一种染整车间内的自动物流系统及其调度方法与流程

本发明涉及一种物流系统，具体涉及一种染整车间内的自动物流系统及其调度方法，属于染整行业技术领域。

背景技术：

随着新一代信息通信技术与先进制造技术的深度融合，全球兴起了以智能制造为代表的新一轮产业变革，数字化、网络化、智能化日益成为未来制造业发展的主要趋势。在全球智能制造的大背景下，染整行业作为制造业中的一部分，面临着巨大的结构调整压力。智能制造、绿色制造、可持续发展正成逐渐成为染整行业未来发展的主旋律。在染整行业中，印染企业要保证生产连续不断地进行，一方面必须根据生产订单的需要，按质按量按时地供给原料，又要确保原料能在工序与工序之间及时配送。与染整作业相关的原料主要包括坯布、染化料助剂等。现有技术条件下，染化料助剂的自动输送解决方案已基本成熟，而鲜有关于染整车间作业所需坯布的智能物流系统的相关报道，这是由染整作业的离散性所决定的。从染整作业流程来看，涵盖了烧毛、退煮漂、丝光、蒸化、定型和预缩等连续生产工艺以及间歇式染色等离散生产工艺；各工艺段又由不同种类与数量的加工装备组成，这造成了染整加工作业的离散性。由于各工艺段的生产节拍和加工能力均存在较大差异，再加上生产排产和调度的影响，势必造成前道工序处理好的坯布需经分批堆积处理后才能用于后续加工。

坯布的堆积处理给染整作业带来了许多不利影响。首先，坯布堆积后占据了车间大量的空间，在一些缺少规划的车间内，由于业务量的增长，以及管理手段的缺失，布车放置混乱的问题根深蒂固，难以解决，严重影响车间的正常作业；其次，我国染整行业内的流转仍以人工搬运为主，丢布、找布问题屡见不鲜，这在较大程度上制约了染整作业的加工效率，也给企业生产管理带来较大困扰；此外，由于多数染整企业在作业过程中，仍采用纸质信息对布车进行标识，而工艺流转信息与生产流转信息也往往以人工传导为主，经常会造成错染、重染等问题，极大的降低了企业经济效益。

因此，为解决上述问题，确有必要提供一种创新的染整车间内的自动物流系统及其调度方法，以克服现有技术中的所述缺陷。

技术实现要素：

为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种染整车间内的自动物流系统，其有效的解决了染整车间作业过程中的物流效率低、管理混乱、数字化程度低等问题。

本发明的第二目的在于提供一种染整车间内的自动物流系统的调度方法。

为实现上述第一目的，本发明采取的技术方案为：一种染整车间内的自动物流系统，其包括服务器、物料小车、rfid标签、牵引式agv小车以及染整设备；其中，所述物料小车、牵引式agv小车分别与服务器采用无线网络连接；所述rfid标签设置于染整车间内的地面上，物料小车和牵引式agv小车能识别rfid标签并反馈位置信息；所述染整设备上安装有多种传感器，并连有一台工控主机；所述传感器能将获得的信息发送给工控主机；所述工控主机与服务器以以太网的形式连接。

本发明的染整车间内的自动物流系统进一步设置为：所述牵引式agv小车以牵引方式带动物料小车运动，其尾部安装有气动卡盘，气动卡盘的一端设置有进气管，另一端设置有手指，通过气压控制其运动；所述手指上通过螺栓固定有夹具，夹具和手指联动。

本发明的染整车间内的自动物流系统进一步设置为：所述物料小车为布车或卷布车；其前端安装有圆形连接器；夹具夹紧所述圆形连接器，实现牵引式agv小车与物料小车的连接。

本发明的染整车间内的自动物流系统进一步设置为：所述气动卡盘周围安放有用于测量气动卡盘与物料小车的距离的距离传感器，所述距离传感器设置有3个，并呈等边三角形排列。

本发明的染整车间内的自动物流系统进一步设置为：所述rfid标签具体布置在车间的停车点、转弯点以及工位点，各rfid标签设置有唯一编号，其内有各自的坐标信息与编号信息；所述停车点布置在车间外围，用于牵引式agv小车、布车、卷布车的停靠；转弯点遍布于整个车间，用于控制小车的运动路径；工位点位于设备的进料口与出料口，是运输作业的终点。

本发明的染整车间内的自动物流系统进一步设置为：相邻rfid标签之间铺设有用于相邻rfid标签之间寻迹的电磁导引带；牵引式agv小车内装有光学传感器，通过识别电磁导引带完成相邻rfid标签之间的移动；rfid标签与电磁导引带构成车间的物流地图。

本发明的染整车间内的自动物流系统进一步设置为：所述牵引式agv小车与物料小车具有唯一编号，其内安装有传感模块、无线通讯模块和rfid读卡器；所述rfid读卡器能识别地面上的rfid标签，读取坐标信息与rfid标签编号，牵引式agv小车与物料小车将读取的信息、自带的小车编号信息发送给服务器；所述牵引式agv小车与物料小车设置有脱离按钮。

本发明的染整车间内的自动物流系统进一步设置为：所述服务器储存有车间的物流数字地图，每个rfid标签都为地图中的节点v0,v1……其编号与坐标与rfid一致；根据相邻rfid标签之间的距离设置相邻点之间的距离参数集合e；物流数字地图由加权图g<v,e>表示。

本发明的染整车间内的自动物流系统还设置为：所述服务器能将小车发送的位置信息映射到地图上，并根据dijkstra路径算法，完成最优调度。

为实现上述第二目的，本发明采取的技术方案为：一种染整车间内的自动物流系统的调度方法，其包括如下工艺步骤：

1)，agv小车连接物料小车后从停车点出发、送料；

2)，agv小车读取岔路口的rfid标签信息，并发送给服务器，服务器根据dijkstra算法规划路径；

3)，agv小车根据服务器的规划到达工位点，并解除与物料小车的连接，送料结束；

4)，服务器根据dijkstra算法规划路径，控制agv小车返回最近停靠点；

5)，agv小车连接物料小车从停靠点出发，取料，并重复步骤2)；

6)，agv小车根据服务器的规划到达工位点，进行取料操作；

7)，服务器根据dijkstra算法规划路径，控制agv小车将送料小车送至最近停靠点，取料结束，agv小车返回服务器指定停靠点待命。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：本发明的染整车间内的自动物流系统及其调度方法通过无线网络通讯，并辅以rfid标签定位、电磁导引寻迹的方式，实现了布车，卷布车，牵引式agv小车与服务器的互联，从而达到智能物流的效果。大大提高了染整行业中物流活动的效率，减少了企业的人力成本。同时，通过将工艺流程信息与生产流转信息数字化，帮助印染企业更好的控制产品的生产，提高经济效益。此外，提出了一种连接装置，解决了牵引式agv小车与物料小车的连接问题。

【附图说明】

图1是本发明的染整车间内的自动物流系统的原理框图。

图2是本发明的染整车间内的自动物流系统的信息流转示意图。

图3是本发明的染整车间内的自动物流系统的网络覆盖示意图。

图4是布车的示意图。

图5是卷布车的示意图。

图6是牵引式agv小车的示意图。

图7是agv小车与物料小车的连接示意图。

【具体实施方式】

请参阅说明书附图1至附图7所示，本发明为一种染整车间内的自动物流系统，其主要由服务器、物料小车(布车2或卷布车3)、rfid标签4、牵引式agv小车1以及染整设备等几部分组成。

其中，所述服务器作为车间的总控制器，控制小车(牵引式agv小车1、物料小车)完成物流作业并监控各工艺流程状况。所述物料小车、牵引式agv小车1分别与服务器采用无线网络连接，并进行数据交互，其全车间都覆盖有网络。服务器获得订单信息后(订单号、客户、产品要求、产品数量等)，调度小车完成物料运输。同时服务器与所有工控主机互通，可以获取整个车间的工艺流程数据与生产流转数据(ph值、含水率、温度、流量、上布数量、开始时间、结束时间、工艺用时、上车码数、下车码数、上车编号、下车编号、订单总完成度等)，实时监控工艺过程以及总体生产进度。

所述牵引式agv小车1以牵引方式带动物料小车运动，其尾部安装有气动卡盘11，气动卡盘11的一端设置有进气管112，通过进气管112通入压缩空气；所述气动卡盘11另一端设置有手指111，通过气压控制其运动。所述手指111上通过螺栓固定有夹具12，夹具12和手指111联动。所述物料小车的前端安装有圆形连接器21；夹具12能夹紧所述圆形连接器21，实现牵引式agv小车1与物料小车(布车2或卷布车3)的连接。所述牵引式agv小车1与物料小车设置有脱离按钮。工作人员按下脱离按钮后，小车不接受服务器指令，只发送信息给服务器。工作人员可以人为地移动小车，但服务器可以知道小车的位置。待脱离按钮松开后，服务器继续控制小车。

进一步的，所述气动卡盘11周围安放有用于测量气动卡盘11与物料小车的距离的距离传感器13，所述距离传感器13设置有3个，并呈等边三角形排列。当三个距离传感器13数值在某个范围之内且一致时，判定为对齐，并使气动卡盘11运动。

所述rfid标签4设置于染整车间内的地面上，物料小车和牵引式agv小车1能识别rfid标签4并反馈位置信息，服务器根据位置信息规划小车路径，实现总体调度最优解。

具体的说，所述rfid标签4具体布置在车间的停车点41、转弯点43以及工位点42，各rfid标签4设置有唯一编号，其内有各自的坐标信息与编号信息。所述停车点41布置在车间外围，用于牵引式agv小车1、布车2、卷布车3的停靠；转弯点43遍布于整个车间，用于控制小车1的运动路径；工位点42位于染整设备的进料口与出料口，是运输作业的终点。

相邻rfid标签4之间铺设有用于相邻rfid标签4之间寻迹的电磁导引带5。牵引式agv小车1内装有光学传感器，通过识别电磁导引带5完成相邻rfid标签4之间的移动；rfid标签4与电磁导引5带构成车间的物流地图。

所述牵引式agv小车1与物料小车都有唯一编号，内安装有传感模块、无线通讯模块、rfid读卡器。小车移动时，所述rfid读卡器能识别地面上的rfid标签4，读取坐标信息与rfid标签4编号，牵引式agv小车1与物料小车将读取的信息、自带的小车编号信息发送给服务器。具体的说，当有小车停靠在停靠点上时，小车就会识别停靠点上的rfid标签4，并将停靠点rfid坐标信息、编号与小车编号发送给服务器，告知服务器该处停了哪辆车。电磁导引带纵横交错地布置于相邻rfid标签4之间。agv小车1接收到服务器指令后，便会根据服务器提供的路径运动，并通过光学传感器识别电磁导引5带完成rfid标签4之间的移动。转弯点的rfid标签4布置在车间岔路口，每个岔路口对应一个rfid标签4，与停靠点上的rfid标签4一样，每当agv小车1识别一个转弯点的rfid标签，就向服务器发送信息，服务器将转弯指令发送给agv小车，实现小车转向。工位点布置在染整设备的出料口与进料口，并设置有rfid标签4。工位点的rfid标签4与工艺名称一一对应。当物料小车到达进料工位点后，识别rfid标签，发送信息给服务器。物料小车到达进料工位点后，完成上料操作。

所述染整设备放置在车间内中央，其安装有多种传感器，并连有一台工控主机。所述传感器用于获得ph值、含水率、温度、流量、上布数量等工艺参数，并能将获得工艺流程信息与生产流转信息，并发送给工控主机。所述工控主机与服务器以以太网的形式连接，实现工艺流程信息的互通。工控主机的上位机程序自动处理信号获得工艺参数，同时记录开始时间、结束时间、工艺用时、上车码数、下车码数、上车编号、下车编号等信息。待染整设备发出取料指令后，服务器控制agv小车将物料小车送至出料工位点，进行出料操作。出料操作结束后，agv小车将物料小车送至停靠区域后，返回另一个停靠点待命。

服务器一方面根据工艺流程信息调整工艺流程、优化调度任务，另一方面存储工艺流程信息，帮助生产人员对工艺流程进行优化。所述服务器储存有车间的物流数字地图，每个rfid标签4都为地图中的节点v0,v1……其编号与坐标与rfid4一致；根据相邻rfid标签4之间的距离设置相邻点之间的距离参数集合e；物流数字地图由加权图g<v,e>表示。所述服务器能将小车发送的位置信息映射到地图上，并根据dijkstra路径算法，完成最优调度。

本发明的染整车间内的自动物流系统的调度方法包括如下工艺步骤：

1)，agv小车1连接物料小车后从停车点出发、送料；

2)，agv小车1读取岔路口的rfid标签3信息，并发送给服务器，服务器根据dijkstra算法规划路径；

3)，agv小车1根据服务器的规划到达工位点，并解除与物料小车的连接，送料结束；

4)，服务器根据dijkstra算法规划路径，控制agv小车1返回最近停靠点；

5)，agv小车1连接物料小车从停靠点出发，取料，并重复步骤2)；

6)，agv小车1根据服务器的规划到达工位点，进行取料操作；

7)，服务器根据dijkstra算法规划路径，控制agv小车1将送料小车送至最近停靠点，取料结束，agv小车1返回服务器指定停靠点待命。

以上的具体实施方式仅为本创作的较佳实施例，并不用以限制本创作，凡在本创作的精神及原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本创作的保护范围之内。