第9篇自动导引车.ppt

第九章 自动导引车 9.1 概述 自动导引小车是一种以电池为动力，装有非接触式导向装置的无人驾驶自动运输车(见图9-1、9-2)。其主要功能是，在计算机控制下，通过复杂的路径将物料按一定的停位精度输送到指定的位置上。 9.1.1 AGV的发展现状 20世纪50年代中期，Barret公司设计出无人驾驶卡车，也就是AGV的最早雏形。后来，美国物料搬运研究所将其定义为AGV，它是可充电的无人驾驶小车，可根据路径和定位情况编程，而且行走的路线可以改变和扩展。据报导，到1960年时，欧洲就安装了各种型号不同水平的自动搬运车系统，使用了13,000多台AGV。1959年AGV开始用于仓库自动化和工厂作业中。日本也从这时开始引进AGV技术。日本是使用这种车辆最多的国家，在20世纪80年代末，拥有各种类型的自动搬运车超过一万台，其生产厂家达47家，广泛应用于汽车制造、机械、电子、钢铁、化工、医药、印刷、仓储、运输业和商业上。 20世纪70年代，AGV作为生产组成部分进入了生产系统，并得到了迅速发展。1973年，瑞典VOLVO公司在KALMAR轿车厂的装配线上大量采用了AGV进行计算机控制装配作业，扩大了AGV的使用范围 9.1.2 AGV在AS/RS中的作用 控制台通过计算机网络接受立体仓库管理系统下达的AGV输送任务，通过无线局域网通讯系统实时采集各AGV、拆箱机器人的状态信息。根据需求情况和当前AGV运行情况，将调度命令传递给选定的AGV。AGV完成一次运输任务，在托盘回收站待命，等待下次任务。 各立体库出货口和拆箱机器人处均有光导通讯装置。对运行中的AGV，控制台将通过无线局域网通讯系统与AGV交换信息，实现AGV问的避碰调度、工作状态检测、任务调度。在立体仓库和拆箱机器人处通过光导通讯与AGV交换任务和状态，完成移载。 自动导航系统完成AGV的导引。充电系统由充电器和充电控制器组成，完成在线快速自动充电。AGV接受控制台的任务，完成运输。地面移载设备可实现AGV的自动移载、加载、交换空托盘。图9-4为在青岛海尔自动化立体仓库中移载用的激光导引AGV。 9.1.3 AGV的组成 AGV由以下各部分组成：车体、蓄电池、车上充电装置、控制系统、驱动装置、转向装置、精确定位装置、移载机构、通信单元和导引系统。 1．车体。 由车架和相应的机械电气结构如减速箱、电机、车轮等组成。车架常采用焊接钢结构，要求有足够的刚性。 2．蓄电池与充电装置。 常采用24V或48V直流工业蓄电池为动力。 3．驱动装置。 驱动装置是一个伺服驱动的变速控制系统，可驱动AGV运行并具有速度控制和制动能力。它由车轮、减速器、制动器、电机及速度控制器等部分组成，并由计算机或人工进行控制。速度调节可采用脉宽调速或变频调速等方法。直线行走速度可达1m/s，转弯时为0.2～0.5m/s，接近停位点时为0.1m/s。 4．转向装置。 AGV常设计成三种运动方式：只能向前；能向前与向后；能纵向、横向、斜向及回转全方位运动。转向装置的结构也有三种： (1) 铰轴转向式三轮车型。 车体的前部为一个铰轴转向车轮，同时也是驱动轮。转向和驱动分别由两个不同的电动机带动，车体后部为两个自由轮，由前轮控制转向实现单方向向前行驶。其结构简单、成本低，但定位精度较低(见图9-5)。 (2) 差速转向式四轮车型。 车体的中部有两个驱动轮，由两个电机分别驱动。前后部各有一个转向轮(自由轮)。通过控制中部两个轮的速度比可实现车体的转向，并实现前后双向行驶和转向。这种方式结构简单，定位精度较高(见图9-6)。 (3)全轮转向式四轮车型。 车体的前后部各有两个驱动和转向一体化车轮，每个车轮分别由各自的电动机驱动，可实现沿纵向、横向、斜向和回转方向任意路线行走，控制较复杂，见图9-7。 5．控制系统。 AGV控制系统包括车上控制器和地面(车外)控制器，均采用微型计算机，通过通信进行联系。 输入AGV的控制指令由地面(车外)控制器发出，存入车上控制器(计算机)；AGV运行时，车上控制器通过通信系统从地面站接受指令并报告自己的状态。车上控制器可完成以下监控：手动控制、安全装置启动、蓄电池状态、转向极限、制动器解脱、行走灯光、驱动和转向电机控制与充电接触器的监控等。 控制台与AGV间可采用定点光导通讯和无线局域网通讯两种通讯方式。采用无线通讯方式时，控制台和AGV构成无线局域通讯网，控制台和AGV在网络协议支持下交换信息。无线通讯要完成AGV的调度和交通管理。 在出库站和拆箱机器人处移载站都设有红外光通讯系统，其主要功能是完成移载任务的通讯。 AGV充电可以采用在线自动快速充电方式 6．移载装置。 AGV用移载装置来装卸货物，即接受和卸下载荷。常见的AGV装卸方式