論AGV系統(tǒng)在生產(chǎn)物流運(yùn)輸中的應(yīng)用

廖作敏（中國(guó)汽車(chē)工業(yè)工程有限公司,天津300113）

論AGV系統(tǒng)在生產(chǎn)物流運(yùn)輸中的應(yīng)用

廖作敏
（中國(guó)汽車(chē)工業(yè)工程有限公司,天津300113）

文章通過(guò)AGV這一自動(dòng)化高科技產(chǎn)品在配貨物流中的應(yīng)用，介紹了運(yùn)輸型AGV的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及工作流程。

AGV；在線自動(dòng)充電；物流運(yùn)輸

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(jī)器人和先進(jìn)的傳感器技術(shù)，使AGV更智能化?，F(xiàn)今國(guó)內(nèi)外大型企業(yè)內(nèi)部物流運(yùn)輸已逐步由人工搬運(yùn)轉(zhuǎn)化為自動(dòng)傳輸。其中，非線體的柔性運(yùn)輸物流系統(tǒng)，其首推方案就是AGV運(yùn)輸系統(tǒng)。AGV運(yùn)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。

1　AGV性能及結(jié)構(gòu)

AGV驅(qū)動(dòng)方式主要分為單舵輪驅(qū)動(dòng)、雙舵輪驅(qū)動(dòng)、雙輪差動(dòng)等三種形式。AGV主要有磁導(dǎo)航、激光導(dǎo)航、慣性導(dǎo)航等三種導(dǎo)航方式，可實(shí)現(xiàn)前進(jìn)、后退和轉(zhuǎn)彎等運(yùn)動(dòng)。其充電方式有在線自動(dòng)充電、手動(dòng)充電和更換電池充電。通訊方式主要有有線通訊、無(wú)線通信、紅外光通信和無(wú)線局域網(wǎng)通訊。AGV控制方式采用控制站集中調(diào)度管理方式，實(shí)時(shí)監(jiān)視AGV的運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)柔性控制。

（1）AGV車(chē)體。AGV車(chē)體主要由機(jī)械和電氣兩部分組成。機(jī)械部分包括車(chē)體架、驅(qū)動(dòng)輪裝置、隨動(dòng)輪裝置、電池倉(cāng)、控制倉(cāng)、保險(xiǎn)杠、PSD傳感器、電池和充電連接器等；電氣部分包括控制器、伺服驅(qū)動(dòng)器、運(yùn)動(dòng)控制器、無(wú)線電臺(tái)、電源和傳感器等。

（2）移載裝置。移載裝置是搬運(yùn)型AGV實(shí)現(xiàn)搬運(yùn)功能的重要組成部件，可根據(jù)用戶需要搬運(yùn)貨物的種類(lèi)以及不同接駁形式設(shè)計(jì)成具有不同移載裝置的搬運(yùn)型AGV產(chǎn)品。搬運(yùn)型AGV按照貨物不同裝載方式可以分為輥道移載搬運(yùn)型AGV、推挽移載搬運(yùn)型AGV、叉式搬運(yùn)型AGV、夾抱搬運(yùn)型AGV、側(cè)叉式搬運(yùn)型AGV等。

（3）控制臺(tái)。所有在生產(chǎn)線運(yùn)行的搬運(yùn)型AGV由控制臺(tái)統(tǒng)一調(diào)度。它與生產(chǎn)調(diào)度管理系統(tǒng)通過(guò)接口可接受控制臺(tái)調(diào)度命令和報(bào)告每臺(tái)AGV運(yùn)行情況?？刂婆_(tái)主要功能包括通訊管理、AGV運(yùn)行狀況、數(shù)據(jù)采集和運(yùn)行狀態(tài)顯示?？刂婆_(tái)可實(shí)時(shí)調(diào)度在線AGV，同時(shí)將在屏幕上顯示整個(gè)系統(tǒng)工作狀態(tài)，包括在線AGV的數(shù)量、具體位置、工作狀態(tài)、已完成裝配數(shù)量等?？刂婆_(tái)同時(shí)負(fù)責(zé)AGV運(yùn)行過(guò)程中的交通管理，保證運(yùn)行中的每臺(tái)AGV間不發(fā)生碰撞和追尾等事故，并對(duì)進(jìn)入系統(tǒng)和退出系統(tǒng)的AGV進(jìn)行管理，以保證整個(gè)系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行。

2　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(diǎn)擊地面操作臺(tái)對(duì)應(yīng)產(chǎn)品的類(lèi)型，AGV系統(tǒng)即接到送貨指令，同時(shí)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(duì)應(yīng)的工作站接貨，并送至對(duì)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(dòng)充電等待下次任務(wù)。

3　AGV基本參數(shù)技術(shù)要求

AGV車(chē)體由三部分組成：車(chē)體、驅(qū)動(dòng)裝置和頂升裝置。由運(yùn)送物料架的形式，設(shè)計(jì)車(chē)體為潛入式車(chē)體。

AGV驅(qū)動(dòng)裝置采用雙輪差動(dòng)形式；AGV導(dǎo)航精度為±10mm；停車(chē)位置精度為±5mm。

每年作業(yè)時(shí)間：250天；每周作業(yè)時(shí)間：5天；每天作業(yè)時(shí)間：21.5小時(shí)；AGV在運(yùn)行前方裝有非接觸式以及接觸式防碰傳感器，當(dāng)AGV運(yùn)行時(shí)，前方一定距離內(nèi)發(fā)現(xiàn)障礙物，AGV可減速停車(chē)，保證AGV及周邊人員設(shè)備的安全；AGV運(yùn)送能力：＞500KG；AGV使用24V快速充電電池；通訊方式為：無(wú)線局域網(wǎng)；導(dǎo)航方式為：磁導(dǎo)航；充電方式為：在線自動(dòng)充電。

4　AGV電氣系統(tǒng)的構(gòu)成

AGV主要由車(chē)載控制器、伺服驅(qū)動(dòng)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(dòng)維護(hù)系統(tǒng)等部分構(gòu)成。實(shí)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(kuò)充與維護(hù)。為了減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，采用RFID作為站點(diǎn)識(shí)別的載體，這樣AGV可以隨時(shí)上線，不用人工輸入站點(diǎn)的號(hào)碼，避免人為操作帶來(lái)的錯(cuò)誤。

5　AGVS系統(tǒng)構(gòu)成

AGV通過(guò)中央調(diào)度系統(tǒng)與地面各個(gè)工作站進(jìn)行工作確認(rèn)，中央調(diào)度系統(tǒng)會(huì)根據(jù)各個(gè)工位不同的需求和要求將信息下發(fā)到AGV和地面各個(gè)操作臺(tái)，工人可以根據(jù)操作臺(tái)的提示進(jìn)行工作，當(dāng)工人工作結(jié)束后，工人在操作臺(tái)上通過(guò)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(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行信息交互，根據(jù)運(yùn)行區(qū)域的大小，可以采用單一無(wú)線接入點(diǎn)或多個(gè)無(wú)線接入點(diǎn)的方式構(gòu)建無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，做到AGV與中央調(diào)度系統(tǒng)的穩(wěn)定連接。

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(gè)操作臺(tái)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(yùn)行情況。中央調(diào)度系統(tǒng)滿足工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境要求，有足夠的運(yùn)算速度和管理能力?？刂婆_(tái)主要功能包括通訊管理、AGV運(yùn)行狀態(tài)、數(shù)據(jù)采集和運(yùn)行狀態(tài)顯示?？刂婆_(tái)在實(shí)時(shí)調(diào)度在線AGV的同時(shí)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(shí)還負(fù)責(zé)AGV運(yùn)行中的交通管理。保證運(yùn)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(gè)AGV有序的進(jìn)行工作。

6　系統(tǒng)設(shè)計(jì)考慮因素

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

7　結(jié)束語(yǔ)

現(xiàn)今，很多企業(yè)內(nèi)部的物流運(yùn)輸通過(guò)AGV輸送系統(tǒng)的應(yīng)用，替代了傳統(tǒng)的用人工的運(yùn)輸或重復(fù)度高、勞動(dòng)強(qiáng)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(xiǎn)，改善了工人的工作環(huán)境條件，提高了自動(dòng)化生產(chǎn)水平，有效地解放了勞動(dòng)生產(chǎn)力，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，同時(shí)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)。

[1]王宏玉.自動(dòng)引導(dǎo)車(chē)產(chǎn)品介紹[J].機(jī)器人技術(shù)與應(yīng)用,2007(09):15-17.

[2]車(chē)菲，姜碧霄,于永江.AGV在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品,2009(14):141.

[3]王國(guó)華.中國(guó)現(xiàn)代物流大全[M].北京:鐵道工業(yè)出版社,2004.