AGVS在电器行业的应用

文/李 伟 谢昊天 李昌臣

一、引言

1. AGVS概述

AGVS是自动导引车系统的简称，具有工作效率高、结构简单、可控性强、安全性好等优点。AGV是指装备有电磁或光学等自动导引装置，能够沿规定的导引路径行驶，具有安全保护以及多种移载功能的运输车。与物料输送中常用的其他设备相比，AGV的活动区域无需铺设轨道、支座架等固定装置。因此，在自动化物流系统中，AGVS最能充分地体现其自动化和柔性化，实现高效、经济和灵活的无人化生产。

2. AGVS的总体结构和地面控制部分结构

AGV小车通过无线网络连接监控机、管理机，AGVS总体结构如图1。

如图2所示，AGVS地面控制部分主要由物流系统管理机、AGV系统管理监控主机组成，其中AGV管理和监控计算机是AGV系统运行的核心，主要功能有：执行任务命令；为不同的运输任务分配最优的AGV小车；为每个运输任务安排运输路线；控制AGV系统中的多台AGV小车的交通；处理现场的一些输入、输出信号。

二、 某电器物流项目的生产工艺流程与AGVS具体实现

1.一层区域

（1）空托盘垛由输送机下线；

（2）AGV 小车根据任务搬运至线边地面暂存工位；

（3）人工装载托盘；

（4）满托盘 AGV 搬运至立体仓库入库站台。

2.二层区域

（1） 满托盘由提升机、输送机下线；

（2）AGV 小车搬运至线边地面暂存工位；

（3）人工卸载托盘内物料，人工组空托盘垛；

（4） AGV 将空托盘垛搬运至空托盘垛暂存区；

（5） AGV 系统根据任务要求搬运空托盘垛至提升机对接站台。

3.三层区域

（1）满托盘由提升机、输送机下线；

（2）AGV 小车搬运至线边地面暂存工位；

（3）人工卸载托盘内物料，人工组空托盘垛；

（4） AGV 将空托盘垛搬运至空托盘垛暂存区；

（5）AGV 系统根据任务要求搬运空托盘垛至提升机对接站台。

三、系统设计的重点问题和项目应用中的技术创新

1.系统优化

（1）柔性曲线及优化工具和Drawing Line Tool工具的使用

由于项目现场物理空间特别狭小，支路通道狭窄，采用常规模式画线段不能满足要求。采用柔性曲线，能够保证在画一条线段时自动分析线段起点和终点的坐标差距，并且结合小车转向的最大角速度和最大速度把线段分成若干小段，然后通过优化工具进行优化，使AGV小车占用空间最小。图3为柔性曲线模式和常规模式产生的包络线，它们的起点和终点坐标均相同，如红框所示，柔性曲线模式占用的空间明显较小。

图1：AGVS总体结构图

图2：AGVS地面控制部分

图3：柔性曲线模式产生的包络线 常规模式产生的包络线

图4：未使用Drawing Line的包络线 使用Drawing Line的包络线

图2：AGV小车执行任务流程

由于支路通道狭窄，并且某些站台存在的物理干涉较多，单纯采用柔性曲线难以满足现有的条件，结合Drawing Line Tool工具，使线段的包络线占用的空间更小，Drawing Line Tool工具相当于在无法移动的固定“障碍物”周围加了一层保护，结合优化工具进行优化，使占用空间更小，保证AGV小车可以顺利通过。图4为未使用Drawing Line Tool工具和使用Drawing Line Tool工具产生的包络线，它们的起点和终点坐标均相同，如图4所示，使用Drawing Line Tool工具占用的空间明显较小。

（2） 复合动作和复合任务的实现

货叉的升降和小车的行走可以单独控制，考虑到系统的效率和观赏性等因素，本项目中AGV小车在行走的过程当中可边走边升降货叉，经过实际的使用，效果比较明显。

在任务分配和调度方面，根据AGV小车的实际位置、是否有在执行任务、执行任务的距离和时间等因素，自动将任务分配给AGV小车。AGV完成前一作业任务之后，AGV系统会根据物流系统任务指令，自动调度AGV小车执行取空托盘任务，将空托盘运回，这样有效地提高了系统的效率。

2.信息交互

AGV小车与其它物流设备有信息交互，为保证安全生产，AGV小车在取货、卸货、取货完成、卸货完成时均会向上级系统发出请求以及完成确认信息，待上级系统给出指令后，AGV小车方可执行任务，具体流程如图5。

3．取消任务机制

如果上级系统下发指令有误或者人为干预，导致AGV小车接受到错误任务，可以在AGV调度系统上将该任务取消。

4.充电管理功能

由于本项目的生产任务比较繁琐，设置了5个充电站，AGV小车在正常的运行过程中，时刻监测电池电压和电池剩余电量，当电池电压低于程序中预先所设定的值25v或者电池剩余电量低于程序中预先所设定的值75%时，AGV小车将会产生一个“低电量报警”信号，待AGV小车执行完当前正在执行的任务后，自动运行到充电站进行充电。待充电完成后，AGV小车可以继续自动执行任务。

四、总结

本项目通过对AGVS的研究和技术创新，根据项目现场的实际环境，采用合理的路线设计，更好地优化了系统的效率，有效地减少AGV小车的空跑时间和等待时间，提高了工作效率，使系统更稳定、高效地运行。