AGV技术分类及其在柔性制造系统中的应用

1、AGV概况 　　AGV(AutomatedGuidedVehicles)，由于其具有自动化程度高、安全、灵活等特点，因而广泛应用于汽车制造、机械加工等自动化生产和仓储系统。它是柔性制造生产线和自动化立体仓库等现代化物流仓储系统的关键设备之一。目前，中国具有包括沈阳新松机器人自动化股份有限公司、北京机械工业自动化研究所机器人中心、上海机电一体工程有限公司等多家机器人产业化基地，为发展我国自动导引车(AGV)产业奠定了基础。经过多年的不懈努力，我国目前已经能够生产具有国际先进水平的AGV自动导引车系列产品，其中一些品种实现了小批量生产。 2、AGV分类 2.1按照导引技术分类 1)电磁导引AGV。主要是在工作区域的地板下嵌入导线，然后施加特定交流电磁信号，通过AGV上传感器检测此信号执行走行控制。 2)光条纹导引AGV。在工作区间地板上绘制或铺设特定颜色和形状的路线，AGV通过光电探头检测图案条纹的存在和偏移位置自主走行。 3)磁带导引AGV。在工作区间地板上铺设磁带，AGV通过磁场传感器检测磁带信号控制走行。 4)超声波定位AGV。在工作范围的固定已知位置安装3台以上超声波发射机，AGV接收其发射出来的超声信号，计算出AGV与各发射机的距离，获得自身二维坐标，据此控制车辆运动。 5)激光定位AGV。在工作区域的已知位置固定安装反射板，AGV顶端设计安放一个可旋转的激光发射接收器。检测AGV与各反射板的夹角或者距离，然后根据反射板坐标计算出AGV二维坐标与方向。 6)视觉导引AGV。视觉导引方法很多，主要是通过CCD摄像头获取周边或者地表图像，然后进行仿生图像识辨确定自身坐标位置，进而导引AGV。 2.2按用途分类 1)搬运型AGV。广泛应用于机械、电子、印刷、家电、纺织、卷烟等行业仓储物流系统。 2)装配型AGV。装配型AGV应用于汽车装配柔性生产线等领域。如新松公司装配型AGV，主要用于汽车生产线，实现了发动机、后桥、油箱等部件的动态自动化装配，也用于大屏幕彩色电视机和其他产品的自动化装配线，极大提高了生产效率。 3、AGV技术简介 3.1AGV系统构成 　　自动导引车(ACV)一般包括：车体、控制系统、转向驱动装置、光电导引系统、无线通讯系统、蓄电充电装置及安全装置等模块。 　　自动导引车(AGV)车体部分由车身和机械手组成机械手可进行伸缩、上下及旋转等操作。控制系统是系统的中枢，它将电机驱动、传感器信号、定位算法、机械手动作及无线通讯等功能整合在一起。完成上位机对自动导引车(AGV)发出的运动方向、装卸、停靠及避障等控制指令。转向驱动装置由车轮、驱动电机、光电传感器及控制电路组成；光电导引系统利用左右驱动轮差动调速保证自动导引车(ACV)沿正确轨道运行。无线通讯系统实现自动导引车(AGV)与主控计算机(上位机)的通信，主控计算机与自动导引车(AGV)上的嵌入式工控机均配置无线数据通信卡，蓄电池采用48V的直流蓄电，保证连续工作12h。安全装置利用一些红外线传感器进行避撞、避障检测，对人及设备进行安全保护。 3.2AGV主要技术 1)AGV导航技术 AGV的导航技术决定了其运动方向及路径方式。常用的方式为车外预定路径方式及非预定路径方式。车外预定路径方式指在行驶的路径上设置导航用的信息媒介物，AGV通过识别信息媒介物获得导航信息，如磁带导引、电磁导引、光学导引等。非预定路径方式指AGV在运动过程中识别调度信息，确定行驶路径，如激光导引、GPS导引、视觉导航等。 2)AGV安全技术 AGV安全防撞是其正常运行的良好保证。AGV防撞安全装置分为接触式和非接触式两种。接触式安全装置主要是指安装在AGV车周围边缘的安全装置。如缓冲器、压力传感器等。非接触装置指通过非接触的方式感受到AGV周边的不安全因素，从而控制AGV的运动方向和速度，避免发生碰撞。非接触装置有激光式、超声波式、红外线式等多种类型。 3)AGV电池技术 近年来，AGV也随着电池技术的发展而发展，由采用酸性电池、高能酸性电池到高能碱性电池，提高环保性能，大幅提高了充、放电比，由充电时间/放电时间为1:1提高到1:12，大幅缩短了待机充电的时间。 4、AGV在柔性制造系统中的应用 　　目前，柔性制造系统在汽车、制造、摩托车、烟草等行业发展迅速，其中，柔性制造系统中的立体仓库模块，需要对毛坯、半成品和成品进行搬运、入库及出库等操作。自动导引车(AGV)能方便地实现自动出入装卸站、工作台和货架等，充分适应柔性高、物流量大、搬运线路复杂等要求。自动导引车(AGV)在柔性立体仓库主要作业流程如下： (1)入库：整个柔性制造系统上的某个工位向系统提出入库的明确要求，这些要求主要有零部件名称和数量等，系统响应后，上位机通过无线网络给AGV上工控机发出指令明确地通知自动导引车(AGV)搬运零件至对应仓位。AGV从装卸站抓取零件，并根据当前的状态、位置、任务等规划运动路径，运行到相应的仓位，准停然后，根据目标位置自动将零件放置到对应的仓位。 (2)出库：系统以指令形式通知自动导引车(AGV)从库内特定仓位取出零件至装卸站。从仓库特定库架抓取零件，并根据当前的位置规划运动路径，运行至装卸站，准停。然后，根据目标位置自动将零件放置到装卸站缓冲区。接着，通过无线网络向上位机发送当前位置和状态。上位机根据当前状态更新数据库。 　　此外，自动导引车(AGV)中的装配型AGV实现了生产过程中的自动化装配。如：在汽车生产线，AGV实现了汽车发动机、后桥、油箱等部件的动态自动化装配。