AGV自動引導(dǎo)小車

會計(jì)學(xué)1AGV自動引導(dǎo)小車關(guān)于AGV在工業(yè)應(yīng)用中不需要駕駛員的搬運(yùn)車，以可充電之蓄電池為其動力來源。一般可透過電腦來控制其行進(jìn)路線以及行為，或利用電磁軌道來設(shè)立其行進(jìn)路線，電磁軌道黏貼于地板上，無人搬運(yùn)車則依循電磁軌道做帶來的訊息進(jìn)行移動與動作。一般以電池為動力，目前也有用非接觸能量傳輸裝置--CPS（ContactlessPowerSystem)為動力的。它以輪式移動為特征，較之步行、爬行或其他非輪式的移動機(jī)器人具有行動快捷、工作效率高、結(jié)構(gòu)簡單、可控性強(qiáng)、安全性好等優(yōu)勢。與物料輸送中常用的其他設(shè)備相比，AGV的活動區(qū)域無需鋪設(shè)軌道、支架等固定裝置，不受場地、道路和空間的限制。因此，在自動化物流系統(tǒng)中，是最能充分地體現(xiàn)其自動性和柔性，實(shí)現(xiàn)高效、經(jīng)濟(jì)、靈活的無人化生產(chǎn)。第1頁/共22頁發(fā)展歷史第一臺AGV：誕生于1953年，是由一輛牽引式拖拉機(jī)改造而成的，帶有車兜，在一間雜貨倉庫中沿著布置在空中的導(dǎo)線運(yùn)輸貨物。到上世紀(jì)五十年代末到六十年代初期時，已有多種類型的牽引式AGV用于工廠和倉庫。20世紀(jì)70年代：基本的引導(dǎo)技術(shù)是靠感應(yīng)埋在地下的導(dǎo)線產(chǎn)生的電磁頻率。通過一個叫做“地面控制器”的設(shè)備打開或關(guān)閉導(dǎo)線中的頻率，從而指引AGV沿著預(yù)定的路徑行駛。20世紀(jì)80年代末期：無線式引導(dǎo)技術(shù)引入AGV系統(tǒng)中，例如利用激光和慣性進(jìn)行導(dǎo)引，這樣提高了AGV系統(tǒng)的靈活性和準(zhǔn)確性，而且，當(dāng)需要修改路徑時，也不必改動地面中或中斷生產(chǎn)。這些導(dǎo)引方式的導(dǎo)入，使得導(dǎo)引方式更加多樣化了。第2頁/共22頁AGV應(yīng)用范圍從20世紀(jì)80年代以來，自動導(dǎo)引運(yùn)輸車（AGV）系統(tǒng)已經(jīng)發(fā)展成為生產(chǎn)物流系統(tǒng)中最大的專業(yè)分支之一，并出現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的趨勢，成為現(xiàn)代化企業(yè)自動化裝備不可缺少的重要組成部分。在歐、美等發(fā)達(dá)國家，發(fā)展最為迅速，應(yīng)用最為廣泛；在亞洲的日本和韓國，也得到迅猛的發(fā)展和應(yīng)用，尤其是在日本，產(chǎn)品規(guī)格、品種、技術(shù)水平、裝備數(shù)量及自動化程度等方面較為豐富，已經(jīng)達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、流水線生產(chǎn)的程度。在我國，隨著物流系統(tǒng)的迅速發(fā)展，AGV的應(yīng)用范圍也在不斷擴(kuò)展，如何能夠開發(fā)出能夠滿足用戶各方面需求（功能、價格、質(zhì)量）的AGV系統(tǒng)技術(shù)是未來我們必須面對的現(xiàn)實(shí)問題。第3頁/共22頁第4頁/共22頁發(fā)展模式（兩種）第一種以歐美國家為代表的全自動AGV技術(shù)，這類技術(shù)追求AGV的自動化，幾乎完全不需要人工的干預(yù)，路徑規(guī)劃和生產(chǎn)流程復(fù)雜多變，能夠運(yùn)用在幾乎所有的搬運(yùn)場合。這些AGV功能完善，技術(shù)先進(jìn)；同時為了能夠采用模塊化設(shè)計(jì)，降低設(shè)計(jì)成本，提高批量生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)，歐美的AGV放棄了對外觀造型的追求，采用大部件組裝的形式進(jìn)行生產(chǎn)；系列產(chǎn)品的覆蓋面廣：各種驅(qū)動模式，各種導(dǎo)引方式，各種移載機(jī)構(gòu)應(yīng)有盡有，系列產(chǎn)品的載重量可從50kg到60000kg（60噸）。盡管如此，由于技術(shù)和功能的限制，此類AGV的銷售價格仍然居高不下。此類產(chǎn)品在國內(nèi)有為數(shù)不多的企業(yè)可以生產(chǎn)，技術(shù)水平與國際水平相當(dāng)。第5頁/共22頁發(fā)展模式第二種以日本為代表的簡易型AGV技術(shù)－－或只能稱其為AGC（AutomatedGuidedCart），該技術(shù)追求的是簡單實(shí)用，極力讓用戶在最短的時間內(nèi)收回投資成本，這類AGV在日本和臺灣企業(yè)應(yīng)用十分廣泛，從數(shù)量上看，日本生產(chǎn)的大多數(shù)AGV屬于此類產(chǎn)品（AGC）。該類產(chǎn)品完全結(jié)合簡單的生產(chǎn)應(yīng)用場合（單一的路徑，固定的流程），AGC只是用來進(jìn)行搬運(yùn)，并不刻意強(qiáng)調(diào)AGC的自動裝卸功能，在導(dǎo)引方面，多數(shù)只采用簡易的磁帶導(dǎo)引方式。由于日本的基礎(chǔ)工業(yè)發(fā)達(dá)，AGC生產(chǎn)企業(yè)能夠?yàn)槠渑渲蒙蠋缀鹾唵蔚貌荒茉俸唵蔚墓δ芷骷?，使AGC的成本幾乎降到了極限。這種AGC在日本80年代就得到了廣泛應(yīng)用，2002到2003年達(dá)到應(yīng)用的頂峰。由于該產(chǎn)品技術(shù)門檻較低，目前國內(nèi)已有多家企業(yè)可生產(chǎn)此類產(chǎn)品。第6頁/共22頁第7頁/共22頁更多理解AGV系統(tǒng)的控制是通過物流上位調(diào)度系統(tǒng)、AGV地面控制系統(tǒng)及AGV車載控制系統(tǒng)三者之間的相互協(xié)作完成的，對該系統(tǒng)的理解，有一個非常恰當(dāng)而通俗易懂的例子：假設(shè)某市有一家出租車公司，該公司管理先進(jìn)，每輛出租車都裝全球定位系統(tǒng)（GPS），這樣在公司的監(jiān)控中心就可以清楚地知道每輛車的位置及行駛路線，司機(jī)可通過無線通信隨時向公司匯報此時車輛的載客情況。當(dāng)有客戶需要乘坐出租車時，客戶可以打電話到出租車公司的客戶中心，說明他當(dāng)前所在的位置，以及要到達(dá)的目的地，這里，我們可將客戶的電話理解為來自物流調(diào)度系統(tǒng)的需求，出租車公司的客戶中心理解為AGV的地面控制系統(tǒng)，即AGV系統(tǒng)的上位。第8頁/共22頁客戶中心收到客戶的電話后，可以通過無線電話與出租車司機(jī)聯(lián)系，選擇離客戶最近，又正好空閑的車輛A前往接客，就像AGV的地面控制系統(tǒng)進(jìn)行的車輛和任務(wù)分配；在車輛A前往接客的途中，客戶中心可能又接到報告，有空閑車輛B離客戶更近，那么客戶中心將及時通知車輛B去接客戶，取消車輛A的任務(wù)，這就是AGV地面控制系統(tǒng)的動態(tài)車輛調(diào)度?？蛻糁行膶Τ鲎廛噷⒁旭偟缆返慕煌顩r也了如指掌，能夠及時通知各個司機(jī)選擇最便捷的道路行駛，該道路所需時間最短，但不一定是路程最短，因?yàn)?，最近路程的道路上可能發(fā)生了交通阻塞，這就是AGV地面系統(tǒng)中所完成的路徑搜索和路徑分配的工作。AGV系統(tǒng)的控制過程就類似這樣一家管理先進(jìn)的出租車公司，物流上位調(diào)度系統(tǒng)、AGV地面控制系統(tǒng)和AGV車載控制系統(tǒng)分別相當(dāng)于客戶、客戶中心和出租車司機(jī)，AGV地面控制系統(tǒng)和各臺AGV之間通過無線通信來交換信息，調(diào)度AGV的作業(yè)，并為其選擇路徑（線），確保交通通暢。AGV是以電池為動力的，當(dāng)電量不足時，會向地面控制系統(tǒng)發(fā)出充電請求，在得到允許后，前往充電站自動充電，在充電期間，AGV地面控制系統(tǒng)不會向此AGV分配任何任務(wù)，就與出租車進(jìn)了加油站不再載客一樣。第9頁/共22頁AGV充電方式1.自動充電當(dāng)AGV需要補(bǔ)充電力時，會自動報告并請求充電，由地面控制中心指揮，駛向指定充電區(qū)或臺位，車載充電連接器與地面充電系統(tǒng)自動連接并實(shí)施充電。充電完成后AGV自動脫離充電系統(tǒng)，駛向工作區(qū)或待命區(qū)投入正常運(yùn)行。其特點(diǎn)是整個充電過程全部實(shí)現(xiàn)自動化、智能化，無需專人看管。自動充電AGV適用于工作周期長，車多人少，自動化程度高的場合，且多使用堿性快速充電電池，如卷煙、冶金、化工、汽車、航空等行業(yè)。2.手動充電當(dāng)AGV電力不足時，由地面控制中心指揮，駛向指定充電區(qū)或臺位，由專職人員手動完成AGV與充電器之間的電器連接，然后實(shí)施充電，完成后也是人工去脫離連接電路，恢復(fù)工作狀態(tài)。手動充電AGV的特點(diǎn)是安全可靠，簡單易行，但需要專人看管，浪費(fèi)人力，而且自動化程度降低。常用于自動化程度要求不是很高，車少人多，標(biāo)準(zhǔn)工作制的場合，如白天上班8小時使用AGV，下班休息時讓AGV充電，適用于酸性常規(guī)電池。第10頁/共22頁第11頁/共22頁主要技術(shù)參數(shù)表第12頁/共22頁第13頁/共22頁AGV導(dǎo)航特點(diǎn)1.直接坐標(biāo)用定位塊將AGV的行駛區(qū)域分成若干坐標(biāo)小區(qū)域，通過對小區(qū)域的計(jì)數(shù)實(shí)現(xiàn)導(dǎo)引，一般有光電式（將坐標(biāo)小區(qū)域以兩種顏色劃分，通過光電器件計(jì)數(shù)）和電磁式（將坐標(biāo)小區(qū)域以金屬塊或磁塊劃分，通過電磁感應(yīng)器件計(jì)數(shù)）兩種形式，其優(yōu)點(diǎn)是可以實(shí)現(xiàn)路徑的修改，導(dǎo)引的可靠性好，對環(huán)境無特別要求。缺點(diǎn)是地面測量安裝復(fù)雜，工作量大，導(dǎo)引精度和定位精度較低，且無法滿足復(fù)雜路徑的要求。2.電磁導(dǎo)引電磁導(dǎo)引是較為傳統(tǒng)的導(dǎo)引方式之一，目前仍被許多系統(tǒng)采用，它是在AGV的行駛路徑上埋設(shè)金屬線，并在金屬線加載導(dǎo)引頻率，通過對導(dǎo)引頻率的識別來實(shí)現(xiàn)AGV的導(dǎo)引。其主要優(yōu)點(diǎn)是引線隱蔽，不易污染和破損，導(dǎo)引原理簡單而可靠，便于控制和通訊，對聲光無干擾，制造成本較低。缺點(diǎn)是路徑難以更改擴(kuò)展，對復(fù)雜路徑的局限性大。第14頁/共22頁3.磁帶導(dǎo)引與電磁導(dǎo)引相近，用在路面上貼磁帶替代在地面下埋設(shè)金屬線，通過磁感應(yīng)信號實(shí)現(xiàn)導(dǎo)引，其靈活性比較好，改變或擴(kuò)充路徑較容易，磁帶鋪設(shè)簡單易行，但此導(dǎo)引方式易受環(huán)路周圍金屬物質(zhì)的干擾，磁帶易受機(jī)械損傷，因此導(dǎo)引的可靠性受外界影響較大。4.光學(xué)導(dǎo)引在AGV的行駛路徑上涂漆或粘貼色帶，通過對攝像機(jī)采入的色帶圖象信號進(jìn)行簡單處理而實(shí)現(xiàn)導(dǎo)引，其靈活性比較好，地面路線設(shè)置簡單易行，但對色帶的污染和機(jī)械磨損十分敏感，對環(huán)境要求過高，導(dǎo)引可靠性較差，精度較低。第15頁/共22頁5.激光導(dǎo)引激光導(dǎo)引是在AGV行駛路徑的周圍安裝位置精確的激光反射板，AGV通過激光掃描器發(fā)射激光束，同時采集由反射板反射的激光束，來確定其當(dāng)前的位置和航向，并通過連續(xù)的三角幾何運(yùn)算來實(shí)現(xiàn)AGV的導(dǎo)引。此項(xiàng)技術(shù)最大的優(yōu)點(diǎn)是，AGV定位精確；地面無需其他定位設(shè)施；行駛路徑可靈活多變，能夠適合多種現(xiàn)場環(huán)境，它是目前國外許多AGV生產(chǎn)廠家優(yōu)先采用的先進(jìn)導(dǎo)引方式；缺點(diǎn)是制造成本高，對環(huán)境要求較相對苛刻（外界光線，地面要求，能見度要求等），不適合室外（尤其是易受雨、雪、霧的影響）。第16頁/共22頁6.慣性導(dǎo)航慣性導(dǎo)航是在AGV上安裝陀螺儀，在行駛區(qū)域的地面上安裝定位塊，AGV可通過對陀螺儀偏差信號（角速率）的計(jì)算及地面定位塊信號的采集來確定自身的位置和航向，從而實(shí)現(xiàn)導(dǎo)引。此項(xiàng)技術(shù)在軍方較早運(yùn)用，其主要優(yōu)點(diǎn)是技術(shù)先進(jìn)，較之有線導(dǎo)引，地面處理工作量小，路徑靈活性強(qiáng)。其缺點(diǎn)是制造成本較高，導(dǎo)引的精度和可靠性與陀螺儀的制造精度及其后續(xù)信號處理密切相關(guān)。7.視覺導(dǎo)航對AGV行駛區(qū)域的環(huán)境進(jìn)行圖象識別，實(shí)現(xiàn)智能行駛，這是一種具有巨大潛力的導(dǎo)引技術(shù)，此項(xiàng)技術(shù)已被少數(shù)國家的軍方采用，將其應(yīng)用到AGV上還只停留在研究中，目前還未出現(xiàn)采用此類技術(shù)的實(shí)用型AGV?？梢韵胂?，圖象識別技術(shù)與激光導(dǎo)引技術(shù)相結(jié)合將會AGV更加完美，如導(dǎo)引的精確性和可靠性，行駛的安全性，智能化的記憶識別等都將更加完美。第17頁/共22頁第18頁/共22頁AGV優(yōu)點(diǎn)1.自動化程度高：由計(jì)算機(jī)，電控設(shè)備，磁氣感應(yīng)SENSOR,激光反射板等控制。當(dāng)車間某一環(huán)節(jié)需要輔料時，由工作人員向計(jì)算機(jī)終端輸入相關(guān)信息，計(jì)算機(jī)終端再將信息發(fā)送到中央控制室，由專業(yè)的技術(shù)人員向計(jì)算機(jī)發(fā)出指令，在電控設(shè)備的合作下，這一指令最終被AGV接受并執(zhí)行——將輔料送至相應(yīng)地點(diǎn)。2.充電自動化