物流工具:自动导引搬运车车AGVppt

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自动导引搬运车
09物流工程:王震宇 09物流工程:王震宇
AGV定义 AGV定义
AGV是自动导引运输车(Automated AGV是自动导引运输车(Automated
Guided Vehicle)的英文缩写.是指装备有 Vehicle)的英文缩写.是指装备有 电磁或光学等自动导引装置,能够沿规定 的导引路径行驶,具有安全保护以及各种 移载功能的运输车,AGV属于轮式移动机器 移载功能的运输车,AGV属于轮式移动机器 人(WMR――Wheeled 人(WMR――Wheeled Mobile Robot)的 Robot)的 范畴.更直接点:AGV就是无人驾驶 范畴.更直接点:AGV就是无人驾驶 (Driverless)的运输车. Driverless)的运输车.
AGV控制系统分为地面(上位)控制系统,车载(单机)控制系 AGV控制系统分为地面(上位)控制系统,车载(单机)控制系
统及导航/导引系统,其中,地面控制系统指AGV系统的固定设备, 统及导航/导引系统,其中,地面控制系统指AGV系统的固定设备, 主要负责任务分配,车辆调度,路径(线)管理,交通管理,自 动充电等功能;车载控制系统在收到上位系统的指令后,负责 AGV的导航计算,导引实现,车辆行走,装卸操作等功能;导航/ AGV的导航计算,导引实现,车辆行走,装卸操作等功能;导航/ 导引系统为AGV单机提供系统绝对或相对位置及航向. 导引系统为AGV单机提供系统绝对或相对位置及航向.
当有客户需要乘坐出租车时,客户可以打电话到出租车
公司的客户中心,说明他当前所在的位置,以及要到达 的目的地,这里,我们可将客户的电话理解为来自物流 调度系统的需求,出租车公司的客户中心理解为AGV的 调度系统的需求,出租车公司的客户中心理解为AGV的 地面控制系统,即AGV系统的上位. 地面控制系统,即AGV系统的上位.
AGV系统 AGV系统
AGV系统的控制是通过物流上位调度系统,AGV地面控制 AGV系统的控制是通过物流上位调度系统,AGV地面控制
系统及AGV车载控制系统三者之间的相互协作完成的,对 系统及AGV车载控制系统三者之间的相互协作完成的,对 该系统的理解,有一个非常恰当而通俗易懂的例子:假设 某市有一家出租车公司,该公司管理先进,每辆出租车都 装全球定位系统(GPS),这样在公司的监控中心就可以 装全球定位系统(GPS),这样在公司的监控中心就可以 清楚地知道每辆车的位置及行驶路线,司机可通过无线通 信随时向公司汇报此时车辆的载客情况.
AGV的单机结构 AGV的单机结构
AGV的系统结构 AGV的系统结构
AGV的发展 AGV的发展
AGV扮演物料运输的角色已经50多年了.第一辆AGV诞生 AGV扮演物料运输的角色已经50多年了.第一辆AGV诞生
于1953年,它是由一辆牵引式拖拉机改造而成的,带有车 1953年,它是由一辆牵引式拖拉机改造而成的,带有车 兜,在一间杂货仓库中沿着布置在空中的导线运输货物. 到上世纪五十年代末到六十年代初期时,已有多种类型的 牵引式AGV用于工厂和仓库. 牵引式AGV用于工厂和仓库. 20世纪70年代,基本的导引技术是靠感应埋在地下的导线 20世纪70 70年代,基本的导引技术是靠感应埋在地下的导线 产生的电磁频率.通过一个叫做"地面控制器" 产生的电磁频率.通过一个叫做"地面控制器"的设备打 开或关闭导线中的频率,从而指引AGV沿着预定的路径行 开或关闭导线中的频率,从而指引AGV沿着预定的路径行 驶. 20世纪80年代末期,无线式导引技术引入到AGV系统中, 20世纪80年代末期,无线式导引技术引入到AGV系统中, 例如利用激光和惯性进行导引,这样提高了AGV系统的灵 例如利用激光和惯性进行导引,这样提高了AGV系统的灵 活性和准确性,而且,当需要修改路径时,也不必改动地 面或中断生产.这些导引方式的引入,使得导引方式更加 多样化了.
AGV系统是一套复杂的控制系统,加之不同项目对系统 AGV系统是一套复杂的控制系统,加之不同项目对系统
的要求不同,更增加了系统的复杂性,因此,系统在软 件配置上设计了一套支持AGV项目从路径规划,流程设 件配置上设计了一套支持AGV项目从路径规划,流程设 计,系统仿真(Simulation)到项目实施全过程的解决 计,系统仿真(Simulation)到项目实施全过程的解决 方案.上位系统提供了可灵活定义AGV系统流程的工具, 方案.上位系统提供了可灵活定义AGV系统流程的工具, 可根据用户的实际需求来规划或修改路径或系统流程; 而下位系统也提供了可供用户定义不同AGV功能的编程 而下位系统也提供了可供用户定义不同AGV功能的编程 语言.
AGV是以电池为动力的,当电量不足时,会向地 AGV是以电池为动力的,当电量不足时,会向地
面控制系统发出充电请求,在得到允许后,前往 充电站自动充电,在充电期间,AGV地面控制系 充电站自动充电,在充电期间,AGV地面控制系 统不会向此AGV分配任何任务,就与出租车进了 统不会向此AGV分配任何任务,就与出租车进了 加油站不再载客一样. 曾有国外专家对AGV控制系统需解决的主要问题 曾有国外专家对AGV控制系统需解决的主要问题 做了恰当的比喻:Where 做了恰当的比喻:Where am I? (我在哪里?) Where am I going?(我要去哪里?) How can going?(我要去哪里?) I get there?(我怎么去?),这三个问题归纳起 there?(我怎么去?),这三个问题归纳起 来分别就是AGV控制系统中的三个主要技术: 来分别就是AGV控制系统中的三个主要技术: AGV的导航(Navigation),AGV的路径规划 AGV的导航(Navigation),AGV的路径规划 (Layout designing),AGV的导引控制 designing),AGV的导引控制 (Guidance).为了能够解决好这些问题,AGV Guidance).为了能够解决好这些问题,AGV 系统的构成也必然复杂:
简单的AGV 简单的AGV
复杂的AGV 复杂的AGV来自百度文库
综合分析AGV技术的发展,我们不难分析出国内外AGV有两种发 综合分析AGV技术的发展,我们不难分析出国内外AGV有两种发
展模式:第一种是以欧美国家为代表的全自动AGV技术,这类技 展模式:第一种是以欧美国家为代表的全自动AGV技术,这类技 术追求AGV的自动化,几乎完全不需要人工的干预,路径规划和 术追求AGV的自动化,几乎完全不需要人工的干预,路径规划和 生产流程复杂多变,能够运用在几乎所有的搬运场合.这些AGV 生产流程复杂多变,能够运用在几乎所有的搬运场合.这些AGV 功能完善,技术先进;同时为了能够采用模块化设计,降低设计 成本,提高批量生产的标准,欧美的AGV放弃了对外观造型的追 成本,提高批量生产的标准,欧美的AGV放弃了对外观造型的追 求,采用大部件组装的形式进行生产;系列产品的覆盖面广:各 种驱动模式,各种导引方式,各种移载机构应有尽有,系列产品 的载重量可从50kg到60000kg(60吨).尽管如此,由于技术和 的载重量可从50kg到60000kg(60吨).尽管如此,由于技术和 功能的限制,此类AGV的销售价格仍然居高不下.此类产品在国 功能的限制,此类AGV的销售价格仍然居高不下.此类产品在国 内有为数不多的企业可以生产,技术水平与国际水平相当.第二 种是以日本为代表的简易型AGV技术--或只能称其为AGC 种是以日本为代表的简易型AGV技术--或只能称其为AGC (Automated Guided Cart),该技术追求的是简单实用,极力 Cart),该技术追求的是简单实用,极力 让用户在最短的时间内收回投资成本,这类AGV在日本和台湾企 让用户在最短的时间内收回投资成本,这类AGV在日本和台湾企 业应用十分广泛,从数量上看,日本生产的大多数AGV属于此类 业应用十分广泛,从数量上看,日本生产的大多数AGV属于此类 产品(AGC).该类产品完全结合简单的生产应用场合(单一的 产品(AGC).该类产品完全结合简单的生产应用场合(单一的 路径,固定的流程),AGC只是用来进行搬运,并不刻意强调 路径,固定的流程),AGC只是用来进行搬运,并不刻意强调 AGC的自动装卸功能,在导引方面,多数只采用简易的磁带导引 AGC的自动装卸功能,在导引方面,多数只采用简易的磁带导引 方式.由于日本的基础工业发达,AGC生产企业能够为其配置上 方式.由于日本的基础工业发达,AGC生产企业能够为其配置上 几乎简单得不能再简单的功能器件,使AGC的成本几乎降到了极 几乎简单得不能再简单的功能器件,使AGC的成本几乎降到了极 限.这种AGC在日本80年代就得到了广泛应用,2002到2003年 限.这种AGC在日本80年代就得到了广泛应用,2002到2003年 达到应用的顶峰.由于该产品技术门槛较低,目前国内已有多家 企业可生产此类产品.
核心.其主要功能是对AGV系统(AGVS)中的多台AGV单机进行任务分配, 核心.其主要功能是对AGV系统(AGVS)中的多台AGV单机进行任务分配, 车辆管理,交通管理,通讯管理等. 任务管理:任务管理类似计算机操作系统的进程管理,它提供对AGV地面控制 任务管理:任务管理类似计算机操作系统的进程管理,它提供对AGV地面控制 程序的解释执行环境;提供根据任务优先级和启动时间的调度运行;提供对 任务的各种操作如启动,停止,取消等. 车辆管理:车辆管理是AGV管理的核心模块,它根据物料搬运任务的请求,分 车辆管理:车辆管理是AGV管理的核心模块,它根据物料搬运任务的请求,分 配调度AGV执行任务,根据AGV行走时间最短原则,计算AGV的最短行走路径, 配调度AGV执行任务,根据AGV行走时间最短原则,计算AGV的最短行走路径, 并控制指挥AGV的行走过程,及时下达装卸货和充电命令. 并控制指挥AGV的行走过程,及时下达装卸货和充电命令. 交通管理:根据AGV的物理尺寸大小,运行状态和路径状况,提供AGV互相自 交通管理:根据AGV的物理尺寸大小,运行状态和路径状况,提供AGV互相自 动避让的措施,同时避免车辆互相等待的死锁方法和出现死锁的解除方法; AGV的交通管理主要有行走段分配和死锁报告功能. AGV的交通管理主要有行走段分配和死锁报告功能. 通讯管理:通信管理提供AGV地面控制系统与AGV单机,地面监控系统,地面 通讯管理:通信管理提供AGV地面控制系统与AGV单机,地面监控系统,地面 IO设备,车辆仿真系统及上位计算机的通信功能.和AGV间的通信使用无线 IO设备,车辆仿真系统及上位计算机的通信功能.和AGV间的通信使用无线 电通信方式,需要建立一个无线网络,AGV只和地面系统进行双向通信,AGV 电通信方式,需要建立一个无线网络,AGV只和地面系统进行双向通信,AGV 间不进行通信,地面控制系统采用轮询方式和多台AGV通信;与地面监控系统, 间不进行通信,地面控制系统采用轮询方式和多台AGV通信;与地面监控系统, 车辆仿真系统,上位计算机的通信使用TCP/IP通信. 车辆仿真系统,上位计算机的通信使用TCP/IP通信. 车辆驱动:小车驱动负责AGV状态的采集,并向交通管理发出行走段的允许请 车辆驱动:小车驱动负责AGV状态的采集,并向交通管理发出行走段的允许请 求,同时把确认段下发AGV. 求,同时把确认段下发AGV.
AGV内部构造 AGV内部构造
AGV-AGV地面(上位)控制系统 AGV-AGV地面(上位)控制系统
AGV地面控制系统(Stationary System)即AGV上位控制系统,是AGV系统的 AGV地面控制系统(Stationary System)即AGV上位控制系统,是AGV系统的
客户中心收到客户的电话后,可以通过无线电话与出租
车司机联系,选择离客户最近,又正好空闲的车辆A前 车司机联系,选择离客户最近,又正好空闲的车辆A 往接客,就像AGV的地面控制系统进行的车辆和任务分 往接客,就像AGV的地面控制系统进行的车辆和任务分 配;在车辆A 配;在车辆A前往接客的途中,客户中心可能又接到报 告,有空闲车辆B 告,有空闲车辆B离客户更近,那么客户中心将及时通 知车辆B去接客户,取消车辆A的任务,这就是AGV地面 知车辆B去接客户,取消车辆A的任务,这就是AGV地面 控制系统的动态车辆调度.客户中心对出租车将要行驶 道路的交通状况也了如指掌,能够及时通知各个司机选 择最便捷的道路行驶,该道路所需时间最短,但不一定 是路程最短,因为,最近路程的道路上可能发生了交通 阻塞,这就是AGV地面系统中所完成的路径搜索和路径 阻塞,这就是AGV地面系统中所完成的路径搜索和路径 分配的工作. AGV系统的控制过程就类似这样一家管理先进的出租车 AGV系统的控制过程就类似这样一家管理先进的出租车 公司,物流上位调度系统,AGV地面控制系统和AGV车 公司,物流上位调度系统,AGV地面控制系统和AGV车 载控制系统分别相当于客户,客户中心和出租车司机, AGV地面控制系统和各台AGV之间通过无线通信来交换 AGV地面控制系统和各台AGV之间通过无线通信来交换 信息,调度AGV的作业,并为其选择路径(线),确保 信息,调度AGV的作业,并为其选择路径(线),确保 交通通畅.
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