AGV在生產(chǎn)物流運輸中的應(yīng)用

齊 霽，袁 明，樊 宏（新松機器人自動化股份有限公司，遼寧 沈陽 110168）

AGV，是Automated Guided Vehicle Systems的英文縮寫，中文譯為自動引導(dǎo)小車。AGV系統(tǒng)發(fā)展到今天已經(jīng)有50多年的歷史，隨著科學(xué)技術(shù)的日益發(fā)展和進(jìn)步，AGV系統(tǒng)的技術(shù)已經(jīng)融入了機器人和先進(jìn)的傳感器技術(shù)，使AGV更智能化。AGV的應(yīng)用范圍也更加廣泛，其中包括汽車制造、煙草、制藥、機精細(xì)化工、物流配送和鐵路與軍工等行業(yè)。本文著重介紹了AGV對于內(nèi)部物流上的應(yīng)用。

現(xiàn)今國內(nèi)外大型企業(yè)內(nèi)部物流運輸已逐步由人工搬運轉(zhuǎn)化為自動傳輸。其中，非線體的柔性運輸物流系統(tǒng)，其首推方案就是AGV運輸系統(tǒng)。AGV運輸系統(tǒng)可以高效不間斷的完成物料稱重，物料取送、容器及料架回收等一系列工作，更可以與工廠整體的生產(chǎn)管理系統(tǒng)進(jìn)行信息交互，系統(tǒng)極富彈性和柔性。

以下是某大型制造加工公司采用沈陽新松機器人自動化股份有限公司設(shè)計實現(xiàn)的運送多種物料器具的柔性系統(tǒng)簡單實例。此公司生產(chǎn)的產(chǎn)品為汽車配件及內(nèi)飾等多種產(chǎn)品，因此在生產(chǎn)過程中要在各工位之間不斷地運送載滿成品、半成品的物料架及回收空物料架，因此，對運送的不間斷性和準(zhǔn)確性有較高的要求。而此，AGV的應(yīng)用，實現(xiàn)了各種產(chǎn)品、料架有序快速準(zhǔn)確的運送，也使該公司在產(chǎn)品生產(chǎn)上整體效率顯著提高，錯誤率也減少很多，工人勞動強度大幅降低，使其能夠?qū)⒏嗟木ν度氲缴a(chǎn)工作中，同時整個生產(chǎn)自動化程度邁上一個新臺階，且本系統(tǒng)設(shè)計留有容余，可以通過擴展輸送工位，增加AGV數(shù)量等手段，使輸送能力在原設(shè)計上更上一步。

圖1 某國內(nèi)企業(yè)應(yīng)用AGV現(xiàn)場圖

1 工作流程

首先，當(dāng)生產(chǎn)工位人員生產(chǎn)了滿組的產(chǎn)品將物料架放滿后，點擊地面操作臺對應(yīng)產(chǎn)品的類型，AGV系統(tǒng)即接到送貨指令，同時通知接貨站的人員準(zhǔn)備接貨，并確認(rèn)準(zhǔn)備一組空料架擺在工位；調(diào)度系統(tǒng)將調(diào)度AGV前去對應(yīng)的工作站接貨，并送至對應(yīng)的目的地，再將目的地的空物料架回收送至生產(chǎn)工位，到達(dá)放置空料架工位放置空料架，并在線自動充電等待下次任務(wù)。

2 AGV基本參數(shù)技術(shù)要求

AGV車體由三部分組成：車體、驅(qū)動裝置和頂升裝置。由運送物料架的形式，設(shè)計車體為潛入式車體，圖2為潛入式車體圖示。

AGV驅(qū)動裝置采用雙輪差動形式；

AGV導(dǎo)航精度為±10mm；

停車位置精度為±5mm。

圖2 AGV車體結(jié)構(gòu)圖

每年作業(yè)時間：250天；

每周作業(yè)時間：5天；

每天作業(yè)時間：21.5小時；

AGV在運行前方裝有非接觸式以及接觸式防碰傳感器，當(dāng)AGV運行時，前方一定距離內(nèi)發(fā)現(xiàn)障礙物，AGV可減速停車，保證AGV及周邊人員設(shè)備的安全；

AGV運送能力：＞500KG；

AGV使用24V快速充電電池；

通訊方式為：無線局域網(wǎng)；

導(dǎo)航方式為：磁導(dǎo)航；

充電方式為：在線自動充電。

3 AGV電氣系統(tǒng)的構(gòu)成

AGV主要由車載控制器、伺服驅(qū)動系統(tǒng)、磁導(dǎo)航系統(tǒng)、安全系統(tǒng)、供電系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)和手動維護(hù)系統(tǒng)等部分構(gòu)成。實現(xiàn)了AGV控制器的通用性與模塊化，各功能模塊性能穩(wěn)定可靠且分工明確，即保證了AGV整體性能的靈活配置，又便于不同系統(tǒng)功能的擴充與維護(hù)。為了減輕工人的勞動強度，采用RFID作為站點識別的載體，這樣AGV可以隨時上線，不用人工輸入站點的號碼，避免人為操作帶來的錯誤。

4 AGVS系統(tǒng)構(gòu)成

AGV通過中央調(diào)度系統(tǒng)與地面各個工作站進(jìn)行工作確認(rèn)，中央調(diào)度系統(tǒng)會根據(jù)各個工位不同的需求和要求將信息下發(fā)到AGV和地面各個操作臺，工人可以根據(jù)操作臺的提示進(jìn)行工作，當(dāng)工人工作結(jié)束后，工人在操作臺上通過按按鈕的方式進(jìn)行下一步的任務(wù)指示。

AGV與中央調(diào)度系統(tǒng)之間是通過無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行信息交互，根據(jù)運行區(qū)域的大小，可以采用單一無線接入點或多個無線接入點的方式構(gòu)建無線網(wǎng)絡(luò)，做到AGV與中央調(diào)度系統(tǒng)的穩(wěn)定連接，見圖3。

由于采用集中控制調(diào)度AGV的方式，中央調(diào)度系統(tǒng)為AGVS系統(tǒng)的核心。它與地面各個操作臺均留有接口（此案例為純IO接口），可以接受調(diào)度命令和反應(yīng)AGV的運行情況。中央調(diào)度系統(tǒng)滿足工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境要求，有足夠的運算速度和管理能力?？刂婆_主要功能包括通訊管理、AGV運行狀態(tài)、數(shù)據(jù)采集和運行狀態(tài)顯示?？刂婆_在實時調(diào)度在線AGV的同時將在屏幕上顯示系統(tǒng)工作狀態(tài)，包括在線AGV的數(shù)量、位置（包括AGV處于的地標(biāo)位置）狀態(tài)等。中央調(diào)度系統(tǒng)同時還負(fù)責(zé)AGV運行中的交通管理。保證運行中的AGV與AGV間不發(fā)生碰撞和AGV追尾等事故，使系統(tǒng)中各個AGV有序的進(jìn)行工作。

圖3 AGV網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成

5 系統(tǒng)設(shè)計考慮因素

物料的裝卸搬運是物流過程中發(fā)生頻率高，耗用時間長，所需費用及反復(fù)作業(yè)量大的作業(yè)活動。為了降低成本并提高效率，自動搬運技術(shù)的實施勢在必行，因此受到越來越多的關(guān)注。在眾多的搬運技術(shù)中，AGV系統(tǒng)以其獨有的優(yōu)越性，成為實現(xiàn)物料自動搬運的最佳解決方案。針對其運送的方式，此設(shè)計降低了AGV的整體高度，并優(yōu)化了外形，保證整個系統(tǒng)的美觀和功效。在系統(tǒng)運輸能力上，由于要求每天工作21小時以上，因此，為了適應(yīng)此種情況，采用在線自動充電的方式，保證AGV小車的續(xù)航能力滿足全天候的生產(chǎn)要求。

6 結(jié)束語

現(xiàn)今，很多企業(yè)內(nèi)部的物流運輸通過AGV輸送系統(tǒng)的應(yīng)用，替代了傳統(tǒng)的用人工的運輸或重復(fù)度高、勞動強度較大的工作，促進(jìn)了企業(yè)技術(shù)進(jìn)步，提高了生產(chǎn)效率，減小了人工風(fēng)險，改善了工人的工作環(huán)境條件，提高了自動化生產(chǎn)水平，有效地解放了勞動生產(chǎn)力，減輕勞動強度，同時促進(jìn)了企業(yè)人員素質(zhì)、管理水平的提高，促進(jìn)了企業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化、信息化的基礎(chǔ)建設(shè)。