AGV/AMR在软包印刷企业物流系统构建中的应用

文｜杭州蓝芯科技吉印通 张春雨

摘 要：跟着工业主动化水平进步，AGV/AMR在软包印刷企业逐步得到普遍的应用，且前景普遍，AGV是智能物流搬运系统中的重要构成部门，在消费工序的各个工艺流程之间起到物料搬运枢纽感化；挪动机器人连系*D视觉+AI手艺在软包印刷企业的应用及功用介绍，为软包印刷企业从传统工场到智能物流工场的晋级革新和手艺推广应用具有重要的意义。

关键词：AGV/AMR、印刷工场、*D视觉、物流系统

一、布景

软包印刷企业属于典型离散型造造业，产物的消费次要由印前、印中、印后等工序构成；印刷产物具有多品种、小批量、多批次的特点，使其各工序之间涉及大量的物料转运，招致工做劳动强度大、招工难、办理紊乱、效率低，那就需要软包印刷企业对工场停止主动化、数字化、智能物流晋级或革新，逐渐施行少人化或无人化的聪慧型工场；智能物流向财产化细分行业开展，差别的软包印刷企业对智能物流设备的利用存在较大的差别。因而物流配备企业需要熟悉印刷企业的工艺要乞降营业流程以及手艺特点，领会印刷行业和智能化物流手艺开展趋向；跟着软包印刷企业对智能物流的深切领会及本身企业的营业形态阐发和细化物流在各工序之间的应用，挪动机器人（AGV/AMR）是将来智能物流搬运的柔性化开展标的目的，为软包印刷企业从传统工场到智能工场的晋级革新供给一种建立性思绪。

二、智能物流在软包印刷行业的感化

关于现代软包印刷企业来讲，合理规划消费规划和物流搬运十分需要。合理的消费规划要以消费工艺流程（如图1）为根底来规划和规划消费设备的空间位置，同时要兼容消费所需的物料以及各工序之间物料周转的物流空间；物流规划除了与整体新建厂房或现有厂房的构造空间规划有关外，还要考虑消费设备的利用功用及特点，削减没必要要的物流搬运互订交叉功课，制止影响整厂或整车间的消费效率，增加人工的劳动强度。

软包印刷企业的消费物流

在新建厂房或革新现有车间的智能物流规划时，次要是根据消费产物的工艺流程多考虑U型规划或受规划空间的局限性能够考虑L型。规划的消费设备、物料搬运、物料周转的缓存等，能够削减没必要要的因产物品种多、工艺差别所产生的物流搬运穿插，到达物流搬运时间短、削减中间缓存的效果。消费造造和物流搬运规划的合理性和先辈性，是印刷企业对智能物流系统建立的持久开展标的目的。

智能物流是软包印刷企业重要的构成部门，做为传统离散型造造业的软包印刷企业，也深受智能造造、智能物流、智能消费、智能工场的理论系统的启发。智能物流系统是毗连消费各个工序之间、车间之间、仓储之间的物流搬运系统；在软包印刷行业中引入智能物流搬运挪动机器人，为软包印刷企业在消费与物流搬运环节供给了更柔性化的智能物流处理计划。

三、挪动机器人在软包印刷行业利用功用及介绍

1.挪动机器人场景应用特征

智能挪动机器人基于信息化手艺、*D视觉手艺、控造手艺的尺度化，驱动软包印刷企业的财产化晋级和革新。挪动机器人调度控造系统与MES、WMS等办理系统协做，通过计算机停止集中调度、监控、办理、以及运行形态。挪动机器人具有办理系统化、操做信息化、功课主动化、数据聪慧化、收集协同化、规划柔性化等凸起特点（如图2）。

图2：印刷机上下料挪动机器人

（1）办理系统化

聪慧物流系统是通过WMS、WCS等办理系统停止集中办理，集成调度，并与印刷各个工序、人力资本、器具、信息数据等集成在一路停止同一办理控造。

（2）操做信息化

（*）功课主动化

智能挪动机器人应用于软包印刷印中工序的放卷和收卷，可以实现主动存放等功课活动，功课环节实现无人化，功课效率大大提拔。

（4）数据聪慧化

智能挪动机器人在施行功课过程中，可以实时记录功课数据，并将数据信息上传至信息办理系统，通过数据的集中存储办理与阐发，处置各项运行控造与办理决策活动。

（*）收集协同化

智能挪动机器人调度系统与企业办理系统、消费系统、仓储办理系统等有机对接，构成一种聪慧物流链，使企业的物流系统智能化。

（6）规划柔性化

软包印刷企业能够按照差别的工序场景施行规划和落地，也可按照企业开展的需要增加物流配备及机器人的数量。

2.挪动机器人自主定位及导航系统

定位对接：确定上下料挪动机器人在运行情况中相关于全局坐标的位置及航向；

途径规划：情况已知的全局途径规划，基于传感器信息的部分途径规划；

导航：当前同步定位与建模手艺SLAM导航；

避障：行驶中通过传感器感知到静态和动态物体时，能有效地避障。

*.挪动机器人关键参数

挪动机器人的设想关键参数次要包罗：额定承载、搬运物料规格、更大转弯曲径、阶梯举升高度、行驶速度、对接抵偿空间间隔等。如表1所示。

4.挪动机器人平安检测与防护

挪动机器人智能系统在使命施行、物料对接等环节的平安检测，是挪动机器人一般运转的先决前提，也是重点设想对象。基于挪动机器人的智能物流调度系统在搬运场景的控造，平安检测次要从车体自己、与车体对接机台上下料安装两方面考虑。

挪动机器人的运行平安防护有以下几个方面：

（1）非接触式防护

（2）接触式防护

即平安触边，当挪动机器人与障碍物发作碰碰并触发平安触边，挪动机器人将采纳急停办法，该平安办法起到制止二次危险。

（*）声光报警与急停按钮防护

挪动机器人一般行驶时会有三色灯和音乐喇叭提醒行人留意躲避；挪动机器人上设有位置明显易见的急停开关。

*.上下料挪动机器人的*D视觉的应用

图*：*D视觉对接相机

（1）输出特征

*D视觉收罗待测对象，并输出深度图，供给简单的接口可间接获取强度图、深度图、伪彩色深度图和点云图像，所有图像坐标系严酷对齐，分辩率为1280×1024。撑持高动态范畴形式，可灵敏设置装备摆设参数实现差别反射率物体的丈量；婚配特有处置算法在小幅颤动下快速获取准确的三维信息。

（2）视觉探测范畴

*D视觉探测区域示企图（如图4），相机横向探测角度为**°，纵向探测角度为4*°，更佳适用间隔**0mm。

图4:*D视觉探测区域示企图

（*）产物特征

图*：*D视觉相机机台对接

6.挪动机器人产物优势

切确定位:接纳激光SLAM自主定位导航，撑持二次定位，定位更准确；

精准对接：接纳自主研发*D视觉对接，托举机构撑持前后右左平移；

全向底盘：接纳舵轮驱动，挪动更灵敏；

自研核心：接纳自主研发的主控及营业模块，集成化高，不变性；

平安防护：接纳*D视觉避障，智能检测低矮障碍物，行驶更平安。

四、软包印刷行业挪动机器人的场景应用

1.印刷机台放卷和收卷动做流程

在软包印刷企业，由消费办理系统或零丁机台下达使命指令，挪动机器人实现与机台信息的交互对接，并按照使命类型主动调度挪动机器人完成印刷机台的放卷和收卷使命；挪动机器人与机台的放卷动做流程与收卷动做流程类似，动做流程如图6所示。

图6：挪动机器人放卷和收卷工做流程

挪动机器人对接机台放卷：动做示意如图*-a所示，挪动机器人按照WCS（Warehouse Control System）控造系统使命指令，通过RCS调度系统上下料机器人施行搬运使命挪动至印刷机台上料点。挪动机器人对印刷机台内的异物停止平安检测，平安检测后挪动机器人翻开*D相机摆臂至到位，托举机构升高必然高度（图*-a-放卷动做1）；挪动机器人的托举机构调整X、Y、Z轴标的目的的空间间隔，印刷机台的气胀轴主动伸出至顶住卷料轴芯内侧（图*-a-放卷动做2）；印刷机台的气胀轴夹紧确认后，挪动机器人的*D相机摆臂回位，托举机构先下降后归位（图*-a-放卷动做*），挪动机器人退出印刷机台上料点，使命完毕挪动机器人施行下一使命。

挪动机器人对接机台收卷：动做示意如图*-b所示，挪动机器人按照WCS控造系统使命指令，通过RCS调度系统上下料机器人施行搬运使命挪动至印刷机台下料点。挪动机器人对印刷机台内的异物停止平安检测，平安检测后挪动机器人翻开*D相机摆臂至到位，托举机构升高必然高度（图*-b-收卷动做1）；挪动机器人的托举机构调整X、Y、Z轴标的目的的空间间隔，托举机构升高曲至接触卷料后停下；印刷机台的气胀轴缩回曲至原始形态（图*-b-收卷动做2）；印刷机台的气胀轴至原始形态确认后，挪动机器人的*D相机摆臂回位，托举机构先下降后归位（图*-b-收卷动做*），挪动机器人退出印刷机台下料点，使命完毕挪动机器人施行下一使命。

2.挪动机器人放卷和收卷与印刷机台通信对接

挪动机器人承受MES、WMS顶端系统层下达的有关号令或分发的使命信息，将收罗到的信息通过无线局域网反应给上层控造中的中间环节，印刷机台控造系统和机器人系统通过局域网完成组网，使得挪动机器人可以在任何情况下，都能间接或间接（通过挪动机器人办事器等体例）与印刷机台控造系统停止通信，以实时获取印刷机台控造系统发出的形态指令；挪动机器人的控造系统实时领受或反应给印刷机台的控造系统（如图8）。

图8：挪动机器人通信对接

机器人与印刷机台的通信对接考虑印刷企业的设备控造系统与厂内收集情况，如印刷机台的控造系统能够间接通信，间接与挪动机器人调度系统对接；如印刷机台的控造系统不克不及间接通信，印刷机台需加设PLC控造器，与印刷机台控造单位停止I/O交互，使之完成放卷和收卷指令的通信对接（如图*）。

图*：挪动机器人与机台模块对接

五、挪动机器人的控造调度系统设想

挪动机器人的控造调度系统是挪动机器人的核心，接纳集中控造体例，满足印刷企业现场情况要求；系统与消费办理系统对接，使命指令下达和陈述挪动机器人的运行情况。挪动机器人控造调度系统可实时调度在线挪动机器人的同时，系统工做形态在屏幕上显示。

图10：挪动机器人放卷和收卷部门应用场景

软包印刷企业现场物流空间有限，线路规划会与印刷设备干预，在有限空间内连系上下料机器人本体的外形尺寸、轮系位置及可调速度等特征，接纳柔性曲线或曲角平移曲线，可以在规划道路时主动阐发道路的坐标，把道路分红若干坐标间隔和机器人的控造的优化，使挪动机器人的行驶途径契合现场印刷机台对接要求（如图11）。

图11：挪动机器人控造调度系统界面

挪动机器人系统包罗机器人工做形态办理、地图智能途径规划、挪动机器人通信办理、挪动机器人设备办理和信息交互办理。通过挪动机器人控造调度系统模块停止整合、协同运做、调度等。

1.地图模块

途径规划是对软包印刷各个工序的现实工做前提停止更优的途径选择，将挪动机器人的运动轨迹以恰当的比例缩小，而且将挪动机器人的现实运动过程中的道路动态实时地呈如今地图模块上。

挪动机器人搬运点位的更改及位置信息由现场设备物理地图、RCS 逻辑地图构成。RCS 逻辑地图通过导入现场设备物理地图，更新工序之间的上下料对接点的物理位置，在此根底上更新位置的营业属性，最末完成搬运道路和点位的改动。

2.系统办理模块

挪动机器人的信息办理和使命查询是按照消费使命信息、产线叫料需求，系统主动调度和分配消费使命；挪动机器人施行使命和运行形态实时上传末端系统；挪动机器人施行调度使命的编号、起点起点坐标以及调度使命的优先水平，调度系统下达使命指令时后台数据库会在使命工做表中主动记录本次使命信息。

*.信息交互模块

智能调度系统是通过调度系统和多台挪动机器人的传输信息停止交互，车辆数据库中上传挪动机器人的车辆信息，在调度系统数据库中能够查询挪动机器人的编号、剩余电量、运行形态和当前施行使命及所在的位置，并可以实时查询挪动机器人的工做进度。

六、结论

通过在软包印刷企业建立智能化物流系统，对挪动机器人的功用及应用停止了描述；智能挪动机器人的硬件构造和软件手艺的成熟与晋级，为实现厂内物流优化、厂内信息化办理，降低劳动强度，帮忙企业降本增效和转型晋级供给参考根据。

END

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