AGV移動(dòng)機(jī)器人，說(shuō)說(shuō)這個(gè)制造業(yè)的“滴滴打車”

2024-12-3 11:05| 發(fā)布者: admin| 查看: 100| 評(píng)論: 0

摘要: 文|伯朗特機(jī)器人方方的身體、看起來(lái)墩墩的一個(gè)大盒子，可以自動(dòng)識(shí)別工業(yè)區(qū)的“路況”，自行導(dǎo)航把“乘客”送到目的地，往返復(fù)始，又是一個(gè)工業(yè)生產(chǎn)的好幫手——AGV移動(dòng)機(jī)器人。AGV（Automated Guided Vehicle）機(jī)器 ...

文|伯朗特機(jī)器人

方方的身體、看起來(lái)墩墩的一個(gè)大盒子，可以自動(dòng)識(shí)別工業(yè)區(qū)的“路況”，自行導(dǎo)航把“乘客”送到目的地，往返復(fù)始，又是一個(gè)工業(yè)生產(chǎn)的好幫手——AGV移動(dòng)機(jī)器人。

AGV（Automated Guided Vehicle）機(jī)器人，又叫自動(dòng)導(dǎo)引車，是一種裝備有電磁或光學(xué)等自動(dòng)導(dǎo)引裝置的無(wú)人駕駛運(yùn)輸車，能夠在預(yù)定路徑上自主移動(dòng)和執(zhí)行工作任務(wù)，無(wú)需人工操作。

前世今生

AGV機(jī)器人的起源可以追溯到20世紀(jì)50年代初。根據(jù)多項(xiàng)證據(jù)，世界上第一臺(tái)AGV是由美國(guó)Barrett電子公司開(kāi)發(fā)成功的。這臺(tái)AGV是一種牽引式小車系統(tǒng)，帶有車兜，并在一間雜貨倉(cāng)庫(kù)中沿著布置在空中的導(dǎo)線運(yùn)輸貨物。

1953年：第一輛AGV誕生，由牽引式拖拉機(jī)改造而成，用于雜貨倉(cāng)庫(kù)中沿著空中導(dǎo)線運(yùn)輸貨物。

20世紀(jì)50年代末至60年代初期：多種類型的牽引式AGV在工廠和倉(cāng)庫(kù)中使用。

20世紀(jì)70年代：基本導(dǎo)引技術(shù)依靠感應(yīng)地下導(dǎo)線產(chǎn)生的電磁頻率，使用地面控制器指引AGV沿預(yù)定路徑行駛。

20世紀(jì)80年代末期：無(wú)線式導(dǎo)引技術(shù)引入AGV系統(tǒng)，如激光和慣性導(dǎo)引，提高了系統(tǒng)靈活性和準(zhǔn)確性，便于修改路徑。

20世紀(jì)80年代以來(lái)：AGV系統(tǒng)發(fā)展成為生產(chǎn)物流系統(tǒng)中最大的專業(yè)分支之一，出現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化趨勢(shì)，成為現(xiàn)代化企業(yè)自動(dòng)化裝備的重要組成部分。

歐美發(fā)達(dá)國(guó)家：AGV應(yīng)用最為廣泛。

亞洲日本和韓國(guó)：AGV得到迅猛發(fā)展和應(yīng)用，日本在產(chǎn)品規(guī)格、品種、技術(shù)水平、裝備數(shù)量及自動(dòng)化程度等方面較為豐富，達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、流水線生產(chǎn)。

我國(guó)AGV的研究較國(guó)外有很大的差距，起步較晚，因受歷史條件、技術(shù)水平等各方面的影響，我國(guó)的AGV技術(shù)在總體發(fā)展水平上與美國(guó)等強(qiáng)國(guó)相比還是有很大差距的，但通過(guò)不斷地努力，這種差距正在縮小。

20世紀(jì)80年代后期：北京起重運(yùn)輸機(jī)械研究所研制出第一臺(tái)ADB型AGV。

20世紀(jì)90年代初：郵電部北京郵政科學(xué)研究所成功研制了WZC及WZC-1兩種類型的AGV，并應(yīng)用于上海新火車站郵政樞紐、濟(jì)南軍區(qū)倉(cāng)庫(kù)。

在國(guó)家“863”計(jì)劃支持下，中科院沈陽(yáng)自動(dòng)化所完成了多項(xiàng)移動(dòng)機(jī)器人應(yīng)用基礎(chǔ)研究和應(yīng)用技術(shù)開(kāi)發(fā)項(xiàng)目，并開(kāi)發(fā)出且在實(shí)踐應(yīng)用中較為成熟的AGV（電磁導(dǎo)引）及其系統(tǒng)技術(shù)。

AGV移動(dòng)小車的技術(shù)

1.AGV的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)

①差速驅(qū)動(dòng)是一種常見(jiàn)的驅(qū)動(dòng)方式，通過(guò)左右兩個(gè)驅(qū)動(dòng)輪的速度差來(lái)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向和前進(jìn)。這種方式通常由兩個(gè)獨(dú)立的驅(qū)動(dòng)輪組成，每個(gè)輪子可以獨(dú)立控制速度，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的轉(zhuǎn)向和前進(jìn)。差速驅(qū)動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)在于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本較低，并且能夠適應(yīng)多種地面條件。然而，差速驅(qū)動(dòng)也存在一些局限性，例如在某些情況下轉(zhuǎn)向精度可能不如其他驅(qū)動(dòng)方式

②舵輪驅(qū)動(dòng)是一種更為復(fù)雜的驅(qū)動(dòng)方式，通常用于需要高精度轉(zhuǎn)向的場(chǎng)合。舵輪驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括一個(gè)或多個(gè)舵輪，這些舵輪可以通過(guò)電機(jī)進(jìn)行精確控制，從而實(shí)現(xiàn)高精度的轉(zhuǎn)向。舵輪驅(qū)動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)在于能夠?qū)崿F(xiàn)360°回轉(zhuǎn)功能，并且轉(zhuǎn)向精度較高。此外，舵輪驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)通常集成了減速器和其他精密機(jī)械結(jié)構(gòu)，以提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。

2.AGV的導(dǎo)航方式

AGV（自動(dòng)引導(dǎo)車）機(jī)器人導(dǎo)航技術(shù)種類繁多，每種技術(shù)都有其獨(dú)特的原理和應(yīng)用場(chǎng)景。下面舉例一些常見(jiàn)的導(dǎo)航方式：

電磁導(dǎo)航是通過(guò)在AGV行駛路徑上埋設(shè)金屬線，并加載導(dǎo)引頻率，AGV通過(guò)識(shí)別這些頻率來(lái)實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航。這種方式較為傳統(tǒng)，成本較低，但靈活性較差，需要對(duì)地面進(jìn)行破壞性施工。

激光導(dǎo)航利用二維激光傳感器獲取環(huán)境中的測(cè)量數(shù)據(jù)，通過(guò)運(yùn)算得到AGV的坐標(biāo)信息。激光導(dǎo)航具有高精度和靈活性，可以在導(dǎo)航區(qū)內(nèi)自由行走并隨時(shí)改變路徑。此外，激光SLAM導(dǎo)航通過(guò)里程計(jì)信息與激光傳感器數(shù)據(jù)比對(duì)，實(shí)現(xiàn)連續(xù)實(shí)時(shí)定位。

磁條導(dǎo)航通過(guò)在地面上鋪設(shè)磁條，AGV底部配備磁傳感器感應(yīng)磁場(chǎng)變化，從而計(jì)算自身位置。這種方式成本低，定位精準(zhǔn)，但靈活性較差，適用于固定路徑。

磁釘導(dǎo)航使用磁釘代替磁條，預(yù)埋在地面下，AGV通過(guò)感應(yīng)磁場(chǎng)進(jìn)行定位。磁釘導(dǎo)航具有隱蔽性好、抗干擾性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，但容易受鐵磁物質(zhì)影響，更改路徑施工量大。

慣性導(dǎo)航通過(guò)陀螺儀和加速度計(jì)測(cè)量AGV的角速度和加速度，通過(guò)積分運(yùn)算推算位置和姿態(tài)。優(yōu)點(diǎn)是短時(shí)間內(nèi)精度高、成本低，但長(zhǎng)時(shí)間精度會(huì)下降。

視覺(jué)導(dǎo)航通過(guò)車載攝像機(jī)采集周圍環(huán)境圖像，濾波計(jì)算后確定自身位置和路徑。這種方式靈活高效，適用于無(wú)需預(yù)設(shè)物理路徑的環(huán)境。

基站導(dǎo)航通常結(jié)合其他導(dǎo)航方式使用，如RFID技術(shù)與磁導(dǎo)航結(jié)合，通過(guò)基站發(fā)送信號(hào)引導(dǎo)AGV行駛。

RFID導(dǎo)航通過(guò)在軌道節(jié)點(diǎn)處安裝電子標(biāo)簽，AGV車載RFID讀卡系統(tǒng)讀取標(biāo)簽ID號(hào)進(jìn)行定位。這種方式非接觸式，靈活性較好，但需要額外的基礎(chǔ)設(shè)施支持。

3.AGV的控制系統(tǒng)

地面控制系統(tǒng)是整個(gè)AGV系統(tǒng)的核心，負(fù)責(zé)任務(wù)分配、車輛調(diào)度、交通管理、電池充電等功能。它通過(guò)中央控制柜內(nèi)的PLC與每個(gè)AGV車載控制器連接，并使用IDAT電纜進(jìn)行感應(yīng)通訊。地面控制系統(tǒng)接收上位控制計(jì)算機(jī)發(fā)出的任務(wù)啟動(dòng)命令，啟動(dòng)相應(yīng)的物料搬運(yùn)任務(wù)，并根據(jù)AGV的任務(wù)執(zhí)行情況調(diào)度AGV執(zhí)行任務(wù)。

車載控制系統(tǒng)是AGV的電氣控制系統(tǒng)，負(fù)責(zé)導(dǎo)航計(jì)算、導(dǎo)引實(shí)現(xiàn)、車輛行走、裝卸操作等功能。車載控制器接收地面控制系統(tǒng)的指令，進(jìn)行導(dǎo)航計(jì)算和路徑選擇。車載控制器通常包括傳感器、運(yùn)動(dòng)控制器、導(dǎo)航系統(tǒng)等器件。例如，激光SLAM技術(shù)是AGV導(dǎo)航的主流方法之一，AGV配備激光傳感器，通過(guò)SLAM技術(shù)實(shí)現(xiàn)自主定位和地圖構(gòu)建

AGV移動(dòng)小車的應(yīng)用

AGV（自動(dòng)導(dǎo)引車）機(jī)器人在多個(gè)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，包括：

制造業(yè)：AGV在工廠生產(chǎn)線中用于運(yùn)輸原材料、成品和半成品，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)流程。例如，在汽車制造業(yè)中，AGV被廣泛應(yīng)用于零部件制造、發(fā)動(dòng)機(jī)裝配線、底盤和平臺(tái)對(duì)接等環(huán)節(jié)。此外，AGV還應(yīng)用于家電制造、電子電器、醫(yī)藥、化工、機(jī)械加工等多個(gè)行業(yè)。

倉(cāng)儲(chǔ)物流：AGV在倉(cāng)庫(kù)和物流中心中用于貨物的分揀、運(yùn)輸和搬運(yùn)，提高物流效率并減少人工成本。例如，申通快遞的“小黃人”就是一種典型的AGV應(yīng)用案例。AGV系統(tǒng)與倉(cāng)庫(kù)管理系統(tǒng)（WMS）聯(lián)動(dòng)，可以實(shí)時(shí)獲取訂單信息和貨物位置，確?？焖贉?zhǔn)確地完成貨物搬運(yùn)。

伯朗特AGV移動(dòng)機(jī)器人

伯朗特機(jī)器人公司的產(chǎn)品線包括工業(yè)機(jī)器人、機(jī)械手、協(xié)作機(jī)器人、AGV機(jī)器人等等，其中，AGV機(jī)器人包括BRTAGV12010A潛伏式AGV和BRTAGV21050A復(fù)合移動(dòng)機(jī)器人平臺(tái)。

AGV移動(dòng)機(jī)器人，說(shuō)說(shuō)這個(gè)制造業(yè)的“滴滴打車”

BRTAGV12010A 是采用激光 SLAM+ 二維碼導(dǎo)航的潛伏頂升式搬運(yùn)機(jī)器人，負(fù)載 100kg。激光 SLAM與二維碼導(dǎo)航自由切換，滿足多場(chǎng)景與不同精度要求。在貨架較多的復(fù)雜場(chǎng)景下采用二維碼精準(zhǔn)定位鉆入貨架進(jìn)行頂升并搬運(yùn)。固定場(chǎng)景下采用激光SLAM 導(dǎo)航，不受地面二維碼的限制，可以在環(huán)境中自由運(yùn)行。

BRTAGV21050A復(fù)合移動(dòng)機(jī)器人平臺(tái)是采用激光SLAM導(dǎo)航的復(fù)合移動(dòng)機(jī)器人平臺(tái)，負(fù)載500kg可搭配低壓協(xié)作型機(jī)械臂，實(shí)現(xiàn)物料的抓取或放置功能，適用多站點(diǎn)的物料傳輸和抓取。同時(shí)平臺(tái)頂部可搭配輥筒、皮帶、鏈條等多種形狀的傳輸模組，可以實(shí)現(xiàn)多條生產(chǎn)線之間的物料轉(zhuǎn)運(yùn)，進(jìn)一步提升生產(chǎn)流程自動(dòng)化，提高生產(chǎn)效率。