一种全自动智能上下料系统的制作方法

本申请涉及智能加工技术领域，特别涉及一种全自动智能上下料系统。

背景技术：

随着中小企业面临三大问题。一是环境与资源的制约加剧，劳动力与原材料等成本不断上涨。二是传统行业市场已趋于饱和，设备产能、产品良品率未得到明显提高；三是中小企业离散式的制造都是以多工段得方式进行生产，各工段都自成一个孤岛且各自又有其设备机群，无法联网联动。

比如现有技术中，在对车间内的物料加工设备的进行时，需要利用人力将物料运送到缺料的物流加工设备处上料，在设备将物料加工完成后，再利用人力将加工完的物料下料并搬运至下一个工段。导致大量的人力资源浪费，也导致排产效率较低。而且各工段之间的设备相互独立，需要人工查看或者询问各工段的各设备的工作状态，比如是否有设备是否正常工作、设备是否缺料或者是否需要下料等，就可能导致生产过程中断、上料不及时、下料不及时等影响生产效率的情况发生，不仅导致生产效率低下，还造成了大量的人力资源浪费。

另外，由于人员和物料运输设备的数量较多，会占用较大的空间，会导致上下料的速度受空间限制。

现有技术至少存在如下技术问题：存在较多的人力资源浪费，上下料速度受空间限制，排产效率较低，影响生产过程的正常进行。

技术实现要素：

本申请实施例的目的是提供一种全自动智能上下料系统，以实现上料、下料、物料运输的自动化和智能化，节省人力成本，减小空间的限制，提高生产效率。

本申请实施例提供一种全自动智能上下料系统是这样实现的：

一种全自动智能上下料系统，所述系统包括：

导引路径；

物料加工设备，沿所述导引路径分布；

自动导引运输车，用于装载和运输物料，可沿所述导引路径移动；

空桥导轨，架设在所述导引路径上方，包括Y向导轨和X向导轨，所述Y向导轨位于所述导引路径的正上方且与所述导引路径平行，所述X向导轨与所述Y向轨道垂直，且分布设置在各物流加工设备的上方；

三维机械手，与所述空桥导轨连接，可沿所述Y向导轨和所述X向导轨移动，所述三维机械手的手部可上下移动；

工控机，与所述物料加工设备建立有数据交互连接，所述工控机与所述自动导引运输车建立有信号连接，所述工控机与所述三维机械手建立有信号连接，用于根据所述物料加工设备的物料加工情况，控制所述自动导引运输车和所述三维机械手为所述物料加工设备上料或下料。

优选实施例中，所述工控机预先录入有所述物料加工设备唯一对应的身份标识，并已为所述身份标识与所述物料加工设备建立关联，所述工控机还预先录入有所述物料加工设备对应的所述导引路径上的上料位置和下料位置，并已为所述上料位置与所述身份标识建立关联，还已为所述下料位置与所述身份标识建立关联，所述上料位置作为所述自动导引运输车为所述物料加工设备上料时在所述导引路径上的停止位置，所述下料位置作为所述自动导引运输车为所述物料加工设备下料时在所述导引路径上的停止位置；

所述工控机还预先录入有所述物料加工设备对应于所述空桥导轨的上料坐标和下料坐标，并已为所述上料坐标与所述身份标识建立关联，还已为所述下料坐标与所述身份标识建立关联。

优选实施例中，所述工控机包括排产单元，所述排产单元用于根据预设的工单信息和生产时间确定需要上料或需要下料的物料加工设备。

优选实施例中，若所述物料加工设备需要上料，所述排产单元生成相应的上料信息并发送至所述工控机，所述工控机根据所述上料信息确定需要上料的物料加工设备的身份标识，根据所述身份标识控制所述自动导引运输车和所述三维机械手为所述需要上料的物料加工设备上料；

若所述物料加工设备需要下料，所述排产单元生成相应的下料信息并发送至所述工控机，所述工控机根据所述下料信息确定需要下料的物料加工设备的身份标识，根据所述身份标识控制所述自动导引运输车和所述三维机械手为所述需要下料的物料加工设备下料。

优选实施例中，所述根据所述身份标识控制所述自动导引运输车和所述三维机械手为所述需上料的物料加工设备上料，包括：所述工控机控制所述自动导引运输车装载预定数量的物料行驶至与所述身份标识关联的所述上料位置停止，控制所述三维机械手根据所述身份标识关联的上料坐标，将所述自动导引运输车内的物料抓取后放入所述物料加工设备。

优选实施例中，所述根据所述身份标识控制所述自动导引运输车和所述三维机械手为所述需下料的物料加工设备下料，包括：所述工控机控制所述自动导引运输车空载的物料行驶至所述与所述身份标识关联的所述下料位置停止，控制所述三维机械手根据所述身份标识关联的下料坐标，将所述物料加工设备的物料抓取后放入所述自动导引运输车。

优选实施例中，所述工控机还用于在下料完成后，控制所述自动导引运输车沿所述导引路径将物料运离所述物料加工设备；

还用于在上料完成后，控制所述自动导引运输车沿所述导引路径离开所述物料加工设备。

优选实施例中，所述工控机包括生产管理单元，用于获取所述物料加工设备的各项工况信息并实时存储至工控机，当所述工况信息出现异常时，所述工控机停止对所述物料加工设备上料同时停止物料加工设备的运行，并生成工况异常提示信息。

优选实施例中，所述生产管理单元通过连接的数据采集模块获取所述物料加工设备的所述各项工况信息，所述各项工况信息至少包括：运行状态信息、仪表参数信息、维修保养信息、不良品率信息。

优选实施例中，所述物料加工设备、所述自动导引运输车、所述三维机械手均通过以太网与所述工控机建立数据交互连接。

优选实施例中，所述生产管理单元还包括开报工监控模块，用于获取并存储所述物料加工设备操作人员的开报工信息。

利用本申请实施例提供的一种全自动智能上下料系统，可以通过工控机实现物料运输以及上料下料的自动控制，可以有效降低人力成本。同时由于工控机与所述物料加工设备、自动导引运输车、所述三维机械手之间实时进行数据交互，可以有效保证物料运输、上料、下料的时效性，同时可以准确规避异常工况，就可以有效提高排产效率，实现精确的生产控制，使生产计划模块化精细化。另外，由于所述导引路径几乎不需要占用空间，而且可以根据需要设置导引路径的形状，比如可以是折线状、曲线状等，可以减少空间的限制。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请一个实施例提供的一种全自动智能上下料系统的模块结构示意图；

图2是本申请一个实施例提供的一种全自动智能上下料系统的平面结构示意图；

图3是本申请一个实施例提供的所述系统中所述空桥轨道和所述三维机械手的结构示意图；

图4是本申请一个实例提供的一种全自动智能上下料系统的实施场景示意图。

具体实施方式

本申请实施例提供一种全自动智能上下料系统。

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

图1是本申请所述一种全自动智能上下料系统一种实施例的模块结构示意图。图2是本申请一个实施例提供的一种全自动智能上下料系统的平面结构示意图。图3是本申请一个实施例提供的所述系统中所述空桥轨道和所述三维机械手的结构示意图。图4是本申请一个实例提供的一种全自动智能上下料系统的实施场景示意图。虽然本申请提供了如下述实施例或附图所示的装置结构，但基于常规或者无需创造性的劳动在所述方法或装置中可以包括更多或者更少的模块单元。在逻辑性上不存在必要因果关系的结构中，这些步骤的执行顺序或装置的模块结构不限于本申请实施例或附图所示的模块结构。

具体的，如图1、图2、图3、图4所示，本申请提供的一种全自动智能上下料系统的一种实施例可以包括：

导引路径1；

物料加工设备2，沿所述导引路径1分布；

自动导引运输车3，用于装载和运输物料，可沿所述导引路径1移动；

空桥导轨4，架设在所述导引路径1上方，包括Y向导轨41和X向导轨42，所述Y向导轨41位于所述导引路径1的正上方且与所述导引路径1平行，所述X向导轨42与所述Y向轨道41垂直，且分布设置在各物流加工设备2的上方，所述X向轨道42的数量与所述物料加工设备2的数量相匹配；

三维机械手5，与所述空桥导轨4连接，可沿所述Y向导轨41和所述X向导轨42移动，所述三维机械手5的手部可上下移动；

工控机6，与所述物料加工设备2建立有数据交互连接，所述工控机6与所述自动导引运输车3建立有信号连接，所述工控机6与所述三维机械手5建立有信号连接，用于根据所述物料加工设备2的物料加工情况，控制所述自动导引运输车3和所述三维机械手5为所述物料加工设备2上料或下料。

具体的，所述工控机6还包括调度单元603，用于控制所述三维机械手5和所述自动导引运输车3的运行。

其中，所述导引路径1可以是电磁导引轨道或光学导引轨道。所述导引路径1可以固定在地面上，可以是直线状或者折线状或者曲线状，具体的，可以根据具体的实施空间确定，比如对于空间较小的厂房，物料加工设备2无法实现直线排布，就可以调整所述导引路径1的延伸方向与所述物料加工设备2的排布方向相匹配。

对应的，所述自动导引运输车3（Automated Guide Vehicle，简称AGV）装配有电磁导引装置或光学导引装置，可以导引所述运输车3沿所述导引路径1运动。

其中，所述物料加工设备2可以是任意一种需要上料和下料的物料加工设备，比如，可以是铝电解电容的电容老化加工设备。本申请中，所述物料加工设备2的个数不作限定，理论上所述物料加工设备2沿所述导引路径1排列在所述导引路径1的一侧或两侧。具体的，实施人员可以根据实际需要确定物料加工设备2的数量。

对应的，所述空桥导轨4的X向导轨42分别设置在各物料加工设备2的正上方，所述X向导轨42从所述Y向导轨41延伸至物料加工设备2的上方，所述三维机械手5包括导向柱部51和手部52；所述手部52可沿所述导向柱部51上下移动，所述手部52可以在其所在平面内360度旋转。

本例中，所述工控机6预先录入有所述物料加工设备2唯一对应的身份标识，并已为所述身份标识与所述物料加工设备2建立关联，所述工控机6还预先录入有所述物料加工设备2对应的所述导引路径1上的上料位置和下料位置，并已为所述上料位置与所述身份标识建立关联，还已为所述下料位置与所述身份标识建立关联，所述上料位置作为所述自动导引运输车3为所述物料加工设备2上料时在所述导引路径1上的停止位置，所述下料位置作为所述自动导引运输车3为所述物料加工设备2下料时在所述导引路径1上的停止位置；

所述工控机6还预先录入有所述物料加工设备2对应于所述空桥导轨4的上料坐标和下料坐标，并已为所述上料坐标与所述身份标识建立关联，还已为所述下料坐标与所述身份标识建立关联。

本例中，所述工控机6包括排产单元601，所述排产单元601用于根据预设的工单信息和生产时间确定需要上料或需要下料的物料加工设备。

具体的，所述排产单元601根据预设的每台物料加工设备的加工物料的计划数量、每台物料加工设备的生产节拍或加工速度(生产一个物料所需时间)、所述物料加工设备实际加工时间，确定需要上料或者需要下料的物料加工设备2。

本例中，若所述物料加工设备2需要上料，所述排产单元601生成相应的上料信息并发送至所述工控机6，所述工控机6根据所述上料信息确定需上料的物料加工设备2的身份标识，根据所述身份标识控制所述自动导引运输车3和所述三维机械手5为所述需要上料的物料加工设备2上料。其中，所述上料信息的内容至少包括：需要上料的物料加工设备2的身份标识、需要上料的数量、物料的种类。

本例中，若所述物料加工设备2需要下料，所述排产单元601生成相应的下料信息并发送至所述工控机6，所述工控机6根据所述下料信息确定需要下料的物料加工设备2的身份标识，根据所述身份标识控制所述自动导引运输车3和所述三维机械手5为所述需要下料的物料加工设备2下料。

本例中，所述根据所述身份标识控制所述自动导引运输车3和所述三维机械手5为所述需上料的物料加工设备2上料，包括：所述工控机6控制所述自动导引运输车3装载预定数量预定种类的物料行驶至与所述身份标识关联的所述上料位置（即所述物料加工设备对应的上料位置）停止，控制所述三维机械手根据所述身份标识关联的上料坐标，将所述自动导引运输车内的物料抓取后放入所述物料加工设备。

本利中，所述根据所述身份标识控制所述自动导引运输车3和所述三维机械手5为所述需下料的物料加工设备2下料，包括：所述工控机6控制所述自动导引运输车3空载的物料行驶至所述与所述身份标识关联的所述下料位置停止，控制所述三维机械手5根据所述身份标识关联的下料坐标，将所述物料加工设备2的物料抓取后放入所述自动导引运输车3。

本例中，如图3所示，所述X向导轨42通过滑轮与所述Y向导轨41可移动连接，所述三维机械手5的顶部通过滑轮与所述X向导轨42可移动连接。

其中，所述上料坐标和所述下料坐标是以所述Y向导轨41和所述X向导轨42为直角坐标轴确定的坐标。在上料时，所述工控机6根据所述上料坐标的Y坐标控制三维机械手5带动所述X向导轨42移动到达所述自动导引运输车3停止位置的上方，而后控制所述三维机械手5抓取所述自动导引运输车3上的物料（待加工物料），进而根据所述上料坐标的X坐标控制所述三维机械手5沿所述X向导轨移动到所述物料加工设备2的上方并释放所述物料至所述物料加工设备2内；在下料时，所述工控机6根据所述下料坐标控制三维机械手5到达所述物料加工设备2的上方，而后控制所述三维机械手5抓取所述物料加工设备2内的物料（已加工物料），进而根据所述下料坐标的X坐标控制所述三维机械手5移动到所述自动导引运输车3的停止位置并释放所述物料至所述自动导引运输车2内。

本例中，所述工控机6还用于在下料完成后，控制所述自动导引运输车3沿所述导引路径将物料运离所述物料加工设备2，具体的，可以是运送至线边仓或者下一工段；

还用于在上料完成后，控制所述自动导引运输车3沿所述导引路径1离开所述物料加工设备2。具体的，可以是行驶至线边仓。

本例中，所述工控机6包括生产管理单元602，用于获取所述物料加工设备2的各项工况信息并实时存储至工控机6，当所述工况信息出现异常时，所述工控机6停止对所述物料加工设备2上料同时停止物料加工设备2的运行，并生成工况异常提示信息。

本例中，所述物料加工设备2的所述各项工况信息包括但不限于：运行状态信息、仪表参数信息、维修保养信息、不良品率信息。

本例中，所述物料加工设备2、所述自动导引运输车3、所述三维机械手5均通过以太网与所述工控机6建立数据交互连接。

本例中，所述生产管理单元602还包括开报工监控模块6021，用于获取并存储所述物料加工设备2操作人员的开报工信息。所述开报工信息包括但不限于操作人员的上工时间、停工时间、生产数量、误操作次数等。

利用上述各实施例提供的一种全自动智能上下料系统的实施方式，可以通过工控机实现物料运输以及上料下料的自动控制，可以有效降低人力成本。同时由于工控机与所述物料加工设备、自动导引运输车、所述三维机械手之间实时进行数据交互，可以有效保证物料运输、上料、下料的时效性，同时可以准确规避异常工况，就可以有效提高排产效率，实现精确的生产控制，使生产计划模块化精细化。另外，由于所述导引路径几乎不需要占用空间，而且可以根据需要设置导引路径的形状，比如可以是折线状、曲线状等，可以减少空间的限制。

上述实施例阐明的装置或模块等，具体可以由计算机芯片或实体实现，或者由具有某种功能的产品来实现。为了描述的方便，描述以上装置时以功能分为各种模块分别描述。当然，在实施本申请时可以把各模块的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现，也可以将实现同一功能的模块由多个子模块的组合实现等。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个模块或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。

本说明书中的各个实施例采用递进的方式描述，各个实施例之间相同或相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。

虽然通过实施例描绘了本申请，本领域普通技术人员知道，本申请有许多变形和变化而不脱离本申请的精神，希望所附的权利要求包括这些变形和变化而不脱离本申请的精神。