第11章物流智能装备分析ppt课件.ppt

物流设施与设备1第十一章　物流智能装备与技术第十一章　物流智能装备与技术本章要点本章要点p11.1自自动导引引车p11.2物流机器人物流机器人p11.3智能物流系智能物流系统p本章本章 小小结p习题学习目标学习目标p知知识目目标：了解自：了解自动导引引车在物流中的在物流中的应用；掌用；掌握自握自动导引引车的工作原理的工作原理p能力目能力目标：能根据：能根据仓库布局合理布局合理设置自置自动导引引车11.111.1自动导引车自动导引车11.1.1自自动导引引车概述概述一、自一、自动导引引车含含义p自自动导引引车（（Automatic Guided Vehicle，，简称称AGV）也称无人搬运）也称无人搬运车或自或自动搬运搬运车，是一种，是一种现代化的先代化的先进物料搬运装物料搬运装备p《《中中华人民共和国国家人民共和国国家标准准——物流物流术语》》定定义自自动导引引车（（AGV））为：能：能够自自动行行驶到指定地到指定地点的无点的无轨搬运搬运车辆二、自动导引车的分类二、自动导引车的分类p按按导引方式分引方式分类p外外导式式导引：在引：在预定的行走路定的行走路线上，上，铺设电磁、磁、光学或磁性光学或磁性导引引带，，导引引车通通过车上的上的检测装置装置检出出导引引带的信号、并通的信号、并通过分析分析计算，不断算，不断调整整导引行走方向。

引行走方向p自自导式式导引：引：储存作存作业环境的信息，通境的信息，通过识别车体某一体某一时刻的位置信息，刻的位置信息，计算机与算机与环境信息相比境信息相比较，自，自动计算并算并调整路径按控制方式分类按控制方式分类p智能型：智能型：车载计算机，自算机，自动导引引车自自动选择最佳路最佳路线完成指定的任完成指定的任务p普通型：所有功能、路普通型：所有功能、路线和控制方式和控制方式均由主控均由主控计算机算机进行控制11.1.2自动导引车构成工作原理自动导引车构成工作原理p自自动导引引车的构成的构成p1、机械系、机械系统p车体体p车轮和和转向装置向装置p移移载装置装置2、动力系统、动力系统p大多数自大多数自动导引引车都以都以车载蓄蓄电池池为能源，以直流能源，以直流电动机提机提供供驱动力p自自动导引引车常用的蓄常用的蓄电池有：池有：铅-酸蓄酸蓄电池和池和镍-镉蓄蓄电池p铅-酸蓄酸蓄电池采用全封池采用全封闭免免维护的固的固态电解解质，具有自，具有自动充液系充液系统，可以减少，可以减少对室内作室内作业环境和境和车上上电气气设备的酸性的酸性腐腐蚀p镍-镉蓄蓄电池采用纤维极板极板类型，无型，无污染，寿命染，寿命长，比能，比能量高，可以短量高，可以短时快速大快速大电流充流充电，适合，适合车辆高效高效连续作作业的的要求。

要求3、控制系统、控制系统导引信号发生器中央控制微机数字量输入输出调度控制微机无线通讯系统自动导引车I自动导引车II自动导引系统自动导引系统p电磁磁导引引p激光激光导引引p惯性性导引引电磁导引电磁导引p在在AGV的行的行驶路径上埋路径上埋设金属金属线，当高，当高频电流流流流经导线时，，导线周周围产生生电磁磁场，，AGV上左右上左右对称安装有两个称安装有两个电磁感磁感应器，它器，它们所接收的所接收的电磁信磁信号的号的强度差异可以反映度差异可以反映AGV偏离路径的程度偏离路径的程度AGV的自的自动控制系控制系统根据根据这种偏差来控制种偏差来控制车辆的的转向，向，连续的的动态闭环控制能控制能够保保证AGV对设定定路径的路径的稳定自定自动跟踪这种种电磁感磁感应引引导式式导航航方法目前在方法目前在绝大多数商大多数商业化的化的AGVS上使用，尤上使用，尤其是适用于大中型的其是适用于大中型的AGV电磁导引电磁导引电磁导引基本原理电磁导引基本原理1---导向电线 2—导向轮 3—信号检测器 4—放大器 5—导向电机 6—减速器电磁导引特点电磁导引特点p优点：引点：引线隐蔽，不易蔽，不易污染和破染和破损，，导引原理引原理简单而可靠，便于控制和通而可靠，便于控制和通讯，，对声光无干声光无干扰，制，制造成本造成本较低。

低p缺点：路径缺点：路径难以更改以更改扩展，展，对复复杂路径的局限性路径的局限性大激光导引激光导引pAGV上安装有可旋上安装有可旋转的激光的激光扫描器，在运行路径描器，在运行路径沿途的沿途的墙壁或支柱上安装有高反光性的定位壁或支柱上安装有高反光性的定位标志，志，AGV依靠激光依靠激光扫描器描器发射激光束，然后接受由四射激光束，然后接受由四周定位周定位标志反射回的激光束，志反射回的激光束，车载计算机算机计算出算出车辆当前的位置以及运当前的位置以及运动的方向，通的方向，通过和内置的和内置的数字地数字地图进行行对比来校正方位，从而比来校正方位，从而实现自自动搬搬运激光导引激光导引p目前，激光目前，激光AGV的的应用越来越普遍并且依据同用越来越普遍并且依据同样的引的引导原理，若将激光原理，若将激光扫描器更描器更换为红外外发射射器、或超声波器、或超声波发射器，射器，则激光引激光引导式式AGV可以可以变为红外引外引导式式AGV和超声波引和超声波引导式式AGV激光导引的特点激光导引的特点pAGV定位精确；地面无需其他定位定位精确；地面无需其他定位设施；行施；行驶路路径可灵活多径可灵活多变，能，能够适合多种适合多种现场环境。

激光境激光导引是目前国外引是目前国外许多多AGV厂家厂家优先采用的先先采用的先进导引引方式惯性导引惯性导引p惯性性导引是在引是在AGV上安装陀螺上安装陀螺仪，在行，在行驶区域的区域的地面上安装定位地面上安装定位块，，AGV通通过对陀螺陀螺仪偏差信号偏差信号的的计算及地面定位算及地面定位块信号的采集来确定自身的位信号的采集来确定自身的位置和方向，从而置和方向，从而实现导引惯性导引特点惯性导引特点p惯性性导引技引技术在航天和在航天和军事上事上较早运用，是早运用，是AGV领域新域新兴的一的一项技技术p优点：技点：技术先先进，定位准确性高，灵活性，定位准确性高，灵活性强，便，便于于组合和兼容，适用合和兼容，适用领域广p缺点：制造成本高，缺点：制造成本高，导引的精度和可靠性与陀螺引的精度和可靠性与陀螺仪的制造精度及使用寿命密切相关的制造精度及使用寿命密切相关11.1.3自动导向车的选型自动导向车的选型p1，运送物品的特点：要求提供物品的，运送物品的特点：要求提供物品的长宽高、高、重量、成箱或散料、温度、气味、有无毒害以及重量、成箱或散料、温度、气味、有无毒害以及其他其他对作作业环境会境会产生影响的因素。

生影响的因素p2、运送物品的、运送物品的环境：作境：作业环境可能境可能为室外、室室外、室内、内、过跨、越沟、高温、高湿、冷藏、暗房，与跨、越沟、高温、高湿、冷藏、暗房，与其他通其他通过运运输装置的交叉、出入装置的交叉、出入门洞、楼洞、楼层提高提高等p3、运送首尾装置的接口：被运送的物品使用的、运送首尾装置的接口：被运送的物品使用的移栽装置和送到目的地的移栽装置，可以使移栽装置和送到目的地的移栽装置，可以使货架、架、货台、台、库房、工作站、房、工作站、滚道、道、悬挂挂输送、机械手、送、机械手、其他其他车辆等，等，还应考考虑如何如何进行定位、行定位、对准、准、识别、、记录、、显示、示、标记、要适当确定接口移栽的、要适当确定接口移栽的自自动化程度p4、适、适应AGV类型要求，型要求，应考考虑AGV的的结构、功构、功能、控制系能、控制系统层次、通信次、通信联系、系、寻呼方式、待机呼方式、待机位置、充位置、充电方式等，使方式等，使AGV类型与型与AGVS类型型紧密匹配p5.AGV的价格和的价格和费用范用范围：在同：在同样能完成生能完成生产要要求的功能的前提下，求的功能的前提下，选用价廉的用价廉的AGV11.2物流机器人物流机器人11.2.1机器人用途分类机器人用途分类p（一）机器人的发展（一）机器人的发展p机器人（机器人（Robot）是人）是人类20世世纪的重大的重大发明之一。

明之一 p1984年末著名科学家年末著名科学家钱学森指出：学森指出：“所所谓机器人，机器人，就是指那些有特定功能的自就是指那些有特定功能的自动机，它是机机，它是机电一体化一体化的，具有人工智能因素的的，具有人工智能因素的20世世纪80年代高技年代高技术，，是新技是新技术革命的重要内容之一革命的重要内容之一 p20世世纪70年代我国就开始了机器人的研制开年代我国就开始了机器人的研制开发，，1980年全国第一台工年全国第一台工业机器人机器人诞生英国机器人酷似人类英国机器人酷似人类 面部表情丰富能够对话面部表情丰富能够对话 保姆机器人保姆机器人北京农民拉车机器人北京农民拉车机器人拉车机器人拉车机器人p机器人身高机器人身高约1.8米，身后米，身后连接着一接着一辆深深红色的色的铁皮黄包皮黄包车，，车上装着方向上装着方向盘和控制按和控制按钮，以控，以控制黄包制黄包车的前的前进、后退和停止机器人的眼睛和、后退和停止机器人的眼睛和嘴巴都会嘴巴都会动p机器人成本机器人成本约8000元，每充元，每充电一次能走一次能走6小小时，，行程行程8公里北京农民拉车机器人北京农民拉车机器人p2009年年1月月8日，住在北京市郊的日，住在北京市郊的农民吴玉禄在民吴玉禄在自家附近自家附近驾驶着由他自制的行走机器人拉着的人着由他自制的行走机器人拉着的人力力车溜达。

溜达这个机器人是个机器人是爱热发明明创造的吴玉禄造的吴玉禄制成的最新和最大的机器人吴玉禄从制成的最新和最大的机器人吴玉禄从1986年年开始制造机器人，他用从垃圾堆开始制造机器人，他用从垃圾堆捡来的金属来的金属丝、、金属片、螺金属片、螺丝钉和和钉子等制造机器人子等制造机器人 11.2.2物流机器人的应用物流机器人的应用p搬运机器人搬运机器人p码垛机器人机器人1.搬运机器人搬运机器人p（一）（一）带有自有自动机械手的机械手的AGVp在自在自动导引引车上加装机械手，配合上加装机械手，配合车载装卸机构，装卸机构，自自动装装载货物，物，AGV自自动行行驶到指定的位置后，机到指定的位置后，机械手自械手自动卸卸货，并放置到指定，并放置到指定货位物流设施与设备36（二）直角坐标机器人（二）直角坐标机器人直角坐标机器人直角坐标机器人 (英文名：英文名：cartesian robot )，大型的直角坐标，大型的直角坐标机器人也称桁架机器人或龙门式机器人是能够实现自动控制的、可机器人也称桁架机器人或龙门式机器人是能够实现自动控制的、可重复编程的、多自由度的、运动自由度建成空间直角关系的、多用途重复编程的、多自由度的、运动自由度建成空间直角关系的、多用途的操作机。

其工作的行为方式主要是通过完成沿着的操作机其工作的行为方式主要是通过完成沿着X、、Y、、Z轴上的线轴上的线性运动图9-8 二维搬运机器人图9-9 三维搬运机器人物流设施与设备37图9-10 三维机器人拣货搬运物流设施与设备38（三）多自由度关节式搬运机器人（三）多自由度关节式搬运机器人关节机器人，也称关节手臂机器人关节机器人，也称关节手臂机器人或关节机械手臂，是当今工业领域中或关节机械手臂，是当今工业领域中最常见的工业机器人的形态之一适最常见的工业机器人的形态之一适合用于诸多工业领域的机械自动化作合用于诸多工业领域的机械自动化作业，比如，自动装配、喷漆、搬运、业，比如，自动装配、喷漆、搬运、焊接等工作焊接等工作 图9-11 多自由度机器人2.码垛机器人码垛机器人p码垛机器人能自机器人能自动将不同外形尺寸的包装将不同外形尺寸的包装货物整物整齐地、自地、自动地地码放在托放在托盘上p当当货物物进入工作区，入工作区，码垛机器人能机器人能够自自动识别货物的大小和方位，并根据物的大小和方位，并根据预先先设定的定的动作程序，作程序，将将货物抓起移送到托物抓起移送到托盘上，上，货物的堆放物的堆放顺序和形序和形式式预先先设定，当定，当货物堆物堆垛完成，能自完成，能自动完成捆扎，完成捆扎，然后通然后通过传送送带送走。

送走码垛机器人码垛机器人码垛机器人码垛机器人11.2.3机器人的结构和主要技术参数机器人的结构和主要技术参数p1.机器人的机器人的结构构n（（1））执行机构：行机构：执行机构的功能是可以抓取行机构的功能是可以抓取工件，并按照工件，并按照规定的运定的运动速度、运速度、运动轨迹将工迹将工件送到指定的位置，然后放下工件件送到指定的位置，然后放下工件组成：成：n（（a）手部（）手部（b）腕部（）腕部（c）臂部（）臂部（d）机身）机身（（e）行走机构（）行走机构（f））头部部n（（2））驱动系系统：：驱动系系统是是为机器人提供机器人提供动力的装置一般情况下，机器人的每一个关力的装置一般情况下，机器人的每一个关节设置一个置一个驱动系系统，它接受，它接受动作指令，准确控作指令，准确控制关制关节的运的运动位置11.2.3机器人的结构和主要技术参数机器人的结构和主要技术参数n（（3）控制系）控制系统：控制系：控制系统控制着机器人按照控制着机器人按照规定的程定的程序运序运动，它可以，它可以记忆各种指令信息，同各种指令信息，同时按照指令信按照指令信息向各个息向各个驱动系系统发出指令n（（4））检测传感系感系统：：检测传感系感系统主要是主要是检测机器人机器人执行系行系统的运的运动状状态和位置，并随和位置，并随时将将执行系行系统的的实际位置反位置反馈给控制系控制系统，并与，并与设定的位置定的位置进行比行比较，，然后通然后通过控制系控制系统进行行调整，使整，使执行系行系统以一定的精以一定的精度达到度达到设定的位置。

定的位置n（（5）人工智能系）人工智能系统n人工智能系人工智能系统赋予机器人具有五官的功能，具有学予机器人具有五官的功能，具有学习、、记忆和判断能力和判断能力p2.机器人的主要技机器人的主要技术参数参数p（（1）抓取重量：机器人在正常运行速度）抓取重量：机器人在正常运行速度时所能抓所能抓取的重量取的重量 p（（2）运）运动速度速度p（（3）自由度）自由度p（（4）重复定位精度：机器人的手部）重复定位精度：机器人的手部进行重复工作行重复工作时能能够放在同一位置的准确程度放在同一位置的准确程度 p（（5）程序）程序编制与存制与存储容量；用存容量；用存储程序的字程序的字节数数或程序指令数表示或程序指令数表示 ，容量越大，从事复，容量越大，从事复杂作作业的的能力越能力越强11.3智能物流系统智能物流系统11.3智能物流系统概述智能物流系统概述p1.智能物流系智能物流系统定定义p智能物流系智能物流系统是在智能交通系是在智能交通系统和相关信息技和相关信息技术的基的基础上，以上，以电子商子商务方式运作的方式运作的现代物流服代物流服务体系它通体系它通过智能交通系智能交通系统和相关信息技和相关信息技术解决解决物流作物流作业的的实时信息采集，并在一个集成的信息采集，并在一个集成的环境境下下对采集的信息采集的信息进行分析和行分析和处理。

通理通过在各个物在各个物流流环节中的信息中的信息传输，，为物流服物流服务提供商和客提供商和客户提供提供详尽的信息和咨尽的信息和咨询服服务的系的系统11.3智能物流系统概述智能物流系统概述p2.智能物流系智能物流系统特征特征11.3.2智能物流系统体系结构智能物流系统体系结构智能物流系统智能生产系统智能仓储系统智能运输系统智能配送系统p智能生智能生产系系统是一种由自是一种由自动化生化生产设备、、传感装感装置、高效的信息网置、高效的信息网络及及专家共同家共同组成的人机一体成的人机一体化智能系化智能系统，能在制造，能在制造过程中程中进行智能活行智能活动，如，如分析、推理、判断、构思和决策等分析、推理、判断、构思和决策等。