AGV系统技术分析.doc

 DOI：10.3969/j.issn.1001-8972.2011.04.050 AGV 系统技术分析 王勇 云南机电职业技术学院，云南 昆明 650203 前言 从上世纪 50 年代开始，自动导引 小车（Auto guide vehicle ，简称 AGV）在国外已有简单功能的应用。经 过半个多世纪的发展，追求先进管理水 平的企业逐渐在生产线上，引入 AGV 参与生产流程，从而减少员工活动对生 产质量、管理效率的影响。 现今，包括 司、昆明船舶公司等均有面向用户的 AGV 开发软件或应用系统，纷繁别 类，目不暇接。 本文从 AGV 系统的工业应用出 发，阐述并比对现今 AGV 系统的类型、 车载控制系统的组成、技术指标、AGV 发展趋势等若干方面，力求为用户在 AGV 选型、应用方面提供帮助。 瑞典 N D C 公司 （已被美国 DANAHERMOTION 公司兼并）、比利 时 EGEMIN 公司，美国的 HK 系统公 司、日本大福公司、中国沈阳新松公 1.AGV的类型 1.1 基于导引形式对 AGV 类型划 分 摘 要 本文阐述并比对了工业应用中的自动导引 车类型、系统组成，归纳了 AGV 系统的技 术指标、 发展趋势等。 关键词 AGV；运动模型；定位精度；系统稳定性 在工业中应用的 AGV 类型主要 有 ： 电磁导引 ； 磁带导引 ； 惯性导 航 ； 视觉导引 ； 激光导引。 1.2 . 基于运动模型对 AGV 类型划 分 主要应用的 AGV 类型有： SD 型 （steer drive）；万向 QD 型（Quad）。 SD 型 AGV ，只有一个驱动且转向 轮，发展变形后的 SD 类型 AGV ，有四 个或更多的车轮，见图 1 常见的四种 SD 型式 AGV ，带叉的圆表示参考点，图 中长方形表示普通固定轮，阴影长方形 表示驱动轮，带箭头的弧线表示转向。 万向(QD) 型 AGV ，至少有两个驱 动且转向轮，两个支撑脚轮，基本型是 四轮结构。常见的差动（DD ）型 AGV ， 只是 QD 型 AGV 的一种运动模式而 已。万向(QD) 型 AGV 异常灵活，能 用匪夷所思的运行姿态循迹运动，在 狭窄的空间，万向(QD) 型 AGV 能发 挥自身特点，进行装卸货。发展变形 后的 QD 型 AGV, 有远远多于 2 个的驱 动且转向轮、远远多于 2 个的支撑脚 轮，因此能载重更大的重量，是 AGV 发展的方向，例如 NDC 公司的 QD 型 AGV ，最多已经达到 10 个驱动且转向 轮。图 2 所示的是 QD 型的五种常见 型式，图中带圆圈的长方形表示支撑 脚轮。 当前广泛使用的 AGV 类型是 SD 激 光导引 AGV ，在一些空间限制、载重 要求高的场合，QD 型 AGV 也有使用。 AGV 控制系统的组成 A G V 的控制系统由上位监控、 AGV 单机、辅助系统组成[2] 。典型 AGV 系统的构成框图见图 3 。 AGV 的上位监控 通过实时通讯，实现对系统 AGV 的命令管理、 车辆管理、 交通管理， 同时，典型的上位系统还能实施图形 监控 AGV 。 AGV 单机控制部分 包括车载控制器、 通讯接口单 元、 导航单元等。 车载控制器的早期产品是功能接 近 PLC 的控制器，或者工控机结合 PLC 的用法（例如运动控制单元、IO 单元等均通过 PC104 总线与核心控制 器相连）；NDC 公司前期的 7 、7S 系 统，用的是定做的专用 AGV 控制器， 编程更方便灵活，但成本高；如今的 车载控制器， 采用更开放的硬件平 台， 基于 CAN 总线和第三方硬件外 联，形成扩展方便、功能强大的 AGV 控制器。 AGV 的通讯单元：过去常用无线 调制解调通讯；现在使用的是无线局 域网（WI-FI ）通讯，通过各个 AP 无线接入点间信号的无缝连接，实现 数据传输。 导航单元：常用的有电磁导引频 率发生器、 探测器， 惯性导引陀螺 仪， 激光导引激光扫描头 （主要有 NDC 和 Sick 两品牌）。 AGV 的辅助系统 实施 AGV 项目，应具备完成特定 功能的软件和符合运行模式的充电机。 2.3.1 完成 AGV 项目所需软件及 图 2 QD 型 AGV 的五种常见型式 图 3 典型 AGV 系统构成 表 1 实施 AGV 系统的相关软件 其具有的功能见表 1 。 2.3.2 AGV 充电机的工作模式 离线充电 ：（实际应用中没有采 取这种模式的实例）； 涓流充电：0.2C 倍率小电流涓 充 ； 快速充电 [1 ]：2C 倍率大电流充 电， 发热高， 效能低， 属于破坏性 使用，但由于充电时间短，可节省系 统中 AGV 的数量，因此得到推广。较 成熟运用于