文｜杭州藍(lán)芯科技吉印通 張春雨

摘?要：跟著工業(yè)主動(dòng)化水平進(jìn)步，AGV/AMR在軟包印刷企業(yè)逐步得到普遍的應(yīng)用，且前景普遍，AGV是智能物流搬運(yùn)系統(tǒng)中的重要構(gòu)成部門，在消費(fèi)工序的各個(gè)工藝流程之間起到物料搬運(yùn)樞紐感化；挪動(dòng)機(jī)器人連系*D視覺+AI手藝在軟包印刷企業(yè)的應(yīng)用及功用介紹，為軟包印刷企業(yè)從傳統(tǒng)工場(chǎng)到智能物流工場(chǎng)的晉級(jí)革新和手藝推廣應(yīng)用具有重要的意義。

關(guān)鍵詞：AGV/AMR、印刷工場(chǎng)、*D視覺、物流系統(tǒng)

一、布景

軟包印刷企業(yè)屬于典型離散型造造業(yè)，產(chǎn)物的消費(fèi)次要由印前、印中、印后等工序構(gòu)成；印刷產(chǎn)物具有多品種、小批量、多批次的特點(diǎn)，使其各工序之間涉及大量的物料轉(zhuǎn)運(yùn)，招致工做勞動(dòng)強(qiáng)度大、招工難、辦理紊亂、效率低，那就需要軟包印刷企業(yè)對(duì)工場(chǎng)停止主動(dòng)化、數(shù)字化、智能物流晉級(jí)或革新，逐漸施行少人化或無人化的聰慧型工場(chǎng)；智能物流向財(cái)產(chǎn)化細(xì)分行業(yè)開展，差別的軟包印刷企業(yè)對(duì)智能物流設(shè)備的利用存在較大的差別。因而物流配備企業(yè)需要熟悉印刷企業(yè)的工藝要乞降營業(yè)流程以及手藝特點(diǎn)，領(lǐng)會(huì)印刷行業(yè)和智能化物流手藝開展趨向；跟著軟包印刷企業(yè)對(duì)智能物流的深切領(lǐng)會(huì)及本身企業(yè)的營業(yè)形態(tài)闡發(fā)和細(xì)化物流在各工序之間的應(yīng)用，挪動(dòng)機(jī)器人（AGV/AMR）是將來智能物流搬運(yùn)的柔性化開展標(biāo)的目的，為軟包印刷企業(yè)從傳統(tǒng)工場(chǎng)到智能工場(chǎng)的晉級(jí)革新供給一種建立性思緒。

二、智能物流在軟包印刷行業(yè)的感化

關(guān)于現(xiàn)代軟包印刷企業(yè)來講，合理規(guī)劃消費(fèi)規(guī)劃和物流搬運(yùn)十分需要。合理的消費(fèi)規(guī)劃要以消費(fèi)工藝流程（如圖1）為根底來規(guī)劃和規(guī)劃消費(fèi)設(shè)備的空間位置，同時(shí)要兼容消費(fèi)所需的物料以及各工序之間物料周轉(zhuǎn)的物流空間；物流規(guī)劃除了與整體新建廠房或現(xiàn)有廠房的構(gòu)造空間規(guī)劃有關(guān)外，還要考慮消費(fèi)設(shè)備的利用功用及特點(diǎn)，削減沒必要要的物流搬運(yùn)互訂交叉功課，制止影響整廠或整車間的消費(fèi)效率，增加人工的勞動(dòng)強(qiáng)度。

軟包印刷企業(yè)的消費(fèi)物流

在新建廠房或革新現(xiàn)有車間的智能物流規(guī)劃時(shí)，次要是根據(jù)消費(fèi)產(chǎn)物的工藝流程多考慮U型規(guī)劃或受規(guī)劃空間的局限性能夠考慮L型。規(guī)劃的消費(fèi)設(shè)備、物料搬運(yùn)、物料周轉(zhuǎn)的緩存等，能夠削減沒必要要的因產(chǎn)物品種多、工藝差別所產(chǎn)生的物流搬運(yùn)穿插，到達(dá)物流搬運(yùn)時(shí)間短、削減中間緩存的效果。消費(fèi)造造和物流搬運(yùn)規(guī)劃的合理性和先輩性，是印刷企業(yè)對(duì)智能物流系統(tǒng)建立的持久開展標(biāo)的目的。

智能物流是軟包印刷企業(yè)重要的構(gòu)成部門，做為傳統(tǒng)離散型造造業(yè)的軟包印刷企業(yè)，也深受智能造造、智能物流、智能消費(fèi)、智能工場(chǎng)的理論系統(tǒng)的啟發(fā)。智能物流系統(tǒng)是毗連消費(fèi)各個(gè)工序之間、車間之間、倉儲(chǔ)之間的物流搬運(yùn)系統(tǒng)；在軟包印刷行業(yè)中引入智能物流搬運(yùn)挪動(dòng)機(jī)器人，為軟包印刷企業(yè)在消費(fèi)與物流搬運(yùn)環(huán)節(jié)供給了更柔性化的智能物流處理計(jì)劃。

三、挪動(dòng)機(jī)器人在軟包印刷行業(yè)利用功用及介紹

1.挪動(dòng)機(jī)器人場(chǎng)景應(yīng)用特征

智能挪動(dòng)機(jī)器人基于信息化手藝、*D視覺手藝、控造手藝的尺度化，驅(qū)動(dòng)軟包印刷企業(yè)的財(cái)產(chǎn)化晉級(jí)和革新。挪動(dòng)機(jī)器人調(diào)度控造系統(tǒng)與MES、WMS等辦理系統(tǒng)協(xié)做，通過計(jì)算機(jī)停止集中調(diào)度、監(jiān)控、辦理、以及運(yùn)行形態(tài)。挪動(dòng)機(jī)器人具有辦理系統(tǒng)化、操做信息化、功課主動(dòng)化、數(shù)據(jù)聰慧化、收集協(xié)同化、規(guī)劃柔性化等凸起特點(diǎn)（如圖2）。

圖2：印刷機(jī)上下料挪動(dòng)機(jī)器人

（1）辦理系統(tǒng)化

聰慧物流系統(tǒng)是通過WMS、WCS等辦理系統(tǒng)停止集中辦理，集成調(diào)度，并與印刷各個(gè)工序、人力資本、器具、信息數(shù)據(jù)等集成在一路停止同一辦理控造。

（2）操做信息化

（*）功課主動(dòng)化

智能挪動(dòng)機(jī)器人應(yīng)用于軟包印刷印中工序的放卷和收卷，可以實(shí)現(xiàn)主動(dòng)存放等功課活動(dòng)，功課環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)無人化，功課效率大大提拔。

（4）數(shù)據(jù)聰慧化

智能挪動(dòng)機(jī)器人在施行功課過程中，可以實(shí)時(shí)記錄功課數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)信息上傳至信息辦理系統(tǒng)，通過數(shù)據(jù)的集中存儲(chǔ)辦理與闡發(fā)，處置各項(xiàng)運(yùn)行控造與辦理決策活動(dòng)。

（*）收集協(xié)同化

智能挪動(dòng)機(jī)器人調(diào)度系統(tǒng)與企業(yè)辦理系統(tǒng)、消費(fèi)系統(tǒng)、倉儲(chǔ)辦理系統(tǒng)等有機(jī)對(duì)接，構(gòu)成一種聰慧物流鏈，使企業(yè)的物流系統(tǒng)智能化。

（6）規(guī)劃柔性化

軟包印刷企業(yè)能夠按照差別的工序場(chǎng)景施行規(guī)劃和落地，也可按照企業(yè)開展的需要增加物流配備及機(jī)器人的數(shù)量。

2.挪動(dòng)機(jī)器人自主定位及導(dǎo)航系統(tǒng)

定位對(duì)接：確定上下料挪動(dòng)機(jī)器人在運(yùn)行情況中相關(guān)于全局坐標(biāo)的位置及航向；

途徑規(guī)劃：情況已知的全局途徑規(guī)劃，基于傳感器信息的部分途徑規(guī)劃；

導(dǎo)航：當(dāng)前同步定位與建模手藝SLAM導(dǎo)航；

避障：行駛中通過傳感器感知到靜態(tài)和動(dòng)態(tài)物體時(shí)，能有效地避障。

*.挪動(dòng)機(jī)器人關(guān)鍵參數(shù)

挪動(dòng)機(jī)器人的設(shè)想關(guān)鍵參數(shù)次要包羅：額定承載、搬運(yùn)物料規(guī)格、更大轉(zhuǎn)彎曲徑、階梯舉升高度、行駛速度、對(duì)接抵償空間間隔等。如表1所示。

4.挪動(dòng)機(jī)器人平安檢測(cè)與防護(hù)

挪動(dòng)機(jī)器人智能系統(tǒng)在使命施行、物料對(duì)接等環(huán)節(jié)的平安檢測(cè)，是挪動(dòng)機(jī)器人一般運(yùn)轉(zhuǎn)的先決前提，也是重點(diǎn)設(shè)想對(duì)象?；谂矂?dòng)機(jī)器人的智能物流調(diào)度系統(tǒng)在搬運(yùn)場(chǎng)景的控造，平安檢測(cè)次要從車體自己、與車體對(duì)接機(jī)臺(tái)上下料安裝兩方面考慮。

挪動(dòng)機(jī)器人的運(yùn)行平安防護(hù)有以下幾個(gè)方面：

（1）非接觸式防護(hù)

（2）接觸式防護(hù)

即平安觸邊，當(dāng)挪動(dòng)機(jī)器人與障礙物發(fā)作碰碰并觸發(fā)平安觸邊，挪動(dòng)機(jī)器人將采納急停辦法，該平安辦法起到制止二次危險(xiǎn)。

（*）聲光報(bào)警與急停按鈕防護(hù)

挪動(dòng)機(jī)器人一般行駛時(shí)會(huì)有三色燈和音樂喇叭提醒行人留意躲避；挪動(dòng)機(jī)器人上設(shè)有位置明顯易見的急停開關(guān)。

*.上下料挪動(dòng)機(jī)器人的*D視覺的應(yīng)用

圖*：*D視覺對(duì)接相機(jī)

（1）輸出特征

*D視覺收羅待測(cè)對(duì)象，并輸出深度圖，供給簡(jiǎn)單的接口可間接獲取強(qiáng)度圖、深度圖、偽彩色深度圖和點(diǎn)云圖像，所有圖像坐標(biāo)系嚴(yán)酷對(duì)齊，分辯率為1280×1024。撐持高動(dòng)態(tài)范疇形式，可靈敏設(shè)置裝備擺設(shè)參數(shù)實(shí)現(xiàn)差別反射率物體的丈量；婚配特有處置算法在小幅顫動(dòng)下快速獲取準(zhǔn)確的三維信息。

（2）視覺探測(cè)范疇

*D視覺探測(cè)區(qū)域示企圖（如圖4），相機(jī)橫向探測(cè)角度為**°，縱向探測(cè)角度為4*°，更佳適用間隔**0mm。

圖4:*D視覺探測(cè)區(qū)域示企圖

（*）產(chǎn)物特征

圖*：*D視覺相機(jī)機(jī)臺(tái)對(duì)接

6.挪動(dòng)機(jī)器人產(chǎn)物優(yōu)勢(shì)

切確定位:接納激光SLAM自主定位導(dǎo)航，撐持二次定位，定位更準(zhǔn)確；

精準(zhǔn)對(duì)接：接納自主研發(fā)*D視覺對(duì)接，托舉機(jī)構(gòu)撐持前后右左平移；

全向底盤：接納舵輪驅(qū)動(dòng)，挪動(dòng)更靈敏；

自研核心：接納自主研發(fā)的主控及營業(yè)模塊，集成化高，不變性；

平安防護(hù)：接納*D視覺避障，智能檢測(cè)低矮障礙物，行駛更平安。

四、軟包印刷行業(yè)挪動(dòng)機(jī)器人的場(chǎng)景應(yīng)用

1.印刷機(jī)臺(tái)放卷和收卷動(dòng)做流程

在軟包印刷企業(yè)，由消費(fèi)辦理系統(tǒng)或零丁機(jī)臺(tái)下達(dá)使命指令，挪動(dòng)機(jī)器人實(shí)現(xiàn)與機(jī)臺(tái)信息的交互對(duì)接，并按照使命類型主動(dòng)調(diào)度挪動(dòng)機(jī)器人完成印刷機(jī)臺(tái)的放卷和收卷使命；挪動(dòng)機(jī)器人與機(jī)臺(tái)的放卷動(dòng)做流程與收卷動(dòng)做流程類似，動(dòng)做流程如圖6所示。

圖6：挪動(dòng)機(jī)器人放卷和收卷工做流程

挪動(dòng)機(jī)器人對(duì)接機(jī)臺(tái)放卷：動(dòng)做示意如圖*-a所示，挪動(dòng)機(jī)器人按照WCS（Warehouse Control System）控造系統(tǒng)使命指令，通過RCS調(diào)度系統(tǒng)上下料機(jī)器人施行搬運(yùn)使命挪動(dòng)至印刷機(jī)臺(tái)上料點(diǎn)。挪動(dòng)機(jī)器人對(duì)印刷機(jī)臺(tái)內(nèi)的異物停止平安檢測(cè)，平安檢測(cè)后挪動(dòng)機(jī)器人翻開*D相機(jī)擺臂至到位，托舉機(jī)構(gòu)升高必然高度（圖*-a-放卷動(dòng)做1）；挪動(dòng)機(jī)器人的托舉機(jī)構(gòu)調(diào)整X、Y、Z軸標(biāo)的目的的空間間隔，印刷機(jī)臺(tái)的氣脹軸主動(dòng)伸出至頂住卷料軸芯內(nèi)側(cè)（圖*-a-放卷動(dòng)做2）；印刷機(jī)臺(tái)的氣脹軸夾緊確認(rèn)后，挪動(dòng)機(jī)器人的*D相機(jī)擺臂回位，托舉機(jī)構(gòu)先下降后歸位（圖*-a-放卷動(dòng)做*），挪動(dòng)機(jī)器人退出印刷機(jī)臺(tái)上料點(diǎn)，使命完畢挪動(dòng)機(jī)器人施行下一使命。

挪動(dòng)機(jī)器人對(duì)接機(jī)臺(tái)收卷：動(dòng)做示意如圖*-b所示，挪動(dòng)機(jī)器人按照WCS控造系統(tǒng)使命指令，通過RCS調(diào)度系統(tǒng)上下料機(jī)器人施行搬運(yùn)使命挪動(dòng)至印刷機(jī)臺(tái)下料點(diǎn)。挪動(dòng)機(jī)器人對(duì)印刷機(jī)臺(tái)內(nèi)的異物停止平安檢測(cè)，平安檢測(cè)后挪動(dòng)機(jī)器人翻開*D相機(jī)擺臂至到位，托舉機(jī)構(gòu)升高必然高度（圖*-b-收卷動(dòng)做1）；挪動(dòng)機(jī)器人的托舉機(jī)構(gòu)調(diào)整X、Y、Z軸標(biāo)的目的的空間間隔，托舉機(jī)構(gòu)升高曲至接觸卷料后停下；印刷機(jī)臺(tái)的氣脹軸縮回曲至原始形態(tài)（圖*-b-收卷動(dòng)做2）；印刷機(jī)臺(tái)的氣脹軸至原始形態(tài)確認(rèn)后，挪動(dòng)機(jī)器人的*D相機(jī)擺臂回位，托舉機(jī)構(gòu)先下降后歸位（圖*-b-收卷動(dòng)做*），挪動(dòng)機(jī)器人退出印刷機(jī)臺(tái)下料點(diǎn)，使命完畢挪動(dòng)機(jī)器人施行下一使命。

2.挪動(dòng)機(jī)器人放卷和收卷與印刷機(jī)臺(tái)通信對(duì)接

挪動(dòng)機(jī)器人承受MES、WMS頂端系統(tǒng)層下達(dá)的有關(guān)號(hào)令或分發(fā)的使命信息，將收羅到的信息通過無線局域網(wǎng)反應(yīng)給上層控造中的中間環(huán)節(jié)，印刷機(jī)臺(tái)控造系統(tǒng)和機(jī)器人系統(tǒng)通過局域網(wǎng)完成組網(wǎng)，使得挪動(dòng)機(jī)器人可以在任何情況下，都能間接或間接（通過挪動(dòng)機(jī)器人辦事器等體例）與印刷機(jī)臺(tái)控造系統(tǒng)停止通信，以實(shí)時(shí)獲取印刷機(jī)臺(tái)控造系統(tǒng)發(fā)出的形態(tài)指令；挪動(dòng)機(jī)器人的控造系統(tǒng)實(shí)時(shí)領(lǐng)受或反應(yīng)給印刷機(jī)臺(tái)的控造系統(tǒng)（如圖8）。

圖8：挪動(dòng)機(jī)器人通信對(duì)接

機(jī)器人與印刷機(jī)臺(tái)的通信對(duì)接考慮印刷企業(yè)的設(shè)備控造系統(tǒng)與廠內(nèi)收集情況，如印刷機(jī)臺(tái)的控造系統(tǒng)能夠間接通信，間接與挪動(dòng)機(jī)器人調(diào)度系統(tǒng)對(duì)接；如印刷機(jī)臺(tái)的控造系統(tǒng)不克不及間接通信，印刷機(jī)臺(tái)需加設(shè)PLC控造器，與印刷機(jī)臺(tái)控造單位停止I/O交互，使之完成放卷和收卷指令的通信對(duì)接（如圖*）。

圖*：挪動(dòng)機(jī)器人與機(jī)臺(tái)模塊對(duì)接

五、挪動(dòng)機(jī)器人的控造調(diào)度系統(tǒng)設(shè)想

挪動(dòng)機(jī)器人的控造調(diào)度系統(tǒng)是挪動(dòng)機(jī)器人的核心，接納集中控造體例，滿足印刷企業(yè)現(xiàn)場(chǎng)情況要求；系統(tǒng)與消費(fèi)辦理系統(tǒng)對(duì)接，使命指令下達(dá)和陳述挪動(dòng)機(jī)器人的運(yùn)行情況。挪動(dòng)機(jī)器人控造調(diào)度系統(tǒng)可實(shí)時(shí)調(diào)度在線挪動(dòng)機(jī)器人的同時(shí)，系統(tǒng)工做形態(tài)在屏幕上顯示。

圖10：挪動(dòng)機(jī)器人放卷和收卷部門應(yīng)用場(chǎng)景

軟包印刷企業(yè)現(xiàn)場(chǎng)物流空間有限，線路規(guī)劃會(huì)與印刷設(shè)備干預(yù)，在有限空間內(nèi)連系上下料機(jī)器人本體的外形尺寸、輪系位置及可調(diào)速度等特征，接納柔性曲線或曲角平移曲線，可以在規(guī)劃道路時(shí)主動(dòng)闡發(fā)道路的坐標(biāo)，把道路分紅若干坐標(biāo)間隔和機(jī)器人的控造的優(yōu)化，使挪動(dòng)機(jī)器人的行駛途徑契合現(xiàn)場(chǎng)印刷機(jī)臺(tái)對(duì)接要求（如圖11）。

圖11：挪動(dòng)機(jī)器人控造調(diào)度系統(tǒng)界面

挪動(dòng)機(jī)器人系統(tǒng)包羅機(jī)器人工做形態(tài)辦理、地圖智能途徑規(guī)劃、挪動(dòng)機(jī)器人通信辦理、挪動(dòng)機(jī)器人設(shè)備辦理和信息交互辦理。通過挪動(dòng)機(jī)器人控造調(diào)度系統(tǒng)模塊停止整合、協(xié)同運(yùn)做、調(diào)度等。

1.地圖模塊

途徑規(guī)劃是對(duì)軟包印刷各個(gè)工序的現(xiàn)實(shí)工做前提停止更優(yōu)的途徑選擇，將挪動(dòng)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)軌跡以恰當(dāng)?shù)谋壤s小，而且將挪動(dòng)機(jī)器人的現(xiàn)實(shí)運(yùn)動(dòng)過程中的道路動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)地呈如今地圖模塊上。

挪動(dòng)機(jī)器人搬運(yùn)點(diǎn)位的更改及位置信息由現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備物理地圖、RCS 邏輯地圖構(gòu)成。RCS 邏輯地圖通過導(dǎo)入現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備物理地圖，更新工序之間的上下料對(duì)接點(diǎn)的物理位置，在此根底上更新位置的營業(yè)屬性，最末完成搬運(yùn)道路和點(diǎn)位的改動(dòng)。

2.系統(tǒng)辦理模塊

挪動(dòng)機(jī)器人的信息辦理和使命查詢是按照消費(fèi)使命信息、產(chǎn)線叫料需求，系統(tǒng)主動(dòng)調(diào)度和分配消費(fèi)使命；挪動(dòng)機(jī)器人施行使命和運(yùn)行形態(tài)實(shí)時(shí)上傳末端系統(tǒng)；挪動(dòng)機(jī)器人施行調(diào)度使命的編號(hào)、起點(diǎn)起點(diǎn)坐標(biāo)以及調(diào)度使命的優(yōu)先水平，調(diào)度系統(tǒng)下達(dá)使命指令時(shí)后臺(tái)數(shù)據(jù)庫會(huì)在使命工做表中主動(dòng)記錄本次使命信息。

*.信息交互模塊

智能調(diào)度系統(tǒng)是通過調(diào)度系統(tǒng)和多臺(tái)挪動(dòng)機(jī)器人的傳輸信息停止交互，車輛數(shù)據(jù)庫中上傳挪動(dòng)機(jī)器人的車輛信息，在調(diào)度系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中能夠查詢挪動(dòng)機(jī)器人的編號(hào)、剩余電量、運(yùn)行形態(tài)和當(dāng)前施行使命及所在的位置，并可以實(shí)時(shí)查詢挪動(dòng)機(jī)器人的工做進(jìn)度。

六、結(jié)論

通過在軟包印刷企業(yè)建立智能化物流系統(tǒng)，對(duì)挪動(dòng)機(jī)器人的功用及應(yīng)用停止了描述；智能挪動(dòng)機(jī)器人的硬件構(gòu)造和軟件手藝的成熟與晉級(jí)，為實(shí)現(xiàn)廠內(nèi)物流優(yōu)化、廠內(nèi)信息化辦理，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，幫忙企業(yè)降本增效和轉(zhuǎn)型晉級(jí)供給參考根據(jù)。

END

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