智慧物流概论微课课件第8章智慧装卸搬运(附教学视频二维码)

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自动分拣系统
商品或货物的到达、卸货、分类、存储，再到出货、分类、发出 等作业，势必要通过不同复杂程度的输送分拣设备，以实现在最短 的时间内将这些商品卸下并按商品品种、货主、储位或发送地点进 行快速准确的分类，将这些商品运送到指定地点（如指定的货架、 加工区域、出货站台等）。
自动分拣系统一般由控制装置、分类装置、输送装置及分拣道口 组成。
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AGV
3.车载控制系统
AGV车载控制系统（Onboard System），即AGV单机控制 系统，在收到上位系统的指令后，负责AGV单机的导航，导引， 路径选择，车辆驱动，装卸操作等功能。
➢ 1）导航（Navigation） ➢ 2）导引（Guidance） ➢ 3）路径选择（Searching） ➢ 4）车辆驱动（Driving）
8.2.1 智慧装卸作业系统
码垛机器人
码垛机器人是用在工业生产过程中执行大批量工件、包装件的获取、 搬运、码垛、拆垛等任务的一类工业机器人，是集机械、电子、信息、 智能技术、计算机科学等学科于一体的高新机电产品。
码垛机器人可以集成在任何生产线中，为生产现场提供智能化、机器 人化、网络化，可以实现啤酒、饮料、食品、烟草行业多种多样作业 的码垛物流，广泛应用于纸箱、塑料箱、瓶类、袋类、桶装、膜包产 品及灌装产品等。可配套于三合一灌装线等，对各类瓶罐箱包进行码 垛。
控制系统：码垛机器人多采用基于PC 的开放式控制系统，令机器人能 够高速、精准、稳定可靠地运行。
传感系统：采用视觉、力觉、触觉、温湿度传感器等多传感器融合技 术，对目标对象和周围环境进行建模和决策控制，可实现机器人对不同 类型、不同重量包装件或包装物的识别，测量三维参数，精确确定其实 际位姿，检测产品和包装外观缺陷，并对后续操作做出判断和决策，如 计算码垛模式，末端执行器采用何种执行方式、吸持（或夹持）力度等。
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机器人分拣系统
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机器人分拣系统
小黄人矩阵分拣系统
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机器人分拣系统
作业流程主要包括： 1）揽件 2）放件 3）机器人分拣 4）集包装车
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8.2.3 智慧拣选作业系统
货到人拣选系统
“货到人”（Goods to person or Goods to man，G2P or G2M）拣选，即在物流拣选过程中，人不动，货物被自动输送到 拣选人面前，供人拣选。“货到人”拣选是物流配送中心一种重要 的拣选方式，与其对应的拣选方式是“人到货”（P2G or M2G） 拣选。
通过机器人分拣系统与工业相机的快速读码及智能分拣系统相 结合，可实现包裹称重/读码后的快速分拣及信息记录交互等工作。 机器人分拣系统可大量减少分拣过程中的人工需求，提高分拣效率 及自动化程度，并大幅度提高分拣准确率。
机器人分拣系统主要应用于快递分拣领域，将大量的集中快递 通过快速条码扫描，连接电商物流数据平台或手工录入获取物流出 口信息，通过调度分配机器人（AGV）在工作场地内进行自主定 位和无人导航，以最优路径将快递运送到指定分选点，分拣出口下 设集中打包站，当快递积累到量后打包并运送到上车点，实现快递 的自动分拣。
码垛机自动运行分为自动进箱、转箱、分排、成堆、移堆、提堆、进 托、下堆、出垛等步骤。
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8.2.1 智慧装卸作业系统
码垛机器人
码垛机器人一般 为4~6 轴机器人， 主要由固定底座、 连杆、连杆臂、 臂部、腕部以及 末端执行器组成
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码垛机器人
机器人本体：多采用优质轻巧的铸铝材料制造和连杆式关节型的机构 形式，利用 CAD 和 FEM 有限元技术进行结构优化设计，具有较高的 机械性能和抗震能力；驱动系统采用模块式数字化 AC 伺服电机和 RV 减速器；针对不同类型的产品和包装件，有真空吸持、夹持、叉式等多 种形式的智能末端执行器。
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货到人拣选系统
（1）储存系统
1）AS/RS 2）Miniload 3）垂直旋转式货柜 4）AGVS 5）Multi Shuttle 多层穿梭车 6）2D 和3D 密集存储系统
（2）输送系统
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自动分拣系统
1）控制装置：
是传递处理和控制整个分拣系统的指挥中心。 自动分拣的实施主要靠它把分拣信号传送到相应的分拣道口，并 指示启动分拣装置，把被拣商品送入道口。 分拣机的控制方式主要是采用脉冲信号跟踪法。
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自动分拣系统
2）自动识别装置：
是物料能够实现自动分拣的基础系统。 在物流配送中心，广泛采用的自动识别系统是条形码系统和无线 射频系统。 条码自动识别系统的光电扫描安装在分拣机的不同位置，当物料 在扫描器可见范围时，自动读取物料上的条码信息，经过对码软件 即可翻译成条码所表示的物料信息，同时感知物料在分拣机上位置 信息，这些信息自动传输到后台计算机管理系统。
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8.1.3 智慧装卸搬运的功能特点
1.无人化 2.柔性化 3.高效化
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8.1.4 智慧装卸搬运的作用
1.有利于提高作业效率，减少作业差错 2.有利于适应多种复杂作业环境 3.有利于实现数据互通，高效协同
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8.2
8.2.1 智慧装卸作业系统 8.2.2 智慧搬运作业系统 8.2.3 智慧拣选作业系统
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自动分拣系统
3）分类装置：
是根据控制装置发出的分拣指示，当具有相同分拣信号的商品经 过该装置时，该装置动作，使改变在输送装置上的运行方向进入其 它输送机或进入分拣道口。 分拣设备分类包括：摆臂式、弹出轮式、滑靴推块式、翻盘式、 交叉皮带式、推杆式、直角移载式、斜导轮式等。 不同的装置对分拣货物的包装材料、包装重量、包装物底面的平 滑程度等有不完全相同的要求。
装卸搬运活动是物流活动中不可缺少的环节，在物流活动中起着承上 启下的作用。物流的各环节和同一环节不同作业之间，都必须进行装 卸搬运作业，正是装卸活动把物流各个阶段连接起来，使之成为连续 的流动的过程。
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2.装卸搬运的活动特点
1）附属性、伴生性 2）支持、保障性 3）衔接性
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自动分拣系统
4）输送装置：
主要组成部分是传送带或输送机，其主要作用是使待分拣商品贯 通过控制装置、分类装置，并输送装置的两侧，一般要连接若干分 拣道口，使分好类的商品滑下主输送机（或主传送带）以便进行后 续作业。 输送设备主要有：皮带输送机、网带输送机、滚筒输送机、钢带 输送机、链条输送机、链板输送机、伸缩式输送机、倍速链输送机。
采用优化控制算法、视觉系统图像处理算法以及软件算法，提高机器
视觉硬件技术水平，缩短机器人反应、处理、动作的时间，提高运动速
度和工作效率。
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8.2.1 智慧装卸作业系统
龙门吊自动装卸系统
利用机器视觉系统自动获取到达装卸位置的集卡及集装 箱身份标识信息，由码头、场站操作系统根据标识将装卸 位置指令发送给信息处理系统； 机械运动控制系统依据激光扫描系统探测区域堆放集装 箱的情况及装卸位置指令，优化装卸运动轨迹并控制机械 运行，实现龙门吊自动装卸控制。
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AGV
1.系统结构
AGV控制系统分为地面（上位）控制系统、车载 （单机）控制系统及导航/导引系统。
➢ 地面控制系统指AGV系统的固定设备，主要负责任务分配，车 辆调度，路径（线）管理，交通管理，自动充电等功能；
➢ 车载控制系统在收到上位系统的指令后，负责AGV的导航计算， 导引实现，车辆行走，装卸操作等功能；
➢ 1）影响物流质量 ➢ 2）影响物流效率 ➢ 3）影响物流安全 ➢ 4）影响物流成本
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8.1.2 智慧装卸搬运的概念
全自动化作业 半自动化作业 机械化作业
人工作业
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8.1.2 智慧装卸搬运的概念
智慧装卸搬运，是自动化装卸搬运作业发展的更高级 阶段，它不仅仅实现了作业过程的自动运行与自动控制， 而且应用物联网、人工智能技术，实现作业环境的智能 感知、作业方式的智能选择、作业状态的智能控制以及 应急情况的智能处置，从而达到装卸搬运无人化运作要 求。
➢ 导航/导引系统为AGV单机提供系统绝对或相对位置及航向。
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AGV
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AGV
2.地面控制系统
AGV地面控制系统（Stationary System）即AGV上位控制系 统，是AGV系统的核心。其主要功能：
➢ 1）任务管理 ➢ 2）车辆管理 ➢ 3）交通管理 ➢ 4）通讯管理 ➢ 5）车辆驱动
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龙门吊自动装卸系统
1）作业指令流获取模块 2）机器视觉模块 3）龙门吊电控模块 4）作业箱区轮廓模块
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8.2.1 智慧装卸作业系统
卡车自动装卸系统
卡车自动装卸系统是一种集成在卡车和装卸平台 之间的自动化输送设备，通过相互协同运作，代替 人力和叉车，完成货物的全自动化装卸。
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卡车自动装卸系统
分两部分：一部分装卸主体设备被安装在卡车内部；另 一部分被集成在装卸平台上，由平台主体结构、四条平行 的固定式滚轨传送系统、链式传送系统、气动提升滑轨系 统、控制系统、激光扫描仪、车台对接装置和安全限位系 统等组成。
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卡车自动装卸系统பைடு நூலகம்
操作流程：
➢ 码垛 ➢ 卡车—平台的对接 ➢ 卡车长度的测量 ➢ 全自动装箱 ➢ 解锁驶离
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自动分拣系统
5）分拣道口：
是已分拣商品脱离主输送机进入集货区域的通道，一般由钢带、 皮带、滚筒等组成滑道，使商品从主输送装置滑向集货站台，在那 里由工作人员将该道口的所有商品集中后或是入库储存，或是组配 装车并进行配送作业。
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8.2.3 智慧拣选作业系统
机器人分拣系统
教学目标
了解智慧装卸搬运的概念、功能特点与作用； 掌握智慧装卸搬运作业系统的主要构成、系统结构
和工作原理； 了解智慧装卸搬运的主要典型应用； 认识和把握智慧装卸搬运的发展现状。
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教学内容
8.1 智慧装卸搬运的概念与特点 8.2 智慧装卸搬运的体系构成 8.3 智慧装卸搬运的应用与发展
重难点：智慧装卸搬运作业系统的主要构成、 系统结构和工作原理；智慧装卸搬运的主要典 型应用。
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8.1
8.1.1 装卸搬运概述 8.1.2 智慧装卸搬运的概念 8.1.3 智慧装卸搬运的功能特点 8.1.4 智慧装卸搬运的作用
8.1.1 装卸搬运概述
1.装卸搬运的概念
装卸是一种以垂直方向移动为主的流通活动，是指在指定地点以人力 或者机械将物品装入运输装备或者从运输装备内卸下的作业活动。搬 运则是指在同一场所内，对物品进行的以水平方向移动为主的流通作 业。装卸搬运是装卸活动和搬运活动的合称，是指在同一场所内改变 物品的存放状态和支撑状态的活动。
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8.2.2 智慧搬运作业系统
智慧搬运作业系统是利用自动导引搬运工具 （Automated Guided Vehicle，简称AGV）进行物流 搬运的作业系统。 AGV是一种柔性化和智能化物流搬运机器人，是指装 备有电磁或光学等自动导引装置，它能够沿规定的导引 路径行驶，具有安全保护以及各种移载功能的运输车。
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4.导航导引方式
➢ 1）直接坐标 ➢ 2）电磁导引 ➢ 3）磁带导引 ➢ 4）光学导引 ➢ 5）激光导航 ➢ 6）惯性导航 ➢ 7）视觉导航 ➢ 8）GPS导航
AGV
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8.2.3 智慧拣选作业系统
自动分拣系统
自动分拣系统（Automatic Sorting System）是利用自动控 制技术完成产品分拣与输送的输送设备，是先进配送中心所必需的 设施条件之一。
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3.装卸搬运的基本方式
1）“吊上吊下”方式 2）叉上叉下方式 3）滚上滚下方式 4）移上移下方式 5）散装散卸方式
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4.装卸搬运的地位作用
一方面，物流过程各环节之间以及同一环节不同活动之 间，都是以装卸作业有机结合起来的，从而使物品在各 环节、各种活动中处于连续运动或所谓流动； 另一方面，各种不同的运输方式之所以能联合运输，也 是由于装卸搬运才使其形成。