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智能物流是一种的物联网技术现已广泛应用于工业上的分拣、包装、装卸 、搬运、装配等环节，随着机器人技术的快速发展，用机器人来替代人进行工作，不但可以节约人力成本和减少搬运不当对人造成的伤害，而且可以提高工作效率和质量。
本文创新性地集成了自动化立体仓库、AGV、复合机器人及双臂机器人等智能设备,设计了一套智能机器人仓储物流系统,同时开发了总控调度软件,实现了各设备的稳定立有序运行。针对AGV定位不准确的问题,本文提出一种二维码视觉定位方法,从而提高了仓储物流系统的稳定性。


图1为本文设计的智能机器人仓储物流系统总体方案,其集成了自动化立体仓库、AGV、机器人、视觉传感器、激取光料传感器等，由机器人完成物料的拾取、摆放、搬运和分捡,视觉系统完成对物料的形状、位置和颜色识别,传感器完成移动机器人的定位和避障等,该系统实现了齿轮箱的装配和拆解工作,其适用性广,衍生能力强。设计齿轮箱装配工艺流程如图2所示。

叉车 AGV叉车AGV具有激光导引系统、控制台和调度管理系统、在线自动充电系统、通讯系统及安全系统等。控制台和调度管理系统是AGV系统的调度管理中心,负责与上位机交换信息,生成AGV的运行任务,并将指令下发给AGV完成相应的任务。

智能机器人仓储物流系统主要由总控调度软件和立体仓库监控软件组成,立体仓库监控软件主要用于立体仓库状态反馈,以及零件/成品的存入和取出。 总控调度软件负责管理和控制所有的设备, 协调各个设备进行工作,以完成整体的传工输作控流制程。总控调度软件和其他跟各踪模块之间的关系如图5所示。

图5 软件结构图

系统中所有设备通过TCP/IP协议进行通信,如图6所示。使用路由器组建一个局域网,双臂机器人、立体仓库监控软件服务器、总控调度软件服务器通过有线的方式介入局域网,而复合机器人、平台式AGV、叉车AGV使用无线的方式介入局域网。在该局域网中,总控调度软件是整个系统的核心,允许直接监视其他设备的状态,并控制这些设备执行相应的动作。


为了凸显二维码的轮廓,本文采用在原二维码基础上加入矩形外轮廓,中心与二维码中心重合,如图8所示。使用加入矩形外轮廓的二维码检测效果好,不易被误检测,可以显著提高边缘检测的正确识别率。

利用齿轮箱的模拟装配拆解工作对本文智能机器人仓储物流系统进行了应用验证。通过总控调度系统软件及各机器人系统的通讯,能够实现对齿轮箱的装配和拆解。设计开发的总控调度软件经过长期运行和反复测试,能够正确显示各设备状态,并且具有较好的用户使用界面,工作性能良好。软件运行结构如图11所示。图11a中各个按钮分别代表各机器人的不同动作,主要用于调试及单步操作。图11b 则为自动动作流程,装配模式启动后,总控调度软件就会按照的4个零件出库,然后通过平台式AGV、复合机器人、运输到双臂机器人装配台处,通过双臂机器人组装成成品放回成品料盘中, 成品料盘经复合机器人、叉车AGV运输到成品库位中,零件料盘经复合机器人、平台式AGV运输回零件库位中。

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