AGV簡介_經(jīng)驗分享_20151125

1、1目錄目錄qAGVAGV概述概述 v概述概述vAGV優(yōu)點優(yōu)點vAGV發(fā)展歷史發(fā)展歷史qAGVAGV系統(tǒng)系統(tǒng)v系統(tǒng)構(gòu)成系統(tǒng)構(gòu)成v地面控制系統(tǒng)地面控制系統(tǒng)v車載控制系統(tǒng)車載控制系統(tǒng)vAGV典型結(jié)構(gòu)組成典型結(jié)構(gòu)組成v導航引導方式導航引導方式qAGVAGV的應用的應用vAGV應用領域應用領域vAGV安全應用與未來展望安全應用與未來展望1AGV發(fā)展歷史AGV即:Automated Guided Vehicle 簡稱AGV.v當前最常見的應用如:AGV搬運機器人或AGV小車,vAGV搬運機器人是通過特殊地標導航自動將物品運輸至指定地點,最常見的引導方式為磁條引導,激光引導.AGV搬運機器人是通過特殊地標導

2、航自動將物品運輸至指定地點,最常見的引導方式為磁條引導,激光引導.v目前最先進擴展性最強是由米克力美科技開發(fā)的超高頻RFID引導.2AGV概述概述 q概述概述qAGV優(yōu)點 v隨著工廠自動化、計算機集成制造系統(tǒng)技術逐步發(fā)展、以及柔性制造系統(tǒng)、自動化立體倉庫的廣泛應用，AGV作為聯(lián)系和調(diào)節(jié)離散型物流管理系統(tǒng)使其作業(yè)連續(xù)化的必要自動化搬運裝卸手段，其應用范圍和技術水平得到了迅猛的發(fā)展。下面是AGV的優(yōu)點介紹：v自動化程度高由計算機,電控設備,磁氣感應,激光反射板等控制.v改善物流管理由于AGV 系統(tǒng)內(nèi)在的智能控制，能夠讓貨物擺放更加有序，車間更加整潔.v成本控制AGV 系統(tǒng)的資金投入是短期的，而員工

3、的工資是長期的，還會隨著通貨膨脹而不斷增加.v特殊工作環(huán)境專用系統(tǒng)可在人員不便進入的環(huán)境下工作v安全性人為駕駛的車輛，其行駛路徑無法確知.v美觀提高觀賞度，從而提高企業(yè)的形象.3AGV概述概述 4AGV 概述概述 qAGVAGV發(fā)展歷史發(fā)展歷史v世界上第一臺世界上第一臺AGV是由美國是由美國Barrett電子公司于電子公司于20世紀世紀50年代初開發(fā)年代初開發(fā)成功的成功的,它是一種牽引式小車系統(tǒng)它是一種牽引式小車系統(tǒng),可十分方便地與其他物流系統(tǒng)自動連可十分方便地與其他物流系統(tǒng)自動連接接,顯著地提高勞動生產(chǎn)率顯著地提高勞動生產(chǎn)率,極大地提高了裝卸搬運的自動化程度極大地提高了裝卸搬運的自動化程度.

4、v1954年英國最早研制了電磁感應導向的年英國最早研制了電磁感應導向的AGVS,由于它的顯著特點由于它的顯著特點,迅速迅速得到了應用和推廣得到了應用和推廣.v1960年歐洲就安裝了各種形式年歐洲就安裝了各種形式,不同水平的不同水平的AGVS 220套，使用了套，使用了AGV 1300多臺多臺.v1976年年,我國起重機械研究所研制出第一臺我國起重機械研究所研制出第一臺AGV,建成第一套建成第一套AGVS滾滾珠加工演示系統(tǒng)珠加工演示系統(tǒng),隨后又研制出單向運行載重隨后又研制出單向運行載重500公斤的公斤的AGV,雙向運行雙向運行載重載重500kg,1000kg,2000kg的的AGV,開發(fā)研制了幾

5、套較簡單的開發(fā)研制了幾套較簡單的AGV應應用系統(tǒng)用系統(tǒng).v從從20世紀世紀80年代以來年代以來,自動導引運輸車（自動導引運輸車（AGV）系統(tǒng)已經(jīng)發(fā)展成為生產(chǎn)）系統(tǒng)已經(jīng)發(fā)展成為生產(chǎn)物流系統(tǒng)中最大的專業(yè)分支之一物流系統(tǒng)中最大的專業(yè)分支之一,并出現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的趨勢并出現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的趨勢,成為現(xiàn)代化成為現(xiàn)代化企業(yè)自動化裝備不可缺少的重要組成部分企業(yè)自動化裝備不可缺少的重要組成部分.5AGV系統(tǒng)系統(tǒng) q系統(tǒng)構(gòu)成系統(tǒng)構(gòu)成vAGV控制系統(tǒng)分為地面控制系統(tǒng)分為地面(上位上位)控制系統(tǒng)控制系統(tǒng),車載車載(單機單機)控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)及導航及導航/導引系統(tǒng)導引系統(tǒng),其中其中,地面控地面控制系統(tǒng)指制系統(tǒng)指AGV系統(tǒng)的

6、固定設備系統(tǒng)的固定設備,主要負責任務分配主要負責任務分配,車輛調(diào)度車輛調(diào)度,路徑路徑(線線)管理管理,交通管理交通管理,自動自動充電等功能充電等功能;車載控制系統(tǒng)在收車載控制系統(tǒng)在收到上位系統(tǒng)的指令后到上位系統(tǒng)的指令后,負責負責AGV的導航計算的導航計算,導引實現(xiàn)導引實現(xiàn),車輛行車輛行走走,裝卸操作等功能裝卸操作等功能;導航導航/導引導引系統(tǒng)為系統(tǒng)為AGV單機提供系統(tǒng)絕對單機提供系統(tǒng)絕對或相對位置及航向或相對位置及航向. 右邊圖片上圖為右邊圖片上圖為AGV系統(tǒng)的硬系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)件結(jié)構(gòu),下圖為下圖為AGV系統(tǒng)的軟件系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu).6AGV系統(tǒng)系統(tǒng) q系統(tǒng)構(gòu)成系統(tǒng)構(gòu)成vAGVAGV系統(tǒng)的控制是

7、通過物流上位調(diào)度系統(tǒng)系統(tǒng)的控制是通過物流上位調(diào)度系統(tǒng)、AGVAGV地面控制系統(tǒng)及地面控制系統(tǒng)及AGVAGV車載控制系統(tǒng)車載控制系統(tǒng)三者之間的相互協(xié)作完成的三者之間的相互協(xié)作完成的. .v舉個簡單的例子舉個簡單的例子,AGV,AGV系統(tǒng)的控制過程就系統(tǒng)的控制過程就類似一家管理先進的出租車公司類似一家管理先進的出租車公司, ,物流上物流上位調(diào)度系統(tǒng)位調(diào)度系統(tǒng),AGV,AGV地面控制系統(tǒng)和地面控制系統(tǒng)和AGVAGV車車載控制系統(tǒng)分別相當于客戶載控制系統(tǒng)分別相當于客戶, ,客戶中心和客戶中心和出租車司機出租車司機,AGV,AGV地面控制系統(tǒng)和各臺地面控制系統(tǒng)和各臺AGVAGV之間通過無線通信來交換信息

8、之間通過無線通信來交換信息, ,調(diào)度調(diào)度AGVAGV的作業(yè)的作業(yè), ,并為其選擇路徑（線）并為其選擇路徑（線）, ,確保確保交通通暢交通通暢.AGV,.AGV,是以電池為動力的是以電池為動力的, ,當電量當電量不足時不足時, ,會向地面控制系統(tǒng)發(fā)出充電請求會向地面控制系統(tǒng)發(fā)出充電請求, ,在得到允許后在得到允許后, ,前往充電站自動充電前往充電站自動充電, ,在充在充電期間電期間,AGV,AGV地面控制系統(tǒng)不會向此地面控制系統(tǒng)不會向此AGVAGV分配任何任務分配任何任務, ,就與出租車進了加油站不就與出租車進了加油站不再載客一樣再載客一樣. .7AGV系統(tǒng)系統(tǒng) q地面控制系統(tǒng)地面控制系統(tǒng)vAG

9、V地面控制系統(tǒng)地面控制系統(tǒng),是是AGV系統(tǒng)的核心系統(tǒng)的核心,其主要功能其主要功能: 任務管理任務管理: 任務管理類似計算機操作系統(tǒng)的進程管理任務管理類似計算機操作系統(tǒng)的進程管理,它提供對它提供對AGV地地面控制程序的解釋執(zhí)行環(huán)境面控制程序的解釋執(zhí)行環(huán)境;提供根據(jù)任務優(yōu)先級和啟動時間的調(diào)度運提供根據(jù)任務優(yōu)先級和啟動時間的調(diào)度運行行;提供對任務的各種操作如啟動、停止、取消等提供對任務的各種操作如啟動、停止、取消等. 車輛管理車輛管理: 車輛管理是車輛管理是AGV管理的核心模塊管理的核心模塊,它根據(jù)物料搬運任務的請它根據(jù)物料搬運任務的請求求,分配調(diào)度分配調(diào)度AGV執(zhí)行任務執(zhí)行任務,根據(jù)根據(jù)AGV行走

10、時間最短原則行走時間最短原則,計算計算AGV的最的最短行走路徑短行走路徑,并控制指揮并控制指揮AGV的行走過程的行走過程,及時下達裝卸貨和充電命令及時下達裝卸貨和充電命令. 交通管理：根據(jù)交通管理：根據(jù)AGV的物理尺寸大小、運行狀態(tài)和路徑狀況的物理尺寸大小、運行狀態(tài)和路徑狀況,提供提供AGV互相自動避讓的措施互相自動避讓的措施,同時避免車輛互相等待的死鎖方法和出現(xiàn)死鎖的同時避免車輛互相等待的死鎖方法和出現(xiàn)死鎖的解除方法解除方法;AGV的交通管理主要有行走段分配和死鎖報告功能的交通管理主要有行走段分配和死鎖報告功能. 通訊管理：通信管理提供通訊管理：通信管理提供AGV地面控制系統(tǒng)與地面控制系統(tǒng)與

11、AGV單機單機,地面監(jiān)控系統(tǒng)地面監(jiān)控系統(tǒng),地面地面IO設備設備,車輛仿真系統(tǒng)及上位計算機的通信功能車輛仿真系統(tǒng)及上位計算機的通信功能. 車輛驅(qū)動：小車驅(qū)動負責車輛驅(qū)動：小車驅(qū)動負責AGV狀態(tài)的采集狀態(tài)的采集,并向交通管理發(fā)出行走段的并向交通管理發(fā)出行走段的允許請求允許請求,同時把確認段下發(fā)同時把確認段下發(fā)AGV.8AGV系統(tǒng)系統(tǒng) q車載控制系統(tǒng)車載控制系統(tǒng)vAGVAGV車載控制系統(tǒng)車載控制系統(tǒng), ,在收到上位系統(tǒng)的指令后執(zhí)行相應的命令在收到上位系統(tǒng)的指令后執(zhí)行相應的命令, ,其功能其功能: : 導航：導航：AGVAGV單機通過自身裝備的導航器件測量并計算出所在全局坐標單機通過自身裝備的導航器件

12、測量并計算出所在全局坐標中的位置和航向中的位置和航向. . 導引：導引：AGVAGV單機根據(jù)現(xiàn)在的位置、航向及預先設定的理論軌跡來計算單機根據(jù)現(xiàn)在的位置、航向及預先設定的理論軌跡來計算下個周期的速度值和轉(zhuǎn)向角度值即下個周期的速度值和轉(zhuǎn)向角度值即, ,AGVAGV運動的命令值運動的命令值. . 路徑選擇：路徑選擇：AGVAGV單機根據(jù)上位系統(tǒng)的指令單機根據(jù)上位系統(tǒng)的指令, ,通過計算通過計算, ,預先選擇即將運行預先選擇即將運行的路徑的路徑, ,并將結(jié)果報送上位控制系統(tǒng)并將結(jié)果報送上位控制系統(tǒng), ,能否運行由上位系統(tǒng)根據(jù)其它能否運行由上位系統(tǒng)根據(jù)其它AGVAGV所在的位置統(tǒng)一調(diào)配所在的位置統(tǒng)一調(diào)

13、配. .AGVAGV單機行走的路徑是根據(jù)實際工作條件設計的單機行走的路徑是根據(jù)實際工作條件設計的, ,它有若干它有若干 段段 組成組成. .每一每一 段段 都指明了該段的起始點、終止點都指明了該段的起始點、終止點, ,以及以及AGVAGV在該段的行駛速度和轉(zhuǎn)向等信息在該段的行駛速度和轉(zhuǎn)向等信息. . 車輛驅(qū)動：車輛驅(qū)動：AGVAGV單機根據(jù)導引的計算結(jié)果和路徑選擇信息單機根據(jù)導引的計算結(jié)果和路徑選擇信息, ,通過伺服器通過伺服器件控制車輛運行件控制車輛運行. .9AGV系統(tǒng)系統(tǒng) 車體車體 蓄電和充電裝置蓄電和充電裝置 驅(qū)動裝置驅(qū)動裝置 導向裝置導向裝置 車上控制器車上控制器 通信裝置通信裝置

14、安全保護裝置安全保護裝置 移載裝置移載裝置 信息傳輸與處理裝信息傳輸與處理裝置置qAGV典型結(jié)構(gòu)組成典型結(jié)構(gòu)組成10AGV系統(tǒng)系統(tǒng) q導航引導方式導航引導方式v電電磁磁導導航航 電磁導航電磁導航原理：電磁導航是較為原理：電磁導航是較為傳統(tǒng)的導航方式之一，目前仍被傳統(tǒng)的導航方式之一，目前仍被許多系統(tǒng)采用，它是在許多系統(tǒng)采用，它是在AGVAGV的行的行駛路徑上埋設金屬線，并在金屬駛路徑上埋設金屬線，并在金屬線上加載導引頻率，通過對導引線上加載導引頻率，通過對導引頻率的識別來實現(xiàn)頻率的識別來實現(xiàn)AGVAGV的導航。的導航。 優(yōu)點優(yōu)點: :引線隱蔽引線隱蔽, ,不易污染和破損不易污染和破損, ,導引原

15、理簡單而可靠導引原理簡單而可靠, ,便于控制便于控制和通訊和通訊, ,對聲光無干擾對聲光無干擾, ,制造成本制造成本較低較低. . 缺點缺點: :改變或擴充路徑較麻煩改變或擴充路徑較麻煩, ,導導引線鋪設相對困難引線鋪設相對困難. .11AGV系統(tǒng)系統(tǒng) q導航引導方式導航引導方式v磁帶導引磁帶導引 磁帶導引磁帶導引原理：磁帶導航技原理：磁帶導航技術與電磁導航相近術與電磁導航相近, ,不同之處不同之處在于采用了在路面上貼磁帶在于采用了在路面上貼磁帶替代在地面下埋設金屬線替代在地面下埋設金屬線, ,通通過磁帶感應信號實現(xiàn)導引過磁帶感應信號實現(xiàn)導引. . 優(yōu)點優(yōu)點:AGV:AGV定位精確定位精確,

16、,磁帶導磁帶導航靈活性比較好航靈活性比較好, ,改變或擴充改變或擴充路徑較容易路徑較容易, ,磁帶鋪設也相對磁帶鋪設也相對簡單簡單, ,導引原理簡單而可靠導引原理簡單而可靠, ,便便于控制通訊于控制通訊, ,對聲光無干擾對聲光無干擾, ,投投資成本比激光導航低很多資成本比激光導航低很多. . 缺點缺點: :磁帶需要維護磁帶需要維護, ,要及時要及時更換損壞嚴重磁帶更換損壞嚴重磁帶, ,不過磁帶不過磁帶更換簡單方便更換簡單方便, ,成本較低成本較低. .12AGV系統(tǒng)系統(tǒng) q導航引導方式導航引導方式v視覺視覺導引導引 視覺導引視覺導引原理原理: :AGVAGV行駛過程中行駛過程中, ,攝像機動態(tài)

17、獲取車輛周圍環(huán)境攝像機動態(tài)獲取車輛周圍環(huán)境圖像信息并與圖像數(shù)據(jù)庫進行圖像信息并與圖像數(shù)據(jù)庫進行比較比較, ,從而確定當前位置并對下從而確定當前位置并對下一步行駛做出決策一步行駛做出決策. . 優(yōu)點優(yōu)點:AGV:AGV定位精確定位精確, ,視覺導航靈視覺導航靈活性比較好活性比較好, ,改變或擴充路徑也改變或擴充路徑也較容易較容易, ,路徑鋪設也相對簡單路徑鋪設也相對簡單, ,導導引原理同樣簡單而可靠引原理同樣簡單而可靠, ,便于控便于控制通訊制通訊, ,對聲光無干擾對聲光無干擾, ,投資成本投資成本比激光導航同樣低很多比激光導航同樣低很多, ,但比磁但比磁帶導航稍貴帶導航稍貴. . 缺點缺點:

18、:路徑同樣需要維護路徑同樣需要維護, ,不過維不過維護也較簡單方便護也較簡單方便, ,成本也較低成本也較低. .13AGV系統(tǒng)系統(tǒng) q導航引導方式導航引導方式v激光激光導引導引 激光導引激光導引原理原理: :在在AGVAGV行駛路徑行駛路徑的周圍安裝位置精確的激光反的周圍安裝位置精確的激光反射板射板, ,AGVAGV通過激光掃描器發(fā)射通過激光掃描器發(fā)射激光束激光束, ,同時采集由反射板反射同時采集由反射板反射的激光束的激光束, ,來確定其當前的位置來確定其當前的位置和航向和航向, ,并通過連續(xù)的三角幾何并通過連續(xù)的三角幾何運算來實現(xiàn)運算來實現(xiàn)AGVAGV的導引的導引. . 優(yōu)點優(yōu)點:AGV:A

19、GV定位精確定位精確; ;地面無需其地面無需其他定位設施他定位設施; ;行駛路徑可靈活多行駛路徑可靈活多變變, ,能夠適合多種現(xiàn)場環(huán)境能夠適合多種現(xiàn)場環(huán)境. . 缺點缺點: :制造成本高制造成本高, ,對環(huán)境要求較對環(huán)境要求較相對苛刻相對苛刻( (外界光線外界光線, ,地面要求地面要求, ,能能見度要求等見度要求等), ),不適合室外不適合室外( (尤其尤其是易受雨是易受雨, ,雪雪, ,霧的影響霧的影響). ).14AGV的應用的應用 qAGV應用領域應用領域v倉儲業(yè)倉儲業(yè): : 倉儲業(yè)是倉儲業(yè)是AGV最早應用的場所最早應用的場所.1954年世界上首臺年世界上首臺AGV在美國的在美國的Sou

20、th Carolina州的州的Mercury Motor Freight公司的倉庫內(nèi)投入運營公司的倉庫內(nèi)投入運營,用于實現(xiàn)用于實現(xiàn)出入庫貨物的自動搬運出入庫貨物的自動搬運.目前世界上約有目前世界上約有2萬臺各種各樣萬臺各種各樣AGV運行在運行在2100座大大小小倉庫中座大大小小倉庫中.15AGV的應用的應用 qAGV應用領域應用領域v製造業(yè)製造業(yè): : AGV在制造業(yè)的生產(chǎn)線中大顯身手在制造業(yè)的生產(chǎn)線中大顯身手,高效、準確、靈活地完成物料的搬高效、準確、靈活地完成物料的搬運任務運任務.并且可由多臺并且可由多臺AGV組成柔性的物流搬運系統(tǒng)組成柔性的物流搬運系統(tǒng),搬運路線可以隨著搬運路線可以隨著生

21、產(chǎn)工藝流程的調(diào)整而及時調(diào)整生產(chǎn)工藝流程的調(diào)整而及時調(diào)整,使一條生產(chǎn)線上能夠制造出十幾種產(chǎn)品使一條生產(chǎn)線上能夠制造出十幾種產(chǎn)品,大大提高了生產(chǎn)的柔性和企業(yè)的競爭力大大提高了生產(chǎn)的柔性和企業(yè)的競爭力.16AGV的應用的應用 qAGV應用領域應用領域v危險場所和特種行業(yè)危險場所和特種行業(yè): : 在軍事上以在軍事上以AGV的自動駕駛為基礎集成其他探測和拆卸設備的自動駕駛為基礎集成其他探測和拆卸設備,可用于戰(zhàn)可用于戰(zhàn)場排雷和陣地偵察場排雷和陣地偵察,英國軍方正在研制的英國軍方正在研制的MINDER Recce是一輛偵察車是一輛偵察車,具有地雷探測具有地雷探測,銷毀及航路驗證能力的自動型偵察車銷毀及航路驗證能力的自動型偵察車.在鋼鐵廠在鋼鐵廠,AGV用于用于爐料運送爐料運送,減輕了工人的勞動強度減輕了工人的勞動強度.在核電站和利用核輻射進行保鮮儲存的在核電站和利用核輻射進行保鮮儲存的場所場所,AGV用于物品的運送用于物品的運送,避免了危險的輻射避免了危險的輻射.17AGV的應用的應用 qAGV應用領域應用領域v餐飲服務業(yè)餐飲服務業(yè): : 在服務業(yè)在服務業(yè)AGV小車也有望大展身手小車也有望大展身手,如餐廳傳菜上菜端茶遞水等基礎勞如餐廳傳菜上