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三、AGV的驱动方式有哪些单驱动: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。一、AGV小车的价格因素二、AGV、LGV、AGC名词解释AGV---AutomatedGuidedVehicle是自动导引车(移动机器人)统称AGC---AutomatedGuidedCartAGC是源于日本的简易型AGV技术,特点简易、适用,多用于料箱托运LGV---laserGuidedVehicle激光导航自动导引车,是AGV一种一般来说,AGV价格取决多种因素,国内外价格差距很大,那么我们不妨以欧美、日本、中国为代表,对AGV价格取决因素以及未来发展方向做一些探讨。在欧美,一台激光导引的后叉式AGV的单机价格约为120万人民币左右,相当于3.5个工人一年的工资费用,考虑到工人优厚福利待遇、社会保险及休假时间,AGV使用成本与工人相当,这也是AGV在欧美大量应用原因。另外,欧美AGV技术比较成熟可靠,单机载荷从50公斤到100吨不等,驱动系统最多可达到16个同时控制,系统价格从100万人民币到1000万人民币不等,高昂的价格及售后服务费用是欧美这些AGV厂家很难在中国推广应用主要因素。在日本,AGV变异了分支,我们称为AGC(AGC-AutomatedGuidedCart),它实际完全结合简单的生产应用场合,单一的路径、固定的流程,AGC只是用来进行搬运。在导引方面,只采用简易的磁带导引方式,没有电子地图,没有精定位,没有上位机调度等等。由于日本的基础工业发达,生产企业能够为AGC配置上几乎简单得不能再简单的功能器件,使AGC的成本几乎降到了极限(单车价格在10万人民币左右)。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,这类AGV在日本和中国台湾应用十分广泛,近五年来,国内的一些企业也大规模地采用了,但普遍反应是故障率高、零部件寿命短等问题。在中国,随着我国各行各业自动化生产进步,对AGV系统的应用需求越来越大。靠人口红利优势保持经济发展时代已经一去不复返了,企业面对人力成本的提高唯一方法是提高有效劳动生产力,也就是提高生产自动化的程度,AGV作为目前最柔性的自动化运输设备就有着广阔的市场。国内AGV价格受行走模式、移载方式、充电方式、载荷、导航方式等影响,价格由十几万到一百多万不等。目前从技术角度讲,中国AGV市场正朝着开放式的结构通用器件与平台、分布式总线结构、重载AGV、电机的交流化、室外移动机器人的应用等趋势发展。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。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。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。四、AGV的优点(1)自动化程度高:由计算机,电控设备,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(10年以上),并且每充电15分钟可工作4h左右。(3)电池能耗计算:假定采用2块12伏100Ah电池串联组成电池组为小车供电。当电机在24伏电压作用下单机功率150W时,工作电流6.25A,电池理论持续放电时间为16小时。按电池剩余50%的电量开始重新充电,计算出电池实际可持续放电时间为8小时。AGV电池累计充电寿命:选配的铅酸电池为国外名牌产品,其出厂标定充电次数为1000-1200次,从其下限估算,从放电50%的状态开始重新充电,反复充放电的次数为1000次。(4)美观,提高观赏度,从而提高企业的形象。(5)方便,减少占地面积;生产车间的AGV小车可以在各个车间穿梭往复。五、AGV的发展历史AGV扮演物料运输的角色已经50多年了。第一辆AGV诞生于1953年,它是由一辆牵引式拖拉机改造而成的,带有车兜,在一间杂货仓库中沿着布置在空中的导线运输货物。到上世纪五十年代末到六十年代初期时,已有多种类型的牵引式AGV用于工厂和仓库。20世纪70年代,基本的导引技术是靠感应埋在地下的导线产生的电磁频率。通过一个叫做地面控制器的设备打开或关闭导线中的频率,从而指引AGV沿着预定的路径行驶。20世纪80年代末期,无线式导引技术引入到AGV系统中,例如利用激光和惯性进行导引,这样提高了AGV系统的灵活性和准确性,而且,当需要修改路径时,也不必改动地面或中断生产。这些导引方式的引入,使得导引方式更加多样化了。从20世纪80年代以来,自动导引运输车(AGV)系统已经发展成为生产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,成为现代化企业自动化装备不可缺少的重要组成部分。在欧、美等发达国家,发展最为迅速,应用最为广泛;在亚洲的日本和韩国,也得到迅猛的发展和应用,尤其是在日本,产品规格、品种、技术水平、装备数量及自动化程度等方面较为丰富,已经达到标准化、系列化、流水线生产的程度。在我国,随着物流系统的迅速发展,AGV的应用范围也在不断扩展,如何能够开发出能够满足用户各方面需求(功能、价格、质量)的AGV系统技术是未来我们必须面对的现实问题。综合分析AGV技术的发展,我们不难分析出国内外AGV有两种发展模式:第一种是以欧美国家为代表的全自动AGV技术,这类技术追求AGV的自动化,几乎完全不需要人工的干预,路径规划和生产流程复杂多变,能够运用在几乎所有的搬运场合。这些AGV功能完善,技术先进;同时为了能够采用模块化设计,降低设计成本,提高批量生产的标准,欧美的AGV放弃了对外观造型的追求,采用大部件组装的形式进行生产;系列产品的覆盖面广:各种驱动模式,各种导引方式,各种移载机构应有尽有,系列产品的载重量可从50kg到60000kg(60吨)。尽管如此,由于技术和功能的限制,此类AGV的销售价格仍然居高不下。此类产品在国内有为数不多的企业可以生产,技术水平与国际水平相当。第二种是以日本为代表的简易型AGV技术--或只能称其为AGC(AutomatedGuidedCart),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,这类AGV在日本和台湾企业应用十分广泛,从数量上看,日本生产的大多数AGV属于此类产品(AGC)。该类产品完全结合简单的生产应用场合(单一的路径,固定的流程),AGC只是用来进行搬运,并不刻意强调AGC的自动装卸功能,在导引方面,多数只采用简易的磁带导引方式。由于日本的基础工业发达,AGC生产企业能够为其配置上几乎简单得不能再简单的功能器件,使AGC的成本几乎降到了极限。这种AGC在日本80年代就得到了广泛应用,2002到2003年达到应用的顶峰。由于该产品技术门槛较低,目前国内已有多家企业可生产此类产品。六、AGV控制系统简介系统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(上位)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。地面控制系统:AGV地面控制系统(StationarySystem)即AGV上位控制系统,是AGV系统的核心。主要功能: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。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。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。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。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。车载控制系统:AGV车载控制系统(OnboardSystem),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。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。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。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。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。导航/导引系统AGV之所以能够实现无人驾驶,导航和导引对其起到了至关重要的作用,随着技术的发展,目前能够用于AGV的导航/导引技术主要有以下几种:1直接坐标(CartesianGuidance)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引,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。2电磁导引(WireGuidance)电磁导引是较为传统的导引方式之一,目前仍被许多系统采用,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的导引。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。3磁带导引(MagneticTapeGuidance)与电磁导引相近,用在路面上贴磁带替代在地面下埋设金属线,通过磁感应信号实现导引,其灵活性比较好,改变或扩充路径较容易,磁带铺设简单易行,但此导引方式易受环路周围金属物质的干扰,磁带易受机
本文标题:AGV结构、导航研究报告
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