空中穿梭车助力智能车间物流革命:设计创新与调度优化解决行业痛点

机器人2024-01-263974移动机器人

空中物流系统是一种面向智能车间的物流模式,华中科技大学提出了一种空中穿梭车设计,包括结构设计和电控系统设计,以及中央调度控制系统。以下是对文中内容的主要总结:


1.空中物流系统总体设计:


1.1系统组成:


-空中物流系统包括空中执行系统、地面上下料系统、中央调度控制系统等。

 


-采用精准定位、自动抓取、自动接驳、调度控制等技术。


1.2物流系统业务流程:


1.MES与空中物流系统进行信息交互。


2.空中穿梭车自动配送,完成物料配送和尾料回收工作。


3.包括理料、抓取物料、配送、下料确认、生产活动、静电箱回收等步骤。


2.空中穿梭车设计:


2.1结构设计:


-空中穿梭车集成物料抓取、卷绕升降、行走三个物料流转动作。


-上半部分负责行走、升降、充电等功能,下半部分实现物料抓取、放置。

 


2.2电控系统设计:


-采用四个直流无刷电机,每个电机对应一个Elmo电机驱动器。


-电控系统实现电机驱动控制、电量检测、行走准确定位、升降限位、轨道安全检测、指令调度及状态反馈、车体故障报警等功能。


3.中央调度控制系统设计:


3.1空中穿梭车运行逻辑:


-采用两阶段调度策略:离线生成路径库,在线基于时间窗算法进行路径规划。


-解决穿梭车防碰撞问题,包括赶超冲突和路口冲突。


3.2智能调度策略:


-基于遗传算法、Dijkstra算法和时间窗算法,实现多台空中穿梭车无冲突运行,配送时间最小化。


-考虑穿梭车路径规划中的赶超冲突、路口冲突,采用多种方法解决。


4.结论:


-提出的空中物流系统以空中穿梭车为核心,具备多功能于一体的特点,适用于智能车间多品种小批量生产的物流需求。


-智能调度策略采用两阶段调度,离线生成路径库,在线进行路径规划,通过遗传算法优化多车系统的任务分配和路径选择。


这个设计方案旨在提高车间物流效率,降低物流成本,适应多品种小批量生产的需求。