自动导向小车(AGV)系统及其组成

自动导向小车（AGV）系统及其组成自动导向小车（AGV）系统及其组成摘要：自动导向小车（AGV）是一种由计算机控制并按照一定程序自动完成运输任务的运输工具，是现代自动仓储技术发展的趋势,它能实现柔性运输、使用灵活、运输效率高、节能、系统工作可靠、无公害,并且可以改善工作环境,大大节约人工成本,在发达国家已经得到了广范的应用,对提高生产自动化程度和生产效率有着重要意义。关键词：AGV自动导向自动化正文：自动导引小车AGV(AutomatedGuidedVehicle)是一种自动化物料搬运设备,它具自动化程度高、应用灵活、安全可靠、无人操作、施工简单及维修方便等诸多优点，因而广泛应用于汽车制造业、烟草行业、工程机械行业、机场等物资运输场所。AGV同时也广泛应用于柔性生产系统（FMS）、柔性搬运系统和自动化仓库中。AGV是现代物流系统的关键设备，它对于提高生产自动化程度和生产效率有着重要意义。1AGV小车体系结构1.1AGV的基本运行方式自动导向车系统（简称AGVS）是无人控制的自动化系统，主要由自动导向车（以下简称AGV）、地面管理系统（VSM）、导引系统、地址编码系统、通读系统、停车站、充电站和周边设备等基本单元组成。其中AGV是自动导向车系统的主要部分之一。AGV的优点包括能实现柔性运输、使用灵活、运输效率高、节能、系统工作可靠、无公害及改善工作环境。随着AGVS技术的不断进步，AGV的运行方式有很大变化。大体有两种小车控制方案：第一种控制方案设计思想是强调小车的智能水平，只需操作者通过车上终端设备或由AGV地面管理系统（以下简称VSM）通过FSK无线感应式数字通讯方式向车载微电脑系统输入诸如目标地址或工艺路线编号等信息，小车就能在车载微电脑控制下按要求完成一系列作业。该控制方案不需要VSM给予更多的支持。第二种控制方案设计思想是强调VSM的作用，由VSM对系统中的AGV进行实时控制。AGV与VSM间以无线数字通讯方式交流信息，VSM掌握系统中各小车的实时位置和状态，对小车进行实时控制和调度。该方案技术关键的障碍是无线数字通讯环节，一旦通讯环节受到干扰小车就要失控。1.2AGV的导向系统AGV导向系统是AGVS的基本组成部分之一。近年来AGV导引技术已经有很大发展。十年前几乎所有AGV都是采用电磁波导引，而今光电导引、磁电导引、磁气导引、化学导引、以及诸如三维空间导引、网格导引、惯性导引等无导引线的导引技术已占据市场相当大的比例。1.3AGV的区域自锁为了防止AGV小车在合流点以及追尾相撞，在系统中划分若干区域并规定在一个区域里只允许有一辆车进入以防止小车相撞。在用户系统中常有一些分支（道岔）和交叉路口，为了防止AGV小车在这些地方的合流点处发生撞车事故，规定当有一辆车进入岔道合流部区域时不允许再有其它车辆进入该区域，对该区域实行闭锁。当这辆车驶离该合流点后才允许其它车辆进入该合流部区域，这样就能有效地防止来自不同方向的车辆在道岔或交叉路口合流处发生撞车事故。1.4AGV的地址识别技术在AGV场中每一个岔道、交叉路口和停车站都设置一个携址装置或设施，每一辆AGV小车上都装有一个地址编码阅读器，这些就构成了地址编码系统。AGV小车靠系统中的携址装置或设施了解当前行驶到什么地方，从而决定下一步的去向或操作。目前常见的地址码系统有以下几种：发射机应答器、磁编码系统、光地址编码系统、感应式地址编码系统。1.5AGV的蓄电池充电AGV小车的能源是蓄电池，补充能量是不可忽视的环节。目前在AGVS中常用在线自动充电和人工充电两种充电方法，究竟用那种方法充电要由所用蓄电池种类而定。目前AGV小车所用的蓄电池主要有铅酸蓄电池和镍铬或铁镍碱性蓄电池两大类。其中铅酸蓄电池价格便宜充电时间较长（一般要10个小时左右），寿命较短（一般1－2年）。碱性蓄电池价格比较贵，可快速充电，使用寿命较长。1.6AGV的行走机构早期AGV小车自动运行时只能单向行驶，因而适用环境受到局限。为了满足工业生产的要求，近年来国外已有在自动运行时能前进和后退甚至全方位行驶（前进、后退、侧向和旋转）的AGV产品了，这些成就归功于行走机构的进步。（1）两轮差速的行走机构这种行走机构简单，工作可靠，成本低。在自动运行状态下小车能做前进、后退行驶并能垂直转弯，机动性好。（2）三轮行走机构三轮行走机构的AGV小车结构简单，控制容易，工作可靠，造价低。该车手动时可前进、后退和转弯，自动运行时只能单向行驶，转弯时后轮中点轨迹偏离导引线（轮迹呈曳物线）。（3）带舵轮的四轮行走机构带舵轮的四轮行走机构是在三轮行走机构基础上演变过来的，这种AGV小车在自动运行状态下可全方位行驶，转弯时前后车轮均能跟踪导引线轨迹，机动性比三轮车好，适用于狭窄通道作业环境。（4）其它形式的行走机构近年来国外公司不断研究出新的行走机构，其中最有代表性的属瑞典麦卡纳姆公司的行走机构。该行走机构设计新颖、机构紧凑，四个驱动车轮以铰接形式分别布置在底盘的四个角上。运行时分别控制四个车轮的转向和转速，利用速度矢量合成原理实现驾驶。这种AGV小车可实现全方位行驶。1.7AGV的安全系统AGV上装有红外线或超声波监测装置,当发现小车周围有障碍物或人员时,控制小车减速或停车。另外,在小车的每端都有微动开关缓冲器,当与之有极小的接触或擦碰,它能控制小车停车。另外,还有其它一些安全措施:（1）当小车准备起动或运行时,安装在其前后的警示灯不断闪亮（2）有可调的多声调的发声警示信号（3）当电源切断时,安装在每个车轮上的制动器自动接合（4）操作者可将小车上的控制插头接入到一个控制装置中,能引导小车完成各种作业,并可脱离引导路径（5）在小车的每一面都有急停按钮（6）电压不足的信息可显示在系统主管者计算机控制台的显示屏上（7）防切屑和冷却液的防护罩可保护电路免受污染;（8）安装在车下的扫地刷可保持通路清洁、无脏污及切屑。1.8AGV的移栽将物料装到AGV上或者从AGV上取下物料放置到缓冲站上的操作过程称为AGV的移栽。有多种移栽方式。（1）人工移栽用升降叉车进行直接或单元装卸或人工装卸均属此类。人工将挂车与牵引式AGV脱开并将其推到指定工作站，将物料从AGV上的简单滚道推到固定的滚道上也称为人工移栽。（2）自动连接与脱开AGV驶入一侧支线并自动与挂车脱钩；AGV驶入一目标侧支线自动与一组等待的挂车连接并驶往下一个目的地址。（3）自动移栽AGV上设有可升降的移栽台。移栽台的升降一般采用液压传动系统。移栽台上可设有链传动移栽机构、动力滚道以及皮带移栽装置。各种移栽装置常用电机减速系统来驱动。为了顺利移栽，AGV必须精确停位一便移栽机构与地面缓冲站能自动交接。（4）车载机器人的移栽方式AVG上装有移栽机器人，当AGV挺准目的地址时地址时使用机器人装卸工件或其他作业。2结束语近年来AGV和AGVS技术发展很快，体现在：小车向智能化方向发展，车型品种繁多；系统采用计算机分级管理，在控制方面采用集散式控制技术；在通讯方面采用无线数字通讯、FSK（移频键控）、感应式数字通讯、红外通讯技术；在地址识别方面采用射频识别技术、光电识别技术、磁电识别技术；在车群管理方面采用分区控制、小车实时控制、优化调度、在线自动充电和模拟显示等先进技术。随着新技术的不断发展，AGV技术已广泛应用各项领域。参考文献：[1].杨文华,王勇.激光导引AGV系统原理及应用[J].机器人技术与应用,2000,(03).[2].白小波,王宏玉,卞瑰石,张雷,李凤君,汪洵.AGVS系统技术应用[J].物流技术,2000,(02).[3].李存昌，李郝林，黎永明.自动导引车（AGV）的整体设计及动态实时调度[J].组合机床与自动化加工技术,1996,(04).[4].储江伟,郭克友,王荣本,李斌,冯炎.自动导向车导向技术分析与评价[J].起重运输机械,2002,(11).[5].张正义.AGV技术发展综述[J].物流技术与应用,2005,(07).[6].宾鸿赞，王润孝.先进制造技术[M].北京：高等教育出版社，2006.