搬運(yùn)機(jī)器人綜述

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1、AGV 搬運(yùn)機(jī)器人 AGV概念n美國物流協(xié)會定義：裝備有電磁或光學(xué)導(dǎo)引裝置，能按照預(yù)先規(guī)定的導(dǎo)引路線行駛，具有運(yùn)行，停止，安全保護(hù)及各種移載功能的小車。n我國國家標(biāo)準(zhǔn)：裝有自動(dòng)導(dǎo)引裝置，能按照預(yù)先規(guī)定的路徑行駛，具有編程，停車選擇，安全保護(hù)及各種移載功能的搬運(yùn)小車。n AGV可同時(shí)運(yùn)行多個(gè)，組成柔性化的自動(dòng)搬運(yùn)系統(tǒng)。 智能AGVn AGV的發(fā)展史n第一臺：無人駕駛卡車，由Barret公司設(shè)計(jì)，后來改名為AGV，可充電的無人駕駛小車，行走路線可由電腦設(shè)置，而且可隨時(shí)更改，n 1954年，英國最早研制出電磁感應(yīng)引導(dǎo)的AGV小車。n 1960年開始，歐洲開始使用多種型號的無人搬運(yùn)車，運(yùn)用于各大倉庫的

2、物料搬運(yùn)。n 1990年，生產(chǎn)AGV的廠家達(dá)到47家，AGV廣泛應(yīng)用于汽車制造，機(jī)械，電子，化工，醫(yī)藥，印刷，倉儲，運(yùn)輸業(yè)和商業(yè)等領(lǐng)域。 AGV的組成部分n車體。由車架，減速器，電機(jī)，車輪等組成，車架需要有足夠的剛性，常為焊接剛結(jié)構(gòu)。車身采用鋁合金，重量輕，耐腐蝕，美觀大方。n蓄電池與充電裝置。直流工業(yè)蓄電池，一次充電可滿載工作48小時(shí)。米克力美-研發(fā)-n驅(qū)動(dòng)裝置。由車輪，減速器，制動(dòng)器，電機(jī)及速度控制器等部分組成，由計(jì)算機(jī)或人控制，速度可調(diào)節(jié)，高速，中速和低速。最小轉(zhuǎn)彎半徑可達(dá)25厘米，高精確。n轉(zhuǎn)向裝置。鉸軸轉(zhuǎn)向式三輪車型，差速轉(zhuǎn)向式四輪車型，全輪轉(zhuǎn)向式四輪車型。 鉸軸轉(zhuǎn)向式三輪車型。差速

3、轉(zhuǎn)向式四輪車型 全輪轉(zhuǎn)向式四輪車型 控制系統(tǒng)n車上控制器和地面控制器，由計(jì)算機(jī)控制并聯(lián)系。n控制臺與AGV間可采用定點(diǎn)光導(dǎo)通訊和無線局域網(wǎng)通訊兩種通訊方式。 采用無線通訊方式時(shí)，控制臺和AGV構(gòu)成無線局域網(wǎng)通訊網(wǎng)，控制臺和AGV在網(wǎng)絡(luò)協(xié)議支持下交換信息。nAGV充電可采用再現(xiàn)自動(dòng)快速充電方式。 移載裝置n用來裝卸貨物，接受和卸下載荷。分為主動(dòng)裝卸和被動(dòng)裝卸兩種。n安全裝置n自動(dòng)避障系統(tǒng)，傳感器。錐形檢測范圍，一旦檢測到前方有障礙物，便會分段減速直至停止，減少安全事故的發(fā)生。 AGV特點(diǎn)n準(zhǔn)時(shí)化n柔性化n安全性能高n機(jī)電一體化n高效運(yùn)行速度 AGV的分類n按照導(dǎo)引原理n固定路徑：事先規(guī)劃好的運(yùn)行

4、路線，AGV沿著路線運(yùn)行，并完成一系列搬運(yùn)作業(yè)。n自由路徑：事先沒有固定好的運(yùn)行路徑，AGV中央控制計(jì)算機(jī)會自動(dòng)運(yùn)算得出最優(yōu)路線，然后運(yùn)行，完成各項(xiàng)搬運(yùn)任務(wù)。能自動(dòng)識別場景，構(gòu)建地圖，每分鐘記憶幾萬個(gè)2D坐標(biāo)，識別精度高，運(yùn)行效率也高。 按用途分類n無人搬運(yùn)車:主要用于工廠或倉庫的搬運(yùn)作業(yè)，用人力或自動(dòng)裝貨，運(yùn)輸?shù)街付ǖ攸c(diǎn)，人力卸貨或者自動(dòng)卸貨，從而完成搬運(yùn)作業(yè)。n無人牽引小車：僅提供牽引動(dòng)力，當(dāng)?shù)竭_(dá)目的地后，自動(dòng)與載貨平板車脫離。n無人叉車： 功能與機(jī)械師叉車類似，只是工作過程中沒有人力控制，都是自動(dòng)完成搬運(yùn)作業(yè)。 AGV組成結(jié)構(gòu)圖 與傳統(tǒng)搬運(yùn)車相比n AGV智能小車采用安卓系統(tǒng)，方便操作，

5、使用人員無需培訓(xùn)，一般來說會玩手機(jī)都會操作AGV。n減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度，降低了危險(xiǎn)性，提高了生產(chǎn)效率。n運(yùn)用于各大行業(yè)中，如車站，碼頭，機(jī)場，工廠，倉庫，醫(yī)院，酒店等，AGV智能搬運(yùn)小車都以其高自動(dòng)化，智能化，柔性化的特點(diǎn)發(fā)揮著重要作用。 AGV技術(shù)研究表現(xiàn)n 1，路徑的設(shè)定更加靈活，簡單易行，對環(huán)境的適應(yīng)能力強(qiáng)。n 2，精確地實(shí)時(shí)監(jiān)測位置和方位，提高引導(dǎo)性能。n 3，自動(dòng)避障系統(tǒng)，智能化高。n 4，更強(qiáng)的通信功能，不完全依賴于中央計(jì)算機(jī)。n 5，多輛AGV可同時(shí)協(xié)調(diào)工作。 AGV應(yīng)用實(shí)例n倉儲業(yè)：倉儲業(yè)是AGV最早應(yīng)用的場所。1954年世界上首臺AGV在美國的South Carolina州的Me

6、rcury Motor Freight公司的倉庫內(nèi)投入運(yùn)營，用于實(shí)現(xiàn)出入庫貨物的自動(dòng)搬運(yùn)。目前世界上約有2萬臺各種各樣AGV運(yùn)行在2100座大大小小倉庫中。海爾集團(tuán)于2000年投產(chǎn)運(yùn)行的開發(fā)區(qū)立體倉庫中，9臺AGV組成了一個(gè)柔性的庫內(nèi)自動(dòng)搬運(yùn)系統(tǒng)，成功地完成了每天23400的出入庫貨物和零部件的搬運(yùn)任務(wù)。 制造業(yè)n AGV在制造業(yè)的生產(chǎn)線中大顯身手，高效、準(zhǔn)確、靈活地完成物料的搬運(yùn)任務(wù)。1974年瑞典的Volvo Kalmar轎車裝配廠為了提高運(yùn)輸系統(tǒng)的靈活性，采用基于AGVS為載運(yùn)工具的自動(dòng)轎車裝配線，該裝配線由多臺可裝載轎車車體的AGVS組成，采用該裝配線后，裝配時(shí)間減少了20%，裝配故障

7、減小39%，投資回收時(shí)間減小57%，勞動(dòng)力減小了5%。目前，AGV在世界的主要汽車廠，如通用、豐田、克萊斯勒、大眾等汽車廠的制造和裝配線上得到了普遍應(yīng)用。近年來，作為CIMS的基礎(chǔ)搬運(yùn)工具，AGV的應(yīng)用深入到機(jī)械加工、家電生產(chǎn)、微電子制造、卷煙等多個(gè)行業(yè)，生產(chǎn)加工領(lǐng)域成為AGV應(yīng)用最廣泛的領(lǐng)域。 其他行業(yè)n在郵局、圖書館、碼頭和機(jī)場等場合，物品的運(yùn)送存在著作業(yè)量變化大，動(dòng)態(tài)性強(qiáng)，作業(yè)流程經(jīng)常調(diào)整，以及搬運(yùn)作業(yè)過程單一等特點(diǎn)，AGV的并行作業(yè)、自動(dòng)化、智能化和柔性化的特性能夠很好的滿足上式場合的搬運(yùn)要求。瑞典于1983年在大斯得哥爾摩郵局、日本于1988年在東京多摩郵局、中國在1990年于上海郵

8、政樞紐開始使用AGV，完成郵品的搬運(yùn)工作。在荷蘭鹿特丹港口，50輛稱為“yard tractors”的AGV完成集裝箱從船邊運(yùn)送到幾百碼以外的倉庫這一重復(fù)性工作。 危險(xiǎn)行業(yè)n在軍事上，以AGV的自動(dòng)駕駛為基礎(chǔ)集成其他探測和拆卸設(shè)備，可用于戰(zhàn)場排雷和陣地偵察，英國軍方正在研制的MINDER Recce是一輛偵察車，具有地雷探測、銷毀及航路驗(yàn)證能力的自動(dòng)型偵察車。在鋼鐵廠，AGV用于爐料運(yùn)送，減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。在核電站和利用核輻射進(jìn)行保鮮儲存的場所，AGV用于物品的運(yùn)送，避免了危險(xiǎn)的輻射。在膠卷和膠片倉庫，AGV可以在黑暗的環(huán)境中，準(zhǔn)確可靠的運(yùn)送物料和半成品。 化工行業(yè)n對于搬運(yùn)作業(yè)有清潔、安

9、全、無排放污染等特殊要求的煙草、醫(yī)藥、食品、化工等行業(yè)中，AGV的應(yīng)用也受到重視。在國內(nèi)的許多卷煙企業(yè)，如青島頤中集團(tuán)、玉溪紅塔集團(tuán)、紅河卷煙廠、淮陰卷煙廠，應(yīng)用激光引導(dǎo)式AGV完成托盤貨物的搬運(yùn)工作。 汽車行業(yè)n磁傳感器是傳感器產(chǎn)品的一個(gè)重要組成部分，已經(jīng)廣泛地應(yīng)用在航天、汽車、工業(yè)、消費(fèi)等許多領(lǐng)域。據(jù)施云波介紹，汽車領(lǐng)域占據(jù)了磁傳感應(yīng)用市場大約70%以上的份額。它在汽車中主要被用于車速、傾角、角度、距離、接近、位置等參數(shù)檢測以及導(dǎo)航、定位等方面的應(yīng)用，比如車速測量、踏板位置、變速箱位置、電機(jī)旋轉(zhuǎn)、助力扭矩測量、曲軸位置、傾角測量、電子導(dǎo)航、防抱死檢測、泊車定位等等。 行業(yè)弊端n將AGV小車

10、應(yīng)用于汽車或發(fā)動(dòng)機(jī)裝配線中，取代傳統(tǒng)裝配模式，能在一定程度上提高整個(gè)生產(chǎn)線的自動(dòng)化水平，降低操作工人的勞動(dòng)強(qiáng)度;可適應(yīng)將來的裝配系統(tǒng)的場地變化。在國外，尤其是在發(fā)動(dòng)機(jī)制造行業(yè)，此類應(yīng)用也不在少數(shù)。但在該模式中，AGV工藝路徑過于單一(單一的行駛環(huán)路，裝配工位幾乎完全固定)，忽略了AGV系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度的作用，幾乎將AGV當(dāng)成了順序移動(dòng)的輸送機(jī)。因此，這樣的應(yīng)用模式只是AGV的一種簡單應(yīng)用。 國外現(xiàn)狀n在國外，汽車行業(yè)對AGV的應(yīng)用十分普遍成熟，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(jié)合立體倉庫實(shí)現(xiàn)對汽車裝配所需材料的自動(dòng)運(yùn)輸或工作在惡劣環(huán)境中(噴涂生產(chǎn)線，焊

11、接生產(chǎn)線)。AGV在裝配線中實(shí)現(xiàn)物料搬運(yùn)的典型流程。 當(dāng)然，基于上述流程，AGV行駛的路徑和距離要比裝配線的單環(huán)路(或簡單路徑)復(fù)雜得多，長得多;上位控制系統(tǒng)為提高多臺AGV的協(xié)同運(yùn)輸作業(yè)效率和路徑交通管理，所采用的控制策略也要比單環(huán)路或簡單路徑復(fù)雜。 AGV優(yōu)勢概述n高智能，高自動(dòng)化，由計(jì)算機(jī)，電控設(shè)備，電磁感應(yīng)，激光反射板等控制。n改善物流管理，AGV系統(tǒng)內(nèi)在的控制系統(tǒng)，能讓貨物的擺放更加整潔精確，同時(shí)使車間更加有條不紊。n成本低，AGV的資金投入是短期的，而員工的工資是長期的，還會隨著時(shí)代的發(fā)展而增加。n特殊工作環(huán)境，有些危險(xiǎn)的工作環(huán)境不方便工人進(jìn)入，AGV可不受這些影響搬運(yùn)工作。n安全性，無人駕駛，自動(dòng)避障系統(tǒng)，可提前感知前方障礙物并分段減速直至停止。 n美觀，鋁合金外觀，重量輕，美觀大方，提高企業(yè)形象。 AGV前景n對AGV行駛區(qū)域的環(huán)境進(jìn)行場景識別，地圖構(gòu)建，實(shí)現(xiàn)智能行駛，搬運(yùn)工作，這是一種巨大潛力的導(dǎo)引技術(shù)，此項(xiàng)技術(shù)已被少數(shù)國家的軍方采用，將其應(yīng)用到AGV上還只停留在研究中，可以想象，圖像識別技術(shù)和激光導(dǎo)引技術(shù)相結(jié)合會使AGV更加完美，而米克力美就做到了這一點(diǎn)，強(qiáng)大的研發(fā)團(tuán)隊(duì)，不懈的努力以及持久的創(chuàng)新精神，讓AGV的功能越來越完美，應(yīng)用越來越廣泛。 AGV概述n米-克-力-美-制-造n Mircolomay Technology