淺談AGV在裝配領域的應用

? ? ? AGV一般以電池為動力,配備非接觸導航傳感器裝置的無人搬運車。I-SO智能AGV主要功能是在計算機監控下或單機本地識別,按路徑規劃和作業要求,精確地行走并停靠到指定地點,完成一系列物流等其他輔助作業。AGV以輪式移動為特征,其它非輪式的移動機器人具有行動快捷、工作效率高、結構簡單、可控性強、安全性好等優勢。與物料輸送中常用的其他設備相比,AGV的活動區域無需鋪設軌道、支座架等固定裝置,道路和空間的限制影響比較小。因此,最能充分地體現其自動性和柔性,實現高效、經濟、靈活的無人化生產,AGV是現代物流系統的動脈。

? ? I-SO智能AGV在裝配領域應用的基礎系統構成

? ? ?AGV系統看似是一套非常簡單的控制系統,實際真正從“能用”到“好用”則需要一套非常復雜的控制系統,加之不同項目對系統的要求不同,更增加了系統的復雜性,因此I-SO智能AGV系統在軟件配置上設計了一套支持AGV項目從路徑規劃、流程設計、系統仿真到項目實施全過程的客戶端應用平臺軟件。I-SO智能AGV系統提供了可靈活定義AGV系統流程的工具,可根據用戶的實際需求來規劃或修改路徑或系統流程;I-SO智能AGV系統也提供了可供用戶定義不同AGV功能的編程語言。AGV控制系統分為地面控制系統及車載控制系統,地面控制系統主要負責任務分配,路徑管理,交通管理,自動充電等功能;車載控制系統在收到指令后 ,負責AGV的導航計算,導引實現,車輛行走,裝卸操作等功能。AGV核心可靠性主要在于精確識別:AGV的導航—我在哪里? ?AGV的路徑規劃—我該去哪里? ?AGV的導引控制–我怎么去?
? ? ? I-SO智能AGV的導航:?AGV導航的準確信息來自地面固定的RFID指令卡或電子地圖站點坐標,來確定AGV的“實際位置”,但通常限于場地條件及定位傳感器條件的限制,實際位置信息的實時性不能滿足AGV運動控制的需要,為此在實際位置采樣的周期內還須進行位置估算,?其精度取決于靶標的測量精度。

? ? ? I-SO智能AGV的路徑規劃 :AGV的地面控制系統需解決的問題是對多臺AGV進行有效的控制,對各種任務進行優化排序,對AGV的分配及行駛的路徑進行動態分配,實現智能的交通管理。?AGV的路徑是由段和點構成的,不同的段有不同的屬性,明確了AGV在該段行駛的速度及航向。控制系統根據所需執行的任務,以及各臺AGV所處的當前位置來優化車輛的分配和優化計算,當選擇了某臺AGV后,任務并沒有真正分配給它,在它的行駛期間,可能選擇更優化的AGV來完成此項任務,只有當某臺AGV行駛到目標點的前一點時,才會真正得到此項任務。

? ? ?I-SO智能AGV的導引:AGV的導引是指根據AGV導航所得到的位置信息,按AGV的路徑所提供的目標值計算出AGV的實際控制命令值,即給出AGV的設定速度和轉向角,這是AGV控制技術的關鍵。 AGV的路徑規劃是根據AGV運行的實際環境設計出AGV運行的路徑軌跡,AGV單機按照地面控制系統下發的段表中的路徑屬性自動行駛。對于不同驅動方式的AGV來說,由于它的運動學模型不一樣,對應的導引控制算法也是不同的。

? ? ? AGV技術在裝配領域中的應用(以汽車裝配為例) :AGV從它誕生之日起就被廣泛地應用到了汽車行業。時至今日,世界汽車行業對AGV的需求仍占主流地位(約57%)。在我國,隨著目前汽車工業的蓬勃發展,為了提高自動化水平,已有許多汽車制造廠將AGV技術運用到他們的裝配線上。為此,國內出現了適合于汽車裝配生產線及發動機裝配生產線的埋線式電磁導引或磁帶導引AGV系統,用于汽車總裝和發動機裝配,從而取代傳統的地鏈或輸送機模式。AGV系統作為汽車或發動機裝配生產線的子系統,上位控制計算機可配以相應的通信模塊與生產線控制系統進行通信連接。一般AGV控制系統劃分為上位控制和AGV單機控制兩大部分,各控制層界面清晰,控制功能明確,結構清楚。

? ? ? AGV系統作為汽車或發動機裝配生產線的子系統,上位控制計算機可配以相應的通信模塊與生產線控制系統進行通信連接。一般AGV控制系統劃分為上位控制和AGV單機控制兩大部分,各控制層界面清晰,控制功能明確,結構清楚。通常,AGV上位控制系統負責任務生成,車輛調度,交通管理,通信管理及可視化監控等;AGV單機控制系統根據上位系統下發的任務完成AGV單機的導航/導引計算,車輛驅動及自動裝卸貨工作。在汽車裝配線中AGV的任務是順序執行的,AGV的車輛調度和交通管理并沒有任何優化過程,因此,AGV單機的數量完全取決于制造商的生產能力和AGV自身運行的速度,而與系統優化調度是無關的。將AGV技術應用于汽車或發動機裝配線中,取代傳統裝配模式,能在一定程度上提高整個生產線的自動化水平,降低操作工人的勞動強度;可適應將來的裝配系統的場地變化。在國外,尤其是在發動機制造行業,此類應用也不在少數。但在該模式中,AGV工藝路徑過于單一,忽略了AGV系統優化調度的作用,幾乎將AGV當成了順序移動的輸送機。因此,這樣的應用模式只是AGV的一種簡單應用。在國外,汽車行業對AGV的應用十分普遍成熟,早在1998年,僅通用汽車公司一家就擁有AGV 3000多臺,但它們的主要功能是:結合立體倉庫實現對汽車裝配所需材料的自動運輸或工作在惡劣環境中(噴涂生產線,焊接生產線)。

? ? ? 在科學技術突飛猛進和經濟全球化的今天,現代物流技術已應用于世界各國經濟生活的各個領域,自動化的物流系統已成為現代化工廠不可缺少的重要部分。隨著我國汽車工業的發展,行業的競爭將會越來越激烈,降低制造成本,推出新款車型是每個汽車制造商都必須面對的現實。而生產物流就是降低生產管理成本的有效方法,AGV更是實現柔性制造和柔性裝配的最佳運輸工具。 隨著汽車的普及,尤其是汽車進入普通家庭后,人們必將對汽車的人性化和個性化提出更高的要求,“奔馳”汽車公司已采用AGV進行汽車的“定制化生產”,滿足多品種,小批量的生產模式――這無疑將成為未來汽車制造的發展方向。?在這樣的模式下,AGV將成了汽車裝配的主要載體, AGV在柔性裝配業的功能被發揮得淋漓盡致了。可以想像,在汽車大規模“定制化生產”到來的時候,AGV作為最柔性化的輸送設備,最終可以真正替代傳統的裝配模式了。

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