一种智能无人车间系统

技术领域

本发明涉及无人车间技术领域，尤其涉及一种智能无人车间系统。

背景技术

随着工业自动化的发展，无人车间逐渐成为现代工厂的重要组成部分。然而，传统的无人车间缺乏与人员的有效互动和沟通能力，导致工作效率低下，针对上述技术问题，本发明提供一种智能无人车间系统，通过设置的无人生产车间结合PLC控制系统、机器人、导航系统、GPS定位装置、后台终端及服务器总系统、信号采集系统、车间数据库系统及机器人之间的分工协作，实现了车间中物品的自动管理、自动生产、人员的导航和接待，达到了无人化车间的自动生产运作，极大的提高了车间生产效率和工作安全性的有益效果。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的问题，而提出的一种智能无人车间系统。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种智能无人车间系统，包括有无人生产车间、PLC控制系统，还包括有多个机器人、导航系统、GPS定位装置、后台终端及服务器总系统、信号采集系统、车间数据库系统、手机APP小程序及第三方软件及多个通讯及网络模块；

所述无人生产车间中的所有机器人通过PLC控制系统控制其进行自动化生产或/和办公或/和接待，所述PLC控制系统通过通讯及网络模块与所述后台终端及服务器总系统实施数据信息交互、数据共享、接收指令、发送指令；所述导航系统和GPS定位装置安装在机器人上用于车间内的自动导航和定位后提供车间内的导览服务；

在所述无人生产车间中设置有多个分区域模块，在所述无人生产车间中还设置有多个摄像及监控装置；所述多个机器人通过通讯及网络模块与所述后台终端及服务总系统实施数据信息交互、数据共享、接收指令及发送指令。

进一步地，所述分区域模块中的所有区域均设置有摄像及监控装置；在所有区域中至少包括有办公区、库房储存区、配电房区、备料区、物料运转区、生产及组装区、成品存放区、废件及废料放置区或其他区域；在机器人上设置有机械手和步行行走机构、物理感知系统、避障单元模块；所述生产机器人中至少包括有一个及以上的生产机器人、输送及备料机器人、组装机器人、接待机器人、办公机器人供车间区域中生产、输送及备料、组装、接待和办公。

进一步地，在所述生产机器人、输送及备料机器人、组装机器人、接待机器人、办公机器人上分别对应设置有编码及代码；在所述后台终端及服务器总系统中包括有总系统控制模块、机器人控制模块、车间数据库分析模块、信息接收及发送模块、机器人代码及编码分配系统；所述总系统控制模块通过通讯及网络模块分别与所述机器人控制模块、车间数据库分析模块、信息接收及发送模块、机器人编码及代码分配系统建立数据交互连接。

进一步地，所述机器人控制模块通过通讯及网络模块分别与所述生产机器人、输送及备料机器人、组装机器人、接待机器人、办公机器人建立通讯及网络连接。

进一步地，所述机器人编码及代码分配系统中设置有代码及编码数据库，根据机器人的工种类型实施分配代码及编码，代码及编码数据库通过通讯及网络模块分别与所述生产机器人、输送及备料机器人、组装机器人、接待机器人、办公机器人建立通讯及网络连接，供代码及编码数据库将代码或编码分发给机器人。

进一步地，所述车间数据库分析模块通过信号采集系统反馈的机器人实时状态数据，将数据发送给总系统控制模块，总系统控制模块控制所述信息接收及发送模块分别发送数据指令给所述生产机器人、输送及备料机器人、组装机器人、接待机器人或办公机器人。

进一步地，所述信号采集系统通过通讯及网络模块连接摄像及监控装置并采集其摄像监控的数据后实施反馈给车间数据库系统；后台终端及服务器总系统与所述车间数据库系统进行数据交互后实施监控车间的所有概况。

进一步地，所述手机APP小程序及第三方软件通过通讯及网络模块与后台终端及服务器总系统进行数据信息交互、数据共享、接收指令、发送指令，实现远程监控及操作无人生产车间。

进一步地，所述生产及组装区中包括有多个相互之间间隔一定距离的生产或组装工位构成的生产线，相邻的两个生产或组装工位之间通过输送皮带或输送链条或输送装置进行衔接，在每个生产或组装工位上对应的配置一个生产或组装的机器人，在输送皮带或输送链条上设置定位传感器用于对生产或组装工位进行定位。

进一步地，所述物理感知系统中包括有前端采集端口、生物特征识别系统、视觉系统、触觉感知系统、听觉系统；在所述生物特征识别系统、视觉系统、触觉感知系统、听觉系统中分别设置有生物传感器、视觉传感器、触觉传感器、听觉传感器；所述前端采集端口通过通讯及网络模块分别采集所述生物传感器、视觉传感器、触觉传感器、听觉传感器上的数据信息，将数据信息传输给信号采集系统。

与现有的技术相比，本发明的优点在于：

本发明提供一种智能无人车间系统，通过设置的无人生产车间结合PLC控制系统、机器人、导航系统、GPS定位装置、后台终端及服务器总系统、信号采集系统、车间数据库系统及机器人之间的分工协作，实现了车间中物品的自动管理、自动生产、人员的导航和接待，达到了无人化车间的自动生产运作，极大的提高了车间生产效率和工作安全性的有益效果。

附图说明

图1为发明中一种智能无人车间系统地框架结构布局图；

图2为本发明中车间区域模块图的框架布局图；

图3为本发明中后台终端及服务器总系统框架布局图；

图4为发明中机器人系统框架布局图；

图中：1-室内无人车间；2-PLC控制系统；3-机器人；4-导航系统；5-GPS定位装置；6-后台终端及服务器总系统；7-信号采集系统；8-车间数据库系统；9-手机APP小程序及第三方软件；10-通讯及网络模块；11-摄像及监控装置；12-总系统控制模块；13-机器人控制模块；14-车间数据库分析模块；15-信息接收及发送模块；16-编码及代码分配系统；17-代码及编码数据库；19-物理感知系统；20-前端采集端口；21-生物特征识别系统；22-视觉系统；23-触觉感知系统；24-听觉系统。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：请参照图1中，一种智能无人车间系统，包括有无人生产车间1、PLC控制系统2，还包括有多个机器人3、导航系统4、GPS定位装置5、后台终端及服务器总系统6、信号采集系统7、车间数据库系统8、手机APP小程序及第三方软件9及多个通讯及网络模块10；在无人生产车间1中的所有机器人3通过PLC控制系统2控制其进行自动化生产或/和办公或/和接待，在本实施例中，信号采集系统7通过通讯及网络模块10连接摄像及监控装置11并采集其摄像监控的数据后实施反馈给车间数据库系统8；后台终端及服务器总系统6与所述车间数据库系统8进行数据交互后实施监控车间的所有概况；

实施例2：在实施例1的基础上，所述PLC控制系统2通过通讯及网络模块10与所述后台终端及服务器总系统6实施数据信息交互、数据共享、接收指令、发送指令；所述导航系统4和GPS定位装置5安装在机器人3上用于车间内的自动导航和定位后提供车间内的导览服务；该系统配备的无人车间，通过自动化设备和机器人完成车间内物品的搬运、装配和生产等工作，减少人工操作，提高生产效率，在本实施例中的多个机器人中包括有多种类型工种的机器人。

实施例3：在实施例1和2的基础上，在后台终端及服务器总系统6中包括有总系统控制模块12、机器人控制模块13、车间数据库分析模块14、信息接收及发送模块15、机器人代码及编码分配系统16；其中，总系统控制模块12通过通讯及网络模块10分别与所述机器人控制模块13、车间数据库分析模块14、信息接收及发送模块15、机器人编码及代码分配系统16建立数据交互连接后实现数据信息交互、数据共享、接收指令、发送指令。

实施例4，在实施例1的基础上，请参照图4中，在多种类型工种的机器人中包括有至少需要包括有一个及以上的生产机器人、输送及备料机器人、组装机器人、接待机器人、办公机器人，生产机器人负责生产，输料及备料机器人负责车间中所有的输送料及备料，在车间中输送料或备料的过程中也可以由机器人自行使用移动的输送工具输送料及备料，组装机器人负责设备的组装或安装，组装的设备中包括有大型重工设备的液压机设备、折弯机设备或其他大型的物件设备，在本实施例中的接待机器人主要负责接待来无人车间考察或参观的客户，具体的，接待机器人中能根据参观或考察客户的国别在系统中进行语言转化成中文对话、英文对话、法语对话、日语对话、韩语对话、德语对话或其他国别或地方的语言对话，其主要面向客户向客户介绍公司、讲解公司产品或其他的聊天，且所有的机器人在车间行走时，通过自身系统中的导航系统4、GPS定位装置5能根据车间的布局环境进行自动规划路径、自动导航及通过GPS的自动定位，另外在所有机器人的系统中还设置有避障单元模块，避障单元模块的功能是在自动规划路径、自动导航及定位行走的过程中能避开前方的障碍物体。

实施例5，继续在实施例2和实施例3的基础上，办公机器人可根据办公事项的不同配置不同的一些功能系统，如行政类办公、财务类办公、管理类办公、研发设计类办公、外贸销售类办公、车间安全类维护办公，或根据需要设计的其他类办公的机器人；其中，机器人控制模块13能通过通讯及网络模块10分别与所述生产机器人、输送及备料机器人、组装机器人、接待机器人、办公机器人建立通讯及网络连接控制其各种类型的机器人完成工作事项内容。

实施例6，继续在实施例3的基础上，请继续参照图4中， 在上述所有的机器人3上均设置有机械手和步行行走机构、物理感知系统，其中，在物理感知系统中包括有前端采集端口20用于采集相关数据、生物特征识别系统21用于识别生物人体、还包括有视觉系统22、触觉感知系统23、听觉系统24；在生物特征识别系统21、视觉系统22、触觉感知系统23、听觉系统24中分别设置有生物识别传感器、视觉传感器、触觉传感器、听觉传感器，使之能拥有正常人的视觉、触觉、听觉或思想；在前端采集端口20通过通讯及网络模块10分别采集所述生物传感器、视觉传感器、触觉传感器、听觉传感器上的数据信息，将数据信息传输给信号采集系统7。

实施例7，继续在实施例4的基础上，在生产机器人、输送及备料机器人、组装机器人、接待机器人、办公机器人，生产机器人上根据机器人3的工种类型实施分配代码及编码，每个机器人对应一个分配的代码和编码，分配的代码和编码是由后台终端及服务器总系统6里设置的机器人代码及编码系统16中的代码及编码数据库17通过通讯及网络模块10分别与所述生产机器人、输送及备料机器人、组装机器人、接待机器人、办公机器人建立通讯及网络连接，供代码及编码数据库17将代码或编码分发给机器人3，当机器人3通过通讯及网络模块10与所述后台终端及服务总系统6实施数据信息交互、数据共享、接收指令及发送指令时，所有的代码或编码信息均自动保存在后台终端及服务总系统6中，供后续后台终端及服务总系统6进行产看机器人的实时状态后调用或分配机器人，实时状态为忙碌或空闲中，将空闲中的机器人进行调用或分配到同类工种的其他地方。

实施例8，在上述实施例7的基础上，后台终端及服务器总系统6中的车间数据库分析模块14能通过信号采集系统7反馈的生产机器人、输送及备料机器人、组装机器人、接待机器人、办公机器人实时状态数据，将数据发送给总系统控制模块12，总系统控制模块12根据相关机器人实时状态的数据来控制所述信息接收及发送模块15分别发送数据指令给空闲状态中的生产机器人、输送及备料机器人、组装机器人、接待机器人或办公机器人执行命令信息。

实施例9，在上述实施1的基础上，在无人生产车间中设置有多个分区域的模块，在所有的分区域模块中均设置有摄像及监控装置18，其中，所有的区域模块中包括有办公区、库房储存区、配电房区、备料区、物料运转区、生产及组装区、成品存放区、废件及废料放置区或其他区域，其中，办公区用于办公机器人办公的地方或场所、库房储存区用于储存生产车间中的所有物料或物件；配电房区用于无人车间中的照明或生产的用电；备料区用于备放生产所用的物料或物件；物料运转区用于物料专门输送或运送的区域；生产及组装区用于生产机器人及组装机器人进行生产和组装设备的区域；成品存放区用于产品或设备完成后存放的区域；废件及废料放置区用于生产中所产生的废件、无用件、呆滞件放置的区域或其他的区域。

实施例10，在上述实施例9的基础上，在生产及组装区中还包括有多个相互之间间隔一定距离的生产或组装工位构成的生产线，相邻的两个生产或组装工位之间通过输送皮带或输送链条或输送装置进行衔接，在每个生产或组装工位上对应的配置一个生产或组装的机器人，在输送皮带或输送链条上设置定位传感器用于对生产或组装工位进行定位，当生产线上的物件或配料到达生产或组装工位时，通过在输送皮带或输送链条上设置定位传感器定位，使其生产线上的物件或配料停止在对应的生产或组装工位上，生产或组装的机器人拿下或卸下生产线上的物件或配料。

实施例10，在上述实施例1的基础上，手机APP小程序及第三方软件9通过通讯及网络模块10与后台终端及服务器总系统6进行数据信息交互、数据共享、接收指令、发送指令，实现远程监控及操作无人生产车间1，具体的实施方案如下：将手机APP小程序及第三方软件9下载安装在移动储存设备上，所述的移动储存设备包括有手机、电脑、ipad等，再与控制无人生产车间的后台终端及服务器总系统6实施数据共享后在移动储存设备能实现远程监控、查看及操作无人生产车间1。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。