多廠家AGV相互避碰和交通管制

韓旭

摘要：伴隨著自動(dòng)導(dǎo)引小車AGV（Automatic Guided Vehicle）領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)的不斷成熟，越來(lái)越多的企業(yè)將AGV應(yīng)用在生產(chǎn)實(shí)際中。如何使多個(gè)廠家AGV在同一車間高效并順暢的運(yùn)行成為關(guān)鍵問(wèn)題，本文研究的目標(biāo)就是使多AGV系統(tǒng)具有更快的響應(yīng)速度、更高的系統(tǒng)效率以及無(wú)沖突的運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：多廠家AGV;避碰;交通管制

針對(duì)當(dāng)下多AGV調(diào)度系統(tǒng)無(wú)法滿足獨(dú)特的工廠車間環(huán)境要求的問(wèn)題，提出了適用于車間環(huán)境的交通管制法，設(shè)計(jì)了基于交通管制的多AGV調(diào)度系統(tǒng)。

室內(nèi)交通管理的基礎(chǔ)：如圖，所謂的交通管理就是在兩個(gè)AGV運(yùn)行路線可能產(chǎn)生物理干涉之前將其中的一個(gè)AGV停止運(yùn)行，在另一個(gè)AGV通過(guò)干涉區(qū)域后再放行該AGV。

因而，交通管理的基礎(chǔ)有兩個(gè)，一是在交通管制范圍內(nèi)需要檢測(cè)各AGV所處的位置，二是在交通管制范圍外可以管理AGV的停止和啟動(dòng)。由于AGV之間沒(méi)有直接的相互控制能力，所以必須依靠外部的設(shè)備來(lái)完成交通管理，管理的方式可以使用簡(jiǎn)單的信號(hào)燈方案（類似于城市道路路口的紅綠燈），也可以使用飛行管理的方案（類似于航空的交通管理），前者為定時(shí)放行交通路口，來(lái)保證在同一時(shí)刻僅能有一個(gè)AGV通過(guò)路口，后者則在檢測(cè)各AGV位置的同時(shí)根據(jù)優(yōu)先級(jí)放行路口周圍的AGV，管理者就是系統(tǒng)中的AGV控制臺(tái)

新松AGV的特點(diǎn)：新松公司的AGV系統(tǒng)采用有控制臺(tái)的方案，AGV控制臺(tái)可以通過(guò)通訊得到系統(tǒng)中每個(gè)AGV的位置，并管理每個(gè)AGV的運(yùn)行方式，也就是說(shuō)新松公司的AGV是可以通過(guò)控制臺(tái)進(jìn)行交通管制區(qū)域的管理的。

其他廠家AGV的特點(diǎn)：在風(fēng)神公司的其他廠家的AGV采用無(wú)控制臺(tái)的方案，也就是說(shuō)只能針對(duì)該AGV進(jìn)行交通管制范圍內(nèi)的檢測(cè)及啟停管理才能完成交通管制區(qū)域的管理。一般情況下AGV均會(huì)設(shè)計(jì)有前方的非接觸式防碰傳感器，可以使AGV在距離障礙物還有一定距離的情況下停止運(yùn)行，有些AGV會(huì)設(shè)計(jì)有專用的光開關(guān)來(lái)控制AGV的啟動(dòng)和停止，有些AGV沒(méi)有光開關(guān)控制啟動(dòng)和停止，但會(huì)在操作面板上安裝控制啟動(dòng)停止的按鈕，以實(shí)現(xiàn)人工的可操作性，另有一些AGV僅使用單一急停按鈕作為AGV啟停操縱方式。

目的：本方案的目的是實(shí)現(xiàn)新松AGV與其他廠家AGV在運(yùn)行路線有干涉的情況下，管理各交通路口的安全，新松公司可以根據(jù)不同特點(diǎn)的AGV提出不同的方案。

1.交通燈管理方案

該方案的主要特點(diǎn)是不需要檢測(cè)AGV的位置，類似于城市路口的紅綠燈，使用小型PLC或AGV控制臺(tái)均可實(shí)現(xiàn)，管理方式是完全使用時(shí)間延時(shí)，在不同的時(shí)間段內(nèi)分別放行不同方向的AGV，如可以設(shè)定每60秒各放行兩路線的AGV一次，這樣可以設(shè)定10秒放行信號(hào)給路線1，然后關(guān)閉放行信號(hào)20秒，供AGV保證通過(guò)該區(qū)域，再打開另一路線的放行信號(hào)10秒，然后再關(guān)閉放行信號(hào)20秒，以保證這個(gè)方向的AGV能夠完全通過(guò)該區(qū)域，完成一個(gè)循環(huán)，各方向的AGV在到達(dá)交通管制范圍邊緣時(shí)需要檢測(cè)本方向的放行信號(hào)，只有放行信號(hào)是允許狀態(tài)時(shí)才能通過(guò)。

該方案原理及實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，在不允許放行時(shí)，對(duì)于新松的AGV只需給新松的AGV控制臺(tái)一個(gè)信號(hào)即可，對(duì)于其他廠家的AGV，需要有辦法將其AGV停止，方法與后續(xù)方案中涉及的內(nèi)容相同，后面會(huì)有詳細(xì)說(shuō)明。但本方案會(huì)在一定程度上影響AGV通過(guò)路口的效率，需根據(jù)系統(tǒng)的實(shí)際效率要求來(lái)判斷是否可以使用。

2.飛行管制方案

該方案的主要特點(diǎn)是路口時(shí)間利用率高，需要檢測(cè)AGV的位置，類似于航空塔臺(tái)的管理方式，使用AGV控制臺(tái)采集路口附近AGV的位置信息，根據(jù)運(yùn)行的時(shí)序、任務(wù)及狀態(tài)判斷放行的優(yōu)先級(jí)，然后判斷停止哪一個(gè)方向的AGV運(yùn)行，放行其中一個(gè)，待先放行的AGV通過(guò)后再放行另一個(gè)方向的AGV。AGV控制臺(tái)通過(guò)通訊或線邊傳感器檢測(cè)到兩個(gè)方向的AGV均運(yùn)行到交通管制范圍附近，并有進(jìn)入該區(qū)域的需求，AGV控制臺(tái)通過(guò)信息采集的時(shí)間判斷路線1的AGV稍早于另一路線AGV進(jìn)入該區(qū)域，因而判斷路線1AGV優(yōu)先，則AGV控制臺(tái)會(huì)通過(guò)通訊或線邊設(shè)備通知另一路線AGV停止運(yùn)行，該AGV在得到命令后會(huì)停止在干涉區(qū)域外，在路線1的AGV通過(guò)路口后，AGV控制臺(tái)通知另一路線AGV可以運(yùn)行，則AGV2可以自行通過(guò)路口。

該方案的原理清晰，針對(duì)新松的AGV來(lái)講實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，因?yàn)樾滤傻腁GV有實(shí)際位置的通訊信息及啟停的控制管理，針對(duì)其他廠家的AGV，首先要檢測(cè)AGV是否到達(dá)或離開交通管制區(qū)域，在AGV進(jìn)入和離開交通管制區(qū)域的點(diǎn)上需要增加檢測(cè)開關(guān)，檢測(cè)的信息送至新松的AGV控制臺(tái)中，如果AGV上有可以發(fā)送該信息的開關(guān)，可以在兩個(gè)位置上增加接收開關(guān)，如果AGV上沒(méi)有可以發(fā)送該信息的開關(guān)，則需要在線邊增加AGV通過(guò)位置的檢測(cè)傳感器，可使用區(qū)域掃描傳感器或光開關(guān)組來(lái)完成該檢測(cè)。另外需要對(duì)AGV的啟停進(jìn)行控制，針對(duì)不同配置的AGV，控制方案不同，主要有如下幾種。

a.有啟?？刂乒忾_關(guān)

針對(duì)有啟停控制光開關(guān)的AGV，可以在控制點(diǎn)處增加相對(duì)應(yīng)的光開關(guān)以實(shí)現(xiàn)對(duì)該種類型AGV的啟停控制。光開關(guān)由新松的AGV控制臺(tái)完成控制

b.有啟停控制按鈕

針對(duì)沒(méi)有啟?？刂乒忾_關(guān)的AGV，如果AGV上有啟?？刂瓢粹o或相對(duì)應(yīng)的IO點(diǎn)，可以在AGV上進(jìn)行改造，將其IO信號(hào)串接（串聯(lián)或并聯(lián)）到控制光開關(guān)回路中，再在控制點(diǎn)處增加相對(duì)應(yīng)的光開關(guān)以實(shí)現(xiàn)對(duì)該種類型AGV的啟停控制。光開關(guān)由新松的AGV控制臺(tái)完成控制。如果不希望對(duì)該型AGV進(jìn)行改造，可以采用后續(xù)的c方案

c.無(wú)任何可控制輸入點(diǎn)

如果AGV無(wú)任何可控制的輸入點(diǎn)，則可以在地面需控制AGV停止位置旁增加一小型機(jī)械裝置，該裝置可以控制一個(gè)軟性遮擋物（一般為帶彈性支桿的布板），當(dāng)需要停止AGV運(yùn)行時(shí)，可將該遮擋物伸出，AGV前方的非接觸防碰傳感器檢測(cè)到該物件時(shí)會(huì)安全停止，當(dāng)需要放行AGV時(shí)，將該遮擋物收回，AGV會(huì)自動(dòng)恢復(fù)運(yùn)行，該裝置可由一簡(jiǎn)單氣動(dòng)或電動(dòng)的推桿完成控制，因?yàn)槭菐椥缘能浶圆牧希词股斐鰰r(shí)AGV或料架已經(jīng)在伸出的前方，也不會(huì)損壞AGV或其他物品，裝置的控制由新松AGV控制臺(tái)來(lái)完成。

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