本發(fā)明涉及生產(chǎn)管理,特別是涉及一種用于生產(chǎn)線物料調(diào)度的agv調(diào)度模塊、系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù):
1、在傳統(tǒng)車間的產(chǎn)品生產(chǎn)線中,生產(chǎn)數(shù)據(jù)、生產(chǎn)信息以及產(chǎn)品信息在生產(chǎn)線的狀態(tài)信息等在各部門之間的傳遞共享不通暢,且信息傳遞效率較慢。生產(chǎn)線上的生產(chǎn)狀態(tài)信息反饋到管理部門存在滯后,滯后時(shí)間少則幾個(gè)小時(shí),多則一個(gè)排班周期,導(dǎo)致生產(chǎn)線的產(chǎn)品生產(chǎn)狀態(tài)變化后,生產(chǎn)管理部門響應(yīng)時(shí)間慢。由此導(dǎo)致生產(chǎn)管理不順暢,生產(chǎn)質(zhì)量不達(dá)標(biāo),降低了生產(chǎn)線運(yùn)行效率。
2、此外,現(xiàn)有技術(shù)中生產(chǎn)設(shè)備、物料運(yùn)輸設(shè)備和質(zhì)檢設(shè)備基本屬于各自獨(dú)立運(yùn)行,多種設(shè)備之間協(xié)同配合作業(yè),還需要由人工介入完成。例如原材料、零部件、半成品和成品等等,需要人工控制運(yùn)輸設(shè)備進(jìn)行運(yùn)輸,運(yùn)輸?shù)缴a(chǎn)線的加工區(qū),料框也需要人工回收再轉(zhuǎn)運(yùn)。因此,人力成本較高且效率低下,工作量很大。
3、現(xiàn)有技術(shù)中,提出了公開號(hào)為cn115237072a,公開日為2022年10月25日的中國(guó)發(fā)明專利文件,該專利文獻(xiàn)所公開的技術(shù)方案如下:一種工廠精益智能化物料配送方法,終端機(jī)通訊連接有mes系統(tǒng),mes系統(tǒng)通訊連接有物料管理系統(tǒng),物料管理系統(tǒng)均與呼叫盒、pda通訊連接,物料管理系統(tǒng)通訊連接有調(diào)度系統(tǒng),調(diào)度系統(tǒng)均與智能充電系統(tǒng)、agv小車監(jiān)控看板、agv小車通訊連接。
4、上述技術(shù)方案在實(shí)際使用過(guò)程中,會(huì)出現(xiàn)以下問(wèn)題:無(wú)法對(duì)agv小車的速度進(jìn)行調(diào)控,導(dǎo)致agv小車在配送過(guò)程中,特別是在起步加速階段或減速停止階段,容易出現(xiàn)因?yàn)樗俣忍嵘^(guò)快或速度減少過(guò)快,導(dǎo)致物料出現(xiàn)傾倒掉落或顛簸等現(xiàn)象。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、為解決上述技術(shù)問(wèn)題,本發(fā)明提出了一種用于生產(chǎn)線物料調(diào)度的agv調(diào)度模塊、系統(tǒng)和方法,能基于大數(shù)據(jù)技術(shù)對(duì)產(chǎn)品生產(chǎn)信息、料框位置信息和生產(chǎn)線工位空缺信息進(jìn)行有效處理和調(diào)度,并通過(guò)agv調(diào)度模塊實(shí)現(xiàn)自動(dòng)配送物料,實(shí)現(xiàn)裝配工位的物料從分揀區(qū)自動(dòng)配送的目的,且配送過(guò)程物料穩(wěn)定。
2、本發(fā)明是通過(guò)采用下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
3、一種用于生產(chǎn)線物料調(diào)度的agv調(diào)度模塊,包括速度調(diào)控單元;在agv起步加速階段,速度調(diào)控單元根據(jù)第一預(yù)設(shè)加速度a加速,控制agv開始起步加速,直至agv的加速實(shí)時(shí)速度v1達(dá)到預(yù)設(shè)速度;在agv減速停止階段,速度調(diào)控單元根據(jù)agv距離目的地距離s,控制agv按照第二預(yù)設(shè)加速度a減速開始減速,直至停止減速或啟動(dòng)剎車制動(dòng);
4、其中,第一預(yù)設(shè)加速度a加速的計(jì)算方法為:
5、a加速=(2l/tanφt加速+l/h)β
6、式中,l為agv裝載物料的重心高度,φ為裝載的物料重心與起步地之間連接線的水平夾角,t加速為預(yù)設(shè)加速時(shí)間,h為agv重心高度,β為agv空載狀態(tài)時(shí)加速調(diào)整系數(shù);
7、第二預(yù)設(shè)加速度a減速的計(jì)算方法為:
8、
9、式中,s為agv距離目的地距離,t減速為預(yù)設(shè)減速時(shí)間,w為預(yù)留緩沖距離,γ為agv空載狀態(tài)時(shí)減速調(diào)整系數(shù)。
10、所述agv空載狀態(tài)時(shí)加速調(diào)整系數(shù)β的取值范圍為0.3~0.5,agv空載狀態(tài)時(shí)減速調(diào)整系數(shù)γ的取值范圍為0.5~0.6。
11、速度調(diào)控單元根據(jù)第一預(yù)設(shè)加速度a加速,控制agv開始起步加速,直至agv的加速實(shí)時(shí)速度v1達(dá)到預(yù)設(shè)速度,具體指:速度調(diào)控單元接收到agv離開起步地的信號(hào)后開始計(jì)時(shí),在預(yù)設(shè)加速時(shí)間t加速內(nèi)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)agv的加速實(shí)時(shí)速度v1和實(shí)時(shí)加速度a1;
12、若agv加速時(shí)間未達(dá)到加速預(yù)設(shè)時(shí)間t加速,且加速實(shí)時(shí)速度v1<t加速a1,a1≤a加速,則速度調(diào)控單元控制agv繼續(xù)加速,直至v1=t加速a加速,停止加速;
13、若agv加速時(shí)間未達(dá)到加速預(yù)設(shè)時(shí)間t加速,且加速實(shí)時(shí)速度v1≥t加速a1,或a1>a加速,則速度調(diào)控單元控制agv停止加速。
14、在agv減速停止階段,速度調(diào)控單元根據(jù)agv距離目的地距離s,控制agv按照第二預(yù)設(shè)加速度a減速開始減速,直至停止減速或者啟動(dòng)剎車制動(dòng),具體指:當(dāng)速度調(diào)控單元檢測(cè)到距離目的地距離s時(shí),控制agv以第二預(yù)設(shè)加速度a減速開始減速,并實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)agv的減速實(shí)時(shí)速度v2和實(shí)時(shí)減速時(shí)間t2;
15、若agv實(shí)時(shí)減速時(shí)間t2未達(dá)到減速預(yù)設(shè)時(shí)間t減速,減速實(shí)時(shí)速度v2<v1-t減速a減速,則速度調(diào)控單元控制agv繼續(xù)減速,直至v2=0停止減速;
16、若agv實(shí)時(shí)減速時(shí)間t2已達(dá)到減速預(yù)設(shè)時(shí)間t減速,減速實(shí)時(shí)速度v2≥v1-t減速a減速,則速度調(diào)控單元發(fā)出控制信號(hào),agv啟動(dòng)剎車制動(dòng)。
17、所述agv調(diào)度模塊還包括待配送任務(wù)創(chuàng)建單元、配送單元、agv實(shí)時(shí)位置更新上報(bào)單元以及agv自動(dòng)充電單元;所述待配送任務(wù)創(chuàng)建單元用于接收配送調(diào)度任務(wù),并創(chuàng)建待配送任務(wù)池;所述配送單元用于按順序進(jìn)行任務(wù)配送,并實(shí)時(shí)更新當(dāng)前任務(wù)進(jìn)度;所述agv實(shí)時(shí)位置更新上報(bào)單元用于實(shí)時(shí)更新和上報(bào)agv所在位置;所述agv自動(dòng)充電單元用于實(shí)時(shí)更新和上報(bào)agv的電量信息,并在agv無(wú)待配送任務(wù)后,控制agv進(jìn)入充電區(qū)進(jìn)行充電。
18、一種用于生產(chǎn)線物料調(diào)度的系統(tǒng),包括生產(chǎn)管理模塊以及上述agv調(diào)度模塊,所述生產(chǎn)管理模塊與agv調(diào)度模塊之間通過(guò)web?api服務(wù)接口實(shí)現(xiàn)雙向通信連接;所述生產(chǎn)管理模塊用于基于mms系統(tǒng)完成生產(chǎn)任務(wù)下發(fā)、位置綁定以及配送調(diào)度任務(wù)創(chuàng)建。
19、所述位置綁定包括將物料、料框以及物料架進(jìn)行綁定,將物料架與待配送位置綁定。
20、所述生產(chǎn)管理模塊還包括料框回收任務(wù)創(chuàng)建單元。
21、一種用于生產(chǎn)線物料調(diào)度的方法,基于上述用于生產(chǎn)線物料調(diào)度的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn),包括以下步驟:
22、步驟s1.生產(chǎn)管理模塊下發(fā)生產(chǎn)任務(wù),分揀人員依據(jù)生產(chǎn)任務(wù)的執(zhí)行情況將所需物料放置于料框中,將料框放置于物料架上,并將物料和對(duì)應(yīng)的料框、物料架綁定;
23、步驟s2.將物料架與待配送位置進(jìn)行綁定;
24、步驟s3.生產(chǎn)管理模塊創(chuàng)建配送調(diào)度任務(wù),agv調(diào)度模塊接收配送調(diào)度任務(wù),創(chuàng)建待配送任務(wù)池,依據(jù)順序進(jìn)行任務(wù)配送,同時(shí)實(shí)時(shí)更新和上報(bào)agv所在位置以及電量信息;配送過(guò)程中控制agv從起步地配送至目的地的速度;
25、步驟s4.agv配送至目的地后,確認(rèn)是否有待送任務(wù),若是,則依據(jù)待配送任務(wù)池中的任務(wù),按順序進(jìn)行任務(wù)配送,若否,agv自動(dòng)進(jìn)入充電區(qū)進(jìn)行充電。
26、與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明的有益效果表現(xiàn)在:
27、1、本發(fā)明中的agv調(diào)度模塊包括速度調(diào)控單元,能對(duì)agv從起步地配送至目的地的過(guò)程中進(jìn)行速度控制,為了防止agv在起步加速階段或減速停止時(shí),速度提升過(guò)快或速度減少過(guò)快導(dǎo)致物料出現(xiàn)傾倒掉落或顛簸等現(xiàn)象,通過(guò)實(shí)時(shí)控制agv的實(shí)時(shí)速度和加速度大小以解決上述問(wèn)題。若起步加速階段中的agv加速時(shí)間未達(dá)到預(yù)設(shè)時(shí)間,將agv的加速實(shí)時(shí)速度與預(yù)設(shè)速度進(jìn)行比較判斷,agv調(diào)度模塊優(yōu)選控制agv繼續(xù)加速或停止加速。若減速停止階段中的agv加速時(shí)間未達(dá)到預(yù)設(shè)時(shí)間,將agv的減速實(shí)時(shí)速度進(jìn)行比較判斷,agv調(diào)度模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)智能化控制agv繼續(xù)減速或剎車制動(dòng)。
28、其中,將agv小車的運(yùn)動(dòng)控制分為起步加速階段和減速停止階段進(jìn)行速度控制,實(shí)時(shí)監(jiān)控小車的實(shí)時(shí)速度,并與多個(gè)控制參數(shù)進(jìn)行比較計(jì)算,使得起步加速階段主要以防止傾倒為主,而減速停止階段主要以防止碰撞為主。
29、2、在agv小車起步階段,加速度是控制小車運(yùn)行速度的一項(xiàng)重要因素,加速度過(guò)大會(huì)導(dǎo)致其所裝載的物料由于慣性發(fā)生傾倒現(xiàn)象,加速度過(guò)小會(huì)導(dǎo)致運(yùn)行速度過(guò)慢,大大降低了小車的運(yùn)載效率。本發(fā)明通過(guò)agv裝載物料的重心高度l、裝載的物料重心與起步地之間連接線的水平夾角φ以及agv重心高度h來(lái)決定重心偏移的程度的重要權(quán)重,根據(jù)重心偏移的程度來(lái)調(diào)整agv小車的運(yùn)行加速度,更加科學(xué)和準(zhǔn)確,符合生產(chǎn)線的實(shí)際現(xiàn)狀。
30、3、本發(fā)明中,通過(guò)將距離目的地距離與預(yù)留緩沖距離的比值作為計(jì)算第二預(yù)設(shè)加速度的一個(gè)重要調(diào)整參數(shù),使得agv小車的運(yùn)行加速度的調(diào)整更加精確。
31、4、本發(fā)明通過(guò)agv調(diào)度模塊將物料在生產(chǎn)線進(jìn)行自動(dòng)配送,物料架與待送地面位置進(jìn)行定位綁定,實(shí)現(xiàn)裝配工位的物料從分揀區(qū)自動(dòng)配送,工位使用完的料框自動(dòng)回到待配送區(qū),依據(jù)待配送區(qū)是否有空位空余,若有,即調(diào)度agv回收物料架,若無(wú)空位空余,則等待創(chuàng)建任務(wù)清單池,當(dāng)無(wú)配送任務(wù)時(shí),agv自動(dòng)回充電區(qū)進(jìn)行充電。因此,該物料調(diào)度方法實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)線的物料調(diào)度進(jìn)行全面把控,提高生產(chǎn)線運(yùn)行效率和物料的調(diào)配效率,進(jìn)一步提升車間數(shù)字化生產(chǎn)管理能力。
32、5、本發(fā)明的物料調(diào)度系統(tǒng)包括生產(chǎn)管理模塊以及agv調(diào)度模塊,生產(chǎn)管理模塊與agv調(diào)度模塊之間通過(guò)web?api服務(wù)接口實(shí)現(xiàn)雙向通信連接。通過(guò)上述模塊,能基于大數(shù)據(jù)技術(shù)對(duì)產(chǎn)品生產(chǎn)信息、料框位置信息和生產(chǎn)線工位空缺信息進(jìn)行有效處理和調(diào)度,并通過(guò)agv調(diào)度系統(tǒng)自動(dòng)配送物料,實(shí)現(xiàn)裝配工位的物料從分揀區(qū)自動(dòng)配送的目的。
33、6、本發(fā)明中通過(guò)生產(chǎn)線物料調(diào)度的方法,采集大量的生產(chǎn)線數(shù)據(jù)并轉(zhuǎn)換成生產(chǎn)任務(wù)下發(fā)、物料分揀及上料框、料框上料架、料架與待配送位置綁定、創(chuàng)建配送調(diào)度任務(wù)、更新調(diào)度任務(wù)狀態(tài)和裝配工位物料裝配作業(yè)的系統(tǒng)指令,并通過(guò)agv調(diào)度模塊創(chuàng)建待配送任務(wù)池、agv配送、agv實(shí)時(shí)位置更新上報(bào),agv調(diào)度系統(tǒng)對(duì)物料架待送地面位置定位和監(jiān)測(cè)待配送區(qū)是否有空位空余,通過(guò)評(píng)估agv小車的運(yùn)行狀態(tài)和載物狀態(tài),實(shí)現(xiàn)對(duì)agv小車的有效管理和物料調(diào)度效率,并且能夠得到準(zhǔn)確的agv調(diào)度模塊在生產(chǎn)線上的定位位置精度和自動(dòng)化裝配作業(yè)效率。