浅谈激光导引AGV在卷烟厂的应用

刘玉东 黄敬贵

摘 要：AGV系统是一种柔性搬运工具，可以用来替代输送带和人工叉车。在卷烟厂中，激光导引AGV在自动仓库与生产车间之间、工位间起了无可替代的作用，大大提高了卷烟厂生产效率。

关键词：激光导引；AGV；烟厂

AGV（Automated Guided Vehicle）即自动导引小车，它是一种自主移动机器人，装有电磁或光学等自动导引装置，进行非接触式导引，能沿规划路径行驶，自动避开障碍物安全驶向指定目标，从而完成各种指定的任务。与传统的传送辊道或传送带相比，AGV输送线路具有施工简单、路径灵活，不占用空间、移动性较好、柔性等优点，广泛应用于柔性制造系统和立体仓库。

AGV系统是一种柔性搬运工具，可以用来替代输送带和人工叉车。在卷烟厂中，AGV小车在自动仓库与生产车间之间、工位间起了无可替代的作用。专门定制的AGV能安全可靠的，重复不断的执行高精度的搬运工作。在它们运行的线路上，不会对人产生伤害，也不会与其他AGV或设备发生碰撞。AGV具有不同的导引方式，不同的导引方式有着不同的位置更新速率，激光导引有着更高的更新速率，目前在卷烟厂中应用比较多是激光导引。

1 激光导引的原理

在使用激光導引的区域里，每一块反射板的布设，都是遵循一定的规则的。这些反射板都是采用相同的强反光材料制成的，与AGV行驶的路径一起，我们称之为导航系统。在数据库里包含有他们的位置坐标（X坐标和Y坐标）和角度（反射板的朝向），这些数据将保存在AGV的控制器中。

AGV的位置（A=参考点，B=小车角度，C=车体中轴）.

激光导引AGV小车使用一个激光扫描器来探测安装在周围的反射板。激光扫描器持续不断的测量AGV与反射板之间的角度，这些数据用来与转向和驱动编码器反馈的信号进行验证，从而计算出AGV在整个导航系统中的相对位置。

2 激光引导AGV的工作原理

（1）AGV在其运行区域内，通过其车载通信装置与系统控制计算机通信，报告其位置及状态，并接受调度和工作指令。其工作过程为：当接收到货物搬运指令后，AGV小车控制器根据所存储的运行地图和AGV当前位置及行驶方向进行计算、分析，选择最佳的行驶路线，自动控制AGV的行驶和转向，到达装载货物目标点准确定位后，移载机构动作，完成装货过程。然后AGV起动，驶向目标卸货点，准确定位后，移载机构动作，完成卸货过程，并向控制计算机报告其位置和状态。

（2）AGV行驶过程中，车上的激光扫描头不断扫描周围环境，当扫描到行驶路径周围预先垂直设定的反射板时。只要扫描到3个或3个以上的反射板，即可根据它们的坐标值，以及各块反光板相对于车体纵向轴的方位角，由定位计算机算出AGV当前在全局坐标系中的X、Y坐标和当前行驶方向与该坐标系X轴的夹角，实现准确定位和定向。

（3）AGV系统接受并执行WMS呼叫的在仓库出库站台和机台托盘位之间的输送指令；AGV系统如果同时接到多个输送指令，系统会依次存储多个指令，并且按照“先进先出”的原则执行这些指令。AGV的空闲等待位置（充电区）原则上可以在规划区内任何地方，但在正常情况下这个位置设在仓库出库站台的附近，因为这里是物流量主要来源。

3 激光导引AGV的运行

激光导引AGV系统具备自检测、自诊断、自保护功能，包括电源故障、伺服驱动器故障、充电继电器故障、电池电压过低、路径导引失败、无线通讯中断等。AGV在线运行时，可在AGV监控系统屏幕上实时显示系统工作状态，包括在线AGV的数量、位置、状态等；能对AGV小车运行任务进行实时监控和合理干预、故障提示等。激光导引AGV在实际运行中，有多种因素会导致激光导引出错，主要有：强反光的材料，例如镜子，不锈钢管，表面光洁的金属，可以产生类似反射板的反射信号的物体都会对激光导引造成干扰；反射板被物体遮挡等。以上这些情况导致AGV小车不能正常运行，这时就需要用辅助手动控制装置与AGV连接，实现转向和货物处理。为使AGV小车正常运行，不影响车间正常生产，要做到：探测到的反射板具有良好的分布；反射板初始坐标的精确测量；AGV车体的优秀机械性能；AGV小车精准的调校和反射板材料的优异品质等。激光导引在通常情况下更改路线时，无需调整反射板。

4 总结

激光导引AGV自动化程度高，具有安全、美观、灵活等特点，对改善物流管理，降低产品损伤起到了良好作用，同时方便进行业务功能改造和扩展，能够满足烟草卷包机组辅料站点、滤棒成型机丝束托盘站点等“一用一备”模式下运行线路最优要求，大大提高了生产效率。

参考文献

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[2]吴雄喜.AGV自主导引机器人应用现状及发展趋势[J].机器人技术与应用，2012，（3）：16-17.

[3]苏雅钟.AGV小车系统在自动化物流系统中的应用[J].科技创新导报，2008，（31）：223-224.

（作者单位：江西中烟赣州卷烟厂）