智能機器人在物流業應用情況及前景
智能機器人是物聯網家族的重要成員,是物聯網智能應用的執行者之一。智能機器人技術也是物聯網重要的技術產品。借助于物聯網,將機器人納入物聯網系統中,利用機器人的自動化性能,可實現智能作業與管理。
隨著工業自動化水平的不斷提高,智能機器人的應用也越來越廣泛。主要應用于汽車工業、電氣機械制造業、航空航天工業、化工工業、建筑業、海洋開發以及其它行業。
物流行業機器人的應用最早出現在1995年前后,在我國煙草行業物流作業系統中首先得到應用的。當時卷煙廠采用智能碼垛機器人對其卷煙成品進行碼垛作業,用AGV(自動搬運車)進行自動搬運作業,節省了大量人力,減少了煙箱破損,提高了自動化水平。這時候的機器人還只是單線的點對點作業,還未融入物流網絡系統。
目前智能機器人在我國煙草物流、汽車物流、醫藥物流等先進的物流系統都得到了廣泛應用,隨著物流信息技術的發展,智能機器人也有獨立的作業環節開始融入物流作業系統,成為現代物流系統的一部分,成為智慧物流的重要裝備。
在中國現代物流系統中,智能機器人主要有兩種類型,一種是從事堆碼跺物流作業的碼垛機器人,一種是從事自動化搬運的無人搬運小車AGV,這些智能機器人在全自動化物流系統中執行物流網絡系統的堆碼跺作業指令和自動化智能搬運作業指令。
碼垛機器人
碼垛機器人主要有:直角坐標式機器人、關節式機器人和極坐標式機器人。主要從事如下幾種堆碼跺作業
1、碼垛作業:碼垛作業是由碼垛機器人將封箱機封裝好的成品完成在托盤上的碼垛作業。
一臺封裝箱機對應一臺碼垛機器人,裝封箱機出來的成品可直接進行碼垛,無需進行品牌識別,但機器人利用率低;
采用一臺機器人碼垛兩種品牌的成品,同時對兩種品牌的成品進行碼垛作業,需要通過條碼識別器辨認品牌后,機器人再把不同品牌的成品自動碼垛到相應托盤上;.
此外在品種多流量小的情況下,一臺機器人還可完成多種品牌的碼垛作業,關鍵是在機器人作業范圍內布置多個托盤用來碼垛。
2、成品拆碼作業:成品拆嗎作業是將機器人碼垛好的成品托盤,在發貨時由機器人來拆碼。
拆碼的技術難度要大于碼垛,主要原因是原碼垛[FS:PAGE]好的托盤由于成品箱變形以及在輸送過程中的振動,使成品托盤變形,造成每一個拆碼成品托盤都會偏離理想位置,這就要求機器人的適應范圍要大。另外,由于拆碼托盤是成品箱緊靠成品箱,機器人的手爪無法插入兩箱之間,使夾持成品箱成為問題。解決的辦法是采用真空吸盤吸拿成品箱,因此對于成品箱的質量(如表面光滑程度、氣密性、箱子的強度等)要求就提高了。
3、揀選作業:揀選作業是由由移動式機器人來進行品種揀選,如果品種多,形狀各異,機器人需要帶有圖象識別系統和多功能機械手,機器人每到一種物品托盤就可根據圖象識別系統“看到”的物品形狀,采用與之相應的機械手抓取,然后放到搭配托盤上。
碼垛機器人的發展與前景
現在碼垛設備在各個方面都在發展改進,包括從機械手到操縱它的軟件。最近市場上對靈活性的需求不斷增長,這一個趨勢已經影響到了包裝的多個方面。
一個處理隨機裝載的機器人碼垛機需要特殊的軟件,通過軟件,機器人碼垛機與生產線的其他物流作業系統相連接,機器人進入物流信息系統,如與進工廠的倉庫管理系統(WMS)集成,接受物流信息網絡的系統指令,成為物流領域物聯網作業的一個執行者,這是個巨大的進步。
碼垛機器人還需要面對各種環境挑戰,如需要能夠滿足對立即可上架貨盤的碼垛需求,這就意味著產品碼垛好后,部分或者全部一次包裝容器的標簽都必須是朝外的;或滿足特殊環境如冷凍環境的需求,在冷凍倉庫內碼垛等等,此外在抓取方式上也需要做多種改進,以適應各種要求。
無人搬運車(AGV)
無人搬運車(Automated Guided Vehicle,簡稱AGV),指裝備有電磁或光學等自動導引裝置,能夠沿規定的導引路徑行駛,具有安全保護以及各種移載功能的智能型、自動化的運輸車,無人搬運車用蓄電池為其動力來源,通過電腦來控制其行進路線以及行為,或利用電磁軌道來設立其行進路線。作為一種無人駕駛工業搬運車輛,AGV在上個世紀50年代即得到了一般應用。隨著現代信息技術的發展,近年來無人搬運車才獲得巨大發展與應用,開始進入智能時代。
現代的AGV都是由計算機控制的,多數的AGVS配有系統集中控制與管理計算機,用于對AGV的作業過程進行優化,發出搬運指令,跟蹤傳送中的構件以及控制AGV的路線。
無人搬運車的引導[FS:PAGE]方式主要有電磁感應引導、激光引導和磁鐵陀螺引導等方式,其中以激光引導方式發展較快,但電磁感應引導和磁鐵陀螺引導方式占有較大比例。
激光引導的工作原理利用安裝在AGV上的激光掃描器識別設置在其活動范圍內的若干個定位標志來確定其坐標位置,從而引導AGV運行,這種工作方式屬于導航式引導。激光掃描器一般安裝在AGV的較高位置,使各定位標志與激光掃描器較好地呼應,并通過系統的串行口與AGV的控制板聯接。由于AGV的激光引導裝置可以采用標準的器件、控制板和軟件,所以與其它引導方式比較,具有容易安裝、容易編程和性能價格比高等優點,在導航式引導方式中,激光引導的定位精度比較高。其缺點是比電磁感應式引導的成本高一些,且在有些使用環境中易受干擾。
隨著傳感技術和信息技術的發展,AGV也在向智能化方向發展,因此也稱AGV為智能搬運車。近年來,隨著物聯網技術的應用,在全自動化智能物流中心,無人搬運車作為物聯網的一個重要組成部分,成為一個具有智慧的物流終端,與物流系統的物聯網聯網作業,智能運作,實現智慧物流。相信隨著物聯網技術發展和智能化技術的應用,一定會使AGV面臨一個更廣闊的發展。
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