AGV小车PPT解析.ppt

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1、7/2/20222ZPMC开发的自动导向车（开发的自动导向车（AGV）系统）系统7/2/20223请你思考：请你思考：1、什么是、什么是AGV？2、AGV的基本工作原理？的基本工作原理？3、AGV有哪些技术参数？有哪些技术参数？7/2/20224第24讲 AGVn主要内容：nAGV的概念；nAGV及AGVS的结构组成；nAGV主要技术参数及工作原理7/2/202251 概述1.1 1.1 的基本概念的基本概念根据美国物流协会定义，根据美国物流协会定义，AGV AGV （Automated Guided Automated Guided VehicleVehicle）是指装备有电磁或光学导引装置

2、，能够按照规定的导）是指装备有电磁或光学导引装置，能够按照规定的导引路线行驶，具有小车运行和停车装置、安全保护装置以及具有引路线行驶，具有小车运行和停车装置、安全保护装置以及具有各种移载功能的运输小车。各种移载功能的运输小车。我国国家标准我国国家标准物流术语物流术语中，对中，对AGVAGV的定义为：的定义为：AGVAGV：装有自动导引装置，能够沿规定的路径行驶，在车体装有自动导引装置，能够沿规定的路径行驶，在车体上具有编程和停车选择装置、安全保护装置以及各种物料移载功上具有编程和停车选择装置、安全保护装置以及各种物料移载功能的搬运车辆。能的搬运车辆。AGVSAGVS：多台多台AGV小车在控制系

3、统的统一指挥下，组成一个小车在控制系统的统一指挥下，组成一个柔性化的自动搬运系统，称为自动导引车系统，简称柔性化的自动搬运系统，称为自动导引车系统，简称AGVS。7/2/20226AGV的发展情况的发展情况世界上世界上第一台第一台AGV是由美国是由美国Barrett电子公司于电子公司于20世纪世纪50年代年代初开发成功的，它是一种牵引式小车系统，可十分方便地与其他物初开发成功的，它是一种牵引式小车系统，可十分方便地与其他物流系统自动连接，显著地提高劳动生产率，极大地提高了装卸搬运流系统自动连接，显著地提高劳动生产率，极大地提高了装卸搬运的自动化程度。的自动化程度。1954年年英国最早研制了电磁

4、感应导向的英国最早研制了电磁感应导向的AGVS，由，由于它的显著特点，迅速得到了应用和推广。于它的显著特点，迅速得到了应用和推广。1960年年欧洲就安装了各欧洲就安装了各种形式、不同水平的种形式、不同水平的AGVS 220套，使用了套，使用了AGV 1300多台。多台。1976年年，我国起重机械研究所研制出第一台，我国起重机械研究所研制出第一台AGV，建成第一套，建成第一套AGVS滚滚珠加工演示系统，随后又研制出单向运行载重珠加工演示系统，随后又研制出单向运行载重500公斤的公斤的AGV，双，双向运行载重向运行载重500kg、1000kg、2000kg的的AGV，开发研制了几套，开发研制了几套

5、较简单的较简单的AGV应用系统。应用系统。1999年年3月月27日日，由昆明船舶设备集团有，由昆明船舶设备集团有限公司研制生产的限公司研制生产的激光导引激光导引无人车系统在红河卷烟厂投入试运行，无人车系统在红河卷烟厂投入试运行，这是在我国投入使用的首套激光导引无人搬运车系统。这是在我国投入使用的首套激光导引无人搬运车系统。7/2/202271.2 AGVS1.2 AGVS的特点的特点n机电一体化机电一体化n自动化自动化n柔性化柔性化n准时化准时化常常是自动化仓储系统的重要组成部分。常常是自动化仓储系统的重要组成部分。7/2/202281.3 AGV1.3 AGV的类型的类型1.3.1 按照导引

6、原理的不同，分为固定路径导引和自由按照导引原理的不同，分为固定路径导引和自由路径导引两大类型。路径导引两大类型。1）固定路径导引）固定路径导引：在事先规划好的运行路线上设置导向：在事先规划好的运行路线上设置导向的信息媒介，如导线、光带等，通过的信息媒介，如导线、光带等，通过AGV上的导向探测器检上的导向探测器检测到导向信息（如频率、磁场强度、光强度等），对信息实测到导向信息（如频率、磁场强度、光强度等），对信息实时处理后，用以控制车辆沿规定的运行线路行走的导引方式。时处理后，用以控制车辆沿规定的运行线路行走的导引方式。2）自由路径导引）自由路径导引：事先没有设置固定的运行路径，：事先没有设置固

7、定的运行路径，AGVS根据搬运任务要求的起讫点位置，计算机管理系统优根据搬运任务要求的起讫点位置，计算机管理系统优化运算得出最优路径后，由控制系统控制各个化运算得出最优路径后，由控制系统控制各个AGV按照指定按照指定的路径运行，完成搬运任务。的路径运行，完成搬运任务。 AGVS的应用的应用案例案例7/2/20229请判断以下请判断以下AGVAGV属于哪种类型？属于哪种类型？7/2/2022101.3.2 按照用途和结构分类按照用途和结构分类AGV分为无人搬运车、无人牵引车和无人叉车。分为无人搬运车、无人牵引车和无人叉车。1）无人搬运车无人搬运车：主要用于完成搬运作业，采用人：主要用于完成搬运作

8、业，采用人力或自动移载装置将货物装载到小车上，小车行走到指力或自动移载装置将货物装载到小车上，小车行走到指定地点后，再由人力或自动移载装置将货物卸下，从而定地点后，再由人力或自动移载装置将货物卸下，从而完成搬运任务。完成搬运任务。具有自动移载装置的小车在控制系统的指挥下能够具有自动移载装置的小车在控制系统的指挥下能够自动地完成货物的取、放以及水平运行的全过程，而没自动地完成货物的取、放以及水平运行的全过程，而没有移载装置的小车只能实现水平方向的自动运行，货物有移载装置的小车只能实现水平方向的自动运行，货物的取放作业需要依靠人力或借助于其它装卸设备来完成。的取放作业需要依靠人力或借助于其它装卸设

9、备来完成。 7/2/2022112）无人牵引小车：）无人牵引小车：主要功能是自动牵引装载货物的平板车，仅提供牵主要功能是自动牵引装载货物的平板车，仅提供牵引动力。当牵引小车带动载货平板车到达目的地后，自引动力。当牵引小车带动载货平板车到达目的地后，自动与载货平板车脱开。动与载货平板车脱开。3）无人叉车：）无人叉车：其基本功能与机械式叉车类似，只是一切动作均由其基本功能与机械式叉车类似，只是一切动作均由控制系统自动控制，自动完成各种搬运任务。控制系统自动控制，自动完成各种搬运任务。 7/2/2022122 AGV的结构组成的结构组成7/2/2022132 AGV的结构组成的结构组成1安全挡圈安全

10、挡圈 2、11认址线圈认址线圈 3失灵控制线圈失灵控制线圈 4导向探测器导向探测器 5转向轮转向轮 6驱动电机驱动电机 7转向机构转向机构 8导向伺服电机导向伺服电机 9蓄电池蓄电池 10车架车架 12制动器制动器 13驱动车轮驱动车轮 14车上控制器车上控制器7/2/2022142 AGV的典型部件的典型部件2.1 车体车体车体由车架和相应的机械装置所组成，是车体由车架和相应的机械装置所组成，是AGV的基础部分，是的基础部分，是其他总成部件的安装基础；其他总成部件的安装基础；2.2 蓄电和充电装置蓄电和充电装置AGV常采用常采用24V或或48V直流蓄电池为动力。蓄电池供电一般应直流蓄电池为动

11、力。蓄电池供电一般应保证连续工作保证连续工作8小时以上的需要。小时以上的需要。2.3 驱动装置驱动装置的驱动装置由车轮、减速器、制动器、驱动电机及速度的驱动装置由车轮、减速器、制动器、驱动电机及速度控制器等部分组成，是控制控制器等部分组成，是控制AGV正常运行的装置。其运行指令由计正常运行的装置。其运行指令由计算机或人工控制器发出，运行速度、方向、制动的调节分别由计算算机或人工控制器发出，运行速度、方向、制动的调节分别由计算机控制。为了安全，在断电时制动装置能靠机械实现制动。机控制。为了安全，在断电时制动装置能靠机械实现制动。 7/2/2022152 AGV的典型部件的典型部件2.4 导向装置

12、导向装置接受导引系统的方向信息通过转向装置来实现转向动作。接受导引系统的方向信息通过转向装置来实现转向动作。2.5 车上控制器车上控制器接受控制中心的指令并执行相应的指令，同时将本身的状态（如位置、接受控制中心的指令并执行相应的指令，同时将本身的状态（如位置、速度等）及时反馈给控制中心。速度等）及时反馈给控制中心。2.6 通信装置通信装置实现实现AGV与地面控制站及地面监控设备之间的信息交换。与地面控制站及地面监控设备之间的信息交换。2.7 安全保护装置安全保护装置安全系统包括对安全系统包括对AGV本身的保护、对人或其它设备的保护等方面。本身的保护、对人或其它设备的保护等方面。多重安全保护：主

13、动安全保护装置多重安全保护：主动安全保护装置 被动安全保护装置被动安全保护装置7/2/2022162 AGV的基本结构的基本结构8 8、移载装置移载装置与所搬运货物直接接触，实现货物转载的装置。与所搬运货物直接接触，实现货物转载的装置。9 9、信息传输与处理装置、信息传输与处理装置主要功能是对主要功能是对AGVAGV进行监控，监控进行监控，监控AGVAGV所处的地所处的地面状态，并与地面控制站实时进行信息传递。面状态，并与地面控制站实时进行信息传递。7/2/202217具有不同移载装置的搬具有不同移载装置的搬运小车运小车7/2/2022183 导引原理导引原理 固定路径导引方式和自由路径导引方

14、式。固定路径导引方式和自由路径导引方式。在行驶路径上设置导引用在行驶路径上设置导引用的信息媒介物，的信息媒介物，AGV通过通过检测出它的信息而得到导检测出它的信息而得到导引的一种方式，如电磁导引的一种方式，如电磁导引、光学导引、磁带导引引、光学导引、磁带导引等。等。在在AGV控制系统中储存着搬控制系统中储存着搬运区域布置的尺寸坐标，通运区域布置的尺寸坐标，通过不同方式实时识别出过不同方式实时识别出AGV的当前方位，并自动控制其的当前方位，并自动控制其按选择的行驶路径运行的一按选择的行驶路径运行的一种导引方式。种导引方式。7/2/2022193.1 电磁导引的基本原理电磁导引的基本原理1-导向电

15、线导向电线 2导向轮导向轮 3信号检测器信号检测器 4放大器放大器 5导向电机导向电机 6减速器减速器7/2/202220在在AGVAGV的运行路线下面埋设导向电线的运行路线下面埋设导向电线1 1，通以，通以3 310KHZ10KHZ的低压、低频电流，该交流电信号沿电线的低压、低频电流，该交流电信号沿电线周围产生磁场，周围产生磁场，AGVAGV上装设的信号检测器上装设的信号检测器3 3可以检测可以检测到磁场的强弱并通过检测回路以电压的形式表示出到磁场的强弱并通过检测回路以电压的形式表示出来。当导向轮来。当导向轮2 2偏离导向电线后，则信号检测器测偏离导向电线后，则信号检测器测出电压差信号，此信

16、号通过放大器出电压差信号，此信号通过放大器4 4放大后控制导放大后控制导向电机向电机5 5工作工作, ,然后导向电机再通过减速器控制导向然后导向电机再通过减速器控制导向轮回位，这样，就会使轮回位，这样，就会使AGVAGV的导向轮始终跟踪预定的导向轮始终跟踪预定的导引路径。的导引路径。7/2/2022213.2 3.2 光学导引光学导引(Optical Guided)7/2/2022223.2 3.2 光学导引光学导引(Optical Guided) 当当AGV在反光带的上方运行时，小车下方的光源照在反光带的上方运行时，小车下方的光源照射到反光带后，被反光带反射回来的光线由车上的感光射到反光带后

17、，被反光带反射回来的光线由车上的感光元件接受，经过检测和运算回路进行计算后，对小车的元件接受，经过检测和运算回路进行计算后，对小车的位置进行准确的判断，得出小车是否偏离轨道的结论。位置进行准确的判断，得出小车是否偏离轨道的结论。AGV没有偏离导引路径时，如图所示位置，处于中没有偏离导引路径时，如图所示位置，处于中间位置的信号孔打开，如果间位置的信号孔打开，如果AGV偏离导引路径时，偏离偏离导引路径时，偏离中间位置的信号孔被打开，检测回路根据检测到的不同中间位置的信号孔被打开，检测回路根据检测到的不同感光信号就可判断出感光信号就可判断出AGV是否偏离，并且判断出向哪个是否偏离，并且判断出向哪个方

18、向偏离了，偏离值是多少。根据这个结论，由控制系方向偏离了，偏离值是多少。根据这个结论，由控制系统对统对AGV的运行状态进行及时修正，使其及时回到导引的运行状态进行及时修正，使其及时回到导引路径上来。因此，路径上来。因此，AGV能够始终沿着反光带的导引轨迹能够始终沿着反光带的导引轨迹运行。运行。 7/2/2022233.3 3.3 自由路径导引自由路径导引图1040 激光导航导引原理图在导引车顶部装置一个沿360方向按一定频率发射激光的装置。同时在AGV四周的一些固定位置上放置反射镜片。当AGV运行时，不断接受到从三个已知位置反射来的激光束，经过简单的几何运算，就可以确定AGV的准确位置，控制系

19、统根据的准确位置对其进行导向控制 7/2/2022244 AGVS的管理与控制的管理与控制7/2/2022254 AGVS的管理与控制的管理与控制一般可分为三级控制方式一般可分为三级控制方式中央管理控制计算机、地面控制器和车上控制器。中央管理控制计算机、地面控制器和车上控制器。整个系统的控制指挥中整个系统的控制指挥中心，它与各区域内的地心，它与各区域内的地面控制器进行通信，地面控制器进行通信，地面控制器接受中央控制面控制器接受中央控制计算机的管理。计算机的管理。负责对区域内的业务情况负责对区域内的业务情况进行监控管理，如监视现进行监控管理，如监视现场设备的状况、统计场设备的状况、统计AGV利用

20、率、小车交通管制、利用率、小车交通管制、跟踪装载、制定目标地址、跟踪装载、制定目标地址、实时存储小车的地址并将实时存储小车的地址并将AGV的位置与装载物的类的位置与装载物的类型、数量传输给区域主计型、数量传输给区域主计算机。算机。 解释并执行从地解释并执行从地面控制器面控制器(站站)传传送来的指令，实送来的指令，实时记录时记录AGV的位的位置，并监控车上置，并监控车上的安全装置的安全装置 AGVS的应用的应用案例案例7/2/202226分布式控制系统拓朴结构分布式控制系统拓朴结构 7/2/202227集中控制系统拓朴结构集中控制系统拓朴结构7/2/202228两种控制方式的比较两种控制方式的比

21、较7/2/2022295 AGV的主要技术参数的主要技术参数1）额定载重量）额定载重量:自动导引搬运车所能承载货物的最大重量。自动导引搬运车所能承载货物的最大重量。AGV的载重量范围的载重量范围在在50kg20000kg，以中小型吨位居多。根据日本通产省的调查，以中小型吨位居多。根据日本通产省的调查，目前使用的目前使用的AGV载重量在载重量在100kg以下的占以下的占19%，载重量在，载重量在100kg300kg占占22%，300kg500kg占占9%，500kg1000kg的占的占18%，1000kg2000kg的占的占21%，2000kg5000kg的占的占8%，而，而5000kg以上的数

22、量极少。以上的数量极少。 2）自重）自重自重是指自动导引搬运车与电池加起来的总重量。自重是指自动导引搬运车与电池加起来的总重量。3）车体尺寸）车体尺寸车体尺寸是指车体的长、宽、高外形尺寸。该尺寸应该与所承车体尺寸是指车体的长、宽、高外形尺寸。该尺寸应该与所承载货物的尺寸和通道宽度相适应。载货物的尺寸和通道宽度相适应。7/2/2022305 AGV的主要技术参数的主要技术参数4）停位精度）停位精度指指AGV到达目的地址处并准备自动移载时所处的实到达目的地址处并准备自动移载时所处的实际位置与程序设定的位置之间的偏差值（际位置与程序设定的位置之间的偏差值（mm）。这一）。这一参数很重要，是确定移载方

23、式的主要依据，不同的移载参数很重要，是确定移载方式的主要依据，不同的移载方式要求不同的停位精度。方式要求不同的停位精度。5）最小转弯半径）最小转弯半径指指AGV在空载低速行驶、偏转程度最大时，瞬时转在空载低速行驶、偏转程度最大时，瞬时转向中心到向中心到AGV纵向中心线的距离。它是确定车辆弯道运纵向中心线的距离。它是确定车辆弯道运行所需空间的重要参数。行所需空间的重要参数。7/2/2022315 AGV的主要技术参数的主要技术参数6）运行速度）运行速度指自动导引搬运车在额定载重量下行驶时所能达到指自动导引搬运车在额定载重量下行驶时所能达到的最大速度。它是确定车辆作业周期和搬运效率的重要的最大速度

24、。它是确定车辆作业周期和搬运效率的重要参数。参数。 7）工作周期）工作周期自动导引搬运车完成一次工作循环所需的时间。自动导引搬运车完成一次工作循环所需的时间。 7/2/2022326 AGVS 在生产物流中的应用在生产物流中的应用上海印钞厂激光自动导引车系统上海印钞厂激光自动导引车系统简称为简称为LGV（Laser Guided Vehicle） 管理系统，如图所示为系统组成示意图，管理系统，如图所示为系统组成示意图，包含企业上位物流信息管理系统、包含企业上位物流信息管理系统、LGV管理主机、若干台管理主机、若干台LGV、智能充电机和、智能充电机和现场信号中继器等部分。现场信号中继器等部分。1

25、）物流信息系统管理）物流信息系统管理根据生产作业和各操作机台的呼根据生产作业和各操作机台的呼叫情况向叫情况向LGV管理系统的管理主机发送管理系统的管理主机发送搬运任务的指令信息，并接收搬运任务的指令信息，并接收LGV管理管理主机对作业指令执行情况的信息。主机对作业指令执行情况的信息。操作台呼叫终端的数量根据实际操作台呼叫终端的数量根据实际需要配置，其任务是根据作业需要，实需要配置，其任务是根据作业需要，实现与现与AGV之间的信息沟通。主要功能为：之间的信息沟通。主要功能为：生产任务的显示、生产物料的出库请求、生产任务的显示、生产物料的出库请求、生产退料的入库请求、生产过程中半成生产退料的入库请

26、求、生产过程中半成品的入库请求等。品的入库请求等。 7/2/2022336 AGVS 在生产物流中的应用在生产物流中的应用2）LGV管理系统管理系统主要负责作业任务分配、车辆调度、主要负责作业任务分配、车辆调度、交通管理、电池充电等功能。它主要由交通管理、电池充电等功能。它主要由LGV管理主机的主控服务软件和现场信号集中器、管理主机的主控服务软件和现场信号集中器、智能充电机等组成。智能充电机等组成。LGV管理主机负责处理管理主机负责处理命令接收、命令执行、相关参数的传输和小命令接收、命令执行、相关参数的传输和小车的监控，这些命令主要包括：指派车的监控，这些命令主要包括：指派AGV小小车、车、A

27、GV小车最优行进路径的搜索、取货、小车最优行进路径的搜索、取货、卸货操作、卸货操作、AGV小车的监控、多台小车的监控、多台AGV小车小车的交通管理、无任务的交通管理、无任务AGV小车的处理、小车的处理、AGV小车异常情况的处理、小车异常情况的处理、AGV状态监控等。其状态监控等。其中，中，AGV状态监控采用独立的监控工作站，状态监控采用独立的监控工作站，可动态实时显示各可动态实时显示各AGV的工作位置及运行状的工作位置及运行状态，并实时报告态，并实时报告AGV出现的故障信息。在紧出现的故障信息。在紧急情况下也可通过急情况下也可通过AGV监控工作站指派特定监控工作站指派特定的的AGV执行特定的任

28、务。执行特定的任务。7/2/202234本章小结本章小结1、装卸搬运车辆的概念；、装卸搬运车辆的概念；2、叉车的结构类型、主要技术参数；、叉车的结构类型、主要技术参数；3、AGV的概念、用途和主要技术参数。的概念、用途和主要技术参数。重点掌握：类型和技术参数重点掌握：类型和技术参数7/2/202235本章复习思考题本章复习思考题 1 1、简述叉车的结构类型、总体构造、主要技术、简述叉车的结构类型、总体构造、主要技术参数及使用性能。参数及使用性能。2 2、说明如何利用图解法确定最小直角通道宽度、说明如何利用图解法确定最小直角通道宽度尺寸。尺寸。7/2/202236本章复习思考题本章复习思考题 1

29、 1、什么是、什么是AGVAGV？它应用于什么场合？它应用于什么场合？2 2、按照导引原理的不同、按照导引原理的不同AGVAGV是如何分类的？是如何分类的？分别说明其导引的基本原理？分别说明其导引的基本原理？7/2/202237综合应用题综合应用题1、通过计算机网络等不同渠道搜集、通过计算机网络等不同渠道搜集3种种以上的不同类型的叉车或以上的不同类型的叉车或AGV，分别说明，分别说明它们生产厂家、用途和技术性能参数，并提它们生产厂家、用途和技术性能参数，并提出出一个叉车和一个叉车和AGVAGV典型的应用案例。典型的应用案例。2、分析一个仓库或配送中心等物流节、分析一个仓库或配送中心等物流节点的业务需求情况，为其选择合适的搬运车点的业务需求情况，为其选择合适的搬运车辆。辆。结束结束