新松機器人慣性導(dǎo)航AGV搬運系統(tǒng)方案實例

慣性導(dǎo)航系統(tǒng)（INS，以下簡稱慣導(dǎo)）是一種不依賴于外部信息、不易受到干擾的自主式導(dǎo)航系統(tǒng)。慣導(dǎo)通過測量載體在慣性參考系的加速度，自動進行積分運算，獲得載體的瞬時速度和瞬時位置數(shù)據(jù)，且把它變換到導(dǎo)航坐標系中，從而得到在導(dǎo)航坐標系中的速度、偏航角和位置等信息。其優(yōu)勢在于給定了初始條件后，不需要外部參照就可確定當前位置、方向及速度。適用于各種復(fù)雜地理環(huán)境和外界干擾下的精確定位和定向，且能不斷測量位置的變化，精確保持動態(tài)姿態(tài)基準。

隨著經(jīng)濟建設(shè)對科學(xué)技術(shù)需要的提高，以及人們對慣性技術(shù)了解的不斷普及和深入，慣性技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域已逐步從軍用擴展到民用，從導(dǎo)航/制導(dǎo)擴展到穩(wěn)定/控制，并正在努力開發(fā)具有市場競爭力的新技術(shù)和新產(chǎn)品。

以下是新松機器人自動化股份有限公司設(shè)計的慣導(dǎo)AGV在某大型電極箔公司運輸電極箔的原料、半成品及成品的實例。電極箔是鋁電解電容器制造的關(guān)鍵原材料，由于電子產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，尤其是通信產(chǎn)品、計算機、家電等整機產(chǎn)品市場的急劇擴大，對鋁電極箔產(chǎn)業(yè)的發(fā)展起了推波助瀾的作用。同時由于鋁電解電容器的小型化、高性能化、片式化的要求越來越迫切，對電極箔制造業(yè)的技術(shù)和質(zhì)量提出了很高的要求，同時也對高效、正確的倉儲管理提出了很高的需求。

物料的裝卸搬運是物流過程中發(fā)生頻率高，耗用時間長，所需費用大的作業(yè)活動。為了降低成本并提高效率，自動搬運技術(shù)的實施勢在必行，因此受到越來越多的關(guān)注。在眾多的搬運技術(shù)中，因為 AGV（Automatic Guided Vehicle）的優(yōu)越性，使其成為實現(xiàn)物料自動搬運的最佳解決方案。AGV也是當今柔性制造系統(tǒng)和自動化倉儲系統(tǒng)中物流運輸?shù)挠行侄?，是物流領(lǐng)域中首推的簡單有效的自動物料運輸方式。因此我們采用AGV作為此項目的載體配合整個物流系統(tǒng)實現(xiàn)貨物的傳輸和運送。AGV的應(yīng)用實現(xiàn)了其原料、半成品、成品倉儲管理的自動化、智能化、信息化，提高了工作效率，降低了差錯率，同時也使電極箔生產(chǎn)作業(yè)流程的綜合自動化水平邁上一個新的臺階。

由于此公司現(xiàn)場環(huán)線4000多米長，且交叉點較多，鋪設(shè)磁條施工難度較大，且可能產(chǎn)生相近、相交軌跡之間的干涉，因此我們?yōu)榻档统杀?，便于施工，基于性價比考慮，采用地面相隔一定距離預(yù)埋磁釘，進行慣性導(dǎo)航控制，增強AGV在復(fù)雜環(huán)境條件下的抗干擾能力，保證AGV在復(fù)雜軌跡行走時有較高的精度定位。

1、工作流程

在整體布局中，各工藝環(huán)線上按照工藝需要，通過預(yù)埋磁釘布置相應(yīng)的上下料站點，每個站點由AGV自動進行上下料工作。
在站點上通過手持終端對AGV下達空托盤輸送指令。任務(wù)管理系統(tǒng)通過網(wǎng)絡(luò)與AGV輸送系統(tǒng)連接，根據(jù)各工位“要料”情況發(fā)指令給AGV輸送系統(tǒng)，由AGV系統(tǒng)自動實現(xiàn)指定產(chǎn)品在庫房與指定工位間及各工位間的運送。無任務(wù)的AGV將在指定地點進行充電任務(wù)并等待輸送指令。

2、AGV基本參數(shù)技術(shù)要求

AGV的機械結(jié)構(gòu)由三部分組成：車體，驅(qū)動裝置和提升機構(gòu)組成。根據(jù)現(xiàn)場托盤情況，承載能力800KG，工作狀態(tài)，進行校核計算，得如下參數(shù)：

-AGV驅(qū)動裝置：采用雙驅(qū)動輪差動形式

-提升機構(gòu)：采用凸輪機構(gòu)，安裝內(nèi)導(dǎo)向，保證提升機構(gòu)直線上下，動作平穩(wěn)

-提升高度：100mm

-AGV導(dǎo)航精度為±10mm；停車位置精度為±5mm。

-AGV最大速度為60m/min

AGV設(shè)有前后接觸式保險杠和前置非接觸式激光防碰傳感器，當AGV運行時，前方一定距離內(nèi)發(fā)現(xiàn)障礙物，AGV可減速停車，保證AGV及周邊人員設(shè)備的安全。

-車體尺寸：1900×850×870（mm）。

-AGV負載能力：》 800KG。

-AGV使用48V／100AH快速充電電池

-通訊方式為：無線局域網(wǎng)。

-導(dǎo)航方式為：慣性導(dǎo)航。

3、AGV電氣系統(tǒng)的構(gòu)成

AGV主要由車載控制器、伺服驅(qū)動系統(tǒng)、慣導(dǎo)系統(tǒng)、安全系統(tǒng)、供電系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)和手動維護系統(tǒng)等部分構(gòu)成。實現(xiàn)了AGV控制器的通用性與模塊化，各功能模塊性能穩(wěn)定可靠且分工明確，即保證了AGV整體性能的靈活配置，又便于不同系統(tǒng)功能的擴充與維護。

慣導(dǎo)傳感器的小誤差會隨時間累積成大誤差，其誤差大體上與時間成正比，因此需要不斷進行修正。新松慣導(dǎo)AGV是多傳感器數(shù)據(jù)融合的產(chǎn)物，包括高精度磁導(dǎo)航傳感器、陀螺儀傳感器、驅(qū)動輪碼盤傳感器，以及RFID傳感器等。在工作過程中，我們采用RFID配合AGV車體及時進行糾偏，保證慣導(dǎo)系統(tǒng)的精度及可靠性，從而保證AGV系統(tǒng)按軌跡運行。RFID同時作為站點識別的載體，使AGV可以隨時自動上線，不用人工輸入站點的號碼，在上線站點比較多的應(yīng)用現(xiàn)場，為操作人員提供了便利，避免了人工輸入錯誤的情況。

4、 AGVS系統(tǒng)構(gòu)成

電氣控制系統(tǒng)是物流系統(tǒng)中設(shè)備執(zhí)行的控制核心，包含設(shè)備控制層和監(jiān)控層。向上聯(lián)接物流系統(tǒng)的調(diào)度計算機，接受物料的輸送指令；向下聯(lián)接輸送設(shè)備實現(xiàn)底層輸送設(shè)備的驅(qū)動、輸送物料的檢測與識別；完成物料輸送及過程控制信息的傳遞。此外還提供內(nèi)容豐富、形象生動的人機界面、安全保護措施和多種操作模式，輔助工作人員進行設(shè)備操作和維護。

AGV通過控制臺負責與立庫管理計算機交換信息，根據(jù)所要輸送鋁箔托盤的信息生成AGV的運行任務(wù)，同時解決運行中多AGV之間的避碰問題。AGV控制臺在調(diào)度管理過程中將AGV系統(tǒng)的狀態(tài)反饋給倉庫的中心控制管理系統(tǒng)。AGV控制臺和各AGV之間組成無線局域網(wǎng)。AGV與控制臺之間采用無線局域網(wǎng)進行信息交換。通過多個無線接入點的組合，覆蓋AGV運行的區(qū)域，使AGV在跨越不同的區(qū)域時實現(xiàn)自動漫游，實現(xiàn)無縫連接。

由于采用集中控制的方式，控制臺將成為AGVS系統(tǒng)的核心。它與生產(chǎn)調(diào)度管理計算機系統(tǒng)留有接口，可以接受調(diào)度命令和報告AGV的運行情況。控制臺應(yīng)滿足工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境要求，有足夠的運算速度和管理能力。控制臺主要功能包括通訊管理、AGV運行狀態(tài)、數(shù)據(jù)采集和運行狀態(tài)顯示?？刂婆_在實時調(diào)度在線AGV的同時將在屏幕上顯示系統(tǒng)工作狀態(tài)，包括在線AGV的數(shù)量、位置（包括AGV處于的地標位置）狀態(tài)、已完成的裝配數(shù)量等?？刂婆_負責AGV運行中的交通管理。保證運行中的AGV與AGV間不發(fā)生碰撞和AGV追尾等事故?？刂婆_將對進入系統(tǒng)和退出系統(tǒng)的AGV進行管理，以保證系統(tǒng)安全運行。

責任編輯：xj

原文標題：新松慣性導(dǎo)航AGV搬運系統(tǒng)方案

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