智慧工厂如何实现物品的准确定位与精准送达

最近这两年里,越来越多的人在讨论人工智能。仓储物流领域也在逐渐提起智能化的概念,尤其是在电商平台的仓库和物流中心中。这些场所的宣传视频展示了各种先进设备和系统。在工厂内部,也出现了许多自动化搬运设备,它们在不同工作站间移动并执行物料转移作业,常见的有连续搬运设备如输送带等,以及离散搬运设备,如柔性无轨搬运工具和有轨道搬运装置。

首先,我们不谈高科技的人工智能,而是要总结一下这些视频中的各类自动化搬运设备是如何实现自己能够自行到达正确位置并完成存取货物任务的?

这是自动化搬运任务的第一步关键。计算机系统需要识别出当前任务开始与结束的地理位置。这就要求将位置信息转换成计算机能理解的数字形式。对于数字化地理坐标,最熟悉的是全球定位系统GPS(Global Positioning System)。

GPS可以将地球上任何一个点精确地分解为三个独特数据组合:经度、纬度和海拔高度。例如,将东经45°、北纬32°及海拔1000米作为一个三元组,就对应于地球上的唯一地点。一旦输入这些数据给计算机,这些数据将指引机械臂或其他移动装置到达该实际位置。

同样,在百度地图中,每个显示的地名背后都对应着具体的地理坐标,而我们用户不擅长记忆这些复杂数据,但每次查询时输入名称后,计算机仍需将地名转换为经纬度,并匹配至图中的准确地点。

而在现实世界中,大部分情况下,自动化装备仅需要在固定的几个位置之间进行操作,比如堆叠机器人只会沿着前后的固定站台以及上下的层级货架运行,不会随意停留于无货格或非指定区域内。

因此,这种有限且离散式定位方式通常涉及给所有作业点赋予固定的编号。如果这些点遵循一定规律,那么其定义便可参考这种规律,比如货架每个容积单元通过层列排列形成逻辑顺序,以便让计算机发送正确编码给自动化装备,使其准确知道哪个编码代表何处定位。

然而,对于确定自身当前所处位置的问题,即寻址问题,则需要解决。此过程可能涉及使用激光扫描仪、磁条导航或者二维码读取技术等现代技术手段来实现精确定位。

最后,让我们探讨一下AGV(Automated Guided Vehicle)——一种非常灵活且广泛应用于制造业与配送中心的一种自主导航车辆,它们通过不同的方法来确定自己的位置:

磁导引

最早期AGV依赖磁条作为路径感知,并预设在地面上安装磁钉。而AGV本身则搭载有感应传感器,可以辨识磁条信号,从而保持沿线行驶直至目的地址。此外,由车轮耦合安装的一个编码器还提供了行驶距离测量值,有助于确定AGV当前位于何处。

激光导引

相比之下,基于激光扫描技术的AGV更具柔性,只需简单安置反射板即可部署。但激光扫描仪旋转360度捕捉周围环境,与反射板交互以获得距离信息。在特定的区域内,只要保证至少3-4个反射板同时被激光打击,便可利用复杂算法确定目前AGV所处真实地点。

二维码定位

亚马逊Kiva系列机器人采用惯性导航加二维码识别功能以控制它们在仓库中的精准运行。在此之前必须贴附二维码标签到整个空间网格中,每个标签包含唯一信息及其矩阵网络坐标。当Kiva摄像头读取这一信息,同时利用角度调整保证准确行走路径时,便能锁定自身当前位置。

认址传感器

高速堆垛机由于一直沿着固定轨道运行,其水平方向可以通过安装认址传感器配合轨道上的机构来实现精确定位。当堆垛经过认址片时,由此产生信号变化,可以推断出它正在那个区间范围内。不断累积这个变化次数,就能确认从起始点开始往返过程中的整体状态与目标存取货物或输送机会直接相关的地方。

综上所述,无论是基于什么样的技术手段—包括但不限于GPS、二维代码、二维空间建模还是其他专门设计用于工业应用的情报收集方法—现代工业界努力克服寻址难题,从而使得生产线更加高效、安全并且减少劳动力需求,是智慧工厂不可或缺的一环。

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