AGV单机方案

AGV单机方案一、概述AGV是自动导引运输车（AutomatedGuidedVehicle），是指装备有电磁或光学等自动导引装置，能够沿规定的导引路径行驶，具有安全保护以及各种移载功能的运输车。AGV一般以电池为动力。AGV装有非接触导航（导引）装置，可实现无人驾驶的运输作业。它的主要功能表现为能在计算机监控下，按路径规划和作业要求，精确地行走并停靠到指定地点，完成一系列作业功能。AGV以轮式移动为特征，较之步行、爬行或其它非轮式的移动机器人具有行动快捷、工作效率高、结构简单、可控性强、安全性好等优势。与物料输送中常用的其他设备相比，AGV的活动区域无需铺设轨道、支座架等固定装置，不受场地、道路和空间的限制。因此，在自动化物流系统中，最能充分地体现其自动性和柔性，实现高效、经济、灵活的无人化生产。主要功用集中在自动物流搬转运，AGV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。二、原理AGV的导引是指根据AGV导向传感器所得到的位置信息，按AGV的路径所提供的目标值计算出AGV的实际控制命令值，即给出AGV的设定速度和转向角。简而言之，AGV的导引控制就是AGV轨迹跟踪。1、引导方式目前常用的AGV无人搬运车引导系统主要有以下四种:（1）、激光引导区域被映射并存储在车辆的计算机内存中多个固定的参考点、反光板，位于工作区域内，可以被安装在车辆上的激光头检测到导路很容易改变和扩展最灵活的车辆运动最可靠和安全的导航方式最准确的指导形式系统可扩展而不需对设备进行改造（2）、惯性引导引导路径上放置有磁球引导路径传感器安装在车辆上路径是开放的，系统引导路径可以改变可布局广泛复杂的磁球定位精度取决于磁传感器的精度系统可扩展而不需对设备进行改造（3）、磁带引导引导路径标记为放置在地板上的磁带引导路径传感器安装在车辆上路径是连续的路径是固定的，系统的引导路径可以很容易地改变（4）、电磁引导地板切割后埋入感应电缆代表引导路径引导路径传感器安装在车辆上地板上有很好的路路径是连续的路径是固定的，系统的引导路径是不容易改变的设备的扩展受限制，并不像其他一些导航技术那样灵活磁引导是较为传统的导引方式之一，目前仍被许多系统采用，在路面上铺设磁条，通过电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，简单可靠，对声光无干扰，但磁条易受机械损伤，磁性容易流失，一般两年后需要重新铺设，由于磁条磁场容易对精密电子芯片的生产产生干扰，因此并不适合于某些电子行业。2、驱动方式目前常用的AGV无人搬运车驱动方式有以下四种:（1）、两轮同向随动（全向AGV小车）允许AGV小车向任何方向移动中心点总是AGV小车中心最大程度的可操作性运动任何方向适用空间限制的地区或特殊对位应用推荐使用激光导航技术运动控制算法相对容易（市面上大多使用的是麦克拉姆轮的伪全向AGV小车，很容缠绕毛发或异物卡死，实地应用价值不高）（2）、单舵导向轮三轮结构大多数用于叉车，同时也推荐色带导航AGV小车使用动作精准，稳定性比较高小于90°运动运行方向运动控制算法最简单缺点：非常占用空间，转弯半径大（3）、两轮逆向随动结构360°原地调头，前后双向运行抓地平衡，稳定可靠，不受重量影响形式轨迹推荐电磁导航（地下埋设电线）和激光.视觉导航AGV车辆运动允许重载运动算法复杂最大转向角90°，拉杆联动设计最大允许45°（4）、两轮差速驱动机构向前，向后，左转，右转灵活性中等，对空间环境要求不高推荐磁条引导AGV小车运动控制难度中等经济实惠目前普遍使用的是两轮差速驱动方式。三、结构AGV最关键的技术为无人驾驶技术和运动控制技术，其中无人驾驶技术由控制算法和导航技术相结合而实现，运动控制技术关键是转向技术，以及智能化的调速技术。通过采用先进的控制单元和人机界面，结合位置传感器、安全传感器，以及机电驱动单元，即构成AGV的关键部件。1、基本单元：（1）、驱动单元由车轮、减速器、制动器、驱动电机及速度控制器等部分组成，是控制AGV正常运行的装置。其运行指令由计算机或人工控制齐发出，运行速度、方向、制动的调节分别由计算机控制。为了安全，在断电时制动装置能靠机械实现制动。目前常用的AGV无人搬运车驱动系统有三种:1）、第一种直流电机驱动系统，20世纪90年代前的电动汽车几乎全是直流电机驱动的。直流电机木身效率低，体积和质量大，换向器和电刷限制了它转速的提高，其最高转速为6000-8000r/min。但出于其缺点目前除了小型车外，电动车很少采用直流电机驱动系统。2）、第二种感应电机交流驱动系统，该系统是20世纪90年代发展起来的新技术，目前尚处于发展完善阶段。电机一般采用转子鼠笼结构的三相交流感应电动机。电机控制器采用矢量控制的变频调速方式。其具有效率高、体积小、质量小、结构简单，免维护、易于冷却和寿命长等优点，该系统调速范围宽，而且‘能实现低速恒转矩，高速恒功率运转，但交流电机控制器成本较高。目前，世界上众多著名的电动汽车中，多数采用感应电机交流驱动系统。3）、第三种永磁同步电机系统，其中永磁同步电机包括无刷直流电机和三相永磁同步电机，而永磁同步电机和无刷直流电机相比，永磁同步电机交流驱动系统的效率较高，体积最小，质量最小，也无直流电机的换向器和电刷等缺点。但该类驱动系统永磁材料成本较高，只在小功率的电动汽车中得到一定的应用。但永磁同步电机是最有希望的高性能电机，是电动汽车电机的发展方向。出于直流无刷电机本身具有控制系统简单，调速方便，不需逆变装置等优点，以及AGV动力为直流蓄电池等原因，因此，目前AGV系统多采用直流无刷电机作为驱动系统的动力源。（2）、控制单元接受控制中心的指令并执行相应的指令，同时将本身的状态（如位置、速度等）及时反馈给控制中心。目前常用的AGV无人搬运车控制方式有以下三种:1）、单片机，采用单片机系统具有成本低、效益高的优点，但这要有相当的研发力量和行业经验才能使系统稳定、可靠地运行；2）、PLC，即可编程控制器，在工业上应用非常成熟，性能稳定，可靠性好，相对于单片机成本较高；3）、ARM，即目前主流的嵌入式系统，是更高级的单片机，自身各种模块处理速度更快，存储容量更大，可实现网络化，其次ARM引入了操作系统，使其在后期开发中更加方便、安全、高效。开发周期长，开发难度大。（3）、操作开关附有电源键、开关键、紧急停止键等。（4）、磁条及地标传感器识别标记的传感器。（5）、电源及充电器AGV常采用24V和48V直流蓄电池为动力。蓄电池供电一般应保持连续工作8小时以上的需要。2、其他单元：车体——由车架和相应的机械装置所组成，是AGV的基础部分，是其他总成部件的安装基础。防撞缓冲装置——碰撞到障碍物后紧急停止。碰撞到障碍物后紧急停止。管材型台车使用的防撞缓冲器。障碍传感器——红外线判断有无障碍物、接近障碍物后会减速停止。信号灯——指示小车当前运动状态，行驶、左转、右转、停止等。通信装置——实现AGV与地面控制站及地面监控设备之间的信息交换。信息传输与处理装置——对AGV进行监控，监控AGV所处的地面状态，并与地面控制站实时进行信息传递。四、国内外主要厂家简介1、MAXAGVMAXAGV是由Softdesign和Atab联合打造的AGV品牌，AGV软硬件技术均领先世界。Softdesign和Atab致力于AGV领域超过20年，拥有先进的技术和丰富的经验，提供从设计、制造、安装、调试、技术支持的一整套解决方案。各种款式和型号的MAXAGV能够满足各行各业的需求，大大节省了客户的生产升本和提升了效率对于一些超大载重的搬运工作，可以通过MAXAGV的合作伙伴Hedin来轻松完成，Hedin旗下的产品最大可装载50吨的货物。2、日本明电舍、爱知不仅有成熟的AGV整机，同时提供完善的配件，可以通过其配件迅速组装完整的AGV无人搬运小车。明电电动机拥有积累了100年以上的电机技术和控制技术，远超其他追随者。其核心技术支撑着AGV的核心部分的马达和控制装置、导航技术。多年提供AGV支撑了日本的汽车生产。从十几千克的重量较轻的物品到数十吨的重量物品，可应对范围广泛的搬运重量。导航线追踪性能具有独自的传感和控制技术信赖性高，具有停止精度最大5mm高精度。由于无线ＬＡＮ控制的自律分散控制和自律交叉点控制，AGV具有旋转和程序转弯技术，自动充电系统等，丰富的控制技术。爱知机械工业集团的一员，充分发挥在汽车制造领域积累的丰富经验,为客户的区域内搬运提供无人化,合理化方案.。本司的AGV特点是,只要在地面上布设导航磁条,即可以简单的设置及更改区域内搬运系统,且AGV的尺寸小,操作简单方便.也因为价格便宜之理由,不仅仅是在汽车制造业,在其它广泛的领域，行业里，受到很多客户的好评。另外,为了满足客户在搬运系统中的各种需求,本司配有系统,设计,制造,营销,施工,售货服务的一条龙服务系统。3、新松新松公司隶属中国科学院，是一家以机器人独有技术为核心，致力于数字化智能高端装备制造的高科技上市企业。公司的机器人产品线涵盖工业机器人、洁净（真空）机器人、移动机器人、特种机器人及智能服务机器人五大系列，其中工业机器人产品填补多项国内空白，创造了中国机器人产业发展史上88项第一的突破；洁净（真空）机器人多次打破国外技术垄断与封锁，大量替代进口；移动机器人产品综合竞争优势在国际上处于领先水平，被美国通用等众多国际知名企业列为重点采购目标；特种机器人在国防重点领域得到批量应用。在高端智能装备方面已形成智能物流、自动化成套装备、洁净装备、激光技术装备、轨道交通、节能环保装备、能源装备、特种装备产业群组化发展。公司以近350亿的市值成为沈阳最大的企业，是国际上机器人产品线最全厂商之一，也是国内机器人产业的领导企业。4、佳顺伟业深圳市佳顺伟业科技有限公司组建于2006年,是AGV(无人搬运车)自动化控制设备的技术开发、生产、相关技术咨询及销售的企业。公司多年来一直致力于AGV以及高科技电子产品的研发与生产，，与多家大中型高新技术企业建立了长期稳固的战略合作关系，合作开发高新技术产品，共同开拓销售市场，是一家稳健发展、成长快速的高新技术企业。五、AGV方案1、PLC控制方案采用西门子S7-200PLC作为控制核心，以触摸屏为人机对话窗口，利用光电传感器进行轨迹跟踪、壁障、调头、自动边轨等信号检测。引导传感器把实时检测到的数字信号输入PLC，PLC运算之后以模拟量的形式输出给直流无刷电机，根据输出模拟量的值，两个电机以差速方式，进行直行、左拐、右拐等动作。2、单片机控制方案红外传感器取得反射信号送给单片机，通过单片机对有无反射信号进行处理，同样超声波传感器也将信号传给单片机，通过单片机对感应信号进行处理，结合路径图进行综合分析后输出控制信号，控制信号通过控制电路放大、输出到电机对小车进行控制。3、ARM控制方案采用ARM微控制器为核心，外围电路包括电源电路、传感器检测电路、通讯电路等，辅以功率驱动电路对直流电机进行PWM调速控制，实现对AGV小车的运动控制。4、研华无线控制方案研华科技创立于1983年，是全球领先、值得信赖的创新型嵌入式、自动化产品解决方案提供商，提供包括完整的系统集成、硬件、软件、以客户为中心的设计服务和全球物流支持等。研华同时也是Intel嵌入式与通讯联盟PremierMember，通过与解决方案伙伴的密切合作，为各种工业应用提供完整的解决方案。AGV车辆监控系统主要由组态控制软件、无线通讯系统及车载PLC三部分组成，其中，通讯系统由无线AP、无线串口服务器产品构成，无线AP安装于车间的不同区域，无线串口服务器安装在AGV小车车体内部，建立起无线连接。系统具备快速漫游功能，可使无线串口服务器快速地连接信号强度最佳的无线AP，确保监控中心与现场运动中AGV车辆的可靠通讯。六、总结AGV技术已经发展几十年，在运行稳定性、定位精度和控制方式上，国内外还是有一定的差距。国内主流的AGV采用单片机作为控制器，驱动方式为双轮差动，引