AGV小车技术及其在汽车制造行业的应用

AGV小车技术及其在汽车制造行业的应用

王建奇，王蔚，王左坤，

沈阳新松机器人自动化股份有限公司辽宁沈阳110168.

【摘要】上世界50年代汽车制造行业出现AGV小车技术，到90年代世界已拥有该小车技术达到10万台左右，集中在日本、欧美等经济发达国家。作为一种新型技术工具广泛应用于汽车制造车间，经常被作为自运送小车穿梭在制造车间的物料输送中，这种技术代替传统电瓶车和人工推送，对提高汽车制造工程自动化程度和降低人工成本均有着积极的促进作用，一定程度还能改善汽车制造车间质量，真正实现国家制定的零排放标准。

【关键词】汽车制造；AGV小车技术；应用

近年来，随着经济水平提升和社会快速发展，人们物质生活和以往相比也发生较大改变。汽车成为很多家庭必备的代步工具，正是因为汽车的广泛应用带动汽车行业发展，很多先进技术都应用到汽车制造当中，从而更好地提升汽车效能。AGV作为自动化智能运载设备，在操作中可以沿着规定引导路线行驶，是一款典型无人驾驶自动化车辆。在制造车间穿梭输送物料，代替传统叉车、人工推送、电瓶车拖运等形式，不仅有效减轻制造工人工作强度，减少人工消耗，一定程度还能降低物流成本，最大限度提高是汽车制造效益。

1AGV小车技术指标和性能特点

AGV小车技术系统由地面牵引系统、AGV小车、自动充电站、监控调度系统、托盘自动传输系统等组成。一般在选择AGV小车时应重点关注其运行速度、牵引重量、定位精度、速度切换、电池以及充电方式和AGV控制导航驱动方式等。大多数AGV运用模块式设计并具备多重安全检测技能，可以较好地保证小车运行安装。此外该小车还具有防撞安全功能，当检测到障碍物，小车会立即发出警报并适当减速运行，挪走障碍物后则可以自动恢复运行，因而大幅度提高工作效率。

2AGV小车基本结构

一般确定AGV小车硬件后，应根据紧凑合理原则安装硬件，始终保持小车中心在小车结构的中心区域。在此过程中主要涉及以下结构组成：①导航系统；AGV小车的核心组成之一即导航系统，更是保证小车能否沿着正确路线运输物品的关键。随着科学技术的不断进步，AGV导航系统根据无导引路线分为以下三种，一无路线方式，涵盖运用地图上路线指令导航方式在地图上搜索最佳短路径。二半固定路线，涵盖磁力制导和标记跟踪方式，三则为固定路线方式，此方式功能相对简单，价格低廉，因而应用广泛，该路线导引方式具有激光导航、光学控制导航以及磁条导航三种。其中磁条导航在由于价格低，施工简单，在AGV小车领域使用广泛。磁条导航需要使用专用磁条传感器、专用磁条。磁条传感器是内部间隔10mm平均排列16个（型号不同，点数不同）采样点，能够检测磁条上方的磁场，每个采样点都有一路信号对应输出，磁条传感器内部垂直于磁条上方连续采样，每个采样点检测到磁条都会输出信号。磁条传感器应用根据检测到的磁性强度，将模拟量信号转换成布尔数字量量信号，传递给控制器。路径追踪时，控制器根据磁条传感器的输入信号判断AGV小车是否偏离轨道从而进行差速调节保证AGV小车可以沿着轨道行走。②行走系统；AGV在国内制造领域主要运用无刷直流电机作为小车动力电机。该电机控制原理为，PLC会为无刷电气驱动器输送控制指令，之后驱动器按照预期设定参数对电机的启动、停止、速度等进行控制。

3AGV小车技术在汽车制造行业的应用

很多汽车制造行业根据AGV小车技术具体用途将其分为自动拖车、自动搬运车、自动叉车等几种类型。首先自动拖车，也称为自动牵引车，此类车型自身不具有相应的承载力，和火车车头十分类似，多用于牵引运载车辆运行。其次自动搬运车和日常生活中常见的电动车十分相似，具有较强的载货能力。第三自动叉车是一种无人驾驶车辆，该车则由电池提供动力，如果制造过程中也较大的装载能力，那么则可以运用发动机驱动。早在1974年某西方国家的制造制造厂就运用AGVS为载运工具装配自动轿车，这条装配线由多台可装载轿车车体的的AVGS组成，运用该装配线后减少装配时间近20%左右，减少装配故障近30~40%左右，减小人工劳动力近5~10%左右，减小投资回收时间近50%左右。当前在丰田、通用、大众、克莱斯勒等汽车制造和装配线上普遍应用AGV技术。AGV小车技术常见的应用方式即物料转运和配送，此类小车造价低廉，结构简单，往往只有一个前进动作且可以圆弧旋转。当前此类小车主要服务于大批量零部件配送和大型零部件转运。首先前者即小车一次性托运多个已提前按照顺序装好的各类零件料框，之后将其配送到装配现场，计算机调度指令将小车牵引到指定地点就自动放下料框。后者则是在小车车体上制作工装，即在小车车体上放置零部件并实现转运。此外还有一种应用方式为辅助装配，AGV小车技术具有举升功能，因而在汽车装配中可以较为便利地在地盘下部安装零件。

现代AGV技术的显著特征在于其优越的智能化，促使AGV技术从无线、网络、红外信号接收装置可以顺利接收来自调度中心或客户发来的指令，自动引导、优化行使线路，自动作业、自动故障诊断、自动充电、车辆调度、运行管理、安全躲避等功能，充分实现AGV技术的信息化、柔性化、绿色化、节能化、敏捷化、网络化、数字化。尤其随着电池技术不断发展，从以往的高能酸性电池到现如今的高能碱性电池，不仅提高环保效果，其充电和放电时间也从1:1提高到1：12左右，大幅度缩短AGV小车待机充电时间。事实上，AGV小车技术是一种集动态决策规划、环境感知、行为控制与执行等多功能于一体的移动综合系统。集机械工程、传感器技术、计算机工程、电子工程、人工智能、自动化控制等多学科领域研究成果，标志着机电一体化最高成就。随着该技术性能不断完善，应用范围也会逐渐扩展到农业、工业、服务、医疗、国防等行业当中，并在辐射、救援、搜捕、排险、空间领域等有害危险场所得到广泛应用，甚至适用于邮局、制造、仓储、机场、港口、图书馆、化工、食品、医药、烟草以及特种行业等场合，因此AGV小车技术应用和和未来发展已经得到全世界瞩目。

4结语

总之，随着汽车制造业的快速发展，汽车制造也朝着智能化方向不断发展，因而AGV小车技术应用也越来越广泛。特别在物流业、汽车行业等都普遍认可其优越性。AGV小车常见应用即在制造车间转运和配送物料，这种低造价和结构简单的AGV小车通常只有前进动作，可以实现圆弧旋转。无论在大批量零部件配合还是大型零部件转运都发挥较大的作用。同时在辅助装配中其举升功能也能便于安装汽车地盘下部零部件安装，所以随着科学技术不断进步，AGV小车将扩展功能，无疑会对汽车制造行业产生不可预估的影响。

参考文献：

[1]王军建,尚小辉.AGV小车技术及其在汽车制造行业的应用[J].汽车实用技术,2016(5):187-189.

[2]朱双利.浅谈AGV小车在汽车行业的应用[J].工程技术:全文版,2016(6):00232-00232.

[3]王学亮.自动导航agv小车系统在生产型企业的应用与研究[J].中国科技博览,2014(16):20-21.[4]

[5]罗远杰,陈息坤,高艳霞.现代农业自动化AGV小车的设计与模糊控制研究[C]//全国工业控制计算机技术年会.2015.

[6]熊超,唐伟,许兆荣,等.RFID定位技术在自动引导小车(AGV)中的应用[J].中国科技信息,2012(17):85-86.