息发送给车辆管理单元，车辆管理单元将系统中现有连接的所有空闲AGV查询出来，反馈给调度任务管理单元。调度任务管理单元根据所有车辆信息，以广度优先为原则，通过迪杰斯特拉算法查找到距离取货位最近的叉车，并且计算本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于智能叉车AGV的高效搬运系统，其特征在于：包括生产任务管理模块、AGV调度管理模块、智能叉车AGV和多层堆垛载具组成，其中生产任务管理模块、AGV调度管理模块和智能叉车AGV可分层进行数据交互；所述生产任务管理模块包括呼叫管理单元、生产任务管理单元和缓存位管理单元组成；所述AGV调度管理模块包括调度任务管理单元、车辆管理单元、交通管理单元和通信管理单元组成。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于智能叉车AGV的高效搬运系统，其特征在于：包括生产任务管理模块、AGV调度管理模块、智能叉车AGV和多层堆垛载具组成，其中生产任务管理模块、AGV调度管理模块和智能叉车AGV可分层进行数据交互；所述生产任务管理模块包括呼叫管理单元、生产任务管理单元和缓存位管理单元组成；所述AGV调度管理模块包括调度任务管理单元、车辆管理单元、交通管理单元和通信管理单元组成。


2.根据权利要求1所述的一种基于智能叉车AGV的高效搬运系统，其特征在于：所述多层堆垛载具为货架或堆叠式料框或堆叠式托盘。


3.一种采用如权利1或2任一项所述基于智能叉车AGV的高效搬运系统的控制方法，其特征在于，控制步骤如下：
1）系统中首先通过生产任务管理模块下达一个要车任务，根据呼叫机台所设定好的物料与机台绑定关系，呼叫管理单元会将机台信息和物料信息发送到生产任务管理单元；生产任务管理单元将物料信息发送给缓存位管理单元；向缓存位管理单元查询可以使用的缓存位及可以堆叠的层数；
缓存位管理单元首先需要判断，是否有满足物料高度并且已经有相同目的地的已堆叠且有未达到AGV载货上限的载具存在（条件一），如果存在则进入下一步，如果不存在则系统查找是否有空载位存在（条件二），如果存在则进入下一步，如果不存在则继续查询是否有满足条件一的情况；
缓存位管理单元查询到缓存位及堆叠层数后将信息发送给生产任务管理单元；生产任务管理模块中的生产任务管理单元获取到放货缓存位后，将物料信息、呼叫取货站台、目的地缓存站台、站台高度信息进行组合，形成一条AGV搬运任务，并将任务发送给AGV调度管理模块，进入下一步；
2）AGV调度管理模块中的通信管理单元接收到任务数据后，将任务发送给调度任务管理单元；调度任务管理单元将取货站台信息发送给车辆管理单元，车辆管理单元将系统中现有连接的所有空闲AGV查询出来，反馈给调度...

【专利技术属性】
技术研发人员：陶珊珊，
申请(专利权)人：云南和富科技有限公司，
类型：发明
国别省市：云南;53