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自動(dòng)導(dǎo)向車(chē)

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1.自動(dòng)導(dǎo)向車(chē)簡(jiǎn)介

自動(dòng)導(dǎo)向車(chē)(AGV) 是采用自動(dòng)或人工方式裝載貨物,按設(shè)定的路線自動(dòng)行駛或牽引著載貨臺(tái)車(chē)至指定地點(diǎn),再用自動(dòng)或人工方式裝卸貨物的工業(yè)車(chē)輛。按日本JISD6801的定義:AGV是以電池為動(dòng)力源的一種自動(dòng)操縱行駛的工業(yè)車(chē)輛。自動(dòng)導(dǎo)向車(chē)只有按物料搬運(yùn)作業(yè)自動(dòng)化、柔性化和準(zhǔn)時(shí)化的要求,與自動(dòng)導(dǎo)向系統(tǒng)、自動(dòng)裝卸系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)、安全系統(tǒng)和管理系統(tǒng)等構(gòu)成自動(dòng)導(dǎo)向車(chē)系統(tǒng)(AGVS)才能真正發(fā)揮作用[1][2]

計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)、并行與分布式處理技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、傳感器技術(shù)以及軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境的不斷發(fā)展,為AGV的研究與應(yīng)用提供了必要的技術(shù)基礎(chǔ)。人工智能技術(shù)如理解與搜索、任務(wù)與路徑規(guī)劃、模糊與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)的發(fā)展,使AGV向著智能化和自主化方向發(fā)展。AGV的研究與開(kāi)發(fā)集人工智能、信息處理、圖像處理為一體,涉及計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制、信息通訊、機(jī)械設(shè)計(jì)和電子技術(shù)等多個(gè)學(xué)科,成為物流自動(dòng)化研究的熱點(diǎn)之一。

盡管對(duì)AGV的研究已有多年的歷史,但仍有多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)還有待提高和突破,以進(jìn)一步提高AGV的性能,降低制造成本和減少使用費(fèi)用[3][4]。

2.自動(dòng)導(dǎo)向車(chē)(AGV)的發(fā)展歷史[5]

  • 1953年,第一輛AGV

AGV扮演物料運(yùn)輸?shù)慕巧呀?jīng)50多年了。第一輛AGV誕生于1953年,它是由一輛牽引式拖拉機(jī)改造而成的,帶有車(chē)兜,在一間雜貨倉(cāng)庫(kù)中沿著布置在空中的導(dǎo)線運(yùn)輸貨物。到上世紀(jì)五十年代末到六十年代初期時(shí),已有多種類(lèi)型的牽引式AGV用于工廠和倉(cāng)庫(kù)。

  • 1973年,沃爾沃裝配廠

1973年,位于瑞典卡爾馬市的沃爾沃裝配廠著手發(fā)展異步設(shè)備裝配線,來(lái)替代傳統(tǒng)的傳送帶式裝配線。至此,由計(jì)算機(jī)控制的裝配型AGV數(shù)量達(dá)到了280輛。

  • 20世紀(jì)70年代,首輛負(fù)載AGV

20世紀(jì)70年代中期,由于負(fù)載AGV的引入,AGV產(chǎn)業(yè)得到了第一次較大的發(fā)展。由于這些負(fù)載AGV能夠?yàn)槲锪咸幚眍I(lǐng)域提供多功能的服務(wù)而被廣泛接受,例如工廠里的工作站臺(tái),傳送設(shè)備,以及控制系統(tǒng)和信息系統(tǒng)之間的連接等。目前,已經(jīng)有許多廠家制造的幾百個(gè)負(fù)載AGV系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)著。這些 AGV系統(tǒng)在倉(cāng)庫(kù)、工廠、作坊、醫(yī)院以及其它工商業(yè)領(lǐng)域中得到了廣泛的運(yùn)用。

  • 智能地面和dumb小車(chē)

20世紀(jì)70年代,基本的導(dǎo)引技術(shù)是靠感應(yīng)埋在地下的導(dǎo)線產(chǎn)生的電磁頻率。通過(guò)一個(gè)叫做“地面控制器”的設(shè)備打開(kāi)或關(guān)閉導(dǎo)線中的頻率,從而指引AGV沿著預(yù)定的路徑行駛。由于AGV只是沿著地面上的信號(hào)行駛,所以被稱為“dumb”,而AGV行駛的路徑是由智能的地面控制器決定的,因此,這一時(shí)期的系統(tǒng)被稱為“智能地面”和“dumb小車(chē)”。

AGV上的傳感器將根據(jù)信號(hào)的強(qiáng)度,選擇某一頻率的電磁信號(hào)為AGV提供導(dǎo)引。這項(xiàng)技術(shù)必須在地面埋設(shè)多條導(dǎo)線來(lái)處理交叉點(diǎn)或其它操作點(diǎn)。系統(tǒng)將給導(dǎo)線施加一定的電壓,使AGV按照預(yù)定的路徑行駛。例如,在一個(gè)交叉點(diǎn)必須設(shè)置3條獨(dú)立的導(dǎo)線。

這些第一代的導(dǎo)航電路在安裝上的花費(fèi)是昂貴的。因?yàn)樵贏GV所行駛的路徑上都需要在地面上開(kāi)槽,而且在彎道處,開(kāi)槽的軌跡必須符合AGV的轉(zhuǎn)彎半徑。很多系統(tǒng)都需要埋設(shè)4條導(dǎo)線——3條用于導(dǎo)航,1條用于通信。另外,導(dǎo)線中的導(dǎo)航信號(hào)經(jīng)常會(huì)受到周?chē)匿摻罨螂娮有盘?hào)的干擾。

  • 死估算能力

隨著電子技術(shù)和微處理器技術(shù)的不斷發(fā)展,AGV的應(yīng)用也越發(fā)廣泛。AGV變得更加智能化,而路徑卻沒(méi)有以前那么復(fù)雜了。其中,死估算的發(fā)展是最主要的突破之一。死估算這一術(shù)語(yǔ)描述的是AGV自主在地面行駛的能力。死估算的最大優(yōu)點(diǎn)是在交叉點(diǎn)不需要沿著AGV的轉(zhuǎn)彎半徑開(kāi)槽,AGV可以離開(kāi)導(dǎo)線,按照程序中設(shè)定的半徑轉(zhuǎn)彎,然后再繼續(xù)沿著導(dǎo)線行走。這樣,雖然在地面上仍然需要埋設(shè)多條導(dǎo)線,但是導(dǎo)線的安裝卻非常簡(jiǎn)單了。

  • 20世紀(jì)80年代,無(wú)線式導(dǎo)引

20世紀(jì)80年代末期,無(wú)線式導(dǎo)引技術(shù)引入到AGV系統(tǒng)中,例如利用激光和慣性進(jìn)行導(dǎo)引,這樣提高了AGV系統(tǒng)的靈活性和準(zhǔn)確性,而且,當(dāng)需要修改路徑時(shí),也不必改動(dòng)地面或中斷生產(chǎn)。這些導(dǎo)引方式的引入,使得導(dǎo)引方式更加多樣化了。

  • 計(jì)算機(jī)的功能

隨著電子產(chǎn)品和計(jì)算機(jī)軟件等高科技產(chǎn)品的快速發(fā)展,降低了微電腦和微電子器件的成本,毫無(wú)疑問(wèn),這對(duì)AGV的發(fā)展起到了極大的推動(dòng)作用。AGV系統(tǒng)中的計(jì)算機(jī)用于存儲(chǔ)指令、做出判斷以及執(zhí)行程序等。實(shí)際上,幾乎所有目前由人工控制的物料處理過(guò)程,都可以由AGV來(lái)完成。AGV能夠合理安排生產(chǎn)時(shí)序,保存產(chǎn)品清單,管理系統(tǒng)明細(xì),以及控制多種類(lèi)型的機(jī)械系統(tǒng)的所有操作。

  • 應(yīng)用與控制

AGV的應(yīng)用從最初的傳統(tǒng)式定向配送,迅猛地發(fā)展到擁有機(jī)器人接口的、由復(fù)雜的計(jì)算機(jī)控制的汽車(chē)裝配線領(lǐng)域。AGV能夠成為一個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng),也可以集成到其它系統(tǒng)中,或者成為各個(gè)相對(duì)獨(dú)立的自動(dòng)化生產(chǎn)區(qū)之間的紐帶。最初的AGV只用于在水平方向上搬運(yùn)放在托盤(pán)上的物料,而目前對(duì)于AGV的設(shè)計(jì)和應(yīng)用已經(jīng)像工業(yè)機(jī)器人一樣多種多樣了。

  • AGV的制造

市場(chǎng)對(duì)AGV需求量可以由AGV生產(chǎn)廠家的增長(zhǎng)數(shù)量來(lái)衡量。上世紀(jì)70年代末起,美國(guó)只有不到6家AGV生產(chǎn)廠家,AGV的型號(hào)也不過(guò)3種。隨著對(duì)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)的日益重視,到了1990年,全世界的AGV生產(chǎn)廠家達(dá)到40多個(gè),車(chē)型也超過(guò)了15種。隨著科技的發(fā)展,將推動(dòng)未來(lái)AGV的革新。而AGV使用數(shù)量的日益增長(zhǎng),反過(guò)來(lái)又促進(jìn)了在AGV研發(fā)上加大投資力度。

3.自動(dòng)導(dǎo)向車(chē)的發(fā)展與應(yīng)用

1953年,美國(guó)Barrett Electric公司制造了世界上第1臺(tái)采用埋線電磁感應(yīng)方式跟蹤路徑的自動(dòng)導(dǎo)向車(chē),也被稱作“無(wú)人駕駛牽引車(chē)”。20世紀(jì)60年代和70年代初,AGV仍采用這種導(dǎo)向方式。但是,20世紀(jì)70年代中期,具有載貨功能的AGV在歐洲得到了應(yīng)用并被引入到美國(guó)。這些自動(dòng)導(dǎo)向車(chē)主要用于自動(dòng)化倉(cāng)貯系統(tǒng)和柔性裝配系統(tǒng)的物料運(yùn)輸。在20世紀(jì)70年代和80年代初,AGV的應(yīng)用領(lǐng)域擴(kuò)大而且工作條件也變得多樣化,因此,新的導(dǎo)向方式和技術(shù)得到了更廣泛的研究與開(kāi)發(fā)[6]。

在最近的10—15年里,各種新型AGV被廣泛地應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。單元式AGV主要用于短距離的物料運(yùn)輸并與自動(dòng)化程度較高的加工設(shè)備組成柔性生產(chǎn)線。例如,自動(dòng)導(dǎo)向叉車(chē)用于倉(cāng)貯貨物的自動(dòng)裝卸和搬運(yùn);小型載貨式AGV用于辦公室信件的自動(dòng)分發(fā)和電子行業(yè)的裝配平臺(tái)。除此以外,AGV還用于搬運(yùn)體積和重量都很大的物品,尤其是在汽車(chē)制造過(guò)程中用多個(gè)載貨平臺(tái)式AGV組成移動(dòng)式輸送線,構(gòu)成整車(chē)柔性裝配生產(chǎn)線。最近,小型AGV應(yīng)用更為廣泛,而且以長(zhǎng)距離不復(fù)雜的路徑規(guī)劃為主。AGV從僅由大公司應(yīng)用,正向小公司單臺(tái)應(yīng)用轉(zhuǎn)變,而且其效率和效益更好[7]。表1是1993~1997年AGV在國(guó)外各個(gè)行業(yè)的銷(xiāo)售情況。

表1AGV在國(guó)外各個(gè)行業(yè)的銷(xiāo)售情況(%)

年份19931994199519961997
汽車(chē)制造27.227.628.128.629.1
航空國(guó)防10.69.99.28.57.9
電子行業(yè)12.112.312.512.612.8
服務(wù)行業(yè)20.721.021.321.622
工程機(jī)械8.78.68.68.68.6
其他20.720.620.320.119.6

20世紀(jì)80年代中期,57%的AGV用于汽車(chē)制造業(yè),而在西德則高達(dá)64%。從表1可以看出,汽車(chē)制造業(yè)仍然是AGV的主要應(yīng)用領(lǐng)域。另外,根據(jù)對(duì)國(guó)外公司物料搬運(yùn)系統(tǒng)裝備類(lèi)型的統(tǒng)計(jì),采用自動(dòng)導(dǎo)向車(chē)、有軌搬運(yùn)車(chē)、起重機(jī)、輥?zhàn)虞斔蜋C(jī)、懸掛運(yùn)輸機(jī)的分別占41%、29%、9%、10%和11%。

AGV在我國(guó)的研究及應(yīng)用起步較晚。20世紀(jì)70年代后期,北京起重運(yùn)輸機(jī)械研究所研制了三輪式AGV。80年代后期,北京機(jī)械工業(yè)自動(dòng)化研究所為二汽研制了應(yīng)用在立體化倉(cāng)庫(kù)中的AGV,沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所為金杯汽車(chē)公司研制了汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)裝配用的AGV。90年代,清華大學(xué)國(guó)家CIMS工程中心將從國(guó)外引進(jìn)的AGV成功地應(yīng)用于EIMS的實(shí)驗(yàn)研究;清華大學(xué)計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用系研制了用于郵政中心的AGV;昆明航舶設(shè)備研究所研制了激光導(dǎo)向式AGV以及吉林工業(yè)大學(xué)智能車(chē)輛課題組為汽車(chē)裝配線研制了視覺(jué)導(dǎo)向AGV等。

目前國(guó)產(chǎn)AGV在國(guó)內(nèi)的應(yīng)用主要在汽車(chē)裝配線行業(yè),歐美AGV在國(guó)內(nèi)主要應(yīng)用在卷煙行業(yè)。國(guó)內(nèi)AGV技術(shù)激光導(dǎo)航器等關(guān)鍵部件還是需要進(jìn)口。

4.自動(dòng)導(dǎo)向車(chē)的特點(diǎn)[9]

1、運(yùn)行路徑和目的地可以由管理程序控制,機(jī)動(dòng)能力強(qiáng)。而且某些導(dǎo)向方式的線路變更十分方便靈活,設(shè)置成本低。

2、工位識(shí)別能力和定位精度高,具有與各種加工設(shè)備協(xié)調(diào)工作的能力。在通訊系統(tǒng)的支持和管理系統(tǒng)的調(diào)度下,可實(shí)現(xiàn)物流的柔性控制。

3、載物平臺(tái)可以采用不同的安裝結(jié)構(gòu)和裝卸方式,能滿足不同產(chǎn)品運(yùn)送和加工的需要。因此,物流系統(tǒng)的適應(yīng)能力強(qiáng)。

4、可裝備多種聲光報(bào)警系統(tǒng),能通過(guò)車(chē)載障礙探測(cè)系統(tǒng)在碰撞到障礙物之前自動(dòng)停車(chē)。當(dāng)其列隊(duì)行駛或在某一區(qū)域交叉運(yùn)行時(shí),具有避免相互碰撞的自控能力,不存在人為差錯(cuò)。因此,AGVS比其他物料搬運(yùn)系統(tǒng)更安全。

5、AGV組成的物流系統(tǒng)不是永久性的,而是在給定的區(qū)域內(nèi)設(shè)置。與傳統(tǒng)物料輸送系統(tǒng)在車(chē)間內(nèi)固定設(shè)置且不易變更相比,該物流系統(tǒng)的設(shè)置柔性強(qiáng),并可以充分利用人行通道和叉車(chē)通道,從而改善車(chē)間地面利用率。

6、與其他物料輸送方式相比,初期投資大,但可以大幅度降低運(yùn)行費(fèi)用,特別是在產(chǎn)品類(lèi)型和工位較多時(shí)。AGV在國(guó)內(nèi)限制發(fā)展的原因就是價(jià)格太貴,一般行業(yè)無(wú)法接受。

5.自動(dòng)導(dǎo)向車(chē)的的導(dǎo)向方法與技術(shù)[9]

AGV的導(dǎo)向方式不僅決定著由其組成的物流系統(tǒng)的柔性,也影響著系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性和組態(tài)費(fèi)用。直到20世紀(jì)80年代,埋線電磁感應(yīng)導(dǎo)向技術(shù)仍然只是可選擇的導(dǎo)向技術(shù)之一。隨著電子技術(shù)的發(fā)展,以及AGV導(dǎo)向技術(shù)的多樣化和導(dǎo)向方式的多元化,使AGV的性能進(jìn)一步提高并能適應(yīng)更復(fù)雜的工作環(huán)境,應(yīng)用也更為廣泛。

6.自動(dòng)導(dǎo)向車(chē)的技術(shù)分析與評(píng)價(jià)[9]

AGV與其他物料搬運(yùn)方式相比有很多優(yōu)點(diǎn),主要表現(xiàn)在導(dǎo)向柔性、空間利用、運(yùn)行安全性以及使用費(fèi)用等方面。

1、可靠度

對(duì)國(guó)外十幾家AGV公司27個(gè)系列產(chǎn)品所采用的主要導(dǎo)向技術(shù)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示,電磁感應(yīng)、慣性導(dǎo)航、光學(xué)檢測(cè)、位置設(shè)定、激光檢測(cè)、圖像識(shí)別所占比例分別為 32.3%、27.8%、16.9%、13.8%、7.69%和1.54%。

其中,電磁感應(yīng)導(dǎo)向技術(shù)的應(yīng)用比例最高,這表明該項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)十分成熟。而機(jī)器視覺(jué)導(dǎo)向技術(shù)應(yīng)用較少,說(shuō)明該項(xiàng)技術(shù)還需要深入研究和不斷完善。另外,自主導(dǎo)航技術(shù)仍然處在研究階段,還有許多技術(shù)問(wèn)題需要解決。

2、適應(yīng)能力

適應(yīng)能力是指AGV運(yùn)行時(shí)所經(jīng)過(guò)地面的整潔程度、空間無(wú)障礙程度以及光電干擾程度對(duì)導(dǎo)向技術(shù)的限制。由于不同的導(dǎo)向技術(shù)對(duì)應(yīng)用環(huán)境的要求不同,因此,某種導(dǎo)向方法的實(shí)際應(yīng)用有可能受到限制。

對(duì)于有線式導(dǎo)向技術(shù),如埋線感應(yīng)、光學(xué)導(dǎo)向和機(jī)器視覺(jué)等,環(huán)境要求主要是地面的平整和清潔程度。除了埋線電磁感應(yīng)式對(duì)地面的清潔程度要求較低外,其他幾種方式都要求較高。但電磁和磁帶導(dǎo)向方式對(duì)地面的平整程度要求較高。

對(duì)于無(wú)線式所采用的激光導(dǎo)向技術(shù)而言,環(huán)境要求主要是空間的無(wú)障礙程度。這是由于該種方法要在AGV運(yùn)行所經(jīng)過(guò)空間的特定位置處設(shè)置反射鏡面。因此,需要提供足夠的掃描空間,避免其他物體的干擾。

慣性導(dǎo)向和坐標(biāo)識(shí)別導(dǎo)向技術(shù)對(duì)運(yùn)行環(huán)境沒(méi)有太多的要求。

3、路徑柔性

由AGV組成的物料搬運(yùn)系統(tǒng)有良好的柔性,但不同的導(dǎo)向技術(shù)其路徑柔性有很大差別。

無(wú)線式導(dǎo)向方法可以在很短的時(shí)間內(nèi)改變運(yùn)行路徑,其中有些方法只需改變控制軟件實(shí)現(xiàn)運(yùn)行路徑的變更。而有線式導(dǎo)向方法的路徑柔性相對(duì)較差,其中電磁感應(yīng)埋線導(dǎo)向技術(shù)導(dǎo)向路徑的變更最困難,成本較高。

4、運(yùn)行速度

AGV的運(yùn)行速度受導(dǎo)向技術(shù)的影響很大,主要取決于對(duì)導(dǎo)向路徑識(shí)別的實(shí)時(shí)性。所采用的導(dǎo)向技術(shù)對(duì)路徑的識(shí)別能力(如檢測(cè)精確性、實(shí)時(shí)性和抗干擾性等)直接影響運(yùn)行速度。

有線式導(dǎo)向方法識(shí)別路徑的速度快、實(shí)時(shí)性好,而無(wú)線式導(dǎo)向方法相對(duì)較差。

5、導(dǎo)向穩(wěn)定程度

導(dǎo)向穩(wěn)定程度是指為使AGV沿著規(guī)定的路線行駛單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)行糾偏轉(zhuǎn)向控制的次數(shù)和幅度。由于AGV在運(yùn)行過(guò)程中,受某種因素的影響不可避免地產(chǎn)生偏離運(yùn)動(dòng)路徑的狀態(tài),因此為了保證運(yùn)行方向必須對(duì)車(chē)輛進(jìn)行轉(zhuǎn)向控制,引起車(chē)輛沿曲線運(yùn)動(dòng),導(dǎo)致車(chē)輛擺動(dòng),甚至轉(zhuǎn)向振蕩。

一般來(lái)講,有線式導(dǎo)向方法對(duì)路徑的跟蹤能力強(qiáng),行駛穩(wěn)定性好,AGV沿著規(guī)定路線行駛的穩(wěn)定程度高。

6、定停精度

定停精度是指AGV在停車(chē)時(shí)與預(yù)定位置的偏差,它由方向偏差和距離偏差2部分組成。在物料搬運(yùn)過(guò)程中,AGV應(yīng)能在所要求的工位或貨位上與自動(dòng)裝卸機(jī)構(gòu)準(zhǔn)確對(duì)接。定停精度是一項(xiàng)重要的技術(shù)指標(biāo)。

定停精度受導(dǎo)向技術(shù)的直接影響并且和控制技術(shù)相關(guān)。用標(biāo)線圖像識(shí)別技術(shù)不僅能識(shí)別路徑標(biāo)線,而且還可以識(shí)別停車(chē)標(biāo)識(shí)信息,一次柔性定停精度可以達(dá)到±5mm。電磁感應(yīng)埋線式導(dǎo)向技術(shù)的一次柔性定停精度為±20mm,而采用其他導(dǎo)向技術(shù)時(shí),一般需要輔以二次剛性定位措施才能達(dá)到定停精度的要求。

國(guó)外先進(jìn)的AGV制作廠家,導(dǎo)線定位定靠精度可以達(dá)到±2mm,激光定位??烤瓤梢赃_(dá)到±10mm。

7、信息容量

任何一種導(dǎo)向技術(shù)都以能獲取定位信息為前提,但不同的導(dǎo)向技術(shù)所獲取的相關(guān)信息的容量有很大差別。采用圖像識(shí)別技術(shù)不僅可以獲得路徑信息,而且還可以獲得工位編碼,加速、減速和停車(chē)標(biāo)識(shí)等控制信息,獲取的信息容量大,可提高路徑導(dǎo)向及控制柔性。

8、技術(shù)成本

導(dǎo)向技術(shù)的技術(shù)成本包括二個(gè)方面,即制造成本和使用費(fèi)用。一般來(lái)講,無(wú)線式導(dǎo)向方法的制造成本較高,而有線式導(dǎo)向方法的使用費(fèi)用較高。

AGV是工廠及倉(cāng)儲(chǔ)物料搬運(yùn)自動(dòng)化的主要裝備之一,而導(dǎo)向技術(shù)決定著由AGV組成的物流系統(tǒng)的柔性。在所述的各種導(dǎo)向技術(shù)中,電磁感應(yīng)埋線式導(dǎo)向技術(shù)最成熟,使用可靠;無(wú)線式導(dǎo)向技術(shù)成本較高,但路徑設(shè)置和變更簡(jiǎn)單方便,使用費(fèi)用低;有線式導(dǎo)向技術(shù)對(duì)地面的平整和清潔程度要求較高,其中電磁感應(yīng)埋線式導(dǎo)向技術(shù)的路徑設(shè)置和變更復(fù)雜,使用費(fèi)用高;標(biāo)線圖像識(shí)別技術(shù)所能獲取的信息容量大,路徑設(shè)置和變更簡(jiǎn)單方便,導(dǎo)向控制柔性好,定停精度高,是一種具有廣泛應(yīng)用前景的導(dǎo)向技術(shù)。

7.自動(dòng)導(dǎo)引車(chē)的研究狀態(tài)與發(fā)展[10]

五十年代,第一臺(tái)自動(dòng)導(dǎo)引車(chē)是由Barrett電子公司在美國(guó)開(kāi)發(fā)成功,但在六十年代和七十年代AGV技術(shù)主要在歐洲得到發(fā)展。八十年代,發(fā)展中心又轉(zhuǎn)移到美國(guó)。

目前在國(guó)內(nèi)AGV的應(yīng)用剛剛開(kāi)始,并逐漸開(kāi)始推廣,總體上相當(dāng)于國(guó)外八,九十年代的水平。但從應(yīng)用的行業(yè)分析,分布面非常廣闊,有汽車(chē)工業(yè),飛機(jī)制造業(yè),家用電器行業(yè),煙草行業(yè),機(jī)械加工,倉(cāng)庫(kù),郵電部門(mén)等。這說(shuō)明AGV在我國(guó)有一個(gè)潛在的廣闊市場(chǎng)。

隨著社會(huì)科技的發(fā)展和市場(chǎng)需求水平的提高,AGV 技術(shù)也有其自身的主要發(fā)展方向:

  • AGV的市場(chǎng)正向二極化方向發(fā)展,一個(gè)是向自動(dòng)化程度高的高檔市場(chǎng)發(fā)展;另一個(gè)是向流通領(lǐng)域 、 辦公室等大多數(shù)人為接點(diǎn)的低檔市場(chǎng)發(fā)展。
  • AGV正向多導(dǎo)向方式、智能化發(fā)展。

要求現(xiàn)預(yù)定的搬運(yùn)計(jì)劃,發(fā)揮無(wú)人搬運(yùn)車(chē)的優(yōu)勢(shì),關(guān)鍵取決于導(dǎo)向系統(tǒng)。電磁導(dǎo)向方式是最先開(kāi)發(fā)的AGV導(dǎo)向方式,目前應(yīng)用的范圍最為廣泛。但由于電磁導(dǎo)向方式的缺點(diǎn),相繼出現(xiàn)了光學(xué)導(dǎo)向方式,磁石導(dǎo)向方式,激光導(dǎo)向,標(biāo)記追蹤導(dǎo)向及圖象傳感器導(dǎo)向方式等。多種導(dǎo)向方式充分體現(xiàn)了無(wú)人搬運(yùn)系統(tǒng)高柔性,高效率,高可靠性,低成本的發(fā)展特點(diǎn),并正向智能化方向發(fā)展,使AGV技術(shù)達(dá)到新水平。

  • 對(duì)AGV 進(jìn)行工程可行性分析驗(yàn)證時(shí),愈來(lái)愈多的使用系統(tǒng)仿真方法。專(zhuān)用仿真語(yǔ)言將使用戶使用方便,仿真費(fèi)用將不斷降低,一般仿真系統(tǒng)包括有彩色圖形輸入與顯示系統(tǒng),仿真處理機(jī)和仿真語(yǔ)言。
  • AGV/AGV模塊化設(shè)計(jì)研究,由于不同的AGV/AGV之間有許多的模塊的功能是相同的,因此為了能夠適應(yīng)不同的使用要求和縮短新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)周期,最好是采用模塊化的設(shè)計(jì)方法,將AGV的各功能模塊設(shè)計(jì)成不同的系列,再根據(jù)具體的使用要求進(jìn)行組合。
  • AGV系統(tǒng)控制結(jié)構(gòu)愈來(lái)愈多地具有跟蹤物料和存儲(chǔ)信息的功能,以支持“準(zhǔn)時(shí)制”生產(chǎn),以便允許與AGV間或任何其他控制器進(jìn)行通信。
  • 把AGV和移動(dòng)機(jī)器人的能夠進(jìn)行靈活操作的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來(lái),使之具有更高的科技含量和取得更前沿的應(yīng)用。
  • AGV在工業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用將繼續(xù)增長(zhǎng),并進(jìn)入生活服務(wù)行業(yè),其中包括辦公室、醫(yī)院、賓館、郵政部門(mén)、超級(jí)市場(chǎng)和高爾夫球場(chǎng)等。
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