AGV小车知识汇总

广州阿特博软件科技有限公司 AGV小车知识汇总 一 AGV的定义 AGV是无人搬运车（Automated Guided Vehicle）的英文缩写。是指装备有电磁或光学等自动导引装置，能够沿规定的导引路径行驶，具有安全保护以及各种移载功能的运输车，AGV属于轮式移动机器人（WMR——Wheeled Mobole Robot）的范畴。 在这里引入另一个名词—AGC（Automated Guided Cart），它也属于AGV的范畴，是以日本为代表的简易型AGV技术，该技术追求的是简单实用，极力让用户在最短的时间内收回投资成本。该类AGV完全结合简单的生产应用场合（单一的路径，固定的流程），AGV只是用来进行搬运，并不强调AGV的自动装卸功能。由于日本的基础工业发达，AGV生产企业能够为AGV配置上几乎简单得不能再简单的功能器件，使AGV的成本几乎降到了极限。目前国内所说的AGV其实绝大多数是指AGC，目前我国能生产真正AGV的企业只有三家。 二 AGV的发展历程 1 AGV在国外的发展历程 世界上第一台AGV是由美国Barrett电子公司于20世纪50年代初开发成功的，它是一种牵引式小车系统，可十分方便地与其他物流系统自动连接，显著地提高劳动生产率，极大地提高了装卸搬运的自动化程度。1954年英国最早研制了电磁感应导向的AGV，由于它的显著特点，迅速得到了应用和推广。 1960年欧洲就安装了各种形式、不同水平的AGVS 220套，使用了AGV 1300多台。到了70年代中期，由于微处理器及计算机技术的普及，伺服驱动技术的成熟促进了复杂控制器的改进，并设计出更为灵活的AGV。1973年，瑞典VOLVO公司在KALMAR轿车厂的装配线上大量采用了AGV进行计算机控制装配作业，扩大了AGV的使用范围。70年代末，欧洲约装备了520个AGV系统，共有4800台小车，1985年发展到10000台左右。其应用领域分布为：汽车工业（57%），柔性制造系统FMS(8%)和柔性装配系统FAS(44%). 20世纪80年代末，国外的AGV达到发展的成熟阶段，此时美国的AGV生产厂商从1983年的23家剧增至1985年的74家。1984年，美国通用汽车公司完成了它的第一个柔性装配系统(FAS),从此该公司就成为当时AGV的最大用户。1986年已达1407台(包括牵引式小车、叉车和单兀装卸小车)，1987年又新增加1662台。美国各公司在欧洲技术的基础上将AGV发展到更为先进的水平，他们采用更先进的计算机控制系统，运输量更大，移载时间更短，小车和控制器的可靠性更高。 日本在1963年首次引进AGV,其第一家AGV工厂于1966年由一家运输设备供应厂商与美国的Webb公司合资建成。1976年后，日本对AGV的发展给予了高度重视，每年增加数十套AGV系统，有神钢电机、平田电机、住友重机等27个主要生产厂商生产几十种不同类型的AGV。1981年，日本的AGV总产值为60亿日元，1985年已上升到200亿日元，平均每年以20%的速度递增，1986年，日本累计安装了2312个AGVS，拥有5032台AGV,到1990年日本拥有AGV约一万台。到1988年，日本AGV制造厂已达47家，如大福,Fanuc公司、Murata(村田)公司等，广泛应用于汽车制造、机械、电子、钢铁、化工、医药、印刷、仓储、运输业和商业上。 目前，全世界AGVS保有量两万套以上，AGV数十万台。 2 AGV在国内的发展历程 我国AGV发展历程较短，但一直以来不断加大在这一领域的投入，以改变我国AGV长期依赖进口的局面。经过不懈地努力终于取得了一定的成效，北京起重运输机械研究所、清华大学、中国邮政科学院邮政科学研究规划院、中国科学院沈阳自动化所、大连组合机床研究所、国防科技大学和华东工学院都在进行不同类型的AGV的研制并小批投入生产。 1976年，北京起重机械研究所研制出第一台AGV，建成第一套AGV滚珠加工演示系统，随后又研制出单向运行载重500公斤的AGV，双向运行载重500kg、1000kg、2000kg的AGV，开发研制了几套较简单的AGV应用系统。 1988年，原邮电部北京邮政科学技术研究所研制了邮政枢纽AGV。 1991年起，中科院沈阳自动化研究所/新松机器人自动化股份研究公司为沈阳金杯汽车厂研制生产了客车6台AGV用于汽车装配线中，可以说是汽车工业中用得比较成功的例子，并于1996年获国家科学技术进步三等奖。 1992年，天津理工学院研制了核电站用光学导引AGV。 1995年，我国的AGV技术出口韩国，标志着我国自主研发的机器人技术第一次走向了国际市场。 目前国内的AGV保有量应该在1000台左右，大约有60%是国内的AGV厂家提供的，40%是国外厂家提供的。 在国内AGV的技术来源有两种模式：一种是引进技术；一种是自有知识产权的技术。两种模式目前都涵盖AGV的所有技术，技术水平并无多大差别。引进技术主要是瑞典NDC的AGV控制系统技术，据了解NDC目前在国内现有3家合作伙伴。 三 AGV的基本结构 AGV结构示意图 车体——由车架和相应的机械装置所组成，是AGV的基础部分，是其他总成部件的安装基础。 电池组和充电装置——AGV常采用24V和48V直流蓄电池为动力。目前常用的是铅酸和镍镉电池。 驱动装置——由车轮、减速器、制动器、驱动电机及速度控制器等部分组成，是控制AGV正常运行的装置。其运行指令由计算机或人工控制齐发出，运行速度、方向、制动的调节分别由计算机控制。为了安全，在断电时制动装置能靠机械实现制动。 转向控制装置——接受导引系统的方向信息，通过转向装置来实现转向动作。 安全装置——包括对AGV本身的保护、对人或其他设备的保护等方面。 移载装置——与所搬运货物直接接触，实现货物转载的装置。 信息传输与处理装置——对AGV进行监控，监控AGV所处的地面状态，并与地面控制站实时进行信息传递。 四 AGV的特点 1 自动化程度高——由计算机，电控设备，磁气感应SENSOR,激光反射板等控制。当车间某一环节需要辅料时，由工作人员向计算机终端输入相关信息，计算机终端再将信息发送到中央控制室，由专业的技术人员向计算机发出指令，在电控设备的合作下，这一指令最终被AGV接受并执行——将辅料送至相应地点。 2 充电自动化——当AGV小车的电量即将耗尽时，它会向系统发出请求指令，请求充电（一般技术人员会事先设置好一个值），在系统允许后自动到充电的地方“排队”充电。另外，AGV小车的电池寿命很长（2年以上），并且每充电15分钟可工作4h左右。 3 美观——提高观赏度，从而提高企业的形象。 4 安全性能好——人为驾驶的车辆，其行驶路径无法确知。而AGV 的导引路径却是非常明确的，因此大大提高了安全性。 5 降低成本——AGV 系统的资金投入是短期的，而员工的工资是长期的，还会随着通货膨胀而不断增加。 6 易维护——红外传感器和机械防撞可确保AGV免遭碰撞，降低故障率。 7 可预测性——AGV 在行驶路径上遇到障碍物会自动停车，而人为驾驶的车辆因人的思想因素可能会判断有偏差。 8 降低产品损伤——可减少由于人工的不 规范 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 操作而造成的货物损坏。 9 改善物流管理——由于AGV 系统内在的智能控制，能够让货物摆放更加有序，车间更加整洁。 10 较小的场地要求——AGV 比传统的叉车需要的巷道宽度窄得多。同时，对于自由行驶的AGV 而言，还能够从传送带和其他移动设备上准确地装卸货物； 11 灵活性好——AGV 系统允许最大限度地更改路径规划。 12 优秀的调度能力——由于AGV 系统的可靠性，使得AGV 系统具有非常优化的调度能力。 13 工艺流程的纽带——AGV 系统应该也必须是工艺流程中的一部分，它是把众多工艺连接在一起的纽带。 14 长距离运输——AGV 系统能够有效地进行点对点运输，尤其适用于长距离运输（大于60米）。 15 适应特殊工作环境——专用系统可在人员不便进入的环境下工作。 五 AGV的主要技术参数 1 额定载重量 自动导引搬运车所能承载货物的最大重量。AGV的载重量范围在 50kg～20000kg，以中小型吨位居多。根据日本通产省的调查， 目前使用的AGV载重量在100kg以下的占19%，载重量在100kg～ 300kg 22% 300kg 500kg 9% 500kg 1000kg 300kg占22%，300kg～500kg占9%，500kg～1000kg的占18%， 18% 1000kg～2000kg的占21%，2000kg～5000kg的占8%，而5000kg 以上的数量极少。 2 自重 自重是指自动导引搬运车与电池加起来的总重量。 3 车体尺寸 车体尺寸是指车体的长、宽、高外形尺寸。该尺寸应该与所承载 货物的尺寸和通道宽度相适应。 4 停位精度 指AGV到达目的地址处并准备自动移载时 所处的实际位置与程序设定的位置之间的 偏差值（mm）。这一参数很重要，是确定 移载方式的主要依据，不同的移载方式要 求不同的停位精度。 5 最小转弯半径 指AGV在空载低速行驶、偏转程度最大时， 瞬时转向中心到AGV纵向中心线的距离。 它是确定车辆弯道运行所需空间的重要参数。 6 运行速度 指自动导引搬运车在额定载重量下行驶时 所能达到的最大速度。它是确定车辆作业 周期和搬运效率的重要参数。 7 工作周期 自动导引搬运车完成一次工作循环所需的时间。 8 运载类别 所运输的物料的类型 9 移载方式 移载装置的运动形式 10 驱动形式 指的是AGV靠什么装置来实现行走,转向的功能的 六 AGV的类型 1 按导引方式分 1.1 直接坐标导航方式 用定位块将AGV的行驶区域分成若干坐标小区域，通过对小区域的计数实现导航，一般有光电式（将坐标小区域以两种颜色划分，通过光电器件计数）和电磁式（将坐标小区域以金属块或磁块划分，通过电磁感应器件计数）两种形式，其优点是可以实现路径的修改，导引的可靠性好，对环境无特别要求。缺点是地面测量安装复杂，工作量大，导引精度和定位精度较低，且无法满足复杂路径的要求。 1.2电磁导航方式 电磁导航是较为传统的导航方式之一，目前仍被采用，它是在AGV的行驶路径上埋设金属线，并在金属线加载导引频率，通过对导引频率的识别来实现AGV的导航。其主要优点是引线隐蔽，不易污染和破损，导引原理简单而可靠，便于控制和通讯，对声光无干扰，制造成本较低。缺点是路径难以更改扩展，对复杂路径的局限性大。 1.3 磁导航方式 与电磁导引相比，用在路面上贴磁条替代在地面下埋设金属线，通过磁感应信号实现导航，其灵活性比较好，改变或扩充路径较容易，磁条铺设简单易行，但此导航方式会受环路通过的金属等硬物的机械损伤，对导航有一定的影响。 1.4 激光导航方式 激光导航是在AGV行驶路径的周围安装位置精确的激光反射板，AGV通过发射激光束，同时采集由反射板反射的激光束，来确定其当前的位置和方向，并通过连续的三角几何运算来实现AGV的导航。 此项技术最大的优点是，AGV定位精确；地面无需其他定位设施；行驶路径可灵活多变，能够适合多种现场环境，它是目前国外许多AGV生产厂家优先采用的先进导航方式，缺点是制造成本高，对环境要求较相对苛刻（外界光线，地面要求，能见度要求等）。 1.5 光学导航方式 在AGV的行驶路径上涂漆或粘贴色带，通过对摄像机采入的色带图象信号进行简单处理而实现导航，其灵活性比较好，地面路线设置简单易行，但对色带的污染和机械磨损十分敏感，对环境要求过高，导航可靠性较差，且很难实现精确定位。 1.6 惯性导航方式 惯性导航是在AGV上安装陀螺仪，在行驶区域的地面上安装定位块，AGV可通过对陀螺仪偏差信号的计算及地面定位块信号的采集来确定自身的位置和方向，从而实现导航。 此项技术在军方较早运用，其主要优点是技术先进，定位准确性高，灵活性强，便于组合和兼容，适用领域广，已被国外的许多AGV生产厂家采用。其缺点是制造成本较高，导引的精度和可靠性与陀螺仪的制造精度及使用寿命密切相关。 1.7 图象识别导航方式 对AGV行驶区域的环境进行图象识别，实现智能行驶，这是一种具有巨大潜力的导航技术，此项技术已被少数国家的军方采用，将其应用到AGV上还只停留在研究中。 图象识别技术与激光导航技术相结合将会为自动化工程提供意想不到的可能，如导航的精确性和可靠性，行驶的安全性，智能化的记忆识别等都将更加完美。 1.8 GPS（全球定位系统）导航方式 通过卫星对非固定路面系统中的控制对象进行跟踪和制导，目前此项技术还在发展和完善，通常用于室外远距离的跟踪和制导，其精度取决于卫星在空中的固定精度和数量，以及控制对象周围环境等因素。由此发展出来的是iGPS（室内GPS）和dGPS（用于室外的差分GPS），其精度要远远高于民用GPS，但地面设施的制造成本是一般用户无法接受的。 1.9几种导向方式的技术分析与评价 1.9.1 可靠度 对国外十几家AGV公司27个系列产品所采用的主要导向技术的统计结果显示，电磁感应、惯性导航、光学检测、位置设定、激光检测、图像识别所占比例分别为32.3%、27.8%、16.9%、13.8%、7.69%和1.54%。其中，电磁感应导向技术的应用比例最高，这表明该项技术已经十分成熟。而机器视觉导向技术应用较少，说明该项技术还需要深入研究和不断完善。另外，自主导航技术仍然处在研究阶段，还有许多技术问题需要解决。 1.9.2 适应能力 适应能力是指AGV运行时所经过地面的整洁程度、空间无障碍程度以及光电干扰程度对导向技术的限制。由于不同的导向技术对应用环境的要求不同，因此，某种导向方法的实际应用有可能受到限制。 对于有线式导向技术，如埋线感应、光学导向和机器视觉等，环境要求主要是地面的平整和清洁程度。除了埋线电磁感应式对地面的清洁程度要求较低外，其他几种方式都要求较高。但电磁和磁带导向方式对地面的平整程度要求较高。 对于无线式所采用的激光导向技术而言，环境要求主要是空间的无障碍程度。这是由于该种方法要在AGV运行所经过空间的特定位置处设置反射镜面。因此，需要提供足够的扫描空间，避免其他物体的干扰。 惯性导向和坐标识别导向技术对运行环境没有太多的要求。 1.9.3 路径柔性 　 由AGV组成的物料搬运系统有良好的柔性，但不同的导向技术其路径柔性有很大差别。无线式导向方法可以在很短的时间内改变运行路径，其中有些方法只需改变控制软件实现运行路径的变更。而有线式导向方法的路径柔性相对较差，其中电磁感应埋线导向技术导向路径的变更最困难，成本较高。 1.9.4 运行速度 AGV的运行速度受导向技术的影响很大，主要取决于对导向路径识别的实时性。所采用的导向技术对路径的识别能力(如检测精确性、实时性和抗干扰性等)直接影响运行速度。有线式导向方法识别路径的速度快、实时性好，而无线式导向方法相对较差。 1.9.5 导向稳定程度 导向稳定程度是指为使AGV沿着规定的路线行驶单位时间内进行纠偏转向控制的次数和幅度。由于AGV在运行过程中，受某种因素的影响不可避免地产生偏离运动路径的状态，因此为了保证运行方向必须对车辆进行转向控制，引起车辆沿曲线运动，导致车辆摆动，甚至转向振荡。一般来讲，有线式导向方法对路径的跟踪能力强，行驶稳定性好，AGV沿着规定路线行驶的稳定程度高。 1.9.6 定停精度 定停精度是指AGV在停车时与预定位置的偏差，它由方向偏差和距离偏差2部分组成。在物料搬运过程中，AGV应能在所要求的工位或货位上与自动装卸机构准确对接。定停精度是一项重要的技术指标。 定停精度受导向技术的直接影响并且和控制技术相关。用标线图像识别技术不仅能识别路径标线，而且还可以识别停车标识信息，一次柔性定停精度可以达到土5 mm。电磁感应埋线式导向技术的一次柔性定停精度为土20mm，而采用其他导向技术时，一般需要辅以二次刚性定位措施才能达到定停精度的要求。 1.9.7 信息容量 任何一种导向技术都以能获取定位信息为前提，但不同的导向技术所获取的相关信息的容量有很大差别。采用图像识别技术不仅可以获得路径信息，而且还可以获得工位编码，加速、减速和停车标识等控制信息，获取的信息容量大，可提高路径导向及控制柔性。 1.9.8 技术成本 导向技术的技术成本包括2个方面，即制造成本和使用费用。一般来讲，无线式导向方法的制造成本较高，而有线式导向方法的使用费用较高。 2 按驱动方式分 2.1 单驱动 用于三轮车型：一个驱动兼转向轮，两个固定从动轮（分布在车体轴线的两边）。这种车型可以前进、后退、左右转弯（转角小于90°）。因三轮结构的抓地性好，对地表面要求一般，适用于广泛的环境和场合。 舵轮结构示意图 2.2差速驱动 常见有三轮和四轮两种车型：两个固定驱动轮（分布在车体轴线的两边），一个（三轮车型）或两个（四轮车型）从动自由轮，转弯靠两个驱动轮之间的速度差实现。这种车型可以前进、后退、左右转弯（转角大于90°）、原地自旋，转弯的适应性比单驱动强。若是三轮车型，对地表面的适用性和单驱动类似。若是四轮车型，因容易造成其中某一个轮悬空而影响导航，故对地表面平整度要求苛刻，适用范围受到一定限制。 2.3 双驱动 用于四轮车型：两个驱动兼转向轮，两个从动自由轮。这种车型可以前进、后退、全方位（万向）行驶。突出特点是可以在行驶过程中控制车身姿态的任意变化，适用于狭窄通道或对作业方向有特别要求的环境和场合。缺点和差速驱动的四轮车型类似，对地表面平整度要求苛刻，适用范围受到一定限制；此外，结构复杂，成本较高。 2.4 多轮驱动 用于八轮车型：四个驱动兼转向轮，四个从动自由轮。这种车型可以前进、后退、全方位行驶。应用于重载行业输送，结构复杂，成本较高。 3 按移载方式分 3.1 推挽式 AGV装卸货物通过自身的推挽机构与地面的无动力辊道站台实现。作业时，AGV停靠在站台侧边，通过推挽机构左、右侧向移动伸臂推拉完成装卸货物，货物在AGV辊道与地面站台辊道之间滚动，载荷转移巧妙，地面站台不需要连锁信号和动力传动，适 合同 劳动合同范本免费下载装修合同范本免费下载租赁合同免费下载房屋买卖合同下载劳务合同范本下载 高度站台之间的搬运场合。但对作业点的定位精度以及与移载系统关联的部分要求较高，特别对多辆车和多个站台的场合，要保证其可靠性难度较大。 推挽式常用于平面托盘的物料搬运，如果是欧式托盘或其它物体，要注意满足能滚动和可推挽的条件。 3.2 辊道式 AGV装卸货物是通过自身辊道与地面站台辊道对接之后实现。地面站台是带动力传动的辊道，AGV准确停靠在地面站台侧边，车上和站台上的辊道对接无误后同步传动完成移载。故要求滚动体规范，传动高度一致，传动速度吻合。可左、右双向装卸托盘货物，作业效率高，AGV安全性好。移载机构与原理简单，可靠性好，但站台需要有连锁信号和动力传动。适合于站台数少，车间或库区入、出口RS/AS之间往返作业。辊道式常用于可滚动的各式托盘或物体的移载场合，包入括大的纸箱、木箱、板材、集装箱等，特别适用于重载物料的搬运。 辊道式AGV 3.3 链式 除了货物传动方式是链条或链板不同外，其余与辊道式类似。链式主要适用于不能滚动物体的移载场合。 链式AGV 3.4 带式 除了货物传动方式是传送带不同外，其余与辊道式类似。带式主要适用于较轻较小物料的移载场合，如纸盒、纸箱、各式袋装品等。 带式AGV 3.5 牵引式 AGV作为牵引动力，通过拖挂带轮的箱体或容器完成对物料的运送。适合用挂斗和拖车运送物料的场合，如行包运送、化学品运送、废料收集等。 牵引式AGV 3.6 驮举式 AGV通过驮举来移载物料，一般移载机构位于AGV车体上方，作业时AGV停在货物正下方，通过升降机构驮起或降下实现货物的移载，动作简单，作业效率高，安全性好。适合多种货物形式和笨重物体两地之间往返搬运，也可作为柔性装配线、加工线使用。常用于车身、车架、集装箱、大型机件等物体搬运。 驮举式AGV 3.7 叉式 叉式AGV与人工叉车在式样上基本类似，有侧叉式、正向叉式、落地叉式、三向叉式等多种车型。叉式AGV基本采用托盘堆放货物进行作业，目前正随着物流产业 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 托盘的逐步推广而迅速发展。 3.7.1 侧叉式：从车的左右两侧移载货物，因叉起过程重心需由车体来平衡，故车体较笨重，移载重量有限，且能耗高、不经济。 侧叉式AGV 3.7.2正向叉式：从车体正前方叉起货物，能适应多种托盘从地面到常规高度范围货架的作业场合。特点是货叉下方没有支腿，叉车体作业时完全在货架或站台之外，对环境无特别的条件要求。但由于平衡的需要，车体较笨重，货叉突出，安全性有限。 3.7.3 落地叉式：货叉在车体后方，能上下升降，落下时在两条支腿之上，叉间距与标准欧式托盘下的两个空档吻合，正好能进入其中叉起托盘货物。因此，移载过程须倒车才能完成，对于双面托盘，不能直接放到地面，须放在有一定高度（一般≥100mm），能保证货叉及下方的两个支腿同时进入即可。该车型适合在高低差较大的站台或货架（牛腿式）之间装卸货物，特别是对驶入式巷道、多层货架（牛腿式）的密集性存储搬运独具优势。缺点是货叉下方有支腿，倒车过程安全性有局限。常用于各种库区到车间的物料自动存储及搬运，如辅料、原料、成品等的自动化物流系统。 落地叉式AGV 3.7.4 三向叉式：这种AGV的货叉能分别向左、向右、向正前方三个方向进行托盘货物的自动装卸。适应多种标准托盘，适合巷道内多层货架或高低差较大的存储装卸场合。缺点是车型笨重宽大，行驶区域占用较多空间，作业场地有效利用率低，且AGV结构复杂，成本很高。 3.8 拣选式 是在传统人工拣选车的基础上改造成的自动导引拣选车。作业时，人只要站在AGV拣选台上，当接到拣选指令后，AGV会按照最优的次序自动行驶，逐一地准确停位在目标位置，升降拣选台到适合人拣选的高度，人就可以按照车载终端的信息提示，进行拣选，然后确认该项完成，接着AGV会前往下一目标点，继续下一项拣选，依次进行。常用于低层平库中巷道货架的多品种小件货物场合，如药品、图书、档案、备件等的拣选。 3.9 龙门式 AGV外形类似龙门结构，能全方位行驶，移载过程是通过左右侧向伸缩移动货叉和升降来完成装卸货物。作业灵活性强，行驶安全性好。对地面站台要求简单，但自身移载机构复杂，适合狭窄区域或苛刻路径。多用于生产车间，如食品加工的原料运送。 3.10机器人式 AGV上装备机械手，可根据指令自动行驶，准确停位，自动完成抓举、装配、装卸、堆码、拆垛等一系列作业功能，是一个智能移动式工业机器人。但结构、控制复杂，成本较高。常用于条件特殊、要求高，或某些无人的场合，如辅料自动搭配、危险品自动抓取等。 机器人式AGV 4 按充电方式分 4.1 自动充电 当AGV需要补充电力时，会自动报告并请求充电，由地面控制中心指挥，驶向指定充电区或台位，车载充电连接器与地面充电系统自动连接并实施充电。充电完成后AGV自动脱离充电系统，驶向工作区或待命区投入正常运行。其特点是整个充电过程全部实现自动化、智能化，无需专人看管。自动充电AGV适用于工作周期长，车多人少，自动化程度高的场合，且多使用碱性快速充电电池，如卷烟、冶金、化工、汽车、航空等行业。 4.2 手动充电 当AGV电力不足时，由地面控制中心指挥，驶向指定充电区或台位，由专职人员手动完成AGV与充电器之间的电器连接，然后实施充电，完成后也是人工去脱离连接电路，恢复工作状态。手动充电AGV的特点是安全可靠，简单易行，但需要专人看管，浪费人力，而且自动化程度降低。常用于自动化程度要求不是很高，车少人多，标准工作制的场合，如白天上班8小时使用AGV，下班休息时让AGV充电，适用于酸性常规电池。 　　4.3换电池充电 当AGV电力不足时，由专职人员手动更换电池组，AGV即可投入使用。换下的电池组通过充电后待用。其特点是简单快捷，但要专人看管，需多一倍的电池组，浪费人力财力，方式原始。常用于对工作响应的及时性要求较高、车不足的场合。 5 按通讯方式分 5.1 有线通讯 可利用导引线实现载波通讯，布线隐蔽，不易污损。主要用于电磁导引、简单路径和区域不大的场合。 　　5.2 红外光通讯 没有频率许可问题，通讯速度高，容易控制，通讯区须在清晰可见范围，需要机械防护，对灰尘敏感，受其它光源及相同波长红外线的干扰。适用于简单路径、没有遮挡和区域不大的场合。多用于电磁导引、磁带导引、光学导引AGV。 　　5.3 无线电通讯 良好的空间覆盖范围，对一般的遮挡干扰不敏感；安装简单，容易保护；室外效果更好。缺点是使用频率须许可，同一个系统内的所有AGV和地面基站须统一用一种频率，易受其它无线电设备干扰。适用于各种路径、各种导引方式、环境较复杂、区域较大的场合。 　　5.4 无线局域网 除了具有无线电通讯的基本特性外，还具有网络通讯的各项特点，速度快、扩展方便、兼容性好、与其它系统连接便捷、成本低。适用于各种路径、各种导引方式、环境较复杂、区域较大的场合。 七 AGV系统 1 AGV系统简介 AGV系统的控制是通过物流上位调度系统、AGV地面控制系统及AGV车载控制系统三者之间的相互协作完成的，对该系统的理解，有一个非常恰当而通俗易懂的例子： 假设某市有一家出租车公司，该公司管理先进，每辆出租车都装全球定位系统（GPS），这样在公司的监控中心就可以清楚地知道每辆车的位置及行驶路线，司机可通过无线通信随时向公司汇报此时车辆的载客情况。 当有客户需要乘坐出租车时，客户可以打电话到出租车公司的客户中心，说明他当前所在的位置，以及要到达的目的地，这里，我们可将客户的电话理解为来自物流调度系统的需求，出租车公司的客户中心理解为AGV的地面控制系统，即AGV系统的上位。 客户中心收到客户的电话后，可以通过无线电话与出租车司机联系，选择离客户最近，又正好空闲的车辆A前往接客，就像AGV的地面控制系统进行的车辆和任务分配；在车辆A前往接客的途中，客户中心可能又接到报告，有空闲车辆B离客户更近，那么客户中心将及时通知车辆B去接客户，取消车辆A的任务，这就是AGV地面控制系统的动态车辆调度。客户中心对出租车将要行驶道路的交通状况也了如指掌，能够及时通知各个司机选择最便捷的道路行驶，该道路所需时间最短，但不一定是路程最短，因为，最近路程的道路上可能发生了交通阻塞，这就是AGV地面系统中所完成的路径搜索和路径分配的工作。 AGV系统的控制过程就类似这样一家管理先进的出租车公司，物流上位调度系统、AGV地面控制系统和AGV车载控制系统分别相当于客户、客户中心和出租车司机，AGV地面控制系统和各台AGV之间通过无线通信来交换信息，调度AGV的作业，并为其选择路径（线），确保交通通畅。AGV是以电池为动力的，当电量不足时，会向地面控制系统发出充电请求，在得到允许后，前往充电站自动充电，在充电期间，AGV地面控制系统不会向此AGV分配任何任务，就与出租车进了加油站不再载客一样。 2 AGV系统的组成及各部分的作用 　　曾有国外专家对AGV控制系统需解决的主要问题做了恰当的比喻：Where am I? （我在哪里？）Where am I going?（我要去哪里？） How can I get there?（我怎么去？），这三个问题归纳起来分别就是AGV控制系统中的三个主要技术：AGV的导航（Navigation），AGV的路径规划（Layout designing），AGV的导引控制（Guidance）。为了能够解决好这些问题，AGV系统的构成也必然复杂： AGV系统的硬件结构 AGV控制系统分为地面（上位）控制系统、车载（单机）控制系统及导航/导引系统，其中，地面控制系统指AGV系统的固定设备，主要负责任务分配，车辆调度，路径（线）管理，交通管理，自动充电等功能；车载控制系统在收到上位系统的指令后，负责AGV的导航计算，导引实现，车辆行走，装卸操作等功能；导航/导引系统为AGV单机提供系统绝对或相对位置及航向。 AGV系统是一套复杂的控制系统，加之不同项目对系统的要求不同，更增加了系统的复杂性，因此，系统在软件配置上设计了一套支持AGV项目从路径规划、流程设计、系统仿真（Simulation）到项目实施全过程的解决 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 。上位系统提供了可灵活定义AGV系统流程的工具，可根据用户的实际需求来规划或修改路径或系统流程；而下位系统也提供了可供用户定义不同AGV功能的编程语言。 AGV系统的软件结构 2.1 地面控制系统 AGV地面控制系统（Stationary System）即AGV上位控制系统，是AGV系统的核心。其主要功能是对AGV系统（AGVS）中的多台AGV单机进行任务分配，车辆管理，交通管理，通讯管理等。 2.1.1 任务管理 任务管理类似计算机操作系统的进程管理，它提供对AGV地面控制程序的解释执行环境；提供根据任务优先级和启动时间的调度运行；提供对任务的各种操作如启动、停止、取消等。 2.1.2 车辆管理 车辆管理是AGV管理的核心模块，它根据物料搬运任务的请求，分配调度AGV执行任务，根据AGV行走时间最短原则，计算AGV的最短行走路径，并控制指挥AGV的行走过程，及时下达装卸货和充电命令。 2.1.3 交通管理 根据AGV的物理尺寸大小、运行状态和路径状况，提供AGV互相自动避让的措施，同时避免车辆互相等待的死锁方法和出现死锁的解除方法；AGV的交通管理主要有行走段分配和死锁报告功能。 2.1.4 通讯管理 通信管理提供AGV地面控制系统与AGV单机、地面监控系统、地面IO设备、车辆仿真系统及上位计算机的通信功能。和AGV间的通信使用无线电通信方式，需要建立一个无线网络，AGV只和地面系统进行双向通信，AGV间不进行通信，地面控制系统采用轮询方式和多台AGV通信；与地面监控系统、车辆仿真系统、上位计算机的通信使用TCP/IP通信。 2.1.5 车辆驱动 小车驱动负责AGV状态的采集，并向交通管理发出行走段的允许请求，同时把确认段下发AGV。 2.2车载控制系统 AGV车载控制系统（Onboard System），即AGV单机控制系统，在收到上位系统的指令后，负责AGV单机的导航，导引，路径选择，车辆驱动，装卸操作等功能。 2.2.1 导航（Navigation） AGV单机通过自身装备的导航器件测量并计算出所在全局坐标中的位置和航向。 2.2.2 导引（Guidance） AGV单机根据目前的位置、航向及预先设定的理论轨迹来计算下个周期的速度值和转向角度值即，AGV运动的命令值。 2.2.3 路径选择（Searching） AGV单机根据上位系统的指令，通过计算，预先选择即将运行的路径，并将结果报送上位控制系统，能否运行由上位系统根据其它AGV所在的位置统一调配。AGV单机行走的路径是根据实际工作条件设计的，它有若干“段”（Segment）组成。每一“段”都指明了该段的起始点、终止点，以及AGV在该段的行驶速度和转向等信息。 2.2.4 车辆驱动（Driving） AGV单机根据导引（Guidance）的计算结果和路径选择信息，通过伺服器件控制车辆运行。 八 AGV的应用领域 1 仓储业 　　 仓储业是AGV最早应用的场所。1954年世界上首台AGV在美国的South Carolina州的Mercury Motor Freight公司的仓库内投入运营，用于实现出入库货物的自动搬运。目前世界上约有2万台各种各样AGV运行在2100座大大小小仓库中。海尔集团于2000年投产运行的开发区立体仓库中，9台AGV组成了一个柔性的库内自动搬运系统，成功地完成了每天23400的出入库货物和零部件的搬运任务。 　　 2 制造业 　　 AGV在制造业的生产线中大显身手，高效、准确、灵活地完成物料的搬运任务。并且可由多台AGV组成柔性的物流搬运系统，搬运路线可以随着生产工艺流程的调整而及时调整，使一条生产线上能够制造出十几种产品，大大提高了生产的柔性和企业的竞争力。1974年瑞典的Volvo Kalmar轿车装配厂为了提高运输系统的灵活性，采用基于AGVS为载运工具的自动轿车装配线，该装配线由多台可装载轿车车体的AGVS组成，采用该装配线后，装配时间减少了20%，装配故障减小39%，投资回收时间减小57%，劳动力减小了5%。目前，AGV在世界的主要汽车厂，如通用、丰田、克莱斯勒、大众等汽车厂的制造和装配线上得到了普遍应用。近年来，作为CIMS的基础搬运工具，AGV的应用深入到机械加工、家电生产、微电子制造、卷烟等多个行业，生产加工领域成为AGV应用最广泛的领域。 　　 3 邮局、图书馆、港口码头和机场 　　 在邮局、图书馆、码头和机场等场合，物品的运送存在着作业量变化大，动态性强，作业流程经常调整，以及搬运作业过程单一等特点，AGV的并行作业、自动化、智能化和柔性化的特性能够很好的满足上式场合的搬运要求。瑞典于1983年在大斯得哥尔摩邮局、日本于1988年在东京多摩邮局、中国在1990年于上海邮政枢纽开始使用AGV，完成邮品的搬运工作。在荷兰鹿特丹港口，50辆称为“yard tractors”的AGV完成集装箱从船边运送到几百码以外的仓库这一重复性工作。 　　 4 烟草、医药、食品、化工 　　 对于搬运作业有清洁、安全、无排放污染等特殊要求的烟草、医药、食品、化工等行业中，AGV的应用也受到重视。在国内的许多卷烟企业，如青岛颐中集团、玉溪红塔集团、红河卷烟厂、淮阴卷烟厂，应用激光引导式AGV完成托盘货物的搬运工作。 　　 5 危险场所和特种行业 　　 在军事上，以AGV的自动驾驶为基础集成其他探测和拆卸设备，可用于战场排雷和阵地侦察，英国军方正在研制的MINDER Recce是一辆侦察车，具有地雷探测、销毁及航路验证能力的自动型侦察车。在钢铁厂，AGV用于炉料运送，减轻了工人的劳动强度。在核电站和利用核辐射进行保鲜储存的场所，AGV用于物品的运送，避免了危险的辐射。在胶卷和胶片仓库，AGV可以在黑暗的环境中，准确可靠的运送物料和半成品。 九 AGV的前景 1 AGV的技术水平将日益提高 现代AGV技术的最显著特征是具有智能化。车载计算机的硬软件技术日益强大，使AGV具有从网络、无线或红外线信号接受装置接收调度中心或客户指令，自动导引，自动行驶，优化路线，自动作业，运行管理，车辆调度，安全避碰，自动充电，自动诊断等功能，实现了AGV的智能化、信息化、数字化、网络化、柔性化、敏捷化、节能化、绿色化。现代AGV是24小时不知疲倦的聪明车辆（仅在任务间隙时随机进行短时充电），能主动、自序、有节拍按最安全、快捷的路线执行作业。 2 AGV的动力性能将更趋强劲 AGV设计的难点之一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直接影响整车的体积及外观造型。 传统的AGV采用铅酸电池，能量密度小，体积大。随着电池技术的发展，今年来电池逐步由高能酸性电池发展到开始采用高能碱性电池，以提高环保性能，大幅提高充放电比，目前由充电时间/放电时间比为1：1提高到现在的 1：12，大幅缩短了AGV的待机充电的时间。 动力电池性能及充放电技术的进步，使得现代AGV的动力性能普遍提高，运载能力与行驶特性进一步优化。 3 AGV的综合技术将逐步机器人化 AGV本身就是一种移动机器人，是一个集环境感知、动态决策与规划、行为控制与执行等多功能于一体的综合系统。它集中了传感器技术、机械工程、电子工程、计算机工程、自动化控制工程以及人工只能等多学科的研究成果，代表机电一体化的最高成就，是目前科学技术发展最活跃的领域之一。 AGV的机器人化一直是AGV研究的热点技术。实际上，在机器人发展的整个过程中，其相关技术都先后在AGV中得到了应用。如智能移动机器人技术涉及到的机器人导航与定位，路径规划、运动控制等，均在AGV中得到了体现。使得现代AGV无论是专项技术还是综合性能，均得到了普遍提高，并仍将继续提高。 由于AGV的机器人化，现代AGV已不仅仅是一种沿固定路径行驶的搬运工具，几乎可以适合于各种固定的或不固定的运输场所。 4 AGV的应用将日益普遍 由于现代化生产观念日益受到重视，对生产线运行、物流系统的柔性要求越来越高。在产品换型、多种产品混合生产线运行、调整产量、重新组合生产线等方面，AGV必将得到迅速发展和普及应用，这不仅是现代化工业迅速发展的需要，更主要是由AGV本身所独具的优越性决定的。 5 AGV在中国应用的新趋势 　　AGV全称自动导引小车(Automatic Guided Vehicle)，它实现的主要功能是在计算机和无线局域网络的控制下，经磁、激光等导向装置引导并沿程序设定路径运行完成作业的无人驾驶自动小车，电池驱动(交、直流)，本质上它为现代制造业物流提供了一种高度柔性化和自动化的运输方式。 　　目前，AGV在我国烟草、印钞、汽车、新闻纸等行业已有大规模应用，呈日益上升的势头，并出现了一些新的技术和行业应用趋势。 　　目前的案例是AGV在室内的应用较多。但随着需求的发展，户外或半户外AGV技术将逐步完善和进入应用阶段。户外AGV技术一直是应用的难点，主要受制于相对恶劣的自然条件，如：温度、湿度、阳光、雾、雨、雪等天气。作为世界领先的AGV技术提供商，DANAHER MOTION公司每年投入巨额的研发费用到产品升级上，户外技术正是方向之一，如防雨的激光导航装置，交流驱动器，特殊经验的系统设计等，欧洲合作伙伴户外技术的测试工作也取得相对理想的实效。 　　国内AGV应用需求正突破传统行业，医药、港口等行业的需求日益扩大。目前我国港口集装箱采用的码头运输方式为起重机将集装箱卸载到人工驾驶的运载工具上，再运输到储存地点。如果采用AGV作为运载工具，目前在欧洲运行的案例表明将提高港口卸载效率约70%。DANAHER MOTION和合作伙伴进一步改进系统设计，采用激光导航方式，提供缓冲区设计以提高起重机和AGV协调性能，加大AGV的运载能力(单车运载双层集装箱82t)，提高运行速度(平地最大20km/h，坡度为5°时5km/h)。据估计综合效率提高100%以上。 　　这对我国港口行业的发展意义重大，我国港口吞吐量世界第一，装卸货物总量巨大，运载效率的极大提高直接意味着集装箱货轮停泊时间的缩短，减少货轮巨额的停泊费用，同时装卸周期的缩短将极大提升单口岸的利用效率，对于国民经济进出口效益的意义是不言而喻的。 　　随着世界经济的发展，欧洲港口的吞吐能力日饱趋和，欧盟启动了相关 计划 项目进度计划表范例计划下载计划下载计划下载课程教学计划下载 并投资提升码头周转效率，在此情况下，DANAHER MOTION欧洲合作伙伴TTS公司承接了该项目的一部分，目前在瑞典哥德堡的测试项目正是使用了AGV自动导引小车。该计划是港口运输方式的一次革命，代表着港口运载全面自动化的开始。同时使海关集装箱100%X射线检测成为可能。 根据Danaher Motion的测算，单个码头AGV小车的需求量约70台，中国主要的大型码头的总需求量保守估计在1500台，市场产值在5~10亿元人民币。该市场需求将在较短时间内呈直线上升趋势，5年后逐步趋向稳定。可以预测，未来的几年，正因为巨大的经济和社会效益，港口应用将是AGV在中国最富前景的行业。 广州阿特博软件科技有限公司 www.maxagv.com 叶先生 020-32918296 agv_maxagv@163.com 20