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5G下的智慧物流——柔性生产物流系统
来源: 上海节卡作者: 上海节卡时间:2020-06-23 16:56:14点击:238

随着经济的发展,制造一直面临着劳动力成本迅速攀 升、产能过剩、竞争激烈、客户个性化需求日益增长等问 题。另一方面招工难,以及缺乏专业人才,制造业转型迫在眉睫。现在,5G、物联网、协作机器人、机器视觉等新兴 技术迅速兴起,为企业推进智能工厂建设提供了良好的技术 支撑。其中,智慧物流解决方案成为业界关注的焦点话题。


智慧物流下的机器人

相关数据显示,2017年中国智能物流行业市场规模达 3375亿元人民币,同比增长21.18%。专家预测,预计到 2022年中国智能物流行业市场规模将增长至7938亿元人民 币。

在这种需求刺激下,各种物流机器人迅速面世,并在 搬运、码垛、拣选等物流环节得到应用,可以分为AGV、码 垛机器人、分拣机器人等多种。

·AGV,当下智慧物流运用较多的一种物流搬运设 备,国外从上世纪50年代在仓储业开始使用。

·码垛机器人不仅能搬运重物,而且作业速度和质量远远高于人工;每一台码垛机器人都有独立的控制系统,极大地保证了作业精度。

·复合机器人一般具备传感器、物镜、图像识别系统和多功能机械手,可根据图像识别系统“看到”物品形状,用 机械手抓取物品,然后放到指定位置,实现货物快速分拣。


智慧物流在3C行业的应用

随着消费者的需求趋于多样化和个性化,企业生产也 呈现出“多品种、小批量、多批次、高时效”的特点。3C 行业面临的生产也是如此,所以针对这种情况,3C行业智 慧物流形式主要以柔性化物流搬运机器人为主。

以某3C电子SMT贴片车间为例,其生产的大量电子元 件外形相似,靠人眼分辨容易混淆,虽然已经上了智能仓储 系统,但是每条产线依然靠人工到仓库依靠产品代码依次提 取原料,非常不便利,且由于环境复杂、信息不通畅(不在 5G信号状态下),经常会不清楚库存情况,多条产线排队 取料的情况,这样导致产线成本高昂且效率低下,与其自动化的生产模式不相匹配。

基于5G网络,通过采用AGV+小助协作机器人+产线终端接口结合实现整个车间的生产原料自动配送,形成安全可靠柔性的生产物流供应系统。

AGV通过5G高速网络与车间的十余条生产线实时交 互,实时了解产线的状态信息,当AGV系统判定某条产线 原料即将用完时,开始向智能仓储系统(以下简称仓库) 移动,同时通过网络仓库发送需求信息,仓库开始准备物 料,AGV到达仓库后通过小助协作机器人抓取物料,暂存 于AGV小车上,小助协作机器人配置电动夹爪,能够自适 应抓取多种规格产品;取料完成后AGV移动到相应产线, 由小助协作机器人将物料卸载到生产线。整套系统流程快 速响应,稳定性高。

根据案例来定义柔性的生产物流供应系统,就是以 5G、云数据、柔性机器人为核心,通过形成自动化物流系 统将其联接,统一由主控计算机和相关软件进行控制和管理,组成多品种变批量和混流方式生产的自动化制造系统。

自动化制造系统

柔性生产物流系统要求

柔性的生产物流供应系统中5G是一个关键性因素。高速度数据传输、传输低时延、海量接入特性、按需组网、 移动边缘计算、网络泛在能力高、功耗低、传输安全性高 等优势,保证了智能仓储系统信息输入和输出。

同时这套系统对AGV和机器人(复合机器人)的安全性,续航,负载,安装空间等都有很高要求,小助机器人 轻巧灵活,负载自重比高,同时支持直流供电,满足配置 需求。

在安全性方面,借助于节卡开发的一套软硬件安全系统,节卡小助系列产品目前拥有主、被动两种安全防护策 略:主动策略即基于视觉的安全2区,人进入此区域,机器 人将降速工作;进入视觉的安全1区,机器人将静止;被动 策略即机器人碰到人超过设定的力矩上限时,机器人会即时停止以保护人员或设备的安全。

在软件方面,拥有良好的兼容性,以Linux脚本语言为 基础,并提供ROS驱动,便于系统的二次开发。

柔性的生产物流供应系统,通过对整个车间信息及仓 库信息的综合实时处理,能够合理运送物料,管控库存, 带来了生产和管理上的极大便利。未来可应用在诸多行 业,如家电、电子、医疗设备等具有SMT工艺的行业,仓 储物流拆/码垛、搬运、存储、拣选等环节。

自动化制造系统

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