AGVS在電器行業的應用

文/李 偉 謝昊天 李昌臣

一、引言

1. AGVS概述

AGVS是自動導引車系統的簡稱，具有工作效率高、結構簡單、可控性強、安全性好等優點。AGV是指裝備有電磁或光學等自動導引裝置，能夠沿規定的導引路徑行駛，具有安全保護以及多種移載功能的運輸車。與物料輸送中常用的其他設備相比，AGV的活動區域無需鋪設軌道、支座架等固定裝置。因此，在自動化物流系統中，AGVS最能充分地體現其自動化和柔性化，實現高效、經濟和靈活的無人化生產。

2. AGVS的總體結構和地面控制部分結構

AGV小車通過無線網絡連接監控機、管理機，AGVS總體結構如圖1。

如圖2所示，AGVS地面控制部分主要由物流系統管理機、AGV系統管理監控主機組成，其中AGV管理和監控計算機是AGV系統運行的核心，主要功能有：執行任務命令；為不同的運輸任務分配最優的AGV小車；為每個運輸任務安排運輸路線；控制AGV系統中的多臺AGV小車的交通；處理現場的一些輸入、輸出信號。

二、 某電器物流項目的生產工藝流程與AGVS具體實現

1.一層區域

（1）空托盤垛由輸送機下線；

（2）AGV 小車根據任務搬運至線邊地面暫存工位；

（3）人工裝載托盤；

（4）滿托盤 AGV 搬運至立體倉庫入庫站臺。

2.二層區域

（1） 滿托盤由提升機、輸送機下線；

（2）AGV 小車搬運至線邊地面暫存工位；

（3）人工卸載托盤內物料，人工組空托盤垛；

（4） AGV 將空托盤垛搬運至空托盤垛暫存區；

（5） AGV 系統根據任務要求搬運空托盤垛至提升機對接站臺。

3.三層區域

（1）滿托盤由提升機、輸送機下線；

（2）AGV 小車搬運至線邊地面暫存工位；

（3）人工卸載托盤內物料，人工組空托盤垛；

（4） AGV 將空托盤垛搬運至空托盤垛暫存區；

（5）AGV 系統根據任務要求搬運空托盤垛至提升機對接站臺。

三、系統設計的重點問題和項目應用中的技術創新

1.系統優化

（1）柔性曲線及優化工具和Drawing Line Tool工具的使用

由于項目現場物理空間特別狹小，支路通道狹窄，采用常規模式畫線段不能滿足要求。采用柔性曲線，能夠保證在畫一條線段時自動分析線段起點和終點的坐標差距，并且結合小車轉向的最大角速度和最大速度把線段分成若干小段，然后通過優化工具進行優化，使AGV小車占用空間最小。圖3為柔性曲線模式和常規模式產生的包絡線，它們的起點和終點坐標均相同，如紅框所示，柔性曲線模式占用的空間明顯較小。

圖1：AGVS總體結構圖

圖2：AGVS地面控制部分

圖3：柔性曲線模式產生的包絡線 常規模式產生的包絡線

圖4：未使用Drawing Line的包絡線 使用Drawing Line的包絡線

圖2：AGV小車執行任務流程

由于支路通道狹窄，并且某些站臺存在的物理干涉較多，單純采用柔性曲線難以滿足現有的條件，結合Drawing Line Tool工具，使線段的包絡線占用的空間更小，Drawing Line Tool工具相當于在無法移動的固定“障礙物”周圍加了一層保護，結合優化工具進行優化，使占用空間更小，保證AGV小車可以順利通過。圖4為未使用Drawing Line Tool工具和使用Drawing Line Tool工具產生的包絡線，它們的起點和終點坐標均相同，如圖4所示，使用Drawing Line Tool工具占用的空間明顯較小。

（2） 復合動作和復合任務的實現

貨叉的升降和小車的行走可以單獨控制，考慮到系統的效率和觀賞性等因素，本項目中AGV小車在行走的過程當中可邊走邊升降貨叉，經過實際的使用，效果比較明顯。

在任務分配和調度方面，根據AGV小車的實際位置、是否有在執行任務、執行任務的距離和時間等因素，自動將任務分配給AGV小車。AGV完成前一作業任務之后，AGV系統會根據物流系統任務指令，自動調度AGV小車執行取空托盤任務，將空托盤運回，這樣有效地提高了系統的效率。

2.信息交互

AGV小車與其它物流設備有信息交互，為保證安全生產，AGV小車在取貨、卸貨、取貨完成、卸貨完成時均會向上級系統發出請求以及完成確認信息，待上級系統給出指令后，AGV小車方可執行任務，具體流程如圖5。

3．取消任務機制

如果上級系統下發指令有誤或者人為干預，導致AGV小車接受到錯誤任務，可以在AGV調度系統上將該任務取消。

4.充電管理功能

由于本項目的生產任務比較繁瑣，設置了5個充電站，AGV小車在正常的運行過程中，時刻監測電池電壓和電池剩余電量，當電池電壓低于程序中預先所設定的值25v或者電池剩余電量低于程序中預先所設定的值75%時，AGV小車將會產生一個“低電量報警”信號，待AGV小車執行完當前正在執行的任務后，自動運行到充電站進行充電。待充電完成后，AGV小車可以繼續自動執行任務。

四、總結

本項目通過對AGVS的研究和技術創新，根據項目現場的實際環境，采用合理的路線設計，更好地優化了系統的效率，有效地減少AGV小車的空跑時間和等待時間，提高了工作效率，使系統更穩定、高效地運行。