物流智能装备与技术课件.pptx
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- 物流 智能 装备 技术 课件
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1、中等职业教育物流服务与管理专业中等职业教育物流服务与管理专业规划教材规划教材现代物流装备与技术现代物流装备与技术缪兴锋缪兴锋 李超锋李超锋 编著编著中国人民大学出版社中国人民大学出版社第九章物流智能装备与技术第九章物流智能装备与技术2本章要点本章要点p任务一:自动导引车任务一:自动导引车p任务二:物流机器人任务二:物流机器人p任务三:自动分拣系统任务三:自动分拣系统p任务四:电子标签拣货系统任务四:电子标签拣货系统学习目标学习目标p知识目标:了解自动导引车在物流中的应用;掌知识目标:了解自动导引车在物流中的应用;掌握自动导引车的工作原理。握自动导引车的工作原理。p能力目标:能根据仓库布局合理设
2、置自动导引车。能力目标:能根据仓库布局合理设置自动导引车。知识知识1 1:自动导引车:自动导引车一、自动导引车含义一、自动导引车含义p自动导引车(自动导引车(Automatic Guided Vehicle,简称,简称AGV)也称无人搬运车或自动搬运车,是一种现)也称无人搬运车或自动搬运车,是一种现代化的先进物料搬运装备。代化的先进物料搬运装备。p中华人民共和国国家标准中华人民共和国国家标准物流术语定义物流术语定义自动导引车(自动导引车(AGV)为:能够自动行驶到指定地)为:能够自动行驶到指定地点的无轨搬运车辆。点的无轨搬运车辆。二、自动导引车的分类二、自动导引车的分类p按导引方式分类按导引方
3、式分类p外导式导引:在预定的行走路线上,铺设电磁、外导式导引:在预定的行走路线上,铺设电磁、光学或磁性导引带,导引车通过车上的检测装置光学或磁性导引带,导引车通过车上的检测装置检出导引带的信号、并通过分析计算,不断调整检出导引带的信号、并通过分析计算,不断调整导引行走方向。导引行走方向。p自导式导引:储存作业环境的信息,通过识别车自导式导引:储存作业环境的信息,通过识别车体某一时刻的位置信息,计算机与环境信息相比体某一时刻的位置信息,计算机与环境信息相比较,自动计算并调整路径。较,自动计算并调整路径。按控制方式分类按控制方式分类p智能型:车载计算机,自动导引车自智能型:车载计算机,自动导引车自
4、动选择最佳路线完成指定的任务。动选择最佳路线完成指定的任务。p普通型:所有功能、路线和控制方式普通型:所有功能、路线和控制方式均由主控计算机进行控制。均由主控计算机进行控制。思考分析思考分析p自动导引车的特点?自动导引车的特点?p自动导引车应用在哪些场合?自动导引车应用在哪些场合?自动导引车特点自动导引车特点p显著特点是无人驾驶显著特点是无人驾驶p柔性好,自动化程度高和智能化水平高,柔性好,自动化程度高和智能化水平高,p配备有装卸机构,可以与其他物流设备自动接口,配备有装卸机构,可以与其他物流设备自动接口,实现货物和物料装卸与搬运全过程自动化。实现货物和物料装卸与搬运全过程自动化。p此外,此外
5、,AGV还具有清洁生产的特点,还具有清洁生产的特点,AGV依靠依靠自带的蓄电池提供动力,运行过程中无噪声、无自带的蓄电池提供动力,运行过程中无噪声、无污染,可以应用在许多要求工作环境清洁的场所。污染,可以应用在许多要求工作环境清洁的场所。自动导引车应用场合自动导引车应用场合p在制造业中应用:如汽车生产装配作业和电子工业。:如汽车生产装配作业和电子工业。p在现代化图书馆:自动导引车用于图书的入库和出:自动导引车用于图书的入库和出库,可以自动地将图书送到指定的地点。库,可以自动地将图书送到指定的地点。p在现代化仓储基地:自动导引车已成为提高仓库作:自动导引车已成为提高仓库作业自动化的主要标志之一。
6、业自动化的主要标志之一。p在现代化的邮局应用:中国在:中国在1990年在上海邮政年在上海邮政枢纽开始应用枢纽开始应用AGV,完成邮件的搬运工作。,完成邮件的搬运工作。p在港口码头和机场中的应用。AGV在自动化仓库中应用三、自动导引车工作原理三、自动导引车工作原理p自动导引车的构成自动导引车的构成p1、机械系统、机械系统p车体车体p车轮和转向装置车轮和转向装置p移载装置移载装置2、动力系统、动力系统p大多数自动导引车都以车载蓄电池为能源,以直流电动机提大多数自动导引车都以车载蓄电池为能源,以直流电动机提供驱动力。供驱动力。p自动导引车常用的蓄电池有:铅自动导引车常用的蓄电池有:铅-酸蓄电池和镍酸
7、蓄电池和镍-镉蓄电池。镉蓄电池。p铅铅-酸蓄电池。采用全封闭免维护的固态电解质,具有自动酸蓄电池。采用全封闭免维护的固态电解质,具有自动充液系统,可以减少对室内作业环境和车上电气设备的酸性充液系统,可以减少对室内作业环境和车上电气设备的酸性腐蚀。腐蚀。p镍镍-镉蓄电池。采用纤维极板类型,无污染,寿命长,比能镉蓄电池。采用纤维极板类型,无污染,寿命长,比能量高,可以短时快速大电流充电,适合车辆高效连续作业的量高,可以短时快速大电流充电,适合车辆高效连续作业的要求。要求。3、控制系统、控制系统导引信号发生器中央控制微机数字量输入输出调度控制微机无线通讯系统自动导引车I自动导引车II自动导引系统自动
8、导引系统p电磁导引电磁导引p激光导引激光导引p惯性导引惯性导引电磁导引电磁导引p在在AGV的行驶路径上埋设金属线,当高频电流流的行驶路径上埋设金属线,当高频电流流经导线时,导线周围产生电磁场,经导线时,导线周围产生电磁场,AGV上左右对上左右对称安装有两个电磁感应器,它们所接收的电磁信称安装有两个电磁感应器,它们所接收的电磁信号的强度差异可以反映号的强度差异可以反映AGV偏离路径的程度。偏离路径的程度。AGV的自动控制系统根据这种偏差来控制车辆的的自动控制系统根据这种偏差来控制车辆的转向,连续的动态闭环控制能够保证转向,连续的动态闭环控制能够保证AGV对设定对设定路径的稳定自动跟踪。这种电磁感
9、应引导式导航路径的稳定自动跟踪。这种电磁感应引导式导航方法目前在绝大多数商业化的方法目前在绝大多数商业化的AGVS上使用,尤上使用,尤其是适用于大中型的其是适用于大中型的AGV。电磁导引电磁导引电磁导引基本原理电磁导引基本原理1-导向电线 2导向轮 3信号检测器 4放大器 5导向电机 6减速器电磁导引特点电磁导引特点p优点:引线隐蔽,不易污染和破损,导引原理简优点:引线隐蔽,不易污染和破损,导引原理简单而可靠,便于控制和通讯,对声光无干扰,制单而可靠,便于控制和通讯,对声光无干扰,制造成本较低。造成本较低。p缺点:路径难以更改扩展,对复杂路径的局限性缺点:路径难以更改扩展,对复杂路径的局限性大
10、。大。激光导引激光导引pAGV上安装有可旋转的激光扫描器,在运行路径上安装有可旋转的激光扫描器,在运行路径沿途的墙壁或支柱上安装有高反光性的定位标志,沿途的墙壁或支柱上安装有高反光性的定位标志,AGV依靠激光扫描器发射激光束,然后接受由四依靠激光扫描器发射激光束,然后接受由四周定位标志反射回的激光束,车载计算机计算出周定位标志反射回的激光束,车载计算机计算出车辆当前的位置以及运动的方向,通过和内置的车辆当前的位置以及运动的方向,通过和内置的数字地图进行对比来校正方位,从而实现自动搬数字地图进行对比来校正方位,从而实现自动搬运。运。激光导引激光导引激光导引原理激光导引原理p目前,激光目前,激光A
11、GV的应用越来越普遍。并且依据同的应用越来越普遍。并且依据同样的引导原理,若将激光扫描器更换为红外发射样的引导原理,若将激光扫描器更换为红外发射器、或超声波发射器,则激光引导式器、或超声波发射器,则激光引导式AGV可以变可以变为红外引导式为红外引导式AGV和超声波引导式和超声波引导式AGV。激光导引的特点激光导引的特点pAGV定位精确;地面无需其他定位设施;行驶路定位精确;地面无需其他定位设施;行驶路径可灵活多变,能够适合多种现场环境。激光导径可灵活多变,能够适合多种现场环境。激光导引是目前国外许多引是目前国外许多AGV厂家优先采用的先进导引厂家优先采用的先进导引方式。方式。惯性导引惯性导引p
12、惯性导引是在惯性导引是在AGV上安装陀螺仪,在行驶区域的上安装陀螺仪,在行驶区域的地面上安装定位块,地面上安装定位块,AGV通过对陀螺仪偏差信号通过对陀螺仪偏差信号的计算及地面定位块信号的采集来确定自身的位的计算及地面定位块信号的采集来确定自身的位置和方向,从而实现导引。置和方向,从而实现导引。惯性导引特点惯性导引特点p惯性导引技术在航天和军事上较早运用,是惯性导引技术在航天和军事上较早运用,是AGV领域新兴的一项技术。领域新兴的一项技术。p优点:技术先进,定位准确性高,灵活性强,便优点:技术先进,定位准确性高,灵活性强,便于组合和兼容,适用领域广。于组合和兼容,适用领域广。p缺点:制造成本高
13、,导引的精度和可靠性与陀螺缺点:制造成本高,导引的精度和可靠性与陀螺仪的制造精度及使用寿命密切相关。仪的制造精度及使用寿命密切相关。(三)自动寻址系统(三)自动寻址系统自动寻址系统主要指自动寻址系统主要指AGV控制系统中用于控制系统中用于AGV正确寻找任务地址并能精确停位的控制系统。正确寻找任务地址并能精确停位的控制系统。(四)自动导引车的安全装置(四)自动导引车的安全装置安全装置的作用包括防止设备在运行中出错,也安全装置的作用包括防止设备在运行中出错,也预防运行出错对人员及其原形环境设施产生的影响。预防运行出错对人员及其原形环境设施产生的影响。安全装置的共用除了保护安全装置的共用除了保护AG
14、V 自身安全,以及维自身安全,以及维护护AGV功能的顺利完成外,还在最大可能的范围内功能的顺利完成外,还在最大可能的范围内保护人员和运行环境设施的安全。保护人员和运行环境设施的安全。33三、自动导引车系统(三、自动导引车系统(AGVS)p自动导引车系统自动导引车系统(Automatic Guided Vehicle System,简称简称AGVS)是指由若干台(种)是指由若干台(种)AGV与与地面控制器所组成,能在系统的控制下自动准确完成地面控制器所组成,能在系统的控制下自动准确完成特定的物料搬运和装卸作业的机电一体化系统。特定的物料搬运和装卸作业的机电一体化系统。p1、单车或车队。、单车或车
15、队。p2、地面导引和管理系统、地面导引和管理系统 学习任务二学习任务二 物流机器人物流机器人学习目标学习目标p知识目标:了解仓库机器人的特点、分类的应用,知识目标:了解仓库机器人的特点、分类的应用,掌握常见机器人的基础组成及工作特点。掌握常见机器人的基础组成及工作特点。p能力目标:能够熟练操作仓储管理信息系统,正能力目标:能够熟练操作仓储管理信息系统,正确控制物流机器人作业。确控制物流机器人作业。一、机器人概述一、机器人概述p(一)机器人的发展(一)机器人的发展p机器人(机器人(Robot)是人类)是人类20世纪的重大发明之一。世纪的重大发明之一。p1984年末著名科学家钱学森指出:年末著名科
16、学家钱学森指出:“所谓机器人,所谓机器人,就是指那些有特定功能的自动机,它是机电一体化就是指那些有特定功能的自动机,它是机电一体化的,具有人工智能因素的的,具有人工智能因素的20世纪世纪80年代高技术,年代高技术,是新技术革命的重要内容之一。是新技术革命的重要内容之一。”p20世纪世纪70年代我国就开始了机器人的研制开发,年代我国就开始了机器人的研制开发,1980年全国第一台工业机器人诞生。年全国第一台工业机器人诞生。英国机器人酷似人类英国机器人酷似人类 面部表情丰富能够对话面部表情丰富能够对话 保姆机器人保姆机器人北京农民拉车机器人北京农民拉车机器人拉车机器人拉车机器人p机器人身高约机器人身
17、高约1.8米,身后连接着一辆深红色的米,身后连接着一辆深红色的铁皮黄包车,车上装着方向盘和控制按钮,以控铁皮黄包车,车上装着方向盘和控制按钮,以控制黄包车的前进、后退和停止。机器人的眼睛和制黄包车的前进、后退和停止。机器人的眼睛和嘴巴都会动。嘴巴都会动。p机器人成本约机器人成本约8000元,每充电一次能走元,每充电一次能走6小时,小时,行程行程8公里。公里。北京农民拉车机器人北京农民拉车机器人p2009年年1月月8日,住在北京市郊的农民吴玉禄在日,住在北京市郊的农民吴玉禄在自家附近驾驶着由他自制的行走机器人拉着的人自家附近驾驶着由他自制的行走机器人拉着的人力车溜达。这个机器人是爱热发明创造的吴
18、玉禄力车溜达。这个机器人是爱热发明创造的吴玉禄制成的最新和最大的机器人。吴玉禄从制成的最新和最大的机器人。吴玉禄从1986年年开始制造机器人,他用从垃圾堆捡来的金属丝、开始制造机器人,他用从垃圾堆捡来的金属丝、金属片、螺丝钉和钉子等制造机器人。金属片、螺丝钉和钉子等制造机器人。二、物流机器人二、物流机器人p搬运机器人搬运机器人p码垛机器人码垛机器人搬运机器人搬运机器人p(一)带有自动机械手的(一)带有自动机械手的AGVp在自动导引车上加装机械手,配合车载装卸机构,在自动导引车上加装机械手,配合车载装卸机构,自动装载货物,自动装载货物,AGV自动行驶到指定的位置后,机自动行驶到指定的位置后,机械
19、手自动卸货,并放置到指定货位。械手自动卸货,并放置到指定货位。(二)直角坐标机器人(二)直角坐标机器人图9-8 二维搬运机器人图9-9 三维搬运机器人45图9-10 三维机器人拣货搬运46(三)多自由度关节式搬运机器人(三)多自由度关节式搬运机器人 图9-11 多自由度机器人图9-12 码垛机器人(四)码垛机器人47码垛机器人码垛机器人p码垛机器人能自动将不同外形尺寸的包装货物整码垛机器人能自动将不同外形尺寸的包装货物整齐地、自动地码放在托盘上。齐地、自动地码放在托盘上。p当货物进入工作区,码垛机器人能够自动识别货当货物进入工作区,码垛机器人能够自动识别货物的大小和方位,并根据预先设定的动作程
20、序,物的大小和方位,并根据预先设定的动作程序,将货物抓起移送到托盘上,货物的堆放顺序和形将货物抓起移送到托盘上,货物的堆放顺序和形式预先设定,当货物堆垛完成,能自动完成捆扎,式预先设定,当货物堆垛完成,能自动完成捆扎,然后通过传送带送走。然后通过传送带送走。码垛机器人码垛机器人码垛机器人码垛机器人四、机器人的基本组成四、机器人的基本组成(一)机器人的(一)机器人的“大脑大脑”(二)机器人的(二)机器人的“手手”和和“脚脚”(三)机器人的(三)机器人的“眼睛眼睛”五、机器人的主要技术参数五、机器人的主要技术参数(一)抓取重量(一)抓取重量(二)运行速度(二)运行速度(三)自由度(三)自由度(四)
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