《AGV自動(dòng)引導(dǎo)小車》PPT課件.ppt

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1、AutomatedGuidedVehicle,--自主引導(dǎo)小車,1.什么是AGV,AGV:AutomatedGuidedVehicle(自主移動(dòng)小車）美國(guó)物流協(xié)會(huì)：指裝備有電磁或光學(xué)引導(dǎo)裝置，能夠按照規(guī)定的導(dǎo)引路線行駛，具有小車運(yùn)行和停車裝置、安全保護(hù)裝置以及具有各種移載功能的運(yùn)輸小車。中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)：指裝有自動(dòng)引導(dǎo)設(shè)置，能夠沿規(guī)定的路勁行駛，在車體上具有編程和停車選擇裝置、安全保護(hù)裝置以及各種物料移載功能的搬運(yùn)車輛。,關(guān)于AGV,在工業(yè)應(yīng)用中不需要駕駛員的搬運(yùn)車，以可充電之蓄電池為其動(dòng)力來源。一般可透過電腦來控制其行進(jìn)路線以及行為，或利用電磁軌道來設(shè)立其行進(jìn)路線，電磁軌道黏貼于地板上，無人搬運(yùn)

2、車則依循電磁軌道做帶來的訊息進(jìn)行移動(dòng)與動(dòng)作。一般以電池為動(dòng)力，目前也有用非接觸能量傳輸裝置--CPS（ContactlessPowerSystem)為動(dòng)力的。它以輪式移動(dòng)為特征，較之步行、爬行或其他非輪式的移動(dòng)機(jī)器人具有行動(dòng)快捷、工作效率高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可控性強(qiáng)、安全性好等優(yōu)勢(shì)。與物料輸送中常用的其他設(shè)備相比，AGV的活動(dòng)區(qū)域無需鋪設(shè)軌道、支架等固定裝置，不受場(chǎng)地、道路和空間的限制。因此，在自動(dòng)化物流系統(tǒng)中，是最能充分地體現(xiàn)其自動(dòng)性和柔性，實(shí)現(xiàn)高效、經(jīng)濟(jì)、靈活的無人化生產(chǎn)。,發(fā)展歷史,第一臺(tái)AGV：誕生于1953年，是由一輛牽引式拖拉機(jī)改造而成的，帶有車兜，在一間雜貨倉庫中沿著布置在空中的導(dǎo)線運(yùn)

3、輸貨物。到上世紀(jì)五十年代末到六十年代初期時(shí)，已有多種類型的牽引式AGV用于工廠和倉庫。20世紀(jì)70年代：基本的引導(dǎo)技術(shù)是靠感應(yīng)埋在地下的導(dǎo)線產(chǎn)生的電磁頻率。通過一個(gè)叫做“地面控制器”的設(shè)備打開或關(guān)閉導(dǎo)線中的頻率，從而指引AGV沿著預(yù)定的路徑行駛。20世紀(jì)80年代末期：無線式引導(dǎo)技術(shù)引入AGV系統(tǒng)中，例如利用激光和慣性進(jìn)行導(dǎo)引，這樣提高了AGV系統(tǒng)的靈活性和準(zhǔn)確性，而且，當(dāng)需要修改路徑時(shí)，也不必改動(dòng)地面中或中斷生產(chǎn)。這些導(dǎo)引方式的導(dǎo)入，使得導(dǎo)引方式更加多樣化了。,AGV應(yīng)用范圍,從20世紀(jì)80年代以來，自動(dòng)導(dǎo)引運(yùn)輸車（AGV）系統(tǒng)已經(jīng)發(fā)展成為生產(chǎn)物流系統(tǒng)中最大的專業(yè)分支之一，并出現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的趨

4、勢(shì)，成為現(xiàn)代化企業(yè)自動(dòng)化裝備不可缺少的重要組成部分。在歐、美等發(fā)達(dá)國(guó)家，發(fā)展最為迅速，應(yīng)用最為廣泛；在亞洲的日本和韓國(guó)，也得到迅猛的發(fā)展和應(yīng)用，尤其是在日本，產(chǎn)品規(guī)格、品種、技術(shù)水平、裝備數(shù)量及自動(dòng)化程度等方面較為豐富，已經(jīng)達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、流水線生產(chǎn)的程度。在我國(guó)，隨著物流系統(tǒng)的迅速發(fā)展，AGV的應(yīng)用范圍也在不斷擴(kuò)展，如何能夠開發(fā)出能夠滿足用戶各方面需求（功能、價(jià)格、質(zhì)量）的AGV系統(tǒng)技術(shù)是未來我們必須面對(duì)的現(xiàn)實(shí)問題。,,發(fā)展模式（兩種）,第一種以歐美國(guó)家為代表的全自動(dòng)AGV技術(shù)，這類技術(shù)追求AGV的自動(dòng)化，幾乎完全不需要人工的干預(yù)，路徑規(guī)劃和生產(chǎn)流程復(fù)雜多變，能夠運(yùn)用在幾乎所有的搬運(yùn)場(chǎng)合

5、。這些AGV功能完善，技術(shù)先進(jìn)；同時(shí)為了能夠采用模塊化設(shè)計(jì)，降低設(shè)計(jì)成本，提高批量生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)，歐美的AGV放棄了對(duì)外觀造型的追求，采用大部件組裝的形式進(jìn)行生產(chǎn)；系列產(chǎn)品的覆蓋面廣：各種驅(qū)動(dòng)模式，各種導(dǎo)引方式，各種移載機(jī)構(gòu)應(yīng)有盡有，系列產(chǎn)品的載重量可從50kg到60000kg（60噸）。盡管如此，由于技術(shù)和功能的限制，此類AGV的銷售價(jià)格仍然居高不下。此類產(chǎn)品在國(guó)內(nèi)有為數(shù)不多的企業(yè)可以生產(chǎn)，技術(shù)水平與國(guó)際水平相當(dāng)。,發(fā)展模式,第二種以日本為代表的簡(jiǎn)易型AGV技術(shù)－－或只能稱其為AGC（AutomatedGuidedCart），該技術(shù)追求的是簡(jiǎn)單實(shí)用，極力讓用戶在最短的時(shí)間內(nèi)收回投資成本，這類AG

6、V在日本和臺(tái)灣企業(yè)應(yīng)用十分廣泛，從數(shù)量上看，日本生產(chǎn)的大多數(shù)AGV屬于此類產(chǎn)品（AGC）。該類產(chǎn)品完全結(jié)合簡(jiǎn)單的生產(chǎn)應(yīng)用場(chǎng)合（單一的路徑，固定的流程），AGC只是用來進(jìn)行搬運(yùn)，并不刻意強(qiáng)調(diào)AGC的自動(dòng)裝卸功能，在導(dǎo)引方面，多數(shù)只采用簡(jiǎn)易的磁帶導(dǎo)引方式。由于日本的基礎(chǔ)工業(yè)發(fā)達(dá)，AGC生產(chǎn)企業(yè)能夠?yàn)槠渑渲蒙蠋缀鹾?jiǎn)單得不能再簡(jiǎn)單的功能器件，使AGC的成本幾乎降到了極限。這種AGC在日本80年代就得到了廣泛應(yīng)用，2002到2003年達(dá)到應(yīng)用的頂峰。由于該產(chǎn)品技術(shù)門檻較低，目前國(guó)內(nèi)已有多家企業(yè)可生產(chǎn)此類產(chǎn)品。,,更多理解,AGV系統(tǒng)的控制是通過物流上位調(diào)度系統(tǒng)、AGV地面控制系統(tǒng)及AGV車載控制系統(tǒng)三者

7、之間的相互協(xié)作完成的，對(duì)該系統(tǒng)的理解，有一個(gè)非常恰當(dāng)而通俗易懂的例子：假設(shè)某市有一家出租車公司，該公司管理先進(jìn)，每輛出租車都裝全球定位系統(tǒng)（GPS），這樣在公司的監(jiān)控中心就可以清楚地知道每輛車的位置及行駛路線，司機(jī)可通過無線通信隨時(shí)向公司匯報(bào)此時(shí)車輛的載客情況。當(dāng)有客戶需要乘坐出租車時(shí)，客戶可以打電話到出租車公司的客戶中心，說明他當(dāng)前所在的位置，以及要到達(dá)的目的地，這里，我們可將客戶的電話理解為來自物流調(diào)度系統(tǒng)的需求，出租車公司的客戶中心理解為AGV的地面控制系統(tǒng)，即AGV系統(tǒng)的上位。,,客戶中心收到客戶的電話后，可以通過無線電話與出租車司機(jī)聯(lián)系，選擇離客戶最近，又正好空閑的車輛A前往接客，就

8、像AGV的地面控制系統(tǒng)進(jìn)行的車輛和任務(wù)分配；在車輛A前往接客的途中，客戶中心可能又接到報(bào)告，有空閑車輛B離客戶更近，那么客戶中心將及時(shí)通知車輛B去接客戶，取消車輛A的任務(wù)，這就是AGV地面控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)車輛調(diào)度?？蛻糁行膶?duì)出租車將要行駛道路的交通狀況也了如指掌，能夠及時(shí)通知各個(gè)司機(jī)選擇最便捷的道路行駛，該道路所需時(shí)間最短，但不一定是路程最短，因?yàn)椋罱烦痰牡缆飞峡赡馨l(fā)生了交通阻塞，這就是AGV地面系統(tǒng)中所完成的路徑搜索和路徑分配的工作。AGV系統(tǒng)的控制過程就類似這樣一家管理先進(jìn)的出租車公司，物流上位調(diào)度系統(tǒng)、AGV地面控制系統(tǒng)和AGV車載控制系統(tǒng)分別相當(dāng)于客戶、客戶中心和出租車司機(jī)，AGV地

9、面控制系統(tǒng)和各臺(tái)AGV之間通過無線通信來交換信息，調(diào)度AGV的作業(yè)，并為其選擇路徑（線），確保交通通暢。AGV是以電池為動(dòng)力的，當(dāng)電量不足時(shí)，會(huì)向地面控制系統(tǒng)發(fā)出充電請(qǐng)求，在得到允許后，前往充電站自動(dòng)充電，在充電期間，AGV地面控制系統(tǒng)不會(huì)向此AGV分配任何任務(wù)，就與出租車進(jìn)了加油站不再載客一樣。,AGV充電方式,1.自動(dòng)充電當(dāng)AGV需要補(bǔ)充電力時(shí)，會(huì)自動(dòng)報(bào)告并請(qǐng)求充電，由地面控制中心指揮，駛向指定充電區(qū)或臺(tái)位，車載充電連接器與地面充電系統(tǒng)自動(dòng)連接并實(shí)施充電。充電完成后AGV自動(dòng)脫離充電系統(tǒng)，駛向工作區(qū)或待命區(qū)投入正常運(yùn)行。其特點(diǎn)是整個(gè)充電過程全部實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、智能化，無需專人看管。自動(dòng)充電AG

10、V適用于工作周期長(zhǎng)，車多人少，自動(dòng)化程度高的場(chǎng)合，且多使用堿性快速充電電池，如卷煙、冶金、化工、汽車、航空等行業(yè)。2.手動(dòng)充電當(dāng)AGV電力不足時(shí)，由地面控制中心指揮，駛向指定充電區(qū)或臺(tái)位，由專職人員手動(dòng)完成AGV與充電器之間的電器連接，然后實(shí)施充電，完成后也是人工去脫離連接電路，恢復(fù)工作狀態(tài)。手動(dòng)充電AGV的特點(diǎn)是安全可靠，簡(jiǎn)單易行，但需要專人看管，浪費(fèi)人力，而且自動(dòng)化程度降低。常用于自動(dòng)化程度要求不是很高，車少人多，標(biāo)準(zhǔn)工作制的場(chǎng)合，如白天上班8小時(shí)使用AGV，下班休息時(shí)讓AGV充電，適用于酸性常規(guī)電池。,,主要技術(shù)參數(shù)表,,AGV導(dǎo)航特點(diǎn),1.直接坐標(biāo)用定位塊將AGV的行駛區(qū)域分成若干坐標(biāo)

11、小區(qū)域，通過對(duì)小區(qū)域的計(jì)數(shù)實(shí)現(xiàn)導(dǎo)引，一般有光電式（將坐標(biāo)小區(qū)域以兩種顏色劃分，通過光電器件計(jì)數(shù)）和電磁式（將坐標(biāo)小區(qū)域以金屬塊或磁塊劃分，通過電磁感應(yīng)器件計(jì)數(shù)）兩種形式，其優(yōu)點(diǎn)是可以實(shí)現(xiàn)路徑的修改，導(dǎo)引的可靠性好，對(duì)環(huán)境無特別要求。缺點(diǎn)是地面測(cè)量安裝復(fù)雜，工作量大，導(dǎo)引精度和定位精度較低，且無法滿足復(fù)雜路徑的要求。2.電磁導(dǎo)引電磁導(dǎo)引是較為傳統(tǒng)的導(dǎo)引方式之一，目前仍被許多系統(tǒng)采用，它是在AGV的行駛路徑上埋設(shè)金屬線，并在金屬線加載導(dǎo)引頻率，通過對(duì)導(dǎo)引頻率的識(shí)別來實(shí)現(xiàn)AGV的導(dǎo)引。其主要優(yōu)點(diǎn)是引線隱蔽，不易污染和破損，導(dǎo)引原理簡(jiǎn)單而可靠，便于控制和通訊，對(duì)聲光無干擾，制造成本較低。缺點(diǎn)是路徑難以

12、更改擴(kuò)展，對(duì)復(fù)雜路徑的局限性大。,,3.磁帶導(dǎo)引與電磁導(dǎo)引相近，用在路面上貼磁帶替代在地面下埋設(shè)金屬線，通過磁感應(yīng)信號(hào)實(shí)現(xiàn)導(dǎo)引，其靈活性比較好，改變或擴(kuò)充路徑較容易，磁帶鋪設(shè)簡(jiǎn)單易行，但此導(dǎo)引方式易受環(huán)路周圍金屬物質(zhì)的干擾，磁帶易受機(jī)械損傷，因此導(dǎo)引的可靠性受外界影響較大。4.光學(xué)導(dǎo)引在AGV的行駛路徑上涂漆或粘貼色帶，通過對(duì)攝像機(jī)采入的色帶圖象信號(hào)進(jìn)行簡(jiǎn)單處理而實(shí)現(xiàn)導(dǎo)引，其靈活性比較好，地面路線設(shè)置簡(jiǎn)單易行，但對(duì)色帶的污染和機(jī)械磨損十分敏感，對(duì)環(huán)境要求過高，導(dǎo)引可靠性較差，精度較低。,,5.激光導(dǎo)引激光導(dǎo)引是在AGV行駛路徑的周圍安裝位置精確的激光反射板，AGV通過激光掃描器發(fā)射激光束，同時(shí)

13、采集由反射板反射的激光束，來確定其當(dāng)前的位置和航向，并通過連續(xù)的三角幾何運(yùn)算來實(shí)現(xiàn)AGV的導(dǎo)引。此項(xiàng)技術(shù)最大的優(yōu)點(diǎn)是，AGV定位精確；地面無需其他定位設(shè)施；行駛路徑可靈活多變，能夠適合多種現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，它是目前國(guó)外許多AGV生產(chǎn)廠家優(yōu)先采用的先進(jìn)導(dǎo)引方式；缺點(diǎn)是制造成本高，對(duì)環(huán)境要求較相對(duì)苛刻（外界光線，地面要求，能見度要求等），不適合室外（尤其是易受雨、雪、霧的影響）。,,6.慣性導(dǎo)航慣性導(dǎo)航是在AGV上安裝陀螺儀，在行駛區(qū)域的地面上安裝定位塊，AGV可通過對(duì)陀螺儀偏差信號(hào)（角速率）的計(jì)算及地面定位塊信號(hào)的采集來確定自身的位置和航向，從而實(shí)現(xiàn)導(dǎo)引。此項(xiàng)技術(shù)在軍方較早運(yùn)用，其主要優(yōu)點(diǎn)是技術(shù)先進(jìn)，較

14、之有線導(dǎo)引，地面處理工作量小，路徑靈活性強(qiáng)。其缺點(diǎn)是制造成本較高，導(dǎo)引的精度和可靠性與陀螺儀的制造精度及其后續(xù)信號(hào)處理密切相關(guān)。7.視覺導(dǎo)航對(duì)AGV行駛區(qū)域的環(huán)境進(jìn)行圖象識(shí)別，實(shí)現(xiàn)智能行駛，這是一種具有巨大潛力的導(dǎo)引技術(shù)，此項(xiàng)技術(shù)已被少數(shù)國(guó)家的軍方采用，將其應(yīng)用到AGV上還只停留在研究中，目前還未出現(xiàn)采用此類技術(shù)的實(shí)用型AGV?？梢韵胂?，圖象識(shí)別技術(shù)與激光導(dǎo)引技術(shù)相結(jié)合將會(huì)AGV更加完美，如導(dǎo)引的精確性和可靠性，行駛的安全性，智能化的記憶識(shí)別等都將更加完美。,,AGV優(yōu)點(diǎn),1.自動(dòng)化程度高：由計(jì)算機(jī)，電控設(shè)備，磁氣感應(yīng)SENSOR,激光反射板等控制。當(dāng)車間某一環(huán)節(jié)需要輔料時(shí)，由工作人員向計(jì)算機(jī)終端輸入相關(guān)信息，計(jì)算機(jī)終端再將信息發(fā)送到中央控制室，由專業(yè)的技術(shù)人員向計(jì)算機(jī)發(fā)出指令，在電控設(shè)備的合作下，這一指令最終被AGV接受并執(zhí)行——將輔料送至相應(yīng)地點(diǎn)。2.充電自動(dòng)化當(dāng)AGV小車的電量即將耗盡時(shí)，它會(huì)向系統(tǒng)發(fā)出請(qǐng)求指令，請(qǐng)求充電（一般技術(shù)人員會(huì)事先設(shè)置好一個(gè)值），在系統(tǒng)允許后自動(dòng)到充電的地方“排隊(duì)”充電。另外，AGV小車的電池壽命很長(zhǎng)（2年以上），并且每充電15分鐘可工作4h左右。,Advantage,3.美觀：提高觀賞度，從而提高企業(yè)的形象。4.便利：減少占地面積；生產(chǎn)車間的AGV小車可以在各個(gè)車間穿梭往復(fù)。,,