四.自動導向車的特點
1、運行路徑和目的地可以由管理程序控制,機動能力強。而且某些導向方式的線路變更十分方便靈活,設置成本低。
2、工位識別能力和定位精度高,具有與各種加工設備協調工作的能力。在通訊系統的支持和管理系統的調度下,可實現物流的柔性控制。
3、載物平臺可以采用不同的安裝結構和裝卸方式,能滿足不同產品運送和加工的需要。因此,物流系統的適應能力強。
4、可裝備多種聲光報警系統,能通過車載障礙探測系統在碰撞到障礙物之前自動停車。當其列隊行駛或在某一區域交叉運行時,具有避免相互碰撞的自控能力,不存在人為差錯。因此,AGVS比其他物料搬運系統更安全。
5、AGV組成的物流系統不是永久性的,而是在給定的區域內設置。與傳統物料輸送系統在車間內固定設置且不易變更相比,該物流系統的設置柔性強,并可以充分利用人行通道和叉車通道,從而改善車間地面利用率。
6、與其他物料輸送方式相比,初期投資大,但可以大幅度降低運行費用,特別是在產品類型和工位較多時。AGV在國內限制發展的原因就是價格太貴,一般行業無法接受。
五、自動導向車的的導向方法與技術
AGV的導向方式不僅決定著由其組成的物流系統的柔性,也影響著系統運行的可靠性和組態費用。直到20世紀80年代,埋線電磁感應導向技術仍然只是可選擇的導向技術之一。隨著電子技術的發展,以及AGV導向技術的多樣化和導向方式的多元化,使AGV的性能進一步提高并能適應更復雜的工作環境,應用也更為廣泛。
六、自動導向車的技術分析與評價
AGV與其他物料搬運方式相比有很多優點,主要表現在導向柔性、空間利用、運行安全性以及使用費用等方面。
1、可靠度
對國外十幾家AGV公司27個系列產品所采用的主要導向技術的統計結果顯示,電磁感應、慣性導航、光學檢測、位置設定、激光檢測、圖像識別所占比例分別為 32.3%、27.8%、16.9%、13.8%、7.69%和1.54%。
其中,電磁感應導向技術的應用比例最高,這表明該項技術已經十分成熟。而機器視覺導向技術應用較少,說明該項技術還需要深入研究和不斷完善。另外,自主導航技術仍然處在研究階段,還有許多技術問題需要解決。
2、適應能力
適應能力是指AGV運行時所經過地面的整潔程度、空間無障礙程度以及光電干擾程度對導向技術的限制。由于不同的導向技術對應用環境的要求不同,因此,某種導向方法的實際應用有可能受到限制。
對于有線式導向技術,如埋線感應、光學導向和機器視覺等,環境要求主要是地面的平整和清潔程度。除了埋線電磁感應式對地面的清潔程度要求較低外,其他幾種方式都要求較高。但電磁和磁帶導向方式對地面的平整程度要求較高。
對于無線式所采用的激光導向技術而言,環境要求主要是空間的無障礙程度。這是由于該種方法要在AGV運行所經過空間的特定位置處設置反射鏡面。因此,需要提供足夠的掃描空間,避免其他物體的干擾。
慣性導向和坐標識別導向技術對運行環境沒有太多的要求。
3、路徑柔性
由AGV組成的物料搬運系統有良好的柔性,但不同的導向技術其路徑柔性有很大差別。
無線式導向方法可以在很短的時間內改變運行路徑,其中有些方法只需改變控制軟件實現運行路徑的變更。而有線式導向方法的路徑柔性相對較差,其中電磁感應埋線導向技術導向路徑的變更最困難,成本較高。
4、運行速度
AGV的運行速度受導向技術的影響很大,主要取決于對導向路徑識別的實時性。所采用的導向技術對路徑的識別能力(如檢測精確性、實時性和抗干擾性等)直接影響運行速度。
有線式導向方法識別路徑的速度快、實時性好,而無線式導向方法相對較差。
5、導向穩定程度
導向穩定程度是指為使AGV沿著規定的路線行駛單位時間內進行糾偏轉向控制的次數和幅度。由于AGV在運行過程中,受某種因素的影響不可避免地產生偏離運動路徑的狀態,因此為了保證運行方向必須對車輛進行轉向控制,引起車輛沿曲線運動,導致車輛擺動,甚至轉向振蕩。
一般來講,有線式導向方法對路徑的跟蹤能力強,行駛穩定性好,AGV沿著規定路線行駛的穩定程度高。
6、定停精度
定停精度是指AGV在停車時與預定位置的偏差,它由方向偏差和距離偏差2部分組成。在物料搬運過程中,AGV應能在所要求的工位或貨位上與自動裝卸機構準確對接。定停精度是一項重要的技術指標。
定停精度受導向技術的直接影響并且和控制技術相關。用標線圖像識別技術不僅能識別路徑標線,而且還可以識別停車標識信息,一次柔性定停精度可以達到±5mm。電磁感應埋線式導向技術的一次柔性定停精度為±20mm,而采用其他導向技術時,一般需要輔以二次剛性定位措施才能達到定停精度的要求。
國外先進的AGV制作廠家,導線定位定靠精度可以達到±2mm,激光定位停靠精度可以達到±10mm。
7、信息容量
任何一種導向技術都以能獲取定位信息為前提,但不同的導向技術所獲取的相關信息的容量有很大差別。采用圖像識別技術不僅可以獲得路徑信息,而且還可以獲得工位編碼,加速、減速和停車標識等控制信息,獲取的信息容量大,可提高路徑導向及控制柔性。
8、技術成本
導向技術的技術成本包括二個方面,即制造成本和使用費用。一般來講,無線式導向方法的制造成本較高,而有線式導向方法的使用費用較高。
AGV是工廠及倉儲物料搬運自動化的主要裝備之一,而導向技術決定著由AGV組成的物流系統的柔性。在所述的各種導向技術中,電磁感應埋線式導向技術最成熟,使用可靠;無線式導向技術成本較高,但路徑設置和變更簡單方便,使用費用低;有線式導向技術對地面的平整和清潔程度要求較高,其中電磁感應埋線式導向技術的路徑設置和變更復雜,使用費用高;標線圖像識別技術所能獲取的信息容量大,路徑設置和變更簡單方便,導向控制柔性好,定停精度高,是一種具有廣泛應用前景的導向技術。
七、自動導引車的研究狀態與發展
五十年代,第一臺自動導引車是由Barrett電子公司在美國開發成功,但在六十年代和七十年代AGV技術主要在歐洲得到發展。八十年代,發展中心又轉移到美國。
目前在國內AGV的應用剛剛開始,并逐漸開始推廣,總體上相當于國外八,九十年代的水平。但從應用的行業分析,分布面非常廣闊,有汽車工業,飛機制造業,家用電器行業,煙草行業,機械加工,倉庫,郵電部門等。這說明AGV在我國有一個潛在的廣闊市場。
隨著社會科技的發展和市場需求水平的提高,AGV 技術也有其自身的主要發展方向:
AGV的市場正向二極化方向發展,一個是向自動化程度高的高檔市場發展;另一個是向流通領域 、 辦公室等大多數人為接點的低檔市場發展。AGV正向多導向方式、智能化發展。
要求現預定的搬運計劃,發揮無人搬運車的優勢,關鍵取決于導向系統。電磁導向方式是最先開發的AGV導向方式,目前應用的范圍最為廣泛。但由于電磁導向方式的缺點,相繼出現了光學導向方式,磁石導向方式,激光導向,標記追蹤導向及圖象傳感器導向方式等。多種導向方式充分體現了無人搬運系統高柔性,高效率,高可靠性,低成本的發展特點,并正向智能化方向發展,使AGV技術達到新水平。
對AGV進行工程可行性分析驗證時,愈來愈多的使用系統仿真方法。專用仿真語言將使用戶使用方便,仿真費用將不斷降低,一般仿真系統包括有彩色圖形輸入與顯示系統,仿真處理機和仿真語言。
AGV/AGV模塊化設計研究,由于不同的AGV/AGV之間有許多的模塊的功能是相同的,因此為了能夠適應不同的使用要求和縮短新產品的開發周期,最好是采用模塊化的設計方法,將AGV的各功能模塊設計成不同的系列,再根據具體的使用要求進行組合。
AGV系統控制結構愈來愈多地具有跟蹤物料和存儲信息的功能,以支持“準時制”生產,以便允許與AGV間或任何其他控制器進行通信。
把AGV和移動機器人的能夠進行靈活操作的優點結合起來,使之具有更高的科技含量和取得更前沿的應用。
AGV在工業領域中的應用將繼續增長,并進入生活服務行業,其中包括辦公室、醫院、賓館、郵政部門、超級市場和高爾夫球場等。
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