无人搬运车系统

无人搬运车系统简称AGVS,是当今柔性制造系统(FMS)和自动化仓储系统中物流运输的有效手段。无人搬运车系统的核心设备是无人搬运车(AGV)。作为一种无人驾驶工业搬运车辆,AGV在20世纪50年代即得到了应用,一般用蓄电池作为动力,载重量从几公斤到上百吨,工作场地可以是办公室、车间,也可以是港口、码头。现代的AGV都是由计算机控制的,车上装有微处理器。多数的AGVS配有系统集中控制与管理的计算机,用于对AGV的作业过程进行优化、发出搬运指令、跟踪传送中的构件以及控制AGV的路线,如图3.3所示。

图3.3　AGV搬运车

无人搬运车的引导方式主要有电磁感应引导、激光引导和磁铁陀螺引导等,其中激光引导方式发展较快,但电磁感应引导和磁铁陀螺引导方式占有较大比例。电磁感应引导是利用低频引导电缆形成的电磁场及电磁传感装置引导无人搬运车运行。其基本工作原理是交变电流流过电缆时,在电缆周围产生电磁场。离导线越近处磁场强度越大,而远处磁场强度弱。通过感应线圈的电磁场在线圈两端感生出电压,这一电压与磁场强度成正比。当电缆处于线圈中间时,左右线圈的电压相等,转向信号为零。当引导天线偏向引导电缆的一侧时,该侧线圈电压升高,另一侧的电压降低,两个感应线圈的电位差就是操纵AGV转向的信号,从而控制转向电机来校正AGV的运行方向。

图3.4所示为激光导引的搬运车,这种搬运车可以在无人监督的情况下完成物体的搬运,人只要在第一次搬运时引导搬运车完成一次学习,搬运车就会自动完成剩下的任务。自动搬运车靠发射头发射激光束,然后接受由四周反射回的激光束来计算自己的位置以及运动的方向,从而实现自动搬运。

图3.4　激光导引自学习搬运车

在AGV运行路线的地表下埋设若干条不同频率电流的电缆,由AGV控制器通过天线分别检测出信号,利用该信号控制和引导AGV沿指定路线运行。天线及其感应线圈用于检测AGV相对于引导电缆的偏移量,从而精确地校正AGV的运行方向。这种引导方式属于传统的方式,技术较成熟,AGV本身的成本低,工作可靠。其缺点是需要在运行线路的地表下埋设电缆,施工时间长,费用高,不易变更路线,这种引导方式适用于大中型的AGV,目前仍在较广泛地应用。激光引导的工作原理是利用安装在AGV上的激光扫描器识别设置在其活动范围内的若干个定位标志来确定其坐标位置,从而引导AGV运行,这种工作方式属于导航式引导。激光扫描器一般安装在AGV的较高位置,使各定位标志与激光扫描器较好地呼应,并通过系统的串行口与AGV的控制板连接。定位标志由高反光材料制成,固定在沿途的墙壁或支柱上。激光扫描器利用脉冲激光器发出激光并通过一个内部反射镜以一定的转速旋转,对周围进行扫描,测出每个定位标志的距离和角度,计算出AGV的X、Y坐标,从而引导AGV按照预先设定的路线运行,也可以利用学习软件找出相应的定位标志,并将其坐标位置存储起来。