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摘要
AGV是一款自动导引运输车,应用广泛,尤其在智慧物流系统中更是必不可少的运输设备,随着机器人在各领域中的应用,将机器人集成到运输车上来实现多种复合功能,对提升AGV的行业竞争力显得尤为重要,通过对AGV和机器人集成应用的分析,设计一种复合型的AGV设备,不仅包含传统AGV的所有功能,而且增加具有多种功能的机器人和末端工具结构,增加分拣、搬运等多种复合功能,生产效率提高,真正实现自动物流的智能化升级改造。
AGV,即"自动导引运输车,是现代工业自动化物流系统中的关键设备。伴随着物联网、云计算、大数据、移动互联网等新一代信息技术的蓬勃发展,智慧物流逐渐成为未来物流信息的发展方向,作为智慧物流中的核心设备,复合型 AGV 的设计研究是传统 AGV 设备应用升级的必经之路,可大幅度提升国内 AGV 应用的整体水平,有利于提升 AGV 的行业竞争力;可大幅度提升自动物流系统的生产效率和质量,拓宽AGV应用能力和应用领域。
近几年,随着智慧物流概念的提出以及 AGV 技术的研发投入,AGV 设备的发展速度在稳步提升,但与国际水平还是有着明显的差距,需要各研究机构和企业的研发部门加强自主研发,引进和消化国外先进技术[1-2]。目前,国内 AGV 产品种类繁多,有:装配型 AGV 、搬运型 AGV、大负载 AGV;核心技术是专用的 AGV 控制软件、嵌入式 CAN 总线主控制器;不足:AGV设备功能单一,只能完成智慧物流下的搬运功能,国内外市场竞争加剧,迫切需要对 AGV主体结构进行设计和优化,并针对 AGV 的转型升级进行关键技术研究。因此,彻底改变传统AGV 应用模式,增加机器人搬运、分拣等复合功能,运营成本降低,生产节拍缩短,生产效率提高;将机器人机构系统与 AGV 技术深度融合,集搬运、分拣等多种复合功能与传统物流系统融为一体,实现自动物流的智能化升级。
复合型 AGV 设备由两部分组成:磁条导引式 AGV 的整车和复合机械手[3],如图 1。
图 1 复合型 AGV 模型图
AGV 是以特定的导航方式(磁条导航)结合以特定的运动方式(自旋、绕行、循迹、盲走、越障等)配合特定的上装形式(辊道对接、举升、挂接、货叉、夹抱、监视测量等)适应各种的环境(常规、污染、辐射、噪声、危险等)实现更优于人力作业的多种任务(高精度、耐疲劳)需求的智能移动机器人或智能集成系统。示意图 2 如下:
图 2 整车结构布局图
自动导引车(AGV)总体系统组成分为机械部分和控制部分,并结合动力部分为各装置供电[4]。机械系统主要由行走、操作、本体、控制、电源、安全装置等部分构成,如图 3:
图 3 搬运车的结构组成
行走部分由车轮、电机、制动器、驱动装置、速度检测器(码盘等)和减速齿轮构成。车轮与地面的接触材料应为耐磨软质材料。电机和减速器配合以保证在允许位荷内的额定行走速度。制动器应在急停和切断电源时起作用。
操作部分是 AGV 执行人工或自动任务的交互操作功能单元。AGV 必须具备手动操作功能,根据 AGV 不同的供电方式,可以在手动时连接辅助电源,但接线方式必须快建可靠,在连接或断开辅助电源时不需要切断 AGV 的控制电源。AGV 必须以简单的操作即可切换到手动操作模式,在手动操作模式下,AGV 应可以在符合要求的地面上进行人工控制的运动,人工操作使用 AGV 提供的操作面板或专用手控装置,手控装置要求必须可以脱离通讯网络独立操作。操作装置必须具备停止时的刹车功能,同时保证在允许负荷时的正常操作。AGV 操作部分必须提供完整的显示功能,显示内容需根据 AGV 的运行状态进行相应调整,在运动过程中能够显示状态数据,在维护过程中能够显示部件参数等.
AGV 必须提供脱离通讯网络的离线自动运行方式,在该种方式下 AGV 以单机为运行单元,在 AGV 上进行简单的人工操作即可沿设定的路线执行固定的任务。
AGV 的自动工作方式是 AGV 作为系统的组成部分进行运行的工作方式.AGV 是根据外部输送环境的指令运行的,在自动工作方式下,AGV 需服从外部设备的管理及指令分配,按指定的路线执行任务。
AGV 本体必须保证在正常运行时产生的扭曲和变形足够小-避免发生功能障碍。本体覆盖物避免可能产生危险的形状,覆盖物具有坚固的结构。以防止与其他物品发生碰撞时产生功能故障。
控制装置具有防振动功能,避免行走时产生的振动对设备造成损害或出现功能故障。操作面板应采用容易观察、容易操作的结构,避免操作人员产生误操作。
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