AGV自动引导小车.ppt

AutomatedGuidedVehicle 自主引导小车 1 什么是AGV AGV AutomatedGuidedVehicle 自主移动小车 美国物流协会 指装备有电磁或光学引导装置 能够按照规定的导引路线行驶 具有小车运行和停车装置 安全保护装置以及具有各种移载功能的运输小车 中国国家标准 指装有自动引导设置 能够沿规定的路劲行驶 在车体上具有编程和停车选择装置 安全保护装置以及各种物料移载功能的搬运车辆 关于AGV 在工业应用中不需要驾驶员的搬运车 以可充电之蓄电池为其动力来源 一般可透过电脑来控制其行进路线以及行为 或利用电磁轨道来设立其行进路线 电磁轨道黏贴于地板上 无人搬运车则依循电磁轨道做带来的讯息进行移动与动作 一般以电池为动力 目前也有用非接触能量传输装置 CPS ContactlessPowerSystem 为动力的 它以轮式移动为特征 较之步行 爬行或其他非轮式的移动机器人具有行动快捷 工作效率高 结构简单 可控性强 安全性好等优势 与物料输送中常用的其他设备相比 AGV的活动区域无需铺设轨道 支架等固定装置 不受场地 道路和空间的限制 因此 在自动化物流系统中 是最能充分地体现其自动性和柔性 实现高效 经济 灵活的无人化生产 发展历史 第一台AGV 诞生于1953年 是由一辆牵引式拖拉机改造而成的 带有车兜 在一间杂货仓库中沿着布置在空中的导线运输货物 到上世纪五十年代末到六十年代初期时 已有多种类型的牵引式AGV用于工厂和仓库 20世纪70年代 基本的引导技术是靠感应埋在地下的导线产生的电磁频率 通过一个叫做 地面控制器 的设备打开或关闭导线中的频率 从而指引AGV沿着预定的路径行驶 20世纪80年代末期 无线式引导技术引入AGV系统中 例如利用激光和惯性进行导引 这样提高了AGV系统的灵活性和准确性 而且 当需要修改路径时 也不必改动地面中或中断生产 这些导引方式的导入 使得导引方式更加多样化了 AGV应用范围 从20世纪80年代以来 自动导引运输车 AGV 系统已经发展成为生产物流系统中最大的专业分支之一 并出现产业化发展的趋势 成为现代化企业自动化装备不可缺少的重要组成部分 在欧 美等发达国家 发展最为迅速 应用最为广泛 在亚洲的日本和韩国 也得到迅猛的发展和应用 尤其是在日本 产品规格 品种 技术水平 装备数量及自动化程度等方面较为丰富 已经达到标准化 系列化 流水线生产的程度 在我国 随着物流系统的迅速发展 AGV的应用范围也在不断扩展 如何能够开发出能够满足用户各方面需求 功能 价格 质量 的AGV系统技术是未来我们必须面对的现实问题 发展模式 两种 第一种以欧美国家为代表的全自动AGV技术 这类技术追求AGV的自动化 几乎完全不需要人工的干预 路径规划和生产流程复杂多变 能够运用在几乎所有的搬运场合 这些AGV功能完善 技术先进 同时为了能够采用模块化设计 降低设计成本 提高批量生产的标准 欧美的AGV放弃了对外观造型的追求 采用大部件组装的形式进行生产 系列产品的覆盖面广 各种驱动模式 各种导引方式 各种移载机构应有尽有 系列产品的载重量可从50kg到60000kg 60吨 尽管如此 由于技术和功能的限制 此类AGV的销售价格仍然居高不下 此类产品在国内有为数不多的企业可以生产 技术水平与国际水平相当 发展模式 第二种以日本为代表的简易型AGV技术 或只能称其为AGC AutomatedGuidedCart 该技术追求的是简单实用 极力让用户在最短的时间内收回投资成本 这类AGV在日本和台湾企业应用十分广泛 从数量上看 日本生产的大多数AGV属于此类产品 AGC 该类产品完全结合简单的生产应用场合 单一的路径 固定的流程 AGC只是用来进行搬运 并不刻意强调AGC的自动装卸功能 在导引方面 多数只采用简易的磁带导引方式 由于日本的基础工业发达 AGC生产企业能够为其配置上几乎简单得不能再简单的功能器件 使AGC的成本几乎降到了极限 这种AGC在日本80年代就得到了广泛应用 2002到2003年达到应用的顶峰 由于该产品技术门槛较低 目前国内已有多家企业可生产此类产品 更多理解 AGV系统的控制是通过物流上位调度系统 AGV地面控制系统及AGV车载控制系统三者之间的相互协作完成的 对该系统的理解 有一个非常恰当而通俗易懂的例子 假设某市有一家出租车公司 该公司管理先进 每辆出租车都装全球定位系统 GPS 这样在公司的监控中心就可以清楚地知道每辆车的位置及行驶路线 司机可通过无线通信随时向公司汇报此时车辆的载客情况 当有客户需要乘坐出租车时 客户可以打电话到出租车公司的客户中心 说明他当前所在的位置 以及要到达的目的地 这里 我们可将客户的电话理解为来自物流调度系统的需求 出租车公司的客户中心理解为AGV的地面控制系统 即AGV系统的上位 客户中心收到客户的电话后 可以通过无线电话与出租车司机联系 选择离客户最近 又正好空闲的车辆A前往接客 就像AGV的地面控制系统进行的车辆和任务分配 在车辆A前往接客的途中 客户中心可能又接到报告 有空闲车辆B离客户更近 那么客户中心将及时通知车辆B去接客户 取消车辆A的任务 这就是AGV地面控制系统的动态车辆调度 客户中心对出租车将要行驶道路的交通状况也了如指掌 能够及时通知各个司机选择最便捷的道路行驶 该道路所需时间最短 但不一定是路程最短 因为 最近路程的道路上可能发生了交通阻塞 这就是AGV地面系统中所完成的路径搜索和路径分配的工作 AGV系统的控制过程就类似这样一家管理先进的出租车公司 物流上位调度系统 AGV地面控制系统和AGV车载控制系统分别相当于客户 客户中心和出租车司机 AGV地面控制系统和各台AGV之间通过无线通信来交换信息 调度AGV的作业 并为其选择路径 线 确保交通通畅 AGV是以电池为动力的 当电量不足时 会向地面控制系统发出充电请求 在得到允许后 前往充电站自动充电 在充电期间 AGV地面控制系统不会向此AGV分配任何任务 就与出租车进了加油站不再载客一样 AGV充电方式 1 自动充电当AGV需要补充电力时 会自动报告并请求充电 由地面控制中心指挥 驶向指定充电区或台位 车载充电连接器与地面充电系统自动连接并实施充电 充电完成后AGV自动脱离充电系统 驶向工作区或待命区投入正常运行 其特点是整个充电过程全部实现自动化 智能化 无需专人看管 自动充电AGV适用于工作周期长 车多人少 自动化程度高的场合 且多使用碱性快速充电电池 如卷烟 冶金 化工 汽车 航空等行业 2 手动充电当AGV电力不足时 由地面控制中心指挥 驶向指定充电区或台位 由专职人员手动完成AGV与充电器之间的电器连接 然后实施充电 完成后也是人工去脱离连接电路 恢复工作状态 手动充电AGV的特点是安全可靠 简单易行 但需要专人看管 浪费人力 而且自动化程度降低 常用于自动化程度要求不是很高 车少人多 标准工作制的场合 如白天上班8小时使用AGV 下班休息时让AGV充电 适用于酸性常规电池 主要技术参数表 AGV导航特点 1 直接坐标用定位块将AGV的行驶区域分成若干坐标小区域 通过对小区域的计数实现导引 一般有光电式 将坐标小区域以两种颜色划分 通过光电器件计数 和电磁式 将坐标小区域以金属块或磁块划分 通过电磁感应器件计数 两种形式 其优点是可以实现路径的修改 导引的可靠性好 对环境无特别要求 缺点是地面测量安装复杂 工作量大 导引精度和定位精度较低 且无法满足复杂路径的要求 2 电磁导引电磁导引是较为传统的导引方式之一 目前仍被许多系统采用 它是在AGV的行驶路径上埋设金属线 并在金属线加载导引频率 通过对导引频率的识别来实现AGV的导引 其主要优点是引线隐蔽 不易污染和破损 导引原理简单而可靠 便于控制和通讯 对声光无干扰 制造成本较低 缺点是路径难以更改扩展 对复杂路径的局限性大 3 磁带导引与电磁导引相近 用在路面上贴磁带替代在地面下埋设金属线 通过磁感应信号实现导引 其灵活性比较好 改变或扩充路径较容易 磁带铺设简单易行 但此导引方式易受环路周围金属物质的干扰 磁带易受机械损伤 因此导引的可靠性受外界影响较大 4 光学导引在AGV的行驶路径上涂漆或粘贴色带 通过对摄像机采入的色带图象信号进行简单处理而实现导引 其灵活性比较好 地面路线设置简单易行 但对色带的污染和机械磨损十分敏感 对环境要求过高 导引可靠性较差 精度较低 5 激光导引激光导引是在AGV行驶路径的周围安装位置精确的激光反射板 AGV通过激光扫描器发射激光束 同时采集由反射板反射的激光束 来确定其当前的位置和航向 并通过连续的三角几何运算来实现AGV的导引 此项技术最大的优点是 AGV定位精确 地面无需其他定位设施 行驶路径可灵活多变 能够适合多种现场环境 它是目前国外许多AGV生产厂家优先采用的先进导引方式 缺点是制造成本高 对环境要求较相对苛刻 外界光线 地面要求 能见度要求等 不适合室外 尤其是易受雨 雪 雾的影响 6 惯性导航惯性导航是在AGV上安装陀螺仪 在行驶区域的地面上安装定位块 AGV可通过对陀螺仪偏差信号 角速率 的计算及地面定位块信号的采集来确定自身的位置和航向 从而实现导引 此项技术在军方较早运用 其主要优点是技术先进 较之有线导引 地面处理工作量小 路径灵活性强 其缺点是制造成本较高 导引的精度和可靠性与陀螺仪的制造精度及其后续信号处理密切相关 7 视觉导航对AGV行驶区域的环境进行图象识别 实现智能行驶 这是一种具有巨大潜力的导引技术 此项技术已被少数国家的军方采用 将其应用到AGV上还只停留在研究中 目前还未出现采用此类技术的实用型AGV 可以想象 图象识别技术与激光导引技术相结合将会AGV更加完美 如导引的精确性和可靠性 行驶的安全性 智能化的记忆识别等都将更加完美 AGV优点 1 自动化程度高 由计算机 电控设备 磁气感应SENSOR 激光反射板等控制 当车间某一环节需要辅料时 由工作人员向计算机终端输入相关信息 计算机终端再将信息发送到中央控制室 由专业的技术人员向计算机发出指令 在电控设备的合作下 这一指令最终被AGV接受并执行 将辅料送至相应地点 2 充电自动化当AGV小车的电量即将耗尽时 它会向系统发出请求指令 请求充电 一般技术人员会事先设置好一个值 在系统允许后自动到充电的地方 排队 充电 另外 AGV小车的电池寿命很长 2年以上 并且每充电15分钟可工作4h左右 Advantage 3 美观 提高观赏度 从而提高企业的形象 4 便利 减少占地面积 生产车间的AGV小车可以在各个车间穿梭往复