自动导引车(AGV)系统技术工作分析方案

1、自动导引车AGV）系统 技术工作报告 沈阳新松机器人自动化股份有限公司 2018年3月 1. 国内外发展情况 先进制造技术、工厂物流自动化是目前国内外极受重视的新技术应用领 域。柔性加工、柔性装配、仓储物流自动化是其中的重要组成部分。自动导引 车vAutomated Guided Vehicle ）则是其中不可缺少的重要设备和系统技术。在 世界范围内，随着市场需求的增长，近几年有了很大发展。AG技术的发展，进 一步促成了先进的柔性生产线、自动化物流系统的实现。国外发达国家中日 本、德国、美国、瑞典、意大利 AG产品种类齐全，技术先进，处于领先地位。 沈阳新松机器人自动化股份有限公司多年来，从基

2、础技术研究开始，已开发出 具有自主知识产权的AG及其系统技术，获得多项专利。b5E2RGbCAP 在先进的加工制造生产线上使用柔性加工系统（FMS术，在装配（例如汽 车及其部件 生产线上使用柔性装配系统（FAS技术,在仓库存取输送线上使用自 动化柔性物流系统技术，可以增加制造生产线和物流系统的柔性，提高生产效 率，适应生产多品种产品的市场需求，提高企业的组织和设备重组能力和对市 场作出敏捷反应的能力。p1EanqFDPw 目前，由于国内汽车行业的快速发展，其对配套生产厂家的产品质量及产 量要求不断提高，特别是装配制造业。基于这种情况对柔性装配系统的需求正 在不断提高。DXDiTa9E3d 2.

3、 技术原理 2 . 1 AGVS系统构成 RTCrpUDGiT 生产线控制管理系统 局域网 2 / 19 - 远程I/O AGV调度控制器 AGV动导引车系统由带辅助装置的 AG车、地面导航系统、在线自动充电 系统、周边输送系统、AGV控制台和通讯系统等构成。5PCzVD7HxA AGV 带辅助装置的AGV完成发动机从各个工位的之间输送。 地面导航系统 地面导航系统主要由磁条或激光反光板构成，由磁条或激光反光板构 成AGV勺运行区域，形成AGV1行的不同路径。jLBHrnAlLg 在线自动充电系统： 为了保证AGV 24小时内连续运行和使用的可靠性，采用大电流快速充 电的方法为AGVI动补充能

4、量。AGV勺充电过程是在控制台的监控下自 动进行的。XHAQX74J0X 周边输送系统 周边输送系统主要是AGV勺自动上下货位置，这些设备在与 AG进行交 接货物时，在系统监控下实现动作的互锁和协调。LDAYtRyKfE AG控制台 控制台是AGV系统的调度管理中心，负责与监控计算机交换信息，生成 AGV勺运行任务，解决多AGV之间的避碰问题。同时将 AGV系统的状态反 馈给中心控制管理系统。Zzz6ZB2Ltk 通讯系统 通讯系统由AGV控制台和各AGV之间组成无线局域网 此通讯系统频率 2.4GHz不需向无委会申报，覆盖范围不大于 500M。AGV与控制台之间 采用无线局域网进行信息交换。

5、通过多个无线接入点的组合，覆盖AGV 运行的区域，使AG在跨越不同的区域时实现自动漫游，实现无缝连 接。dvzfvkwMIl 2. 2 AGV勺构成 ravnyZNXI pc总线 液晶显 示 键盘 L 4 手控盒 + CPU 板 * I/O板 *无线网 d SA-10D *定时器 板 彳传感器 板 电子盘 * I/O扩展板 AP1、AP2、 AP3、 AP4、 AP5) 个人资料整理 仅限学习使用 开 举升 举升 关 限 * 手 位一 控- *位控板1卜 *位控板2卜 PW PW PW PW PW PW 面板开关 供电系统 亠 上电控制 亠 电池 亠 I充电控制 器 充电连接 一 一 - 3.

6、技术基础 新松公司是我国唯一的一家专门从事机器人和自动化装备研究开发及产业 化的高技术股份公司，技术实力雄厚，科研及生产条件优良。多年来完成了一 大批国家攻关计划以及“ 863”高技术计划工程，取得了丰硕成果。先后解决了 机器人操作机优化设计技术、高性能机器人控制系统开发技术、机器人作业技 术、大型机器人自动化线设计技术以及机器人成套周边装备设计开发技术等关 键技术问题，取得了几十项专利，形成了一系列机器人及其周边设备产品及机 器人自动化生产线成套装备。其技术水平在国内处于领先地位，并达到世界先 进水平。在AGV物流技术方面，我们的自动导引车 AGV系统已被列入全球采购 平台，产品出口到美国、

7、加拿大、俄罗斯、印度、韩国等多个国家，打破了中 国高技术AGV系列产品只有进口没有出口的历史。为汽车及汽车零部件装配行业 开发与制造的AGV系统形成了完整的系列产品，占据了国内大部分的汽车生产企 业，在国内处于垄断地位。EmxvxOtOco 沈阳新松机器人自动化股份有限公司始终致力于中国自主知识产权的AGV 技术开发，积极推进AG产业化发展。经过近十几年的努力，已经具备了自动导 引车AGV系统自主研究开发、生产制造、工程设计与实施的成熟技术和能 力。在AGV产品、工程应用、物流周边设备生产方面已经达到了相当的规模，形 成了年产300台套AGV和基于AG啲工业自动化系统的生产能力；在 AGV生产

8、体 系、生产设施、生产条件等方面也得到了较大的扩充和改善，建立起了较完善 的售后服务体系、人员培训体系和质量保证体系，成为国内唯一通过IS09001国 际质量体系认证的机器人研究、开发和生产机构 SixE2yXPq5 个人资料整理仅限学习使用一 4 自动导引车AGV系统工程简介 近年来，随着中国汽车零部件行业的蓬勃发展，国内汽车发动机厂家开始 跟踪国外先进装配工艺，以提高生产效率和产品质量。目前国外VOLVO依维克 等大型发动机生产厂家都采用先进的 AGVI动导引车作为装配车间移动的工作平 台。6ewMyirQFL 新松公司自主研发的自动导引车 AGV系统也已在国内得到成功应用。如 以潍柴动力

9、股份有限公司的发动机装配为应用背景，开发了适应发动机和变速 箱等组件装配的自动导引车AGV系统，为潍柴动力股份有限公司的新建工业 园区发动机装配线大批量运用 AGV系统，。在本工程中，新松公司充分发挥在自 动控制领域和系统集成能力上的优势，对整个生产车间物流输送AGV系统、线上 工具配置系统、电器控制及管理信息系统进行详细规划设计，使整个系统达到 自动化程度高、性能可靠、工人操作简单方便、物流规划合理等效果，该工程 共应用了 24台自动导引车AGV系统。其工艺流程是：由计算机控制的空中移 栽机构将发动机送到指定工位后，通过发动机上的飞轮壳与AGVI、车上的法兰盘 相连接，agVe固定的环形路线

10、依次经过各个工艺停车点 工位）进行相应工艺 内容的装配工作，同时 AGVt安装有信息系统的计算机终端，适时显示装配工 艺，指导安装人员进行装配。完成全部预定的工作内容后，AG停靠到指定的站 点由人工将发动机吊放到测试输送线上，完成一个工作循环。同时各个系统之 间通过数据库和网络通信实现信息共享，协同实现对整个车间的作业控制和信 息管理。系统建立车间级局域网，使得车间能够独立运行，同时又可方便地与 其它车间或上级管理系统进行信息交换。kavU42VRUs 该用户评价我们的AGV系统技术先进，设计合理，外形美观，设备投产运行 后，性能稳定，故障率低，达到国际先进、国内领先水平。该系统的投产应 用，

11、提高了劳动生产率，保证了产品质量，提升了公司的形象，产生了良好的 经济和社会效益。y6v3ALoS89 5 自动导引车AGV系统技术参数及性能指标 系统控制方式：采用集中调度管理方式，实时监视AGV系统的运行状态，实现柔性 控制。通讯方式：AG控制台与AG间采用无线局域网通讯交换信息。导航方 式： 磁 导 航 AGV/激 光 导 航 驱动方式 弋: 直 流伺 服驱动/ 交流 伺 服驱动 AGV运行速 度 : 负载 最大：45m/min. 空载 最大 :60m/mi n? 导航 精 度 : 10 mm 运动方向：前进，后退 手动），转弯M2ub6vSTnP AGV 自重：1200 Kg 转弯半径

12、：2 m最小） 工作时间：24小时连续（三班 充电方式：在线自动快速充电 电池：48V/100Ah 防碰装置：远程非接触防碰 信息显示终端：AG上带有信息系统的计算机终端，15”液晶屏幕，适时显示装 配工艺等 手持条码扫描器：用于装配过程中零部件信息录入 盘车伺服系统：用于气门间隙调整时调整曲轴位置 柴油机旋转：绕轴线点动旋转土 170o o 1 2 3 4 5 6 查看开关/矍电器 右前侧急停开关 右后侧急停开关 面板急停开关 柴油机上下升降：柴油机点动上下升降功能 操作面板：左右双操作面板 6自动导引车AGW卜形图 车号I任务丨議 挂起 |操佗|磁贺施国厂任融型 1 空阳 空闺 1 .计门

13、 12461 1 L050 豆強运动 直須运动 直鍍运动 无无无无錘 无无无无无 无 无 Ad位長谓整鯛度 恆置谓整调度 充电 7 各分系统的 AGV系统中的主要元件 控制器、车轮、伺服、电台等）均使用国际知名 公司的成熟产品，确保系统稳定可靠。 7. 1自动导引车AGV车载控制器 AGV控制器使用国际著名工控品牌研华成熟 的前面板接线系列主机作为处理器核心，该种处理机接线方便是，紧固可靠， 配合新松公司多年来为AGV专业开发的各种功能模块，实现了 AGV控制器的 通用性与模块化，各功能模块性能稳定可靠且分工明确，即保证了AGV整体 性能的灵活配置，又便于不同系统功能的扩充与维护。OYujCf

14、mUCw 7. 2自动导引车AG驱动系统 AGV驱动轮使用欧洲进口的 AGV专用车轮，该种AGV专用车轮外层使用 树脂橡胶材料做成，具有强度高、耐磨损、稳定性高、具有一定的弹性等优 点，非常适合于AGV系统的使用，车轮单元独立组成一 个完整的驱动机械系，在一个轮支架内安装有直流伺服 电机、同轴减速器、抱闸、旋转编码器及测速机等，车 轮结构紧凑、空间占用少、可控性高、性能可靠、维护 简单。全方位驱动轮集成了行驶与转向两个单元，转向 单元使用一个独立的伺服电机装有旋转编码器及高精度位置检测电位计，转向 单元可在土 90o的范围内转动，控制驱动电机的驱动轴向，配合驱动单元的正 反转，可使车轮沿任意方

15、向运动，在三轮结构AGV中装有一个全方位驱动 轮。eUts8ZQVRd 7. 3 AGV勺安全机制 AGV系统具有完善的多级安全报警机制，包括控制台系统监控、非接触 式防碰保险杠、接触式防碰保险杠、停止按钮、急停按钮等，可以在各种情况 下保证AGV系统以及AGV周边操作人员及设备的安全。sQsAEJkW5T 为确保AGV在运行过程中自身安全，特别是现场人员的安全及各类设备的 安全，AGV自身采取多级安全措 施。在AGV的前后方均设有非接触 激光防碰传感器和接触式传感器 一保险杠。GMslasNXS 非接触激光防碰传感器使用国际著名品牌的激光扫描测距传感器，分两个 区域即减速区和停车区，减速区距

16、离较远，停车区距离较近。该传感器安装在 AGV的前后两个方向，主要对高速运行的 AGV进行防碰保护，AGV在遇到障 碍物时先减速后停车。TlrRGchYzg 保险杠是最后一道检测，安装在 AGV的四周，宽出车体，主要用于 AGV 低速运行时的防碰保护 如在侧移过程中），保险杠检测到障碍物，受到一定 的压力后将报警并控制AGV停止。7EqZcWLZNX 在AGV的周边设有急停开关，任何时间按下急停开关，AGV立即停止运 行。 在AGV安装有醒目的信号灯和声音报警装置，以提醒周围的操作人员。 一旦发生故障，AGV自动用声光报警。同时通过无线通讯系统通知AGV监控 系统。lzq7IGfO2E AGV

17、监控系统在控制台上显示当前状态和文字提示。监控人员可以根据 提示的信息，指挥现场人员排除故障。 7. 4自动导引车AGV勺导航系统： 磁导航 自动导引车AG使用磁导航，在AG下方 装有磁传感器专业公司为AG专门设计的磁导航传感器，该传感器结构紧凑、使 用简单、导航范围宽、导航精度高、灵敏度高、搞干扰性好，AGV地标传感器使 用同一系列的横向产品，安装尺寸更小，可与导航传感器使用相同的信号磁 条。zvpgeqJIhk AGV勺地面磁导航系统是AGV在运行过程中所能达到的路径，主要由以下几 部分构成：运行路径导航线、地标导航线和弯道导航线。采用磁导航的方法， 运行路径导航线由长500mm宽50mm

18、厚度为1m的磁性橡胶铺设而成，根据路 径的具体要求可以进行适当的裁剪。地标导航线由长150mm宽50mm厚度为 1m的磁性橡胶铺设而成，在地图上地标是各个站点的标志。弯道导航线由路径 导航线和地标导航线构成，如下图所示：NrpoJac3v1 AG在弯道的运行分成下述几个步骤： 找到地标。 按一定的转弯半径，导航线及码盘的位置编程来完成圆弧的轨迹 寻找导航线，按导航线的路径行走。 激光导航系统 激光导航系统如图所示 激光导航原理 AGV的上部安装了激光扫描器，激光扫描器随AGV的行走,发出旋转的激 光束。发出的激光束被沿AGV行驶路径铺设的多组反光板 全向反光板）直 接反射回来，触发控制器记录旋

19、转激光头遇到反光板时的角度。控制器根据 这些角度值与实际的这组反光板的位置相匹配，计算出AGV的绝对坐标，基 于这个原理就可以实现非常精确的激光导引。1nowfTG4KI 探测角度：360。 激光安全级别：1类激光，绝对安全 旋转频率：8HZ 保护等级：IP65 工作温度：050。 工作电压：24V/48V 定位精度：+/-2mm坂射板距离小于5M寸） 7. 5在线自动充电系统 AGV使用高容量镍镉充电电池作为供电电源该种电池一方面在短时间内可 提供较大的放电电流，在 AGV启动时可提供给驱动系统以较大的加速度，另 一方面该种电池的最大充电电流可达到额定放电电流的10-20倍，使用大电流 充电

20、即可减少电池的充电时间，AGV的充电运行时间比可达到1: 10, AGV可 使用专用的充电站停车进行在线充电，快速补充损失的电量，使AGV在线连 续运行成为了可能。fjnFLDa5Zo 在AGV运行路线的充电位置上安装有地面充电连 接器，在AGV车底部装有与之配套的充电连接器， AGV运行到充电位置后，AGV充电连接器与地面充电 接器的充电滑触板连接，该种充电连接器的最大充电 电流可达到200安以上。tfnNhnE6e5 在线自动充电系统由地面充电机、 AGV电量检测 装置和充电管理系统构成。 AGV在运行过程中电量检 测装置实时监测电池的放电量，当放电量达到指定的 数值时，产生充电申请。 A

21、GV通过无线局域网向控制台提出充电申请，由控 制台调度AGV到达充电站进行充电；充电机是全自动的，充电机可自动完成 电池电压检测、恒流充电、恒压充电，按标准充电曲线完成整个充电过程，控 制台通过I/O点对充电机进行检测，当检测到充电完成时，控制台可以通知 AGV完成充电，AGV可脱离充电位置继续投入运行。HbmVN777sL 7. 6无线局域网通讯系统 AGV控制台与AGV间采用无线通讯方式，控制台和AGV构成无线局域 网。控制台依靠无线局域网向 AGV发出系统控制指令，任务调度指令，避碰 调度指令。控制台同时可接收 AGV发出的通讯信号。AGV依靠无线局域网向 控制台报告各类指令的执行情况、

22、AGV当前的位置及AGV当前的状态。 V7l4jRB8Hs 无线局域网使用工业级专业通讯电台，车载电台与系统通讯接入点之间使 用多频点跳频 或直序扩频)数字通讯，系统具有 60多个频点可选，通讯速度 高、抗干扰性好，且通讯电台支持多主无缝方式漫游，在较大的应用空间内有 非常好的区域扩展能力。83ICPA59W9 执行标准：802.11X 载频：2.4GHZV5.8GHZ) 车载天线：3dB 开放空间通讯距离：100M 使用国际开放频段，无需向无线电管理委员会申请应用频带。 7. 7自诊断系统 AGV车载控制器软件和硬件的设计提供了 AGV系统的自检测，自诊断, 自保护能力。 在AGV车载界面中

23、可完整的查询 AGV中各关键部件的工作状态，且多数 信息均可进行动态观察，使用十分方便。在AGV控制台内还记录有系统自动 运行过程的状态数据，记录文件的数量可以人工进行调整，保证系统运行的可 追溯性。mZkklkzaaP 7. 8人机界面 1）新松公司设计的AGV系统中所有系统软件 包括车载软件、控制台软 件、管理软件、系统参数编辑软件等等）均使用方便的中文菜单式操作界面， 提供丰富的操作内容；下图是 AGV控制台AGV状态窗口中的显示内容，操作 人员在控制室内可通过列表详细了解系统中所有AGV的运行状态，如出现故 障，控制台会及时报警，操作人员又可通过列表快速直观地查询故障车号及原 因。AV

24、ktR43bpw 2）AGV的运行也使用全中文的操作界面，AGV根据当前的状态动态调整屏幕 上的显示内容，操作人员可以通过该界面掌握 AGV的位置、状态、任务信息、 传感器状态、附属设备状态、故障信息等多种信息，一旦AGV出现故障，操作 和维修人员能够通过AGV的故障诊断系统及时准确地查找故障的原因，便于故 障的排除。ORjBnOwcEd 3）维护人员可以通过显示和操作面板设定系统参数，修改系统参数。 4）操作人员可以通过显示和操作面板设定工作参数，修改工作参数。 手工操作 特珠操作|动态观察|返回| 7. 9 AGV与发动机的连接装置 AGV发动机的连接装置采用法兰盘连接，法兰盘具有升降、旋

25、转及盘车 的功能。在发动机的不同装配工位自动实现姿态的改变，以适应人机工程的要 求。2MiJTy0dTT 7. 10多种运行模式 AG具有手动、离线自动、自动运行三种运行模式，前两种方式均可使AGV 脱离网络独立运行，便于系统调试、维护及紧急情况的处理，多种运行方式可 最大限度地保证系统可用性，提高系统使用率。gIiSpiue7A 7. 11自动导引车AGV系统对环境的影响 AG使用直流电机驱动，一体化树脂橡胶车轮，工作时运行噪声很小，远 小于70dBA抱闸只在AG处于静态时起作用，AG在使用过程中，仅在充电时 电池有极少量的水汽排出，对运行环境完全不会造成污染。uEhOUlYfmh 当遇到紧

26、急情况时，由人工按下，转运车将立即停止运行。 在转运车的显著位置安装有运行警示灯，当转运车行进时警示灯闪亮，提 醒人们注意。 7. 12上线站点号自动识别VRFID ) 磁导航AGV上线登录时，需要知道当前点的位置标识。通常由人工输入 AGV当前上线登录的站点编号，由于人为等因素的介入，容易造成站点编号的 输入错误。为了避免人为因素造成的错误，我们的AGV系统引入了上线站点号 自动识别系统vRFID)。当AGV需要上线进行登录操作时，AGV通过附近的站 点时，可以自动读取该站点的站点编号，从而避免站点编号的输入错误。 IAg9qLsgBX 个人资料整理仅限学习使用一 7. 13工艺显示终端 AGVt带有工艺显示终端，可根据不同柴油机的机型适时显示装配工艺和装 配信