AGV及AGVS的安全装置设计

AGV及AGVS的安全装置设计发布时间：2012-9-278:59:37浏览量：1324【字体：大中小】前言AGV(AutomaticGuidedVehicle)，即自动导引车，是一种物料搬运设备，是能在一位置自动进行货物的装载，自动行走到另一位置，自动完成货物的卸载的全自动运输装置。同其他自动化设备一样，安全装置是其最重要的组成部分之一。现代化的生产环境之中，人与各种机械设施处于同一环境中，AGV作为一种运动中的动作功能机械，其安全保障功能尤为重要。安全装置的作用包括防止设备在运行中出错，也预防运行出错对人员及其运行环境设施产生的影响，安全装置的功用除了保护AGV自身安全，以及维护AGV功用的顺利完成外，还在最大可能的范围内保护人员和运行环境设施的安全。AGVS(AutomaticGuidedVehicleSystem)的运用是一个复杂的高技术系统工程。一般地，每一个AGVS，它都会包括多台AGV设备。AGVS的正常运行，其安全防护系统的构成涉及的因素很多，较为复杂。本文将综述各种AGV的结构，将单机结构划分为不同的，但又可以相互借用的若干模块，从其功能方面论述AGV的安全装置；以及AGVS的安全防护措施。1整车结构及其他安全性装置自动化安全装置的构成，是基于安全保障体系的系统工程。就AGV而言，通常可分为自动搬运车、自动拖车和自动叉车等几类，此外，根据导引的方式不同，又可分为电磁导引、激光导引、惯性导引等多种AGV形式，如图1为带侧叉装置的LGV--推挽式电磁导引车，图2侧辊式激光导引车，图3正叉式激光导引车，以及其它形式，由于功能用途和结构的差异，其安全装置的设置有差异。例如，自动拖车和自动叉车的安全装置就不同。因此，笔者将在此文中不作各种车型的安全装置的详细论述，而是综合各种结构，进行各种功用结构的安全论述。1.1车身车身是装配AGV其他零部件的主要支撑装置，是运动中的主要部件之一。无论是框式结构还是其他机构，考虑运行中的AGV可能会同人或者其他物体相碰撞，除了操作上的需要，车身的外表，不得有尖角和其他突起等危险部分。1.2障碍物接触式缓冲器为了避免碰撞产生的负面影响，确保运行环境中人和物的安全，在AGV车身上必须设置有障碍物接触式缓冲器。一般地，障碍物接触式缓冲器设置在AGV车身运行方向的前后方，缓冲器的材质具有弹性和柔软性，这样，即使产生碰撞事故，不会对与之碰撞的人和物及其自身造成大的伤害，故障解除后，能自动恢复其功能。缓冲器的宽度，在正常情况下，大于或等于车身宽度，当产生碰撞事故时，缓冲器能及时使自动搬运车停车。障碍物接触式缓冲器是一种强制停车安全装置，它产生作用的前题是与其它物体相接触，使其发生一定的变形，从而触动有关限位装置，强行使其断电停车。显然，这种机构的作用将受到路面的光滑平整度、整车及载货重量、运行速度、限位装置的灵敏度等因素的影响，其安全保护措施是终端安全保护屏障。1.3障碍物接近检测装置障碍物接近检测装置是障碍物接触式缓冲器作用辅助装置，在规定有效作用范围内，AGV在所有的场合对于确保安全是必不可少的，在此范围内，它将带给AGV合适的运行速度，减小惯性，缓慢停车，它是先于障碍物接触式缓冲器发生有效作用的安全装置。为了安全起见，障碍物接近检测装置最好是多级的接近检测装置。一般地，障碍物接近检测装置有两级以上的安全保护设置，如在一定距离范围内，它将使AGV降速行驶，在更近的距离范围内，它将使AGV停车，而当解除障碍物后，AGV将自动恢复正常行驶状态。障碍物接近检测装置包括激光式，超声波式，红外线式等多种类型，都有成熟的产品面市。1.4自动装卸货物的执行机构的安全保护装置AGV的主要功能是解决物料的全自动搬运，除了其全自动运行功能外，还有自动装载和卸载货物的装置。如辊道式AGV的辊道，叉车式AGV的货叉等，我们把这类机构归为自动装卸货物的执行机构。执行机构为AGV上动中之动的结构，其安全保护装置为又一难点，这类结构包括机械和电气两大类。一般地在同一辆车上，机械和电气这两类保护装置都具备，互相关联，同时产生保护作用。如位置定位装置、位置限位装置、货物位置检测装置、货物形态检测装置、货物位置对中结构、机构自锁装置等结构。1.5警报装置为了通知AGV的运动状态和唤起周围的注意，AGV须装备多种警报装置：u自动运转显示灯：AGV自动运行时，显示灯亮，AGV处于非自动运行状态时，显示灯亮灭。u运行警报器：AGV在运行及移载过程中，根据不同的环境，警报装置产生相应的警报信息。u前进警报器：AGV由停止状态进入运行状态时，在前进之前发出警报。u后退警报器：AGV处于后退运行状态时，发出警报。u异常警报器：AGV发生异常时，警示灯亮，警报器发出声音告诉人们发生了异常情况。u左传、右转显示灯：识别AGV的左传和右转方向，显示灯相应亮。u急停装置：AGV在突发异常状况下，必须有急停装置维护自身。急停装置位于车身上便于识别、操作的位置，通过手按等简单的操作就可实现紧急停止的功能；具有系统连锁保护功能，紧急停止后，只要停止原因的安全性得不到确认，就算已解除异常，AGV也不会再次启动运行；具有手动控制功能，在异常状况下，操作人员可以通过手动操作AGV。u状态监视装置：监视AGV运行状态，特别是当AGV发生异常时，能够具有了解该状态及其原因的监视功能。1.6充电保护装置AGV结构设计的又一难点是其动力源装置的设计。动力源的功率大小直接影响AGV的功用，而动力源的体积大小将直接影响整车的体积及外观造型。蓄电池被选作为AGV动力源。铅酸蓄电池、镉镍蓄电池、镍锌蓄电池、镍氢蓄电池、锂离子蓄电池等可供选用，需要考虑的因素除了功率大小、安时数多少、功率重量比、体积大小等外，最关键的因素换需考虑充电时间的长短和维护的容易性。快速充电为大电流充电，一般为专业的充电装备，其本身必须有充电限制装置和安全保护装置。充电装置在小车上的布置方式有多种，一般有地面电靴式、壁挂式等。在设计过程中，必须结合AGV的运行状况，综合考虑其在运行状态下，可能产生的短路等因素，从而考虑设置AGV的安全保护装置。2运行环境的安全防护措施2.1应安全行走的需要，在AGV运行路径上，考虑使用警报、标志、信号、色彩、安全杆等警示物，以确保安全。2.2为了防止与人、周围设施相撞，根据需要可考虑设置相应的防撞装置。2.3AGV在与站台、自动门、电梯等设施进行连动的场合，要系统地考虑方方面面的联动因素，使其运动相互协调，与AGV的运行连锁。2.4要确实做到与周围装置以及相关设备的货物、情报的接受等动作相互协调，做到安全启动和连续运转。2.5特殊环境，事前要对其环境条件进行核实、明确，并根据需要设定特殊的AGV运行规则。2.6铺设适于AGV安全行驶的路面，并在其范围内显示安全通道和安全行驶区域。行驶通道与一般通道公用的场合，确保行人与AGV行驶通道间，行人可以避让车辆的安全空间。通常情况下，AGV运行通道，尽量限制行人的进入。在交叉路口、分叉口、急转弯路口等地方，由于看不到车辆，行人可能会意想不到地与AGV相撞，因此，要在这些地方设置安全避让场所，并设置醒目标志。2.7针对AGV不同的导引系统，对行驶区域周围使用的动力设备、电气配线、照明装备、空气机等发出的电磁波、光、超声波以及车轮与路面摩擦所产生的静电等干扰因素，应设置相应的安全防护措施。3计算机系统的安全防护信息处理所需3.1为了保证AGVS设备的安全调度运行，首先要求构建精确的底层基础数据库，如电磁导引式地面路径的布置，激光导引式的激光放射板的布置及路径的绘制等，都必须经过科学的规划和精确的测定。底层提供给上位计算机系统的数据必须科学、准确，并且能够进行有效控制，也就是说底层和上位计算机的通讯必须通畅、安全可靠。3.2AGVS的正常运行，必须遵守一定的调度原则，如任务优先，执行任务运行中的AGV，必须在完成当前任务后，再进行其它；运行中的AGV就近完成任务，系统中的AGV个体，能够随机判定就近执行任务的优先权；以及AGV在正常运行中必须遵守交通管制原则等。计算机管理系统软件必须包括这些原则的智能诊断和根据接收信息处理异常故障的功能。3.3计算机管理系统软件本身必须具备的自行诊断、自我保护功能，以及异常故障清除后的系统自动恢复功能。总之，计算机管理系统实行有效的、管控一体的指挥调度，对于在正常运行中的AGV是必需的。作为调度中枢，计算机管理系统必须保证AGVS在实际生产过程中的安全运行，也必须保证系统自身的安全。4应用示例及结束语九十年代中期，昆明船舶设备集团公司在吸收应用国际先进AGV导航技术的基础上，成功地自行开发研制了多种激光导引运输车，并将它应用到云南红河卷烟厂辅料库、成品库、烟叶配方库等自动化物流系统中，成功地将自动化技术柔性化、宜人性地延伸到实际生产的各个环节。目前，昆明船舶设备集团公司已批量生产销售AGV，并具备较高水平的AGVS产品开发能力和技术实施能力。在AGV系列产品的开发过程中，设计人员将安全防护措施作为设计开发的关键之一。现有的AGV商品配备了多重安全防护措施，如使用玻璃钢、软牛皮和微动开关构成AGV的障碍物接触式缓冲器，用红外线障碍物探测器调出两级接近探测范围，用光电开关等组成安全防撞装置等。这些措施使AGV形成一个带有智能性功用的防护体系，通过长时间的运行，效果良好。AGVS的具体实施分为高性能的AGV单机产品、系统运行环境的构建和上位计算机系统软件的开发等三大部分。在具体的设计开发、生产制造和现场实施过程中，只有通过不断的探索、研究和总结，积累经验，才能完善AGV的安全防护措施。