自动导引运输车关键技术与应用

自动导引运输车关键技术与应用

于振一,柴军,刘义才,刁俊昌

辽宁省辽阳市白塔区 辽宁辽阳 111000

摘要：随着经济的迅速和持续发展，物流业面临着越来越大的物流压力，AGV系统在灵活性、效率、安全性和可维护性方面具有诸多优势，因此在物流自动化方面受到供应商越来越多的关注。仓库是物流业中最重要的部分，但现代快递业的迅速发展导致仓库中储存的物品种类和容量大幅度增加，造成了严重的物流排序问题。保持低错误率和低劳动力成本，在提高仓储系统总体效率的同时，促进企业向智能化自动化的转变成为仓储物流业发展的首要目标。并且仓储物流中最重要的系统是自动分类系统。基于此，本文主要分析自动导引运输车关键技术与应用，仅供参考。

关键词：自动导引运输车；AGV技术；导航定位；轨迹规划；

引言

自动分类系统的工作方法是通过自动机获取输入任务，然后利用调度系统的智能调度算法将分类任务组织到仓库中的AGV，在任务过程中，AGV是最短的无碰撞路径，实现了存储、取出、处理的高度自动化，全系统最重要的问题是规划算法是否合理，路径规划是否正确，AGV是否碰撞等，实现多个AGV的无冲突规划，提高排序效率，降低成本，提高业务效率是系统软件的主要任务。因此，研究几种AGV自动分类系统非常有必要性。

1.国内外AGV的发展现状

AGV技术在过去60年中有所发展，目前分为两大类。第一种是完全自动化的AGV技术，以欧洲和美国为代表，旨在实现AGV产品的自动化，而无需人为干预。其路径规划和生产过程复杂多样，几乎可用于所有装卸。这些AGV具有高级功能和技术。为了采用模块化设计，降低设计成本，提高批量生产标准，AGV在欧美放弃了外观的追求，以大型零件装配的形式生产。相应的产品系列复盖面广，功能齐全，重量从50千克到60000千克不等。第二类是日本代表的简单AGV(AGC)技术。该技术侧重于简单的应用程序，使用户能够快速收回投资成本。这种产品只用于简单的生产情况，执行简单的重复性操作任务，用简单的电磁制导手段引导。由于简化了服务贸易总协定的功能，大大降低了其制造成本，从而使其能够受益于各种各样的应用。外国AGV的研究早些时候开始，但进展缓慢，主要侧重于物流和仓储自动化。亚马逊网上购物中心巨头是最早使用AGV的电子商务公司之一，开发了kiva物流机器人，该机器人已广泛应用于其产品仓库；DHL是一家国际物流巨头，也在世界各地部署了各种类型的AGV机器人；在电动汽车领域，大众发展了一种移动AGV，以应对充电设施日益短缺的问题。在停车场，AGV可以自动在将要装载的车辆附近行驶，在车辆识别后，装载枪会自动将车辆连接到车辆上装载。AGV可以有效地减少电动汽车停车场缺乏充电设施造成的不便，目前仍在研究和开发中。

当前AGV已经在材料运输工厂使用了60多年从今天的第一次牵引到智能，AGV运输系统已成为物流系统中占主导地位的职业之一，逐步发展为工业化，是企业智能设备不可分割的一部分。AGV依靠智能单元控制系统、AGV地面导航系统和AGV控制系统本身之间的合作。智能设备通过无线网络与AGV交换信息，按照计划的路径规划AGV的工作方式，导航系统实时监控和注释导航栏反馈的信息，以确保AGV正常工作。此外，AGV连接埠由电池供电，当负载低于或低于设定值时，会根据设定的程序自动充电。

2.自动导引运输车的工作原理和流程

在AGV运行期间，嵌入式无线通信装置与系统主机保持实时互动通信，定期报告其当前运行状态和运行位置，并接受系统发出的运行指令和路径方向。系统向指定的AGV发送处理指令后，AGV将当前位置与存储的位置图进行比较并向上指示，系统计算引导AGV到达指定位置的最佳路径。AGV完成定位后，转送机构将引导叉完成加载，然后跟踪系统到目标卸载点。卸载流程完成后，它会向主计算机报告其位置和状态，当前的工作任务已完成。计划总共7辆自动运输车辆，即批量车间提供连续的辅烟流。AGV传输规则:第一个是调用传输，第二个是自动点到点传输。当辅助库存管理(WMS)从机器呼叫终端接收电源/移除请求时，仓库控制(WCS)会将机器请求分解为提取/存储站点和机器托盘位置之间的单向处理指令，并将其传递给AGV管理系统(Cway)。Cway然后通过无线网络安排AGV的现场待机传输。

3.AGV系统的关键技术

3.1轮组驱动技术

车轮组作为AGV唯一移动机构的重要性是显而易见的。目前，AGV主要由mcnair车轮、变速车轮、舵机、普通车轮等组成。驱动形式取决于不同车轮组的运动形式。大多数制造商使用电动机+减速器作为车轮组的驱动元件。目前，大多数AGV都是定制的，结构有限，因此，开发小型、大型转矩和高集成度的传动部件将有助于AGV的小型化。此外，大多数AGV由多轮驱动，驱动部件的多轴协调控制、运动异常处理等。也是影响AGV车轮组运动性能的关键因素。

3.2软件模块划分

为了使排序系统规划系统能够同时供多个用户使用，AGV规划系统利用b / s架构模型(浏览器/服务器)对整个语言规划系统进行集中管理和编码，总结了整个调度系统的软件功能，即1)调度系统使用智能调度算法分发AGV模块执行任务；2)所有AGV模块进行分类；3)允许系统向所有AGV发送UDP消息的规划模块；4)计划系统接收AGV返回的所有UDP报文模块。为了提高规划系统的响应能力，上述四个功能模块同时在五个不同的线程上运行，大大缩短了系统响应时间，提高了全系统规划的效率。

3.3最短路径规划模块

最短路径规划意味着规划系统必须计算其自身的地图起点和执行任务的AGV的任务终点之间的最短路径，并通过UDP网络消息将该路径数据发送到AGV。这使AGV能够走最短的路线，提高运输效率。规划系统发布的路径信息包括路径中的所有节点和分支信息，从而确保AGV能够遵循正确的路径。本文使用的最短路径算法是Dijkstra算法。Dijkstra算法是解决图中最短路径问题的荷兰科学家Dijkstra提出的最短路径的非常有效的方法。算法的特点是要求所有边都具有非负权重，并且在算法搜索过程中，搜索范围从起点延伸到中心层外部，直到找到目标节点。

3.4调度系统

调度系统具有物流管理、AGV调度、图书馆位置在线监测等功能:1)可对多个AGV同时进行交叉作业的规划、指挥和操作；2)可以显示起点、终点、托盘代码、中转时间、工艺异常等信息。3)能够同时接收多个AGV转移任务，确定转移任务的优先顺序，并控制AGV执行转移任务的优先顺序；4）确定现场虚拟银行的位置，逐一与现场实物银行匹配，对银行的出境信息进行检查；5)支持异常任务的人工处理和异常信息的显示；6)能够显示AGV的实时状态，包括自动和手动操作模式、限制信号、功率、故障等信息。7)支持手动创建AGV传输任务。

结束语

AGV是物流技术领域的重要自动化设备，具有智能、灵活性、灵活性、效率、劳动力更替、运营安全等特点。目前，AGV产品广泛应用于各个领域。然而，随着AGV技术的发展，它面临着一些问题，例如成本高、高度标准化和工业标准缺乏一致性。随着上游部件制造商相关产品性能的提高，传感器技术以及导航和规划技术的不断发展，AGV产品性能将提高，AGV制造成本将进一步降低，从而促进AGV的大规模应用。此外，有关AGV产品的技术标准将很快公布，这将有助于制定评估AGV产品质量的新标准。随着智能制造业改革的不断深入，AGV技术将迅速发展，进一步推动产业发展和变革。

参考文献：

［1］物流搬运机器人编辑部.近千台机器人驰援武汉抗疫［J］.物流搬运机器人，2020，3：87-91.

［2］新战略机器人研究所.2019年中国移动机器人（AGV）市场数据［P/OL］.2019［2020］.

［3］周晓杰.AGV系统及引导方式发展趋势综述［J］.南方农机，2017，48（4）：80.

［4］金亚萍.AGV：物流新经济中的机器力量——AGV引爆物流智能化革命［J］.机器人产业，2017，（2）：34-43.

［5］张辰贝西，黄志球.自动导航车（AGV）发展综述［J］.中国制造业信息化：学术版，2019，（1）：53-59.