AGV的種類及引導(dǎo)方式介紹

AGV簡介

Automated Guided Vehicle簡稱AGV，通常也稱為AGV小車，指裝備有電磁或光學(xué)等自動導(dǎo)引裝置，能夠沿規(guī)定的導(dǎo)引路徑行駛，具有安全保護(hù)以及各種移載功能的運(yùn)輸車，工業(yè)應(yīng)用中不需駕駛員的搬運(yùn)車，以可充電之蓄電池為其動力來源。

一般可通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，電磁軌道黏貼於地板上，無人搬運(yùn)車則依靠電磁軌道所帶來的訊息進(jìn)行移動與動作。

AGV的種類

1.潛伏式：潛入料車底部，自動掛接和分離實(shí)現(xiàn)物料投遞、回收作業(yè)。

2.牽引式：通過尾部自動掛接和脫扣機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)料車牽引。

3.自卸式：背負(fù)式平臺，使用滾筒、皮帶或其他方式實(shí)現(xiàn)物料對接。

4.舉升式：背負(fù)平臺可自動舉升物料，可與流水線同步運(yùn)行作業(yè)。

5.叉車式：使用開放式叉車進(jìn)行物料搬運(yùn)。

優(yōu)點(diǎn)介紹

① 自動化程度高。

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 充電自動化。

當(dāng)AGV小車的電量即將耗盡時(shí)，它會向系統(tǒng)發(fā)出請求指令，請求充電（一般技術(shù)人員會事先設(shè)置好一個(gè)值），在系統(tǒng)允許后自動到充電的地方“排隊(duì)”充電。 另外，AGV小車的電池壽命很長（2年以上），并且每充電15分鐘可工作4h左右。

**③ 美觀，提高觀賞度，從而提高企業(yè)的形象。 **

④ 方便，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)。

AGV引導(dǎo)方式

①電磁導(dǎo)引

電磁導(dǎo)引是較為傳統(tǒng)的導(dǎo)引方式之一，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，通過對導(dǎo)引頻率的識別來實(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)引原理簡單而可靠，便于控制和通訊，對聲光無干擾，制造成本較低。缺點(diǎn)是金屬線的鋪設(shè)麻煩，且更改和拓展路徑困難，電磁感應(yīng)容易受到金屬等鐵磁物質(zhì)的影響，對復(fù)雜路徑的局限性大。

②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。AGV一旦執(zhí)行任務(wù)只能沿著固定磁帶運(yùn)動，無法更改任務(wù)。

③磁釘導(dǎo)引

磁釘導(dǎo)航，用定位塊將AGV的行駛區(qū)域分成若干坐標(biāo)小區(qū)域，通過對小區(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。

④二維碼導(dǎo)引

**⑤色帶導(dǎo)引 **

AGV的行駛路徑上涂漆或粘貼色帶（粘貼色帶或涂漆），通過對攝像機(jī)采入的色帶圖象信號進(jìn)行簡單處理而實(shí)現(xiàn)導(dǎo)引。光學(xué)導(dǎo)引與磁帶導(dǎo)引較為類似，主要的優(yōu)點(diǎn)是路面鋪設(shè)較為容易，其靈活性比較好，地面路線設(shè)置簡單易行，成本低。缺點(diǎn)是色帶較為容易受到污染和破環(huán)，對環(huán)境的要求高，導(dǎo)引可靠性較差，精度較低。

⑥激光導(dǎo)航

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)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。

⑦視覺導(dǎo)航

該方式通過AGV小車在移動過程中攝像頭拍攝地面紋理進(jìn)行自動建圖，再將在運(yùn)行過程中獲取的地面紋理信息，與自建地圖中的紋理圖像進(jìn)行配準(zhǔn)對比，以此估計(jì)AGV小車當(dāng)前位姿，實(shí)現(xiàn)AGV小車的定位。硬件上需要下視攝像頭，補(bǔ)光燈和遮光罩等來支持該種導(dǎo)航方式的實(shí)現(xiàn)，可利用豐富的地面紋理信息，并基于相位相關(guān)法計(jì)算兩圖間的位移和旋轉(zhuǎn)，再通過積分來獲取當(dāng)前位置。

⑧GPS導(dǎo)航

通過衛(wèi)星對非固定路面系統(tǒng)中的控制對象進(jìn)行跟蹤和制導(dǎo)，此項(xiàng)技術(shù)還在發(fā)展和完善，通常用于室外遠(yuǎn)距離的跟蹤和制導(dǎo)，其精度取決于衛(wèi)星在空中的固定精度和數(shù)量，以及控制對象周圍環(huán)境等因素。

⑨慣性導(dǎo)航

慣性導(dǎo)航是在AGV上安裝陀螺儀，利用陀螺儀可以獲取移動機(jī)器人的三軸角速度和加速度，通過積分運(yùn)算獲取位姿信息，兩種航位推算可以進(jìn)行融合。

在行駛區(qū)域的地面上安裝定位塊，AGV可通過對陀螺儀偏差信號（角速率）的計(jì)算及地面定位塊信號的采集來確定自身的位置和航向，從而實(shí)現(xiàn)導(dǎo)引。

⑩復(fù)合導(dǎo)航

復(fù)合導(dǎo)航指應(yīng)用兩種或兩種以上導(dǎo)引（或?qū)Ш剑┓绞綄?shí)現(xiàn)自動導(dǎo)引車運(yùn)行的方法。如二維碼導(dǎo)航與慣性導(dǎo)航的組合，利用慣性導(dǎo)航短距離定位精度高的特性，將兩個(gè)二維碼之間的導(dǎo)航盲區(qū)使用慣性導(dǎo)航。激光導(dǎo)航與磁釘導(dǎo)航組合應(yīng)用，在定位精度要求較高的站臺位置使用磁釘導(dǎo)航，增加AGV定位的穩(wěn)定性。復(fù)合導(dǎo)航是為了使AGV適應(yīng)各種使用場景常見的導(dǎo)航方式，也將越來越廣泛應(yīng)用在各種AGV上。

AGV的基本應(yīng)用

① 倉儲業(yè)

倉儲業(yè)是AGV最早應(yīng)用的場所。1954年世界上首臺AGV在美國的South Carolina州的Mercury Motor Freight公司的倉庫內(nèi)投入運(yùn)營，用于實(shí)現(xiàn)出入庫貨物的自動搬運(yùn)。

目前世界上約有2萬臺各種各樣AGV運(yùn)行在2100座大大小小倉庫中。海爾集團(tuán)于2000年投產(chǎn)運(yùn)行的開發(fā)區(qū)立體倉庫中，9臺AGV組成了一個(gè)柔性的庫內(nèi)自動搬運(yùn)系統(tǒng)，成功地完成了每天23400的出入庫貨物和零部件的搬運(yùn)任務(wù)。

② 制造業(yè)

AGV在制造業(yè)的生產(chǎn)線中大顯身手，高效、準(zhǔn)確、靈活地完成物料的搬運(yùn)任務(wù)。并且可由多臺AGV組成柔性的物流搬運(yùn)系統(tǒng)，搬運(yùn)路線可以隨著生產(chǎn)工藝流程的調(diào)整而及時(shí)調(diào)整，使一條生產(chǎn)線上能夠制造出十幾種產(chǎn)品，大大提高了生產(chǎn)的柔性和企業(yè)的競爭力。

1974年瑞典的Volvo Kalmar轎車裝配廠為了提高運(yùn)輸系統(tǒng)的靈活性，采用基于AGVS為載運(yùn)工具的自動轎車裝配線，該裝配線由多臺可裝載轎車車體的AGVS組成，采用該裝配線后，裝配時(shí)間減少了20%，裝配故障減小39%，投資回收時(shí)間減小57%，勞動力減小了5%。目前，AGV在世界的主要汽車廠，如通用、豐田、克萊斯勒、大眾等汽車廠的制造和裝配線上得到了普遍應(yīng)用。

近年來，作為CIMS的基礎(chǔ)搬運(yùn)工具，AGV的應(yīng)用深入到機(jī)械加工、家電生產(chǎn)、微電子制造、卷煙等多個(gè)行業(yè)，生產(chǎn)加工領(lǐng)域成為AGV應(yīng)用最廣泛的領(lǐng)域。

③ 郵局、圖書館、港口碼頭和機(jī)場

在郵局、圖書館、碼頭和機(jī)場等場合，物品的運(yùn)送存在著作業(yè)量變化大，動態(tài)性強(qiáng)，作業(yè)流程經(jīng)常調(diào)整，以及搬運(yùn)作業(yè)過程單一等特點(diǎn)，AGV的并行作業(yè)、自動化、智能化和柔性化的特性能夠很好的滿足上式場合的搬運(yùn)要求。

瑞典于1983年在大斯得哥爾摩郵局、日本于1988年在東京多摩郵局、中國在1990年于上海郵政樞紐開始使用AGV，完成郵品的搬運(yùn)工作。在荷蘭鹿特丹港口，50輛稱為“yard tractors”的AGV完成集裝箱從船邊運(yùn)送到幾百碼以外的倉庫這一重復(fù)性工作。

④ 煙草、醫(yī)藥、食品、化工

對于搬運(yùn)作業(yè)有清潔、安全、無排放污染等特殊要求的煙草、醫(yī)藥、食品、化工等行業(yè)中，AGV的應(yīng)用也受到重視。在國內(nèi)的許多卷煙企業(yè)，如青島頤中集團(tuán)、玉溪紅塔集團(tuán)、紅河卷煙廠、淮陰卷煙廠，應(yīng)用激光引導(dǎo)式AGV完成托盤貨物的搬運(yùn)工作。

⑤ 危險(xiǎn)場所和特種行業(yè)

在軍事上，以AGV的自動駕駛為基礎(chǔ)集成其他探測和拆卸設(shè)備，可用于戰(zhàn)場排雷和陣地偵察，英國軍方正在研制的MINDER Recce是一輛偵察車，具有地雷探測、銷毀及航路驗(yàn)證能力的自動型偵察車。