成熟设计,惯性导航AGV无人搬运系统
成熟设计,惯性导航AGV无人搬运系统
成熟设计,惯性导航AGV无人搬运系统
成熟设计,惯性导航AGV无人搬运系统
成熟设计,惯性导航AGV无人搬运系统
成熟设计,惯性导航AGV无人搬运系统
惯性导航系统（INS，以下简称惯导）是一种不依赖于外部信息、不易受到干扰的自主式导航系统。惯导通过测量载体在惯性参考系的加速度，自动进行积分运算，获得载体的瞬时速度和瞬时位置数据，且把它变换到导航坐标系中，从而得到在导航坐标系中的速度、偏航角和位置等信息。其优势在于给定了初始条件后，不需要外部参照就可确定当前位置、方向及速度。适用于各种复杂地理环境和外界干扰下的精确定位和定向，且能不断测量位置的变化，精确保持动态姿态基准。
随着经济建设对科学技术需要的提高，以及人们对惯性技术了解的不断普及和深入，惯性技术的应用领域已逐步从军用扩展到民用，从导航/制导扩展到稳定/控制，并正在努力开发具有市场竞争力的新技术和新产品。
以下是新松机器人自动化股份有限公司设计的惯导AGV在某大型电极箔公司运输电极箔的原料、半成品及成品的实例。电极箔是铝电解电容器制造的关键原材料，由于电子产业的迅速发展，尤其是通信产品、计算机、家电等整机产品市场的急剧扩大，对铝电极箔产业的发展起了推波助澜的作用。同时由于铝电解电容器的小型化、高性能化、片式化的要求越来越迫切，对电极箔制造业的技术和质量提出了很高的要求，同时也对高效、正确的仓储管理提出了很高的需求。
物料的装卸搬运是物流过程中发生频率高，耗用时间长，所需费用大的作业活动。为了降低成本并提高效率，自动搬运技术的实施势在必行，因此受到越来越多的关注。在众多的搬运技术中，因为 AGV（Automatic Guided Vehicle）的优越性，使其成为实现物料自动搬运的最佳解决方案。AGV也是当今柔性制造系统和自动化仓储系统中物流运输的有效手段，是物流领域中首推的简单有效的自动物料运输方式。因此我们采用AGV作为此项目的载体配合整个物流系统实现货物的传输和运送。AGV的应用实现了其原料、半成品、成品仓储管理的自动化、智能化、信息化，提高了工作效率，降低了差错率，同时也使电极箔生产作业流程的综合自动化水平迈上一个新的台阶。
由于此公司现场环线4000多米长，且交叉点较多，铺设磁条施工难度较大，且可能产生相近、相交轨迹之间的干涉，因此我们为降低成本，便于施工，基于性价比考虑，采用地面相隔一定距离预埋磁钉，进行惯性导航控制，增强AGV在复杂环境条件下的抗干扰能力，保证AGV在复杂轨迹行走时有较高的精度定位。
1、工作流程：
在整体布局中，各工艺环线上按照工艺需要，通过预埋磁钉布置相应的上下料站点，每个站点由AGV自动进行上下料工作。
在站点上通过手持终端对AGV下达空托盘输送指令。任务管理系统通过网络与AGV输送系统连接，根据各工位“要料”情况发指令给AGV输送系统，由AGV系统自动实现指定产品在库房与指定工位间及各工位间的运送。无任务的AGV将在指定地点进行充电任务并等待输送指令。
2、AGV基本参数技术要求
AGV的机械结构由三部分组成：车体，驱动装置和提升机构组成。根据现场托盘情况，承载能力800KG，工作状态，进行校核计算，得如下参数：
AGV驱动装置：采用双驱动轮差动形式
提升机构：采用凸轮机构，安装内导向，保证提升机构直线上下，动作平稳
提升高度：100mm
AGV导航精度为±10mm；停车位置精度为±5mm。
AGV最大速度为60m/min。
AGV设有前后接触式保险杠和前置非接触式激光防碰传感器，当AGV运行时，前方一定距离内发现障碍物，AGV可减速停车,保证AGV及周边人员设备的安全。
车体尺寸1900×850×870（mm）。
AGV负载能力：> 800KG。
AGV使用48V／100AH快速充电电池
通讯方式为：无线局域网。
导航方式为：惯性导航。
3、AGV电气系统的构成
AGV主要由车载控制器、伺服驱动系统、惯导系统、安全系统、供电系统、通讯系统和手动维护系统等部分构成。实现了AGV控制器的通用性与模块化，各功能模块性能稳定可靠且分工明确，即保证了AGV整体性能的灵活配置，又便于不同系统功能的扩充与维护。
惯导传感器的小误差会随时间累积成大误差，其误差大体上与时间成正比，因此需要不断进行修正。新松惯导AGV是多传感器数据融合的产物，包括高精度磁导航传感器、陀螺仪传感器、驱动轮码盘传感器，以及RFID传感器等。在工作过程中，我们采用RFID配合AGV车体及时进行纠偏，保证惯导系统的精度及可靠性，从而保证AGV系统按轨迹运行。RFID同时作为站点识别的载体，使AGV可以随时自动上线，不用人工输入站点的号码，在上线站点比较多的应用现场，为操作人员提供了便利，避免了人工输入错误的情况。
4、 AGVS系统构成
电气控制系统是物流系统中设备执行的控制核心，包含设备控制层和监控层。向上联接物流系统的调度计算机，接受物料的输送指令；向下联接输送设备实现底层输送设备的驱动、输送物料的检测与识别；完成物料输送及过程控制信息的传递。此外还提供内容丰富、形象生动的人机界面、安全保护措施和多种操作模式，辅助工作人员进行设备操作和维护。
AGV通过控制台负责与立库管理计算机交换信息，根据所要输送铝箔托盘的信息生成AGV的运行任务，同时解决运行中多AGV之间的避碰问题。AGV控制台在调度管理过程中将AGV系统的状态反馈给仓库的中心控制管理系统。AGV控制台和各AGV之间组成无线局域网。AGV与控制台之间采用无线局域网进行信息交换。通过多个无线接入点的组合，覆盖AGV运行的区域，使AGV在跨越不同的区域时实现自动漫游，实现无缝连接。
由于采用集中控制的方式，控制台将成为AGVS系统的核心。它与生产调度管理计算机系统留有接口，可以接受调度命令和报告AGV的运行情况。控制台应满足工业现场环境要求，有足够的运算速度和管理能力。控制台主要功能包括通讯管理、AGV运行状态、数据采集和运行状态显示。控制台在实时调度在线AGV的同时将在屏幕上显示系统工作状态，包括在线AGV的数量、位置(包括AGV处于的地标位置)状态、已完成的装配数量等。控制台负责AGV运行中的交通管理。保证运行中的AGV与AGV间不发生碰撞和AGV追尾等事故。控制台将对进入系统和退出系统的AGV进行管理，以保证系统安全运行。
AGV调度管理系统采用集中调度管理方式，控制台根据生产管理系统下达的运输任务，AGV的工作状态、运行情况，通过通讯系统将命令和任务传递给被选中的AGV，被选中的AGV根据控制台的命令完成物料托盘的输送。任务完成后，AGV通知控制台任务完成情况，并回到待命位置，等待下一次任务。
结束语
惯性导航AGV在电子行业的应用，体现出了惯导系统的完全自主、不受干扰、不受虚假信号的影响等优势，体现了AGV的先进性、实用性、经济性、安全性、可靠性等特点，促进了系统的高效性和实用性。电子行业通过AGV输送系统的应用，替代了传统的用人工驱动小车的运输工作，促进了企业技术进步，改善了工人的工作环境条件，提高了自动化生产水平，有效地解放了劳动生产力，减轻了劳动强度，同时促进了企业人员素质、管理水平的提高，促进了企业的标准化、规范化、信息化的基础建设。
2017.7.21