搬運(yùn)機(jī)器人(AGV)現(xiàn)狀綜述.doc

搬運(yùn)機(jī)器人（AGV）現(xiàn)狀綜述一 概述自從1913年美國(guó)福特汽車(chē)公司使用有軌底盤(pán)裝配車(chē)，1954年英國(guó)采用地下埋線電磁感應(yīng)導(dǎo)向車(chē)以來(lái)，到九十年代全世界擁有AGV(Automated Guided Vehicles)10萬(wàn)臺(tái)以上。 近年來(lái)，自動(dòng)化技術(shù)呈現(xiàn)加速發(fā)展的趨勢(shì)，國(guó)內(nèi)自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)和自動(dòng)化柔性裝配線進(jìn)入發(fā)展與普及階段。其中，在自動(dòng)倉(cāng)庫(kù)與生產(chǎn)車(chē)間之間，各工位之間，各段輸送線之間，AGV起了無(wú)可替代的重要作用，與傳統(tǒng)的傳送輥道或傳送帶相比，AGV輸送路線具有施工簡(jiǎn)單、路徑靈活，不占用空間、較好的移動(dòng)性、柔性等優(yōu)點(diǎn)。 有了這樣的生產(chǎn)過(guò)程，就會(huì)得到穩(wěn)定的高質(zhì)量產(chǎn)品和井井有條的生產(chǎn)環(huán)境；工作人員會(huì)把精力放在人所擅長(zhǎng)的方面,比如監(jiān)督，在發(fā)生問(wèn)題的時(shí)候采取適當(dāng)?shù)拇胧?，或其它需要靈活處理事情，簡(jiǎn)單地說(shuō)，就是思考。簡(jiǎn)練生產(chǎn)制，準(zhǔn)時(shí)生產(chǎn)制，大規(guī)模定做制這些現(xiàn)代化的生產(chǎn)哲學(xué)概念制造了對(duì)AGV的大量需求。二 AGV系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展 （1） 導(dǎo)引技術(shù)：八十、九十年代，正當(dāng)國(guó)內(nèi)的一些院校廠所致力基于埋線電磁導(dǎo)引技術(shù)并剛開(kāi)始應(yīng)用，基于CCD的光學(xué)磁帶識(shí)別、周邊圖像識(shí)別導(dǎo)引技術(shù)停滯不前之時(shí)，美國(guó)則以汽車(chē)行業(yè)為代表，應(yīng)用推廣了基于陀螺導(dǎo)航的定位技術(shù)；瑞典的NDC公司則推出了基于激光反射測(cè)角定位技術(shù)。近年來(lái)，出現(xiàn)了激光測(cè)角與測(cè)距相結(jié)合的導(dǎo)引技術(shù)，其導(dǎo)引頭已經(jīng)商品化。導(dǎo)引技術(shù)的進(jìn)步，提高了行程路徑的柔性化，同時(shí)提高了停位精度，由10毫米，縮小至5毫米，乃致3毫米。GPS定位導(dǎo)航技術(shù)則在大型（最大可達(dá)40t）AGV上得到應(yīng)用。 （2） 移載技術(shù)：針對(duì)不同應(yīng)用需求，出現(xiàn)了背輥式，背鏈?zhǔn)?，推挽式，牽引式，龍門(mén)式，側(cè)叉式、前叉式、后叉式、三向叉式、升降伸縮叉式等。由于移載技術(shù)，驅(qū)動(dòng)技術(shù)、電池技術(shù)的進(jìn)步，促進(jìn)了載重/自重比的大幅提高，由1:4提高到1:1.2，即同樣載重量，先進(jìn)車(chē)型自重下降為落后車(chē)型的1/4。使車(chē)輛移動(dòng)的能耗成倍降低，因而可以少裝電池，使AGV的自重、功耗形成良性循環(huán)。 （3） 電池技術(shù)：由采用酸性電池，進(jìn)步到高能酸性電池，近年來(lái)，又開(kāi)始采用高能堿性電池，提高環(huán)保性能，大幅提高了充、放電比，由充電時(shí)間/放電時(shí)間為1:1提高到1;12，大幅縮短了待機(jī)充電的時(shí)間。 （4）智能化：在企業(yè)物流自動(dòng)化技術(shù)中，現(xiàn)代AGV技術(shù)最具有智能化的特征，車(chē)載計(jì)算機(jī)的硬軟件功能日益強(qiáng)大不斷升級(jí)，使AGV及AGV系統(tǒng)具有從網(wǎng)絡(luò)、無(wú)線或紅外接收上位及客戶(hù)指令，自動(dòng)導(dǎo)引，自動(dòng)行駛，優(yōu)化路線，自動(dòng)作業(yè)，交通管理，車(chē)輛調(diào)度，安全避碰，自動(dòng)充電，自動(dòng)診斷，實(shí)現(xiàn)了AGV的智能化，信息化，數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、柔性化、敏捷化、節(jié)能化、綠色化?，F(xiàn)代AGV是24小時(shí)不知疲倦的聰明小車(chē)（僅在任務(wù)間隙時(shí)隨機(jī)進(jìn)行短時(shí)充電），能主動(dòng)、自序、有節(jié)拍按最安全、快捷的路線執(zhí)行作業(yè)。智能化的結(jié)果加上動(dòng)力強(qiáng)勁，行駛速度可達(dá)160米/分，反映在選用車(chē)輛臺(tái)數(shù)上成倍減少。三 應(yīng)用范圍 AGV產(chǎn)品可廣泛應(yīng)用于機(jī)械、電子、印刷、家電、紡織、造紙、卷煙、食品等行業(yè)，其中主要用于無(wú)人化車(chē)間、立體倉(cāng)庫(kù)的物流系統(tǒng)、自動(dòng)化柔性裝配線等場(chǎng)合。四 AGV分類(lèi) （1） 按導(dǎo)引技術(shù)分類(lèi)。主要有以下6種。 （11）、電磁導(dǎo)引。在工作區(qū)域的地板下嵌入導(dǎo)線，施加特定交流電磁信號(hào)，AGV通過(guò)傳感器檢測(cè)此信號(hào)執(zhí)行走行控制。 （12）、光條紋導(dǎo)引。在工作區(qū)間地板上繪制或鋪設(shè)特定顏色和形狀的路線，AGV通過(guò)光電探頭檢測(cè)圖案條紋的存在和偏移位置自主走行。 （13）、磁帶導(dǎo)引。在工作區(qū)間地板上鋪設(shè)磁帶，AGV通過(guò)磁場(chǎng)傳感器檢測(cè)磁帶信號(hào)控制走行。 以上三種為目前常用的AGV導(dǎo)引技術(shù)，優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單易行，成本低廉，缺點(diǎn)是只能縱向一維定位。其特點(diǎn)比較如下表。（14）超聲波定位。在工作范圍的固定已知位置安裝3臺(tái)以上超聲波發(fā)射機(jī)，AGV接收其發(fā)射出來(lái)的超聲信號(hào)，計(jì)算出AGV與各發(fā)射機(jī)的距離，獲得自身二維坐標(biāo)，據(jù)此控制車(chē)輛運(yùn)動(dòng)。 （15）激光定位。與超聲波定位類(lèi)似，在工作區(qū)域的已知位置固定安裝反射板，AGV頂端設(shè)計(jì)安放一個(gè)可旋轉(zhuǎn)的激光發(fā)射接收器，檢測(cè)AGV與各反射板的夾角或者距離，然后根據(jù)反射板坐標(biāo)計(jì)算出AGV二維坐標(biāo)與方向。 （16）視覺(jué)導(dǎo)引。這是一種處于發(fā)展中的技術(shù)。視覺(jué)導(dǎo)引方法較多，主要是通過(guò)CCD攝像頭獲取周邊或者地表圖像，然后進(jìn)行仿生圖像識(shí)辨確定自身坐標(biāo)位置，進(jìn)而導(dǎo)引AGV。 （2） 按用途分類(lèi) 裝配型：裝配型AGV應(yīng)用于汽車(chē)裝配柔性生產(chǎn)線等領(lǐng)域，；搬運(yùn)型：廣泛應(yīng)用于機(jī)械、電子、印刷、家電、紡織、卷煙等行業(yè)倉(cāng)儲(chǔ)物流系統(tǒng)。五 技術(shù)成熟程度及知識(shí)產(chǎn)權(quán) AGV技術(shù)經(jīng)歷了幾十年的發(fā)展， 各方面技術(shù)都趨于成熟，以下就此簡(jiǎn)單列表說(shuō)明。導(dǎo)引技術(shù)一般比較。六 常用技術(shù)指標(biāo)1、AGVS控制方式：控制站集中調(diào)度、監(jiān)視、管理；2、AGV控制方式可選：全自動(dòng) / 半自動(dòng) / 手動(dòng)；3、通訊方式：無(wú)線數(shù)傳機(jī) / 無(wú)線局域網(wǎng)；4、AGV導(dǎo)航方式：電磁導(dǎo)航 / 磁導(dǎo)航激光導(dǎo)航/光學(xué)導(dǎo)航 / 視覺(jué)導(dǎo)航；5、負(fù)載能力：500kg5000kg；6、AGV自重：5001000Kg；7、運(yùn)動(dòng)方向：全方位；8、最大速度：160m/min；9、導(dǎo)航精度：小于10mm；10、停車(chē)位置精度：5mm；11、充電方式：在線自動(dòng)充電/離線充電/交換電池；七 經(jīng)濟(jì)效益分析 AGV作為一種成熟的技術(shù)和產(chǎn)品在發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)廣泛應(yīng)用，對(duì)企業(yè)提高生產(chǎn)效率、降低成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量、提高企業(yè)的生產(chǎn)管理水平起到了顯著的作用。隨著工業(yè)自動(dòng)化的發(fā)展，國(guó)內(nèi)的應(yīng)用和需求越來(lái)越強(qiáng)烈，已經(jīng)大約有千臺(tái)AGV在使用，而且市場(chǎng)在逐步擴(kuò)大。根據(jù)初步市場(chǎng)分析，今后5年內(nèi)，國(guó)內(nèi)各行業(yè)對(duì)AGV需求量可達(dá)數(shù)千臺(tái)，年產(chǎn)值接近2億元，經(jīng)濟(jì)效益十分可觀。八 市場(chǎng)前景 物流是“企業(yè)的第三利潤(rùn)源泉”，是“經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域尚未被開(kāi)發(fā)的黑大陸”，它可以為企業(yè)帶來(lái)巨大效益。目前，航空領(lǐng)域、印刷行業(yè)、煙草行業(yè)、摩托車(chē)行業(yè)、汽車(chē)行業(yè)、家用電器行業(yè)有眾