AGV简介_经验分享_20151125

1、1目錄目錄qAGVAGV概述概述 v概述概述vAGV優點優點vAGV發展歷史發展歷史qAGVAGV系統系統v系統構成系統構成v地面控制系統地面控制系統v車載控制系統車載控制系統vAGV典型結構組成典型結構組成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發展歷史AGV即:Automated Guided Vehicle 简称AGV.v当前最常见的应用如:AGV搬运机器人或AGV小车,vAGV搬运机器人是通过特殊地标导航自动将物品运输至指定地点,最常见的引导方式为磁条引导,激光引导.AGV搬运机器人是通过特殊地标导

2、航自动将物品运输至指定地点,最常见的引导方式为磁条引导,激光引导.v目前最先进扩展性最强是由米克力美科技开发的超高频RFID引导.2AGV概述概述 q概述概述qAGV優點 v随着工厂自动化、计算机集成制造系统技术逐步发展、以及柔性制造系统、自动化立体仓库的广泛应用，AGV作为联系和调节离散型物流管理系统使其作业连续化的必要自动化搬运装卸手段，其应用范围和技术水平得到了迅猛的发展。下面是AGV的优点介绍：v自动化程度高由计算机,电控设备,磁气感应,激光反射板等控制.v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.v成本控制AGV 系统的资金投入是短期的，而员工

3、的工资是长期的，还会随着通货膨胀而不断增加.v特殊工作环境专用系统可在人员不便进入的环境下工作v安全性人为驾驶的车辆，其行驶路径无法确知.v美观提高观赏度，从而提高企业的形象.3AGV概述概述 4AGV 概述概述 qAGVAGV發展歷史發展歷史v世界上第一台世界上第一台AGV是由美国是由美国Barrett电子公司于电子公司于20世纪世纪50年代初开发年代初开发成功的成功的,它是一种牵引式小车系统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可十分方便地与其他物流系统自动连接接,显著地提高劳动生产率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极大地提高了装卸搬运的自动化程度.

4、v1954年英国最早研制了电磁感应导向的年英国最早研制了电磁感应导向的AGVS,由于它的显著特点由于它的显著特点,迅速迅速得到了应用和推广得到了应用和推广.v1960年欧洲就安装了各种形式年欧洲就安装了各种形式,不同水平的不同水平的AGVS 220套，使用了套，使用了AGV 1300多台多台.v1976年年,我国起重机械研究所研制出第一台我国起重机械研究所研制出第一台AGV,建成第一套建成第一套AGVS滚滚珠加工演示系统珠加工演示系统,随后又研制出单向运行载重随后又研制出单向运行载重500公斤的公斤的AGV,双向运行双向运行载重载重500kg,1000kg,2000kg的的AGV,开发研制了几

5、套较简单的开发研制了几套较简单的AGV应应用系统用系统.v从从20世纪世纪80年代以来年代以来,自动导引运输车（自动导引运输车（AGV）系统已经发展成为生产）系统已经发展成为生产物流系统中最大的专业分支之一物流系统中最大的专业分支之一,并出现产业化发展的趋势并出现产业化发展的趋势,成为现代化成为现代化企业自动化装备不可缺少的重要组成部分企业自动化装备不可缺少的重要组成部分.5AGV系統系統 q系統構成系統構成vAGV控制系统分为地面控制系统分为地面(上位上位)控制系统控制系统,车载车载(单机单机)控制系统控制系统及导航及导航/导引系统导引系统,其中其中,地面控地面控制系统指制系统指AGV系统的

6、固定设备系统的固定设备,主要负责任务分配主要负责任务分配,车辆调度车辆调度,路径路径(线线)管理管理,交通管理交通管理,自动自动充电等功能充电等功能;车载控制系统在收车载控制系统在收到上位系统的指令后到上位系统的指令后,负责负责AGV的导航计算的导航计算,导引实现导引实现,车辆行车辆行走走,装卸操作等功能装卸操作等功能;导航导航/导引导引系统为系统为AGV单机提供系统绝对单机提供系统绝对或相对位置及航向或相对位置及航向. 右邊圖片上圖為右邊圖片上圖為AGV系统的硬系统的硬件结构件结构,下圖為下圖為AGV系统的软件系统的软件结构结构.6AGV系統系統 q系統構成系統構成vAGVAGV系统的控制是

7、通过物流上位调度系统系统的控制是通过物流上位调度系统、AGVAGV地面控制系统及地面控制系统及AGVAGV车载控制系统车载控制系统三者之间的相互协作完成的三者之间的相互协作完成的. .v舉個簡單的例子舉個簡單的例子,AGV,AGV系统的控制过程就系统的控制过程就类似一家管理先进的出租车公司类似一家管理先进的出租车公司, ,物流上物流上位调度系统位调度系统,AGV,AGV地面控制系统和地面控制系统和AGVAGV车车载控制系统分别相当于客户载控制系统分别相当于客户, ,客户中心和客户中心和出租车司机出租车司机,AGV,AGV地面控制系统和各台地面控制系统和各台AGVAGV之间通过无线通信来交换信息

8、之间通过无线通信来交换信息, ,调度调度AGVAGV的作业的作业, ,并为其选择路径（线）并为其选择路径（线）, ,确保确保交通通畅交通通畅.AGV,.AGV,是以电池为动力的是以电池为动力的, ,当电量当电量不足时不足时, ,会向地面控制系统发出充电请求会向地面控制系统发出充电请求, ,在得到允许后在得到允许后, ,前往充电站自动充电前往充电站自动充电, ,在充在充电期间电期间,AGV,AGV地面控制系统不会向此地面控制系统不会向此AGVAGV分配任何任务分配任何任务, ,就与出租车进了加油站不就与出租车进了加油站不再载客一样再载客一样. .7AGV系統系統 q地面控制系统地面控制系统vAG

9、V地面控制系统地面控制系统,是是AGV系统的核心系统的核心,其主要功能其主要功能: 任务管理任务管理: 任务管理类似计算机操作系统的进程管理任务管理类似计算机操作系统的进程管理,它提供对它提供对AGV地地面控制程序的解释执行环境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提供根据任务优先级和启动时间的调度运行行;提供对任务的各种操作如启动、停止、取消等提供对任务的各种操作如启动、停止、取消等. 车辆管理车辆管理: 车辆管理是车辆管理是AGV管理的核心模块管理的核心模块,它根据物料搬运任务的请它根据物料搬运任务的请求求,分配调度分配调度AGV执行任务执行任务,根据根据AGV行走

10、时间最短原则行走时间最短原则,计算计算AGV的最的最短行走路径短行走路径,并控制指挥并控制指挥AGV的行走过程的行走过程,及时下达装卸货和充电命令及时下达装卸货和充电命令. 交通管理：根据交通管理：根据AGV的物理尺寸大小、运行状态和路径状况的物理尺寸大小、运行状态和路径状况,提供提供AGV互相自动避让的措施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的交通管理主要有行走段分配和死锁报告功能. 通讯管理：通信管理提供通讯管理：通信管理提供AGV地面控制系统与地面控制系统与

11、AGV单机单机,地面监控系统地面监控系统,地面地面IO设备设备,车辆仿真系统及上位计算机的通信功能车辆仿真系统及上位计算机的通信功能. 车辆驱动：小车驱动负责车辆驱动：小车驱动负责AGV状态的采集状态的采集,并向交通管理发出行走段的并向交通管理发出行走段的允许请求允许请求,同时把确认段下发同时把确认段下发AGV.8AGV系統系統 q車載控制系統車載控制系統vAGVAGV车载控制系统车载控制系统, ,在收到上位系统的指令后執行相應的命令在收到上位系统的指令后執行相應的命令, ,其功能其功能: : 导航：导航：AGVAGV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单机通过自身装备的导航器件

12、测量并计算出所在全局坐标中的位置和航向中的位置和航向. . 导引：导引：AGVAGV单机根据现在的位置、航向及预先设定的理论轨迹来计算单机根据现在的位置、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下个周期的速度值和转向角度值即, ,AGVAGV运动的命令值运动的命令值. . 路径选择：路径选择：AGVAGV单机根据上位系统的指令单机根据上位系统的指令, ,通过计算通过计算, ,预先选择即将运行预先选择即将运行的路径的路径, ,并将结果报送上位控制系统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能否运行由上位系统根据其它AGVAGV所在的位置统一调配所在的位置统一调

13、配. .AGVAGV单机行走的路径是根据实际工作条件设计的单机行走的路径是根据实际工作条件设计的, ,它有若干它有若干 段段 组成组成. .每一每一 段段 都指明了该段的起始点、终止点都指明了该段的起始点、终止点, ,以及以及AGVAGV在该段的行驶速度和转向等信息在该段的行驶速度和转向等信息. . 车辆驱动：车辆驱动：AGVAGV单机根据导引的计算结果和路径选择信息单机根据导引的计算结果和路径选择信息, ,通过伺服器通过伺服器件控制车辆运行件控制车辆运行. .9AGV系統系統 車體車體 蓄电和充电装置蓄电和充电装置 驱动装置驱动装置 导向装置导向装置 车上控制器车上控制器 通信装置通信装置

14、安全保护装置安全保护装置 移載裝置移載裝置 信息传输与处理装信息传输与处理装置置qAGV典型結構組成典型結構組成10AGV系統系統 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：电磁导航是较为原理：电磁导航是较为传统的导航方式之一，目前仍被传统的导航方式之一，目前仍被许多系统采用，它是在许多系统采用，它是在AGVAGV的行的行驶路径上埋设金属线，并在金属驶路径上埋设金属线，并在金属线上加载导引频率，通过对导引线上加载导引频率，通过对导引频率的识别来实现频率的识别来实现AGVAGV的导航。的导航。 優點優點: :引线隐蔽引线隐蔽, ,不易污染和破损不易污染和破损, ,导引原

15、理简单而可靠导引原理简单而可靠, ,便于控制便于控制和通讯和通讯, ,对声光无干扰对声光无干扰, ,制造成本制造成本较低较低. . 缺點缺點: :改变或扩充路径较麻烦改变或扩充路径较麻烦, ,导导引线铺设相对困难引线铺设相对困难. .11AGV系統系統 q導航引導方式導航引導方式v磁带导引磁带导引 磁带导引磁带导引原理：磁带导航技原理：磁带导航技术与电磁导航相近术与电磁导航相近, ,不同之处不同之处在于采用了在路面上贴磁带在于采用了在路面上贴磁带替代在地面下埋设金属线替代在地面下埋设金属线, ,通通过磁带感应信号实现导引过磁带感应信号实现导引. . 優點優點:AGV:AGV定位精确定位精确,

16、,磁带导磁带导航灵活性比较好航灵活性比较好, ,改变或扩充改变或扩充路径较容易路径较容易, ,磁带铺设也相对磁带铺设也相对简单简单, ,导引原理简单而可靠导引原理简单而可靠, ,便便于控制通讯于控制通讯, ,对声光无干扰对声光无干扰, ,投投资成本比激光导航低很多资成本比激光导航低很多. . 缺點缺點: :磁带需要维护磁带需要维护, ,要及时要及时更换损坏严重磁带更换损坏严重磁带, ,不过磁带不过磁带更换简单方便更换简单方便, ,成本较低成本较低. .12AGV系統系統 q導航引導方式導航引導方式v視覺視覺导引导引 視覺导引視覺导引原理原理: :AGVAGV行驶过程中行驶过程中, ,摄像机动态

17、获取车辆周围环境摄像机动态获取车辆周围环境图像信息并与图像数据库进行图像信息并与图像数据库进行比较比较, ,从而确定当前位置并对下从而确定当前位置并对下一步行驶做出决策一步行驶做出决策. . 優點優點:AGV:AGV定位精确定位精确, ,视觉导航灵视觉导航灵活性比较好活性比较好, ,改变或扩充路径也改变或扩充路径也较容易较容易, ,路径铺设也相对简单路径铺设也相对简单, ,导导引原理同样简单而可靠引原理同样简单而可靠, ,便于控便于控制通讯制通讯, ,对声光无干扰对声光无干扰, ,投资成本投资成本比激光导航同样低很多比激光导航同样低很多, ,但比磁但比磁带导航稍贵带导航稍贵. . 缺點缺點:

18、:路径同样需要维护路径同样需要维护, ,不过维不过维护也较简单方便护也较简单方便, ,成本也较低成本也较低. .13AGV系統系統 q導航引導方式導航引導方式v激光激光导引导引 激光导引激光导引原理原理: :在在AGVAGV行驶路径行驶路径的周围安装位置精确的激光反的周围安装位置精确的激光反射板射板, ,AGVAGV通过激光扫描器发射通过激光扫描器发射激光束激光束, ,同时采集由反射板反射同时采集由反射板反射的激光束的激光束, ,来确定其当前的位置来确定其当前的位置和航向和航向, ,并通过连续的三角几何并通过连续的三角几何运算来实现运算来实现AGVAGV的导引的导引. . 優點優點:AGV:A

19、GV定位精确定位精确; ;地面无需其地面无需其他定位设施他定位设施; ;行驶路径可灵活多行驶路径可灵活多变变, ,能够适合多种现场环境能够适合多种现场环境. . 缺點缺點: :制造成本高制造成本高, ,对环境要求较对环境要求较相对苛刻相对苛刻( (外界光线外界光线, ,地面要求地面要求, ,能能见度要求等见度要求等), ),不适合室外不适合室外( (尤其尤其是易受雨是易受雨, ,雪雪, ,雾的影响雾的影响). ).14AGV的應用的應用 qAGV應用領域應用領域v倉儲業倉儲業: : 仓储业是仓储业是AGV最早应用的场所最早应用的场所.1954年世界上首台年世界上首台AGV在美国的在美国的Sou

20、th Carolina州的州的Mercury Motor Freight公司的仓库内投入运营公司的仓库内投入运营,用于实现用于实现出入库货物的自动搬运出入库货物的自动搬运.目前世界上约有目前世界上约有2万台各种各样万台各种各样AGV运行在运行在2100座大大小小仓库中座大大小小仓库中.15AGV的應用的應用 qAGV應用領域應用領域v製造業製造業: : AGV在制造业的生产线中大显身手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高效、准确、灵活地完成物料的搬运任务运任务.并且可由多台并且可由多台AGV组成柔性的物流搬运系统组成柔性的物流搬运系统,搬运路线可以随着搬运路线可以随着生

21、产工艺流程的调整而及时调整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大大提高了生产的柔性和企业的竞争力.16AGV的應用的應用 qAGV應用領域應用領域v危险场所和特种行业危险场所和特种行业: : 在军事上以在军事上以AGV的自动驾驶为基础集成其他探测和拆卸设备的自动驾驶为基础集成其他探测和拆卸设备,可用于战可用于战场排雷和阵地侦察场排雷和阵地侦察,英国军方正在研制的英国军方正在研制的MINDER Recce是一辆侦察车是一辆侦察车,具有地雷探测具有地雷探测,销毁及航路验证能力的自动型侦察车销毁及航路验证能力的自动型侦察车.在钢铁厂在钢铁厂,AGV用于用于炉料运送炉料运送,减轻了工人的劳动强度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在核电站和利用核辐射进行保鲜储存的场所场所,AGV用于物品的运送用于物品的运送,避免了危险的辐射避免了危险的辐射.17AGV的應用的應用 qAGV應用領域應用領域v餐饮服务业餐饮服务业: : 在服务业在服务业AGV小车也有望大展身手小车也有望大展身手,如餐厅传菜上菜端茶递水等基础劳如餐厅传菜上