一种物流仓储使用的货物移动系统的制作方法

文档序号:26544607发布日期:2021-09-07 23:04阅读:67来源:国知局

1.本发明涉及仓储物流技术领域,更具体地说,本发明涉及一种物流仓储使用的货物移动系统。


背景技术:

2.仓储物流就是利用自建或租赁库房、场地、储存、保管、装卸搬运、配送货物,传统的仓储定义是从物件储备的角度给出的,现代“仓储”不是传统意义上的“仓库”、“仓库管理”,而是在经济全球化与供应链一体化背景下的仓储,是现代物流系统中的仓储,仓储物流运行时,需要使用到货物移动移动货物。
3.现有技术存在以下不足:现有的移动系统在移动平面反光货物时,如镜子或液晶屏等,在镜子或液晶屏的反光作用下导致成像质量差,进而导致移动时对镜子或液晶屏的抓取不稳定,容易导致移动过程中镜子或液晶屏掉落损坏。


技术实现要素:

4.本发明提供一种物流仓储使用的货物移动系统,以解决上述背景技术中存在的问题。
5.为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种物流仓储使用的货物移动系统,所述货物移动系统包括:来料拆垛模块、破损检测模块、料放置模块,所述移动系统包括拆垛架、检测架、码垛架、激光传感器、放置台以及搬运机器人;
6.拆垛架:用于放置没有进行破损检测的平面反光货物;
7.检测架:用于平面反光货物破损检测,可180度旋转,两面放置平面反光货物;
8.码垛架:用于放置检测不过关的平面反光货物;
9.激光传感器:用于定位补偿;
10.放置台:放置的是破损检测通过的平面反光货物;
11.搬运机器人:用于平面反光货物搬运,其末端执行器用于吸取平面反光货物。
12.优选的,所述料放置模块包括ok放置台以及ng料架,从来料架将破损检测的平面反光货物到检测架上进行破损检测,若通过检测,平面反光货物放置到下一个工位ok放置台指定区域内,进行下一步工序,若不通过检测,则码垛回ng料架。
13.优选的,所述搬运机器人的型号为hs

br5110搬运机器人,搬运机器人负载为110kg,工作半径为2.4m,具有五自由度。
14.优选的,所述货物移动系统由plc和搬运机器人构成上下位机的系统控制结构,plc为上位机,负责各个工位、信号的逻辑控制及数据管理,搬运机器人作为下位机,负责对平面反光货物的拆垛、码垛、搬运等任务操作,配套有机器人示教器hs

pad、桌面示教软件control

assistant作为人机交互界面。
15.优选的,所述货物移动系统机器之间进行联系、沟通通过通信协议,协议是进行通信各方约定好的规则,plc与搬运机器人之间采用modbus通信,机器人示教器hs

pad跟机器
人控制器之间采用tcp通信,机器人控制器跟伺服系统之间采用ethercat通信。
16.优选的,所述货物移动系统还包括定位系统,定位系统包括有光反射定位以及视觉定位,根据本项口任务要求,放置台的定位精度是
±
2mm,通过激光传感器、机器人寄存器、编程,计算平面反光货物的中心偏差值,实现定位补偿的方案,放置台的指定区域是一个矩形,需两个维度的定位补偿搬运节拍。
17.本发明的技术效果和优点:
18.本发明通过基于国产五轴工业机器人hs

br5110,开发了大尺寸平面反光货物自动搬运系统,既能满足运动空间、负载、速度等搬运要求,相较于进口机器人也大大降低了系统成本,因平面反光货物易反光、成像质量差的特点,提出结构硬限位搭配激光传感器补偿中心偏差的定位方案,为增强搬运系统通用性,通过吸盘的回路设计及电磁阀通断的方式,实现可切换55寸、65寸、75寸、86寸四种规格平面反光货物。
具体实施方式
19.下面对本发明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发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
20.本发明提供了一种物流仓储使用的货物移动系统,所述货物移动系统包括:来料拆垛模块、破损检测模块、料放置模块,所述移动系统包括拆垛架、检测架、码垛架、激光传感器、放置台以及搬运机器人;
21.拆垛架:用于放置没有进行破损检测的平面反光货物;
22.检测架:用于平面反光货物破损检测,可180度旋转,两面放置平面反光货物;
23.码垛架:用于放置检测不过关的平面反光货物;
24.激光传感器:用于定位补偿;
25.放置台:放置的是破损检测通过的平面反光货物;
26.搬运机器人:用于平面反光货物搬运,其末端执行器用于吸取平面反光货物。
27.实施例1
28.在激光传感器对平面反光货物左右方向定位补偿前,对平面反光货物破损检测时放置平面反光货物的架子进行结构限位,即对检测架进行限位,原理为平面反光货物倾斜角度放置时,因自身重力,形成稳定放置结构;海绵受挤压可产生一定的摩擦力,可防止平面反光货物滑落,其具体方案与步骤如下:
29.s1:运动开始前,将平面反光货物靠背的部分设置成约倾斜60度的架子,并按照不同平面反光货物尺寸在平面反光货物放置的底部与背靠部分放置海绵;
30.s2:运动开始,平面反光货物底部开始放置到检测架底部的海绵上,因自身重力平面反光货物缓慢向后倾倒,靠在倾斜度为60的的背靠架子上,平面反光货物稳定放置;
31.s3:海绵因受到挤压,产生摩擦力,保护平面反光货物的同时,防止平面反光货物滑落;
32.s4:实现平面反光货物的上下方向限位,为激光传感器进行液晶左右中心位置补偿奠定基础;
33.检测架两面设置成对称的结构,可两面放置平面反光货物,检测架主要包括底座、安装在底座上的驱动电机、设于驱动电机输出轴上用于放置平面反光货物的旋转架,以及用于底座上端滚动并保证旋转架稳定转动的滑动轮,旋转架可180度旋转,当平面反光货物放置在旋转架上时,驱动电机带动旋转架转动180度,带动放置在旋转架平面反光货物转动到后侧对平面反光货物进行破损检测,检测等待的同时,前侧可放置搬运过来的平面反光货物,检测完成后,旋转架将完成破损检测的平面反光货物自动旋转180度到前侧,与此同时,前侧的平面反光货物进入后侧的破损检测,此设计可提高平面反光货物检测的工作效率,加快整个平面反光货物机器人搬运系统的搬运节拍。
34.进一步的,在上述技术方案中,所述料放置模块包括ok放置台以及ng料架,从来料架将破损检测的平面反光货物到检测架上进行破损检测,若通过检测,平面反光货物放置到下一个工位ok放置台指定区域内,进行下一步工序,若不通过检测,则码垛回ng料架。
35.实施例2
36.通过硬限位设计实现平面反光货物的上下方向限位,使用激光传感器对平面反光货物左右方向的偏差进行补偿,平面反光货物的中心与机器人末端中心tcp重合,平面反光货物无偏差与有偏差时两者机器人末端中心tcp的差值,求得平面反光货物的中心偏差值,其具体方案与步骤如下:
37.s1:正式运动开始前,对机器人进行调试,将机器人末端的tcp点对准平面反光货物的中心进行吸取,接着将机器人末端调整到水平位置,将激光传感器的感应距离调整到只能感应到平面反光货物的高度;
38.s2:机器人末端将靠近激光传感器一侧的平面反光货物边缘,快速通过激光传感器,当激光传感器开始接收到反射回来的信号时,机器人立即停止运动,机器人末端返回,当激光传感器反射回来的信号开始消失时,机器人立即停止运动,停止运动后,获取并保存此时机器人末端tcp点的坐标,保存的为平面反光货物无偏差时机器人末端中心的tcp值;
39.s3:运动开始,未破损检测平面反光货物从拆垛架搬运到检测架进行破损检测,若检测通过,机器人从检测架上吸取平面反光货物,并将机器人末端调整到水平位置;
40.s4:靠近激光传感器一侧的平面反光货物边缘,通过激光传感器,当激光传感器开始接收到反射回来的信号时,机器人立即停止运动,此时平面反光货物运动停止,机器人末端返回,当激光传感器反射回来的信号开始消失时,机器人立即停止运动,获取并保存此时机器人末端tcp点的坐标;
41.s6:机器人将平面反光货物,按精度要求放置到放置台,接着跳转到s3继续执行。
42.进一步的,在上述技术方案中,所述搬运机器人的型号为hs

br5110搬运机器人,搬运机器人负载为110kg,工作半径为2.4m,具有五自由度,因机器人是运动的状态,而平面反光货物经过激光传感器才能减少误差,距离激光传感器一段距离时机器人便需进行减速,这将导致整个系统的搬运时间大大增加,平面反光货物中心偏差补偿,选择让平面反光货物快速通过激光传感器,当激光传感器开始接收到反射回来的信号时,机器人立即停止运动后,平面反光货物再慢速返回的方式,此方式可使平面反光货物停止运动时,距离传感器的正上方右偏移的距离较小,这是慢速通过激光传感器的方案难以实现的,因为此偏移距离仅是快速运动及传感器本身的精度误差造成的,本系统可有效地缩短机器人慢速运动的时间,有利于提高整个平面反光货物搬运系统的搬运效率。
43.进一步的,在上述技术方案中,所述货物移动系统由plc和搬运机器人构成上下位机的系统控制结构,plc为上位机,负责各个工位、信号的逻辑控制及数据管理,搬运机器人作为下位机,负责对平面反光货物的拆垛、码垛、搬运等任务操作,配套有机器人示教器hs

pad、桌面示教软件control

assistant作为人机交互界面,机器人末端执行器作为搬运过程直接与平面反光货物接触的部分,将关系到平面反光货物的搬运质量及搬运稳定性,是非常关键的结构,机器人搬运系统的搬运对象包括55寸、65寸、75寸、86寸四种平面反光货物,保证吸盘在吸取平面反光货物时,不因吸盘吸力过小导致平面反光货物掉落,机器人末端执行器的工作流程,设置安全点。
44.进一步的,在上述技术方案中,所述货物移动系统机器之间进行联系、沟通通过通信协议,协议是进行通信各方约定好的规则,plc与搬运机器人之间采用modbus通信,机器人示教器hs

pad跟机器人控制器之间采用tcp通信,机器人控制器跟伺服系统之间采用ethercat通信,机器人末端执行器由铝制框架、真空吸盘组合件、支撑板、顶头以及各种安装板组成,吸盘为核心组成部分,本末端执行器的设计中,真空吸盘通过三个电磁阀外接负压并与三种吸盘回路连接,通过将三个电磁阀作为开关进行回路通断,实现对不同规格平面反光货物的吸取,既避免能源浪费,又增强了平面反光货物机器人搬运系统的通用性。
45.进一步的,在上述技术方案中,所述货物移动系统还包括定位系统,定位系统包括有光反射定位以及视觉定位,根据本项口任务要求,放置台的定位精度是
±
2mm,通过激光传感器、机器人寄存器、编程,计算平面反光货物的中心偏差值,实现定位补偿的方案,放置台的指定区域是一个矩形,需两个维度的定位补偿搬运节拍,机器人末端包含搬运、吸取、释放等工作任务,其中,平面反光货物何时吸取、何时放置也将关系到平面反光货物的安全,除此之外,由于平面反光货物尺寸较大,不同工位之间的搬运容易产生碰撞,为了更好解决此问题,在不同工位上方均设置一个安全点,并在不同工位之间搬运时,设置末端执行器从一个工位的安全点运动到另一个工位的安全点的方式进行过渡,降低平面反光货物碰撞的概率。
46.实施例3
47.本系统从机器人选型及控制系统设计、定位系统设计、末端执行器吸盘回路设计、吸盘选型与计算、末端执行器工作流程设计等方面对平面反光货物机器人搬运系统进行设计,基于国产五轴机器人hs

br5110的,定位系统由结构硬限位搭配激光传感器组成的,可切换55寸、65寸、75寸、86寸平面反光货物的平面反光货物机器人搬运系统,降低系统成本的同时增强了系统的通用性与稳定性,对机器人进行三维建模,并对其运动学正、逆解仿真验证,根据现场流水线模拟平面反光货物机器人拆垛的路径规划,为轨迹规划提供合理路径,将时间一冲击轨迹规划模型应用于平面反光货物搬运机器人模型中,并利用三次b样条函数、改进遗传算法、调整比例参数等方法,通过仿真得到多组优化后的机器人关节数据值和仿真曲线,成功验证本论文轨迹规划优化方法的合理性及优化效果;并找出适合本项口的时间一冲击轨迹规划数学模型,为现场参数调试的数学模型提供参考,节省了大量实验资源,与此同时,通过观察仿真实验结果,总结出轨迹规划优化规律。
48.实施例4
49.基于国产五轴工业机器人hs

br5110,开发了大尺寸平面反光货物自动搬运系统,既能满足运动空间、负载、速度等搬运要求,相较于进口机器人也大大降低了系统成本,因
平面反光货物易反光、成像质量差的特点,提出结构硬限位搭配激光传感器补偿中心偏差的定位方案,为增强搬运系统通用性,通过吸盘的回路设计及电磁阀通断的方式,实现可切换55寸、65寸、75寸、86寸四种规格平面反光货物,为进一步提高平面反光货物搬运系统搬运稳定性和搬运效率,从吸盘选型计算、运动学分析、机器人轨迹规划入手,将时间一冲击综合最优数学模型应用于平面反光货物搬运机器人的轨迹规划中,选择遗传算法进行求解。
50.最后应说明的几点是:首先,在本技术的描述中,需要说明的是,除非另有规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,可以是机械连接或电连接,也可以是两个元件内部的连通,可以是直接相连,“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系,当被描述对象的绝对位置改变,则相对位置关系可能发生改变;
51.其次:本发明只涉及到与本公开实施例涉及到的结构,其他结构可参考通常设计,在不冲突情况下,本发明同一实施例及不同实施例可以相互组合;
52.最后:以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
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