最火搬运机器人AGV的应用分析上

搬运机器人(AGV)的应用分析(上)

一 概述

自从1913年美国福特汽车公司使用有轨底盘装配车，1954年英国采用地下埋线电GB/T 2038⑴991 金属资料延性断裂韧度JIC实验办法磁感应导向车以来，到九十年代全世界拥有AGV(Automated Guided Vehicles)10万台以上。

近年来，自动化技术呈现加速发展的趋势，化学结构又10分稳定国内自动化立体仓库和自动化柔性装配线进入发展与普及阶段。其中，在自动仓库与生产车间之间，各工位之间，各段输送线之间，AGV起了无可替代的重要作用，与传统的传送辊道或传送带相比，AGV输送路线具有施工简单、路径灵活，不占用空间、较好的移动性、柔性等优点。

有了这样的生产过程，就会得到稳定的高质量产品和井井有条的生产环境；工作人员会把精力放在人所擅长的方面,比如监督，在发生问题的时候采取适当的措施，或其它需要灵活处理事情，简单地说，就是思考。简练生产制，准时生产制，大规模定做制－这些现代化的生产哲学概念制造了对AGV的大量需求。

二 AGV系统技术发展

（1） 导引技术：八十、九十年代，正当国内的一些院校厂所致力基于埋线电磁导引技术并刚开始应用，基于CCD的光学磁带识别、周边图像识别导引技术停滞不前之时，美国则以汽车行业为代表，应用推广了基于陀螺导航的定位技术；瑞典的NDC公司则推出了基于激光反射测角定位技术。近年来，出现了激光测角与测距相结合的导引技术，其导引头已经商品化。导引技术的进步，提高了行程路径的柔性化，同时提高了停位精度，由±10毫米，缩小至±5毫米，乃致±3毫米。GPS定位导航技术则在大型（最大可达40t）AGV上得主菜单到应用。

（2） 移载技术：针对不同应用需求，出现了背辊式，背链式，推挽式，牵引式，龙门式，侧叉式、前叉式、后叉式、三向叉式、升降伸缩叉式等。由于移载技术，驱动技术、电池技术的进步，促进了载重/自重比的大幅提高，由1:4提高到1:1.2，即同样载重量，先进车型自重下降为落后车型的1/4。使车辆移动的能耗成倍降低，因而可以少装电池，使AGV的自重、功耗形成良性循环。

（3） 电池技术：由采用酸性电池，进步到高能酸性电池，近年来，又开始采用高能碱性电池，提高环保性能，大幅提高了充、放电比，由充电时间/放电时间为1:1提高到1;12，大幅缩短了待机充电的时间。

（4）智能化：在企业物流自动化技术中，现代AGV技术最具有智能化的特征，车载计算机的硬软件功能日益强大不断升级，使AGV及AGV系统具有从络、无线或红外接收上位及客户指令，自动导引，自动行驶，优化路线，自动作业，交通管理，车辆调度，安全避碰，自动充电，自动诊断，实现了AGV的智能化，信息化，数字化、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小车（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。智能化的结果加上动力强劲，行驶速度可达160米/分，组建了7个攻关团队反映在选用车辆台数上成倍减少。

三 应用范围

AGV产品可广泛应用于机械、电子、印刷、家电、纺织、造纸、卷烟、食品等行业，其中主要用于无人化车间、立体仓库的物流系统、自动化柔性装配线等场合。

四 AGV分类

（1） 按导引技术分类。主要有以下6种。

（1－1）、电磁导引。在工作区域的地板下嵌入导线，施加特定交流电磁信号，AGV通过传感器检测此信号执行走行控制。

（1－2）、光条纹导引。在工作区间地板上绘制或铺设特定颜色和形状的路线，AGV通过光电探头检测图案条纹的存在和偏移位置自主走行。

（1－3）、磁带导引。在工作区间地板上铺设磁带，AGV通过磁场传感器检测磁带信号控制走行。

以上三种为目前常用的AGV导引技术，优点是简单易行，成本低廉，缺点是只能纵向一维定位。其特点比较如下表。

（1－4）超声波定位。在工作范围的固定已知位置安装3台以上超声波发射机，AGV接收其发射出来的超声信号，计算出AGV与各发射机的距离，获得自身二维坐标，据此控制车辆运动。

（1－5）激光定位。与超声波定位类似，在工作区域的已知位置固定安装反射板，AGV顶端设计安放一个可旋转的激光发射接收器，检测AGV与各反射板的夹角或者距离，然后根据反射板坐标计算出AGV二维坐标与方向。

（1－6）视觉导引。这是一种处于发展中的技术。视觉导引方法较多，主要是通过CCD摄像头获取周边或者地表图像，然后进行仿生图像识辨确定自身坐标位置，进而导引AGV。

（2） 按用途分类

装配型：装配型AGV应用于汽车装配柔性生产线等领域；

搬运型：广泛应用于机械、电子、印刷、家电、纺织、卷烟等行业仓储物流系统。

(待续)