淺談激光導引AGV在卷煙廠的應用

劉玉東 黃敬貴

摘 要：AGV系統是一種柔性搬運工具，可以用來替代輸送帶和人工叉車。在卷煙廠中，激光導引AGV在自動倉庫與生產車間之間、工位間起了無可替代的作用，大大提高了卷煙廠生產效率。

關鍵詞：激光導引；AGV；煙廠

AGV（Automated Guided Vehicle）即自動導引小車，它是一種自主移動機器人，裝有電磁或光學等自動導引裝置，進行非接觸式導引，能沿規劃路徑行駛，自動避開障礙物安全駛向指定目標，從而完成各種指定的任務。與傳統的傳送輥道或傳送帶相比，AGV輸送線路具有施工簡單、路徑靈活，不占用空間、移動性較好、柔性等優點，廣泛應用于柔性制造系統和立體倉庫。

AGV系統是一種柔性搬運工具，可以用來替代輸送帶和人工叉車。在卷煙廠中，AGV小車在自動倉庫與生產車間之間、工位間起了無可替代的作用。專門定制的AGV能安全可靠的，重復不斷的執行高精度的搬運工作。在它們運行的線路上，不會對人產生傷害，也不會與其他AGV或設備發生碰撞。AGV具有不同的導引方式，不同的導引方式有著不同的位置更新速率，激光導引有著更高的更新速率，目前在卷煙廠中應用比較多是激光導引。

1 激光導引的原理

在使用激光導引的區域里，每一塊反射板的布設，都是遵循一定的規則的。這些反射板都是采用相同的強反光材料制成的，與AGV行駛的路徑一起，我們稱之為導航系統。在數據庫里包含有他們的位置坐標（X坐標和Y坐標）和角度（反射板的朝向），這些數據將保存在AGV的控制器中。

AGV的位置（A=參考點，B=小車角度，C=車體中軸）.

激光導引AGV小車使用一個激光掃描器來探測安裝在周圍的反射板。激光掃描器持續不斷的測量AGV與反射板之間的角度，這些數據用來與轉向和驅動編碼器反饋的信號進行驗證，從而計算出AGV在整個導航系統中的相對位置。

2 激光引導AGV的工作原理

（1）AGV在其運行區域內，通過其車載通信裝置與系統控制計算機通信，報告其位置及狀態，并接受調度和工作指令。其工作過程為：當接收到貨物搬運指令后，AGV小車控制器根據所存儲的運行地圖和AGV當前位置及行駛方向進行計算、分析，選擇最佳的行駛路線，自動控制AGV的行駛和轉向，到達裝載貨物目標點準確定位后，移載機構動作，完成裝貨過程。然后AGV起動，駛向目標卸貨點，準確定位后，移載機構動作，完成卸貨過程，并向控制計算機報告其位置和狀態。

（2）AGV行駛過程中，車上的激光掃描頭不斷掃描周圍環境，當掃描到行駛路徑周圍預先垂直設定的反射板時。只要掃描到3個或3個以上的反射板，即可根據它們的坐標值，以及各塊反光板相對于車體縱向軸的方位角，由定位計算機算出AGV當前在全局坐標系中的X、Y坐標和當前行駛方向與該坐標系X軸的夾角，實現準確定位和定向。

（3）AGV系統接受并執行WMS呼叫的在倉庫出庫站臺和機臺托盤位之間的輸送指令；AGV系統如果同時接到多個輸送指令，系統會依次存儲多個指令，并且按照“先進先出”的原則執行這些指令。AGV的空閑等待位置（充電區）原則上可以在規劃區內任何地方，但在正常情況下這個位置設在倉庫出庫站臺的附近，因為這里是物流量主要來源。

3 激光導引AGV的運行

激光導引AGV系統具備自檢測、自診斷、自保護功能，包括電源故障、伺服驅動器故障、充電繼電器故障、電池電壓過低、路徑導引失敗、無線通訊中斷等。AGV在線運行時，可在AGV監控系統屏幕上實時顯示系統工作狀態，包括在線AGV的數量、位置、狀態等；能對AGV小車運行任務進行實時監控和合理干預、故障提示等。激光導引AGV在實際運行中，有多種因素會導致激光導引出錯，主要有：強反光的材料，例如鏡子，不銹鋼管，表面光潔的金屬，可以產生類似反射板的反射信號的物體都會對激光導引造成干擾；反射板被物體遮擋等。以上這些情況導致AGV小車不能正常運行，這時就需要用輔助手動控制裝置與AGV連接，實現轉向和貨物處理。為使AGV小車正常運行，不影響車間正常生產，要做到：探測到的反射板具有良好的分布；反射板初始坐標的精確測量；AGV車體的優秀機械性能；AGV小車精準的調校和反射板材料的優異品質等。激光導引在通常情況下更改路線時，無需調整反射板。

4 總結

激光導引AGV自動化程度高，具有安全、美觀、靈活等特點，對改善物流管理，降低產品損傷起到了良好作用，同時方便進行業務功能改造和擴展，能夠滿足煙草卷包機組輔料站點、濾棒成型機絲束托盤站點等“一用一備”模式下運行線路最優要求，大大提高了生產效率。

參考文獻

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（作者單位：江西中煙贛州卷煙廠）