用于烟草生产用辅料运送的智慧物流系统的建立方法

技术领域

本发明涉及物料系统设备技术领域，特别是用于烟草生产用辅料运送的智慧物流系统的建立方法。

背景技术

目前，烟草行业卷烟工厂生产所需烟用材料的供给以纯人工搬运居多，同时存在配送及托盘空返现象。在采用HUANI公司的PROTOSM5-14K超高速卷接机组2台套和常德烟机公司的ZJ116超高速卷接机组3台套组成的卷烟系统中，两种设备均配2组烟用材料供给站(两种机型对应烟用材料站型号分别为BOB-ME和YF71)，卷烟纸和接装纸均为半自动供给状态，即：烟用材料取用过程由操作工通过机台终端要料，物流系统控制AGV小车配盘出库至机台指定位置卸料，由机台操作人员将载料小车推出，同时对每种烟用材料进行人工开箱，再由人工将卷盘一卷卷放在小车上推回烟用材料供给站内。此番操作导致操作人员分出大量精力对机台用完的烟用材料托盘进行退盘、要料、确认等一系列操作来完成烟用材料供给，再人工呼叫AGV进行托盘空返，同时还须保证设备运行效率和产品质量。该种方式虽在行业属领先水平，但尚不能实现全流程智能化物流的技术突破。对于提高生产效率，减少人工成本上来讲，需结合工厂实际情况和生产环境，研发一套适应的智慧物流系统，实现自动送料、自动分拣、自动输送、自动上料的全流程无人化智能操作，由此满足现有一组超高速卷接机组的卷盘类烟用材料(卷烟纸和接装纸)的自动输送工作，实现生产过程与物流系统深度融合，实现卷烟制造自动化与智能制造水平，为填补烟草行业卷烟生产过程烟用材料智能物流开启新探索。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术中，采用在采用HUANI公司的PROTOSM5-14K超高速卷接机组2台套和常德烟机公司的ZJ116超高速卷接机组3台套组成的卷烟系统中，两种设备均配2组烟用材料供给站，卷烟纸和接装纸均为半自动供给状态，生产效率低，人工成本高的缺点，提供了用于烟草生产用辅料运送的智慧物流系统的建立方法。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：用于烟草生产用辅料运送的智慧物流系统的建立方法，包括以下步骤；

S1:确定物流系统所控制的实际物流过程对应的工艺流程路线，所述确定的工艺流程路线包括：辅料入库——出库运至分拣辅料区——运送至拆包装机——拆包——分拣——自动供料运输——自动上料——退料与回收剩余辅料；

S2:根据所述确定的工艺流程路线确定各工艺流程路线步骤中所需要达到的功能；

S3:根据所述确定的各工艺流程路线步骤中所需要达到的功能确定系统模块，所述确定的系统模块包括辅料拆包模块、分拣区模块、辅料输送自动上料模块和系统控制模块；

S4:根据所述确定的各系统模块和各所述确定的工艺流程路线中的功能和/或要求配置和/或设计相应的装备和/或控制系统；

S5:将所述的确定的系统模块内的各装备和/或控制系统配合新型智导技术、自动精准识别、智能物流管理系统和信息溯源机制集成为一体形成卷烟机烟用材料智慧物流系统。

可选的，在步骤S2中，所述的各工艺流程路线步骤中所需要达到的功能包括以下项目：

所述的辅料入库工艺路线中，立体库按要求将辅料配盘入库；

所述的出库运至分拣辅料区工艺路线中，由调度系统发送辅料出库需求指令，智能输送机器人按指令运输辅料至分拣辅料区，实现辅料自动运输至分拣辅料区；

所述的运送至拆包装机工艺路线中，辅料分拣区的分拣设备将智能输送机器人运送的辅料按辅料品牌分类将辅料分拣至对应载具，由分拣区相关输送设备按需求精准送至指定卷接机台；所述的拆包工艺路线中，采用自动拆包设备对物料进行拆包；

所述的分拣工艺路线中，调度系统发送指令至智能输送机器人后将辅料运输至指定机组拆包后的辅料输送至辅料分拣站分拣；

所述的自动供料运输工艺路线中，分拣后的辅料按机台需求自动化供料；

所述的自动上料工艺路线中，采用自动化上料设备替代人工上料；

所述的退料与回收剩余辅料工艺路线中，调度系统发送指令至智能输送机器人后采取巡逻方式回收剩余辅料。

可选的，在所述的分拣区模块中，分拣机器人完成拆解材料包装和配料动作，通过实际的流输送过程确定配送卷制环节所需辅料的配送模式，设计辅料取放机械手，并在机械手上设计自动识别辅料的装置，形成一体化设计。

可选的，在所述的辅料输送自动上料模块中，针对物流系统的输送条件与需求，确定各类型输送所能实现的功能、承载能力、连续工作能力，确定辅料装载输送在各种配送模式下所需满足的工作条件、设备底座所需承受压力、工作范围、所能实现动作，依据各装配条件，通过对所需输送机器人类型进行选取，形成智慧输送和自主交互组合的智能机器人集群，配合新型智导技术，以实现自主灵活规划最优路径，实现最短路径计算以及自动避障的功能。

可选的，在所述的系统控制模块中，建立全输送流程物流管理系统，依据机台辅料使用情况，通过建立信息连接，实现调度，辅料高架立体库自动要料到智能分拣站，机器人自动分拣与配盘后通过自动调度输送机器人，精准送料到要料机台，设置可视化监控系统根据不同机台的运行情况和剩余烟用材料的情况，对多个机台储料装置进行预加装辅料，准确装载到辅料供给站，以保障正常生产的辅料供应。

可选的，在所述的全输送流程物流管理系统建立过程中，针对全物流过程建立辅料信息溯源机制，以实现包括各类质量、消耗、任务信息的准确追踪，同时确保网络信息安全；建立牌号、消耗数据、质量指标、配盘数据，物流号和任务号为一体的辅料信息溯源机制，同时针对各种辅料运输到不同机台的运输和加料时间，运输装载小车的充电时间，系统的利用率，调试后初步实现超高速卷接机组卷烟纸和接装纸的自动运输和添加

本发明具有以下优点之一：

本发明通过该方法构建出高速卷烟机用材料智慧物流系统，该系统能够实现高速卷接机组卷烟纸和接装纸两种卷盘辅料的自动化加装，同时，实现高速卷接机组卷烟纸和接装纸与辅料的智能分拣机器人和智慧输送机器人的互联互通，并且，应用新型智导技术使运输装载能够有效满足卷包车间生产任务协同运作实现，分拣站能够对应多台输送机器人，一方面工业机器人满足了多台高速机运转，集成夹具和小车能够实现协同运作；另一方面与现AGV路径信息实现融合实现协同运作，使输送系统和机械手之间信息实现相互传递模式，设计优化程序，实现智能调度；

本发明聚焦卷烟工厂卷包生产制造环节所涉及的烟用材料输送，以PROTOS系列超高速卷接设备为对象，确定一套卷烟机生产所需烟用材料自动调度、正确装载与精准输送为一体的满足全工艺制造流程的智慧物料系统。具体方式是将输送机器人配合新型智导技术、烟用材料智能分拣机器人、自动精准识别、智能物流管理系统和信息溯源机制集成为一体的卷烟机烟用材料智慧物流系统，满足烟用材料输送过程智慧化、无人化需求，该系统在现有机组布局的基础上，运用完全智能的集群控制技术，通过不断调试，并加以升级改造，能够同时满足智能拣选、智慧输送及不同机组加料需求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明物流系统构建流程示意图。

图2为本发明的高速卷烟机烟用材料输送路线示意图。

图3为本发明的速卷烟机用材料的实际物流过程。

图4为本发明自动化供给系统构建流程图

图5为本发明自动化供给系统通信网络结构图。

图6为本发明自动化供给系统组成结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施方式的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1所示的用于烟草生产用辅料运送的智慧物流系统的建立方法，通过该方法构建出高速卷烟机用材料智慧物流系统，该系统能够实现高速卷接机组卷烟纸和接装纸两种卷盘辅料的自动化加装，同时，实现高速卷接机组卷烟纸和接装纸与辅料的智能分拣机器人和智慧输送机器人的互联互通，并且，应用新型智导技术使运输装载能够有效满足卷包车间生产任务协同运作实现，分拣站能够对应多台输送机器人，一方面工业机器人满足了多台高速机运转，集成夹具和小车能够实现协同运作；另一方面与现AGV路径信息实现融合实现协同运作，使输送系统和机械手之间信息实现相互传递模式，设计优化程序，实现智能调度。

在该高速卷烟机用材料智慧物流系统的建立方法中，总体的思路是：聚焦卷烟工厂卷包生产制造环节所涉及的烟用材料输送，以PROTOS系列超高速卷接设备为对象，确定一套卷烟机生产所需烟用材料自动调度、正确装载与精准输送为一体的满足全工艺制造流程的智慧物料系统。具体方式是将输送机器人配合新型智导技术、烟用材料智能分拣机器人、自动精准识别、智能物流管理系统和信息溯源机制集成为一体的卷烟机烟用材料智慧物流系统，满足烟用材料输送过程智慧化、无人化需求，该系统在现有机组布局的基础上，运用完全智能的集群控制技术，通过不断调试，并加以升级改造，能够同时满足智能拣选、智慧输送及不同机组加料需求。

如图2所示，通过建立一套卷接机组烟用材料智慧物流系统，使得烟用材料能够实现从A站点到B站点，再从B站点到C站点的智能化和无人化输送，满足自动分拣、自动输送、智能调度和信息追溯四大功能，确保烟用材料能够高效、准确、低成本配送。

本方法以高速卷烟机辅料供给为基础，通过确定卷接机组烟用材料全流程智慧物流系统，包括智能分拣、智能输送、智能物流管理系统和物料信息溯源机制四大关键模块，进而确定辅料自动分拣站和自动输送机器人，使机械臂其组成的自动分拣、运输和自动上料的物流系统，输送机器人和烟用材料分拣站机器人协同配合，将烟用材料从立体库出库，到分拣站分拣完成，最后运送至机台，打通了智能化运输到自动化上料的全过程。

具体的如图1所示，具体构建方法如下：确定物流系统所控制的实际物流过程对应的工艺流程路线，所述确定的工艺流程路线根据实际的运输需求包括：辅料入库——出库运至分拣辅料区——运送至拆包装机——拆包——分拣——自动供料运输——自动上料——退料与回收剩余辅料。根据以上工艺流程路线，确定各工艺流程路线步骤中所需要达到的功能，根据所述确定的各工艺流程路线步骤中所需要达到的功能确定系统模块，所述确定的系统模块包括辅料拆包模块、分拣区模块、辅料输送自动上料模块和系统控制模块，根据所述确定的各系统模块和各所述确定的工艺流程路线中的功能或要求配置或设计相应的装备和/或控制系统，将所述的确定的系统模块内的各装备和/或控制系统配合新型智导技术、自动精准识别、智能物流管理系统和信息溯源机制集成为一体形成卷烟机烟用材料智慧物流系统。

该方法构建的系统中主要涉及的功能如下：

(一)智能分拣机器人实现自动分拣

确定智能分拣机器人需求,其是将烟用材料从高架库取货后送至分拣站点，再由机器人完成拆解材料包装和配料动作。具体通过对配送卷制环节所需烟用材料的配送模式进行确定，设计卷盘类烟用材料取放机械手，在机械手上设计自动识别烟用材料的装置，形成一体化设计。过程须确保卷盘烟用材料取放过程的过程不产生损伤和误判、误取和误装的前提下实现定位、夹紧、抓取及装车功能。

(二)确定智能输送机器人实现自动输送

针对实际输送条件与需求，确定各种类型输送所能实现的功能、承载能力、连续工作能力等，确定装载输送系统在各种配送模式下所需满足的工作条件、底座所需承受压力、工作范围、所能实现动作等，综合各种装配条件，通过对所需输送机器人类型进行选取，形成智慧输送和自主交互组合的智能机器人集群，配合新型智导技术的开发，实现自主灵活规划最优路径，实现最短路径计算以及自动避障等功能，同时进行烟用材料供给站和小车进入配合分析，确定小车准确进入供给站相应位置，确保实现各自功能且互不干扰。最后对相关路径连接接口改造，并与上位系统、供给站建立信息连接，实现智慧输送机器人对所需烟用材料高质、高效调度配送与精准输送。

(三)确定智能物流管理系统以实现智能调度

建立全输送流程物流管理系统，依据机台烟用材料使用情况，通过建立信息连接，实现调度，烟用材料高架库自动要料到智能分拣站，机器人自动分拣与配盘后通过自动调度输送机器人，精准送料到要料机台，并由可视化监控系统根据不同机台的运行情况和剩余烟用材料的情况，对多个机台储料装置进行预加装烟用材料，准确装载到辅料供给站，保障正常生产的烟用材料供应。同时，按要求提供数据接口，实时分析、统计数据上传等功能。最后，须考虑现阶段不同厂家移动机器人在同一地图中，实现统筹调度。

(四)确定烟用材料信息溯源以实现信息追溯

针对全物流过程建立烟用材料信息溯源机制，实现各类质量、消耗、任务等信息准确追踪，同时确保网络信息安全。建立牌号、消耗数据、质量指标、配盘数据，物流号和任务号为一体的信心系统溯源机制，同时针对各种烟用材料运输到不同机台的运输和加料时间，智能化运输装载小车的充电时间等，计算装载系统的利用率，调试后初步实现超高速卷接机组卷烟纸和接装纸的自动运输和添加。

(五)确定烟用材料结合行业二维码项目以实现生产流通全过程追溯

按照全国烟草生产经营管理一体化平台建设的计划安排，行业卷烟二维码统一应用项目，结合工业企业通过“盒条件”关联管理系统在卷烟包装环节的建立，该套智慧物流系统在建立“盒条”关联和“条件”关联之前，将卷烟烟用材料相关批次信息与“盒条件”进行关联，统一研究开发后进入关联管理系统，最终形成卷烟二维码状态“成品下线”，实现卷烟生产流通全过程追溯。

根据实际的生产需求，高速卷烟机用材料的实际物流过程如图3所示：其中涉及的工作流程功能要求如下表：

(1)辅料立库出库后实现第一次自动运输(立库→分拣拆包)

烟用卷盘辅料经调度系统发出指令后，从立体库出库，后经相关输送设备输送后进入到分拣区的拆包装机，此时输送设备按要求达到100％的输送需求，过程中须确保准确输送，同时运送至下个流程指定入口处100％准确。接机组卷盘辅料规格尺寸参数表如下：

(2)入分拣区后实现自动拆包功能(拆包动作)

从立库输送过来的辅料需要将外包装进行拆除，此时需要设置一套拆包装机构，根据切割动作确定适合物料的包装方式，拆包过程中须保证辅料无损伤，完整切开率达100％，切开后外包装能实现顺利回收。

(3)实现生产机台所用辅料自动分拣技术(拆包→分拣站台)

经过拆包装环节后，由相关输送设备按要求准确无误地运送至下一指定流程(分拣站台)，输送准确率达100％。

(4)分拣站台对辅料进行分类、配盘(分拣动作)

在分拣站台设置工业机器人实现自动分拣，主要用于完成生产拍好所需辅料的精准分拣，为物料输送至机台做好准备，过程确保辅料品牌与生产品牌完全吻合，分拣正确率100％，在分拣站周围须设立符合安全要求的隔离围栏，并在醒目位置设置安全标识，确保作业过程中安全事故率为0％。

(5)自动运输至生产机台实现精确上料(分拣站台→卷烟机台辅料站)

根据要料终端需求发送的指令，由分拣区相关输送设备按需求精准送至指定卷接机台，上料前后过程确保设备不停机，设备因物料供应不及时导致的设备停机频次为0，错牌率0％，上料准确率100％。

(6)实现托盘运输、空托盘回收、余料回收等业务

(7)采用安全围栏、光栅等方式，确保现场配有安全防护措施

(8)独立运作，在不与AGV系统、原机台辅料供给站设备通讯模块冲突的情况下，保障辅料托盘正常运送到位且不影响原有设备动作。

按以上整体设计工艺流程要求，该智慧物流系统主要分为四大模块，分别是辅料拆包模块、分拣区模块、辅料输送自动上料模块和系统控制模块，下面将分模块对其技术方案与拟实现的功能要求进行进一步阐述。

一、关于辅料拆包模块

辅料分拣模块主要分拆包装机模块设计、分拣站模块设计两块内容，主要功能是实现现有机台生产所需辅料的配盘、堆垛和物料待输送。设计方案主要为实现由高架库出库自动化上料辅料拆膜、辅料分拣功能；由高架库出库通用托盘辅料二次接拨；自动化上辅料及通用托盘辅料产生空托盘回收三大功能。

(1)拆包装机模块要求

拆包装机确定为解决辅料自高架库出库后辅料托盘薄膜自动化拆除问题，既满足客户在辅料运输及存储中对温度、湿度的相关要求，又为下一步分拣做准备。拆包装机含辅料入口输送机、出口输送机、旋转站台、三坐标拆膜机、裹膜回收区、顶垫板回收区六部分组成。当车间产生上料需求时，原ROCLAAGV将整托盘辅料运输到分拣站分拣辅料区，智慧输送小车将辅料送到拆膜机拆膜，拆膜后由智慧输送小车将辅料送达分拣站台准备分拣。

其中：拆包装机场地可用面积约53m

(2)辅料包装要求

拆包装机的拆包模式决定了辅料的包装方式，为保证既有良好的辅料存储条件，又便于运输，还易于实现自动化拆包装，须统一辅料包装要求。

①为方便运输，辅料托盘采用裹膜方式或套膜方式来固定托盘上辅料。因套膜方式有加热收缩膜的过程，可能会对辅料产生影响，故采用裹膜方式。

②裹膜方式下，托盘的上表面和下表面均不能包裹到膜，为保证包装有较好的密封性以保证辅料的温度及湿度，在托盘上表面加一层隔纸，裹膜时裹到隔纸的四沿边以封闭托盘上表面。

③因托盘上的辅料组盘方式各异，造成不同辅料托盘顶部隔纸有不同尺寸，这些不同尺寸的隔纸若要实现分规格码放，则会因规格品种多，造成分拣系统会过于庞大且复杂。因此隔纸板使用瓦楞纸，不做分拣，集中存放即可。

④为便于裹膜，顶部瓦楞纸尺寸应略小于辅料剁堆顶面，即隔纸在辅料顶面的四沿上应内收约250mm，以便裹膜时压住隔纸。

⑤为便于脱膜，须控制裹膜机在裹膜时，上表面压住隔纸四沿部分应小300mm，以便脱膜选择一个圆盘剁堆与另一个圆盘剁堆之间的间隙进行切膜，不会因压住隔纸的位置太深而影响切膜(若货垛顶面压膜过深时，切膜有可能会伤及辅料)。

⑥为便于运输，裹膜方式下，货品的下部可以连托盘上表面的四沿边一起裹膜，但为了脱膜自动化的方便性，建议托盘不能采用与缠绕膜材料相似的塑料托盘，如可采用木托盘。

(3)切膜、收膜设计

①切膜采用带视觉化的切膜刀完成，可以实现在X、Y、Z三个轴向上运动切膜；

②切膜刀以高频振动、瞬间热融的方式进行非接触式切膜，可切割多层膜且避免到头刀头不会被受热软化的薄膜粘黏；

③在视觉检测下，首先寻找到剁堆膜上辅料之间的有效缝隙，将切膜刀移位到剁堆上辅料缝隙的位置，在此切入，以避免伤及辅料；

④切膜时，刀头旁设计有相应的夹持机构，夹住缠绕辅料的薄膜，同时进行切割时固定，随后刀头从上到下沿膜垛切开，如3所示；

⑤切膜时，切刀刀头可进行一定角度的旋转，可实现对膜垛上表面压住隔纸边缘的缠绕膜和下表面裹住托盘四沿的缠绕膜的切割；

⑥切开缠绕膜后，切口端头在夹持机构的摆动下，送入一侧的收膜盒内，盒内设有收卷膜机构，在辊筒的驱动，配合托盘下部旋转输送机的旋转，进行脱膜收卷。

⑦为保证脱膜时对辅料垛型的保护，可在托盘上部设计相应的压头，以稳定辅料垛型。

⑧在托盘上部设计有相应的吸取机构，用于吸取切膜之后辅料垛型上部的隔纸，并放入顶垫板回收区(不做分拣)，脱膜后的辅料托盘向前输送后，由智慧输送小车运输到下道分拣工位，开始不同辅料的分拣工作。

二.关于分拣区模块

辅料分拣站设计主要为实现由高架库出库自动化上料辅料拆膜、辅料分拣功能；由高架库出库通用托盘辅料二次接拨；自动化上料辅料及通用托盘辅料产生空托盘回收三大功能.

(1)分拣区功能区域

辅料分拣站含拆包装机、辅料分拣区、运输小车充电站及载具暂存区、通用托盘区、分拣辅料区、空托盘区六个区域。

1)辅料分拣区：含固定辅料分拣位、卷烟料推车形式暂存位、包装料U型暂存位、分拣机器人及轨道四部分组成；

2)智慧输送小车充电站及载具暂存区：含智慧输送小车充电停车位、炮筒RCO单元暂存位、卷烟料推车形式暂存位几部分组成；

3)通用托盘区：设规定个数的通用托盘位；

4)分拣辅料区：设规定个数的分拣辅料位；

5)空托盘区：设规定个数的空托盘位。

(2)分拣需要实现的流程

当车间产生自动化上料需求时，原ROCLAAGV小车将整托盘辅料运输到分拣站分拣辅料区，智慧输送小车将辅料运送到拆包装区进行拆包装，拆包装后将辅料送达分拣区进行分拣，辅料分拣后由智慧输送小车运输至机台自动化上料；当车间产生通用托盘辅料需求时，原ROCLAAGV小车将整托盘辅料运输到通用托盘区，智慧输送小车将通用托盘辅料送达机台通用托盘位；当通用托盘区、分拣辅料区产生空托盘后运输至空托盘区，之后再由原ROCLAAGV小车运走。

(3)工业机械臂参数

工业机器人有效工作半径需覆盖分拣区托盘位整个区域，不与原机设备发生碰撞或干涉，具有安全特性，具备高效分拣功能，控制柜集成度高，用户界面友好，操作简易、低功耗、快速部署等特点。更加需要，本方案确定了一种具体的艺机械臂参数如下表

(4)安全防护围栏

安全防护根据应用的机型不同，分为两种情况，若采用物理安全围栏，则需满足以下要求：

安全围栏隔离(防锈处理)，带安全门。安全光幕、报警灯、急停按钮等安全措施。在操作人员添加其他辅料时，只要有身体的任何一部分遮挡光线，就会导致机器手进入安全状态而不会给操作人员带来伤害。安全检测灵敏度不受被检测物体大小限制，一旦有物体越过防护区域，即进行报警并停机。

若不采用物理安全围栏，需在确保工作人机高度安全的前提下，人机协同工作区域与环境区域无物理隔离，人机共同高效作业，互不干涉。激光安全扫描、协作机器人力反馈系统、六维力传感器及视觉安全技术等能共同对操作人员及设备提供充分的二次智能安全防护。

三、关于辅料输送自动上料模块

卷包车间高速卷烟机卷烟纸、接装纸运输主要依托智慧输送小车根据接收到的调度信息，从分拣站接拨后运输到指定机台后完成自动上辅料。

(1)智慧输送小车机械确定

推车结构采用原高速卷烟机所配置的载料小车，卷烟纸、接装纸推车有统一尺寸。将智慧输送小车与推车相结合，同时，为节约运输小车资源，采用托板固定在卷接机进料口装置上，具体尺寸根据现场实际情况进行改造，按照辅料居中摆放原则如下图所示，以PROTOSM5-14K高速卷烟机BOB-ME接装纸最大载量9卷计算，总重为55.8kg，受力须保证在材料屈服强度之内。

(2)小车送料流程

当车间高速卷烟机产生卷烟纸、接装纸自动化要料需求时，调度系统调度自动输送小车进行送料，小车到辅料分拣站插取推车运输单元直接送入机台辅料供给站的进料口，之后由小车货叉下降直至托板将辅料接住，智慧输送小车带着推车单元退出进料口，智慧输送小车将纸盘推车运回分拣站。

(3)确定智慧输送小车技术参数如下表所示

1)安全性方面要求

①智慧输送小车系统能够实现小车与小车间交互的智能控制技术；

②智慧输送小车能够实现近似360度全方位无死角安全防护。

2)开放性方面要求

小车应用层面编程权限对本车间技术人员能够实现开放。系统的开放性能让车间技术人员在未来能够根据生产实际情况灵活自主进行小车输送功能改造、路径规划、流程再造和功能扩展等操作。

3)其他方面

①小车能够通过减小转弯半径实现较狭窄空间的运送要求；

②小车导航系统采用周围建筑轮廓来进行导航，无需固定的、已安装的基础设施，如导轨或磁力点；

③即插即用；

④小车能够达到ISO6级洁净度等级。车间地面清洁程度作为一个重要指标，研究的小车需要大大降低与地面的摩擦，大幅度减少了因摩擦而产生的粉尘数量，减少地面出现的痕迹；

⑤小车在行驶中可根据路况实现快速避让、停止以及路径最优规划；

⑥人机界面可实时监控小车运行状态并对其进行必要干预；

⑦AGV输送车管控系统可与一个或多个上位系统交换信息；系统通过与上位系统进行对接，用来采集车辆状态和收发任务信息；也可以由PLC通过TCP/IP协议方式对车队触发任务；当现场无上位系统或PLC情况下，车辆也可以在人机界面上按照客户要求编写工作流程，设置简易按键来触发任务。

⑧重复定位精度在±4mm；

四、关于系统控制模块

(1)基础信息管理

实现系统登陆管理；辅料基础信息管理；机组生产参数信息管理；分拣站信息管理等功能。

(2)集成实现智慧输送小车系统

实现与自动输送小车通讯管理；下达托盘运输指令；获取小车运输结果；获取小车运行状态；实现托盘运输、分拣辅料上料、空托盘回收、余料回收等业务。

(3)集成辅料分拣站

PLC通讯连接管理；下达辅料托盘拆膜指令；下达辅料分拣指令；辅料条码读取验证；站台信息读取；信息研判调度。

(4)与WMS接口

通过WebService、HTTP、中间表等方式与WMS系统对接；辅料基础信息同步；机台生产工单同步；要料需求、余料回收、空托盘回收、托盘到位等业务对接。

(5)综合调度

智能化的综合设备调度，根据生产计划、机台消耗情况、分拣站站台辅料状态、IGV状态等现场情况，智能调度协调辅料分拣、辅料上线、空托盘回收等指令的产生和执行。

(6)设备监控

提供监控画面，实时、直观展示系统内智能输送小车、分拣站等设备的实时运行状态、故障状态、运输任务执行情况。

(7)其他功能

集成机组辅料检测系统；获取机组站台辅料检测系统的当前状态，实现辅料的自动供应集成机组辅料检测系统；提供系统中需要的各种报表，如要料统计、分拣统计、送料统计、返库统计、设备故障统计等；日志管理，包括记录与设备通讯的报文清单、系统运行日志、人员操作日志；定制化功能，可根据生产实际工况开发必要的功能。

确定的系统模块内的各装备和/或控制系统配合新型智导技术、自动精准识别、能物流管理系统和信息溯源机制集成为一体形成卷烟机烟用材料智慧物流系统需要使用到以下物资，具体如下表：

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在构建系统的过程中，还有一些其他的要求，如安全环保要求、电气要求、设备数据要求等。

在本发明中，智慧输送和自主交互组合的智能机器人集群的构建采用现有技术中申请号为202210924754.0，申请名称为集群装置控制系统、控制方法、集群装置及存储介质的技术来进行构建，同时结合申请号为201910174377.1，申请名称为一种智能机器人集群的同时定位与建图方法的现有技术构建整个物料的输送地图，实现智能机器人集群在输送地图中的全自动定位输送。

在本发明中，新型智导技术、自动精准识别是基于智能机器人集群的AGV输送车和IGV智能运送小车的具体应用技术，依靠输送车和IGV智能运送小车智能识别定位，在结合智能机器人集群的定位构图，实现精准的自动智能定位输送与导航。将智能机器人集群和AGV和IGV智能运送配合在一个综合控制系统下进行统一的控制，从物料入库开始至最终的上料生产整个过程结合为一体，形成一个完整的智慧物流系统，其中辅料自动化供给的构建如图4所示，具体如下：

S1：确定辅料输送工艺流程和/或路线；

S2：根据所述确定的工艺流程和/或路线配置相应的输送控制系统；

S3：根据所述的输送控制系统确定需求的设备工装；

S4：将所述的设备工装与所述的输送控制系统连接使用形成完整的辅料自动化供给系统。在辅料的输送过程中，主要是将各物料运输到各确定的设备上进行自动的上料，具体的，所述的辅料输送工艺流程和/或路线包括以下步骤：

A1：立体库按要求将辅料配盘裹膜入库；

A2：辅料出库需求指令发出后将辅料运输至分拣辅料区托盘位；

A3：将辅料运输至拆包装机进行拆包，拆包后由接拨至辅料分拣站；

A4：辅料分拣站机按辅料分类将辅料分拣至对应载具；

A5：将辅料运输至指定机组并自动化上料；

A6：对剩余辅料进行回收。

在确定好辅料输送工艺流程和/或路线后，根据这些工艺流程和/或路线，需要配置相应的各节点的控制，具体的是根据所述确定的工艺流程和/或路线配置相应的输送控制系统。在本方法中，所采用到的系统主要包括ERP系统，MES系统，WMS系统，WCS系统、WIFS系统，各系统通过指令需求联系为一个辅料自动化供给输送控制系统。该输送控制系统是集合车间智能供料系统(WIFS系统)，通过集成AGILOXIGV输送车、高速机组要料系统、辅料分拣站等现场自动化执行设备，同时与WMS系统进行接口通讯，通过现场生产情况的综合判断、智能调度运输设备，实现生产机组灵活供料、动态供料、及时供料的智慧化调度系统。其通信网络结构如图4所示，其具体的系统组成入图5所示，在组成的辅料自动化供给输送控制系统中，ERP系统，MES系统，WMS系统，WCS系统、WIFS系统的歌指令控制如下所述的ERP系统向所述的MES系统发出指令1，所述的MES系统根据指令1返回需求1；所述的ERP系统更加需求1向所述的WMS系统发出需求2，同时，所述的MES系统根据指令1向所述的WMS系统发出指令2；

所述的WMS系统根据需求2和指令2向所述的MES系统返回需求3；

所述的WMS系统根据需求2和指令2向所述的WCS系统发出指令3，所述的WCS系统根据指令3控制堆垛机、ROCLAAGV、输送系统PLC响应指令3，并根据执行结果在响应指令3后向所述的WMS系统返回指令3执行结果；

所述的WMS系统根据需求2和指令2向所述的WIFS系统发出指令4，所述的WIFS系统根据指令4返回需求4；

所述的WMS系统向所述的WIFS系统发出指令5，所述的WIFS系统根据指令4和指令5控制AGILOXIGV输送车和分拣站响应指令4和指令5，同时所述的WIFS系统根据AGILOXIGV输送车和分拣站的响应向所述的WMS系统返回需求5。

其中，如图6所示，所述的指令1包括但不仅限于周/月生产计划，所述的需求1包括但不仅限于材料消耗明细；

所述的指令2包括但不仅限于机台班/天生产计划；

所述的需求2包括但不仅限于材料采购单、材料移库单和物料基础信息；

所述的需求3包括但不仅限于所有机台班材料消耗清单，库存清单；

所述的指令3包括但不仅限于托盘搬运任务；

所述的指令4包括但不仅限于高速机组机台班/天生产计划；

所述的需求4包括但不仅限于材料托盘需求请求；

所述的指令5包括但不仅限于材料托盘到达信号；

所述的需求5包括但不仅限于空托盘回收到位请求、余料托盘回收到位请求、高速机组班消耗清单。

上述系统控制的相应设备工装是根据所述的输送控制系统确定需求的设备工装，包括堆垛机、ROCLAAGV输送车、输送系统PLC、AGILOXIGV输送车、分拣站、机械手、拆包装机、托盘等，这些设备工装很多是可以直接购买的，无法直接采购的情况下根据工艺流程和/或路线需求进行设计，例如分拣站，分拣站的需求为：要实现由高架库出库自动化上料辅料拆膜、辅料分拣功能；由高架库出库通用托盘辅料二次接拨；自动化上料辅料及通用托盘辅料产生空托盘回收三大功能。分拣站含拆包装机、辅料分拣区、AGILOXIGV输送车充电站及载具暂存区、通用托盘区、分拣辅料区、空托盘区六个区域；

辅料分拣站设拆包装机：含辅料入口输送机、出口输送机、旋转站台、三坐标拆膜机、裹膜回收区、顶垫板回收区六部分组成；

辅料分拣区：含8个固定辅料分拣位、4个卷烟料形式暂存位、2个包装料U型暂存位、分拣机器人及轨道四部分组成；

AGILOXIGV输送车充电站及载具暂存区：含1个AGILOXONE输送车充电停车位、2个AGILOXODM输送车充电停车位、1个炮筒RCO单元暂存位、8个卷烟料形式暂存位四部分组成；

通用托盘区：含3个通用托盘位；

分拣辅料区：含4个分拣辅料位；

空托盘区：含4个空托盘位。

卷烟厂卷包车间产生自动化上料需求时，ROCLAAGV输送车将整托盘辅料运输到分拣站分拣辅料区，AGILOXIGV输送车将辅料送到拆膜机拆膜，拆膜后AGILOXONE输送车将辅料送达分拣站台分拣，辅料分拣后由AGILOXIGV输送车运输至机台自动化上料。

当卷烟厂卷包车间产生通用托盘辅料需求时，ROCLAAGV输送车将整托盘辅料运输到通用托盘区，AGILOXIGV输送车将通用托盘辅料送达机台通用托盘位；

当卷烟厂卷包车间通用托盘区、分拣辅料区产生空托盘后由AGILOXONE输送车运输至空托盘区，之后由ROCLAAGV输送车运走。

拆包装机实现辅料自高架库出库后辅料托盘薄膜自动化拆除功能，拆包装机含辅料入口输送机、出口输送机、旋转站台、三坐标拆膜机、裹膜回收区、顶垫板回收区六部分组成。当卷烟厂卷包车间产生上料需求时，ROCLAAGV输送车将整托盘辅料运输到分拣站分拣辅料区，AGILOXIGV输送车将辅料送到拆膜机入口输送机，之后旋转站台配合三坐标拆膜机拆膜，拆膜后AGILOXIGV输送车将辅料送达分拣站台准备分拣。

卷烟厂卷包车间5台软包高速卷烟机卷烟纸、接装纸运输由AGILOXODM输送车匹配运输单元运输，运输至卷烟机料房供料。

当卷烟厂卷包车间5台软包高速卷烟机产生卷烟纸、接装纸自动化上料需求，WIFS系统调度AGILOXODM输送车送料，AGILOXODM输送车到辅料分拣站插取运输单元直接送入机组进料口，之后AGILOXODM输送车货叉下降直至E型托板将辅料接住，AGILOXODM输送车带着推车运输单元退出进料口，AGILOXODM输送车将纸盘推车运回分拣区。

当卷烟厂卷包车间2台软包高速包装机产生商标纸、铝箔纸自动化上料需求，WIFS系统调度AGILOXONE输送车送料，AGILOXONE输送车首先和炮筒RCO单元匹配，然后到辅料分拣站U型槽插取辅料后到包装机辅料口(商标纸、铝箔纸)自动化送料。

当分拣站台余料回收时，产生余料回收需求，WIFS系统派AGILOXIGV输送车将余料送至分拣站分拣辅料区，WIFS系统告知WMS系统某任务产生了余料，WMS系统向WCS系统发出指令，WCS系统派ROCLAAGV输送车将余料运走(执行现有余料回收流程)；

当机台余料回收和机台辅料回收时，机台的HMI系统生成退料申请至WMS系统，WMS系统通知WIFS系统向WCS系统发出指令调度AGILOXIGV输送车以巡逻方式到各机台收集辅料并录入退料信息，AGILOXIGV输送车运输托盘至分拣站暂存区并反馈信息至WIFS系统，WIFS系统和WMS系统通信生成辅料退料指令向WCS系统发出指令，控制ROCLAAGV输送车运输辅料至立库。

当机台通用托盘回收时，机台的HMI系统生成退料申请至WMS系统，WMS系统通知WIFS系统，WIFS系统发出指令调度AGILOXIGV输送车运输托盘至分拣站分拣通用托盘区并反馈信息至WIFS系统，WIFS系统和WMS通信生成辅料退料指令发送至WCS系统控制ROCLAAGV输送车运输辅料至立库。

本发明在确定了各物料的工艺流程和/或路线，并根据这些工艺流程和/或路线配置了相应的输送控制系统和所需要设备工装后，通过实际工作中指令需求将所述的设备工装与所述的输送控制系统连接使用形成完整的辅料自动化供给系统。实际上，此时已经形成了一个完整的系统了，后续只需要根据实际使用情况对所述工艺流程和/或路线与所述输送控制系统的适配进行调试，最后根据调试情况确定的辅料自动化供给即可得到一个完整的卷烟厂辅料自动化供给系统。

系统构建完成后，结合现有技术中申请号为202210924754.0，申请名称为集群装置控制系统、控制方法、集群装置及存储介质的技术和申请号为201910174377.1，申请名称为一种智能机器人集群的同时定位与建图方法来构建整体的整个物料的输送地图，实现智能机器人集群在输送地图中的全自动定位输送，并且，利用AGV输送车和IGV智能运送小车智能识别定位在整个地图中实现智能导向和精准识别。

(一)安全环保要求

1、设备生产应符合买方公司的安全环保体系要求，噪音应W78dB；要求声源0.5米人耳高度，随意抽查5T0点检测，任意一点噪声＞78分贝视为不合格。

2、卖方设备根据国家安全规定进行制造。电气数据：380V/50Hz,三相，N线，PE线。PE即“保护地”，漏电直接流至大地。所有导电材质都连接到大地，以确保可以安全操作设备，而不会对人员造成危险。

3、设备配置安全防护装置：包括机电联锁、防护罩、限位、急停等装。

4、设备电路、气路安装布局合理，漏电保护通过接地(保护地)实现，接地规范可靠。

5、设备符合国家、行业相关标准及我公司环保、节能要求；

6、设备配置安灯系统，提示规则为：①开机无任何操作时：红灯常亮；②手动操作时：黄灯常亮；③自动运行正常：绿灯常亮；④自动运行故障：红灯闪烁；⑤自动运行待料或卡料：绿灯常亮，黄灯闪烁。

(二)电气要求

1、设备选用380V-50HZ电源，电压波动范围：380V±10％；

2、设备能满足车间提供的气压标准；

3、设备需具备在电流波动超出设定范围时自动报警提示并自动停机；

4、设备电压、气压不足时自动报警提示并自动停机；

5、设备具备断电保护功能，设备重启后各单元运行状态数据、通讯信息等自动恢复断电前状态；

6、设备电、气线路布局整齐规范并标识，配线应有标号，并与卖方设备说明书文件一致。

(三)设备数据要求

1、设备能实时提供工作过程的数据。实时数据由两个共有24个输出端口的数字输出模块提供。所提供的数据为机器功能的状态及脉冲信号，可自由编程。例如：计数器脉冲，离合状态(开/关)等。数据采集的通信时间应小于0.5秒。

2、设备整体程序需预留20％系统对接端口和网络端口，提供以太网和USB端口用于输出采集到的机器、模具及装载工装和易损件的数据。数据保持实时性、准确性、完整性、一致性，不得遗漏、重复相关数据；卖方提供数据采集技术说明文件。

3、设备具备实时数据的临时存储空间，保持一定的数据驻留期，防止在断电、断网、设备故障等各类异常情况丢失数据。

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。