料架轉運AGV在安防生產企業的應用

程長

（沈陽新松機器人自動化股份有限公司 遼寧 沈陽 110169）

引言

本項目用于安防生產企業工廠內，用于在原料倉庫、產線以及成品倉庫之間料架的智能輸送。系統包含AGV、充電機及相應的WCS軟件、條碼槍、顯示器、料架，等等。

1 工藝流程及WCS系統

料架轉運AGV用于產線與原材料庫、成品庫之間料架的智能輸送。

1.1 原材料庫到產線

在放置料架的地面區域配置條形碼粘貼料架所在的地面上，此條碼稱為位置碼。在工單上有產品物料信息的條形碼，此條碼稱為信息碼。首先人工在原材料庫根據工單碼料并放到料架上，之后利用掃碼槍掃描工單上的信息碼與料架位置的位置碼進行綁定，并把綁定的信息發給產線上的電腦顯示器上。位于產線的工人根據電腦顯示器上顯示的信息，利用條碼槍掃描工單上的條碼與料架的位置碼，綁定任務發送給AGV控制臺，AGV控制臺下任務給AGV前去執行命令[1]。

1.2 產線到原材料庫

只有當產線上有空料架時，需要AGV輸送空料架從產線到原材料庫。這時在產線上料架的放置區域除了粘貼位置碼還需粘貼回庫碼。當產線工人通過掃碼槍掃描料架的位置碼以及回庫碼，綁定任務發給AGV控制臺，AGV控制臺下任務給AGV前去執行命令[2]。

1.3 產線到成品倉庫

在產線上到成品倉庫的料架點位，要粘貼位置碼、回庫碼以及呼叫碼。當產線上料架的成品需要到成品倉庫，工人通過掃碼槍掃描料架的位置碼以及回庫碼，綁定任務發給AGV控制臺，AGV控制臺下任務給AGV前去執行命令。

1.4 成品倉庫取貨確認

在成品倉庫料架放置位置地面粘貼位置碼及空料碼，當AGV把成品料架運到倉庫，人工應迅速移除物料，在通過掃碼槍掃描位置碼及空料碼，發送料架狀態信息給軟件系統[3]。

1.5 成品倉庫到產線

當產線上需要空料架，工人通過掃碼槍掃描料架的位置碼以及呼叫碼，綁定任務發給AGV控制臺，AGV控制臺下任務給AGV，AGV就會到成品倉庫取空料架送到產線。

2 料架轉運AGV系統介紹

本方案中料架在各個工位之間的轉運由料架轉運AGV實現，AGV根據上層管理系統的指令輸送，料架自動在各個工位之間流轉，AGV可以在控制臺的監控和調度下自動充電以滿足連續運行的需要[4]。料架轉運AGV系統功能描述如下：

① 料架轉運AGV系統：主要由料架轉運AGV、導航系統、調度控制系統、無線通訊系統等組成。

② 料架轉運AGV：AGV按照工序要求，可以自動完成料架運輸工作。

③ 導航系統：是AGV運行的路線和軌跡，AGV的導航系統采用視覺（二維碼）+慣性定位的方法。

④ 調度控制系統：人機界面，可以直觀地察看各AGV的位置、狀態。合理高效安全地完成AGV調度。

⑤ 無線通信系統：用以完成控制臺與各AGV之間的通信。

3 料架轉運AGV介紹

料架轉運AGV，由機械部分、電氣部分和軟件部分構成。機械部分主要包括車體框架、上蓋、驅動輪、隨動輪等。電氣部分包括電池、控制器、伺服驅動器、傳感器等，軟件主要是車體控制軟件。

3.1 料架轉運AGV機械部分

機械部分由AGV本體和舉升裝置組成，AGV本體主要由驅動輪系、電池倉、控制倉、隨動輪、車載充電連接器等組成。

3.2 料架轉運AGV電氣部分

控制器：采用CAN總線的主控制器，它是控制系統的核心，它通過接口和各功能模塊連結，實時監控各功能模塊的工作狀態，對異常情況按預定方案進行處理，保證AGV周邊設備和人員的安全。該主控制器使用工業級嵌入式主機作為主計算機，在控制器內集成了主板、電子盤、網卡、CAN通訊端口、串口等高速運算主機所需的部件及通訊部件，進行獨立封裝后制成AGV專用控制器，該控制器內部集成了AGV控制所需的最基本單元[5]。

輪伺服驅動器：輪伺服驅動器，用于驅動AGV車輪交流電機。本AGV為雙輪驅動，左右驅動輪各一個伺服驅動器。

傳感器：傳感器包括視覺導航傳感器、激光防碰傳感器等。視覺導航傳感器，用于測量AGV運行時沿導航線的偏差；激光防碰傳感器，用于障礙物的檢測。

控制面板：控制面板位于車體中部。控制面板從左到右依次為：鑰匙開關、啟動按鈕、手自動切換開關等。

4 料架轉運AGV 控制臺和調度管理系統

4.1 AGV控制臺

AGV控制臺由控制柜、工控機、AP電臺、網絡交換機及數據采集系統組成，數據采集系統主要用于控制臺與總控室及其他遠程I/O的通訊。

4.2 調度管理系統

調度管理系統與生產調度管理計算機系統留有接口，可以接受調度命令和報告AGV的運行情況。調度管理系統滿足工業現場環境要求，有足夠的運算速度和管理能力。它的主要功能包括通訊管理、數據采集和運行狀態顯示。調度管理系統在實時調度在線AGV的同時將在屏幕上顯示系統工作狀態，包括在線AGV的數量、位置狀態、已完成的數量等。

5 結束語

本文全面闡述了AGV的工作流程，詳盡介紹了料架轉運AGV的系統構成。該應用場景采用的導航方式為慣性導航+二維碼，運行的軌跡可通過軟件和更改二維碼的位置來修改，使運行的路線更為柔性。AGV由控制臺集中調度管理，線上AGV數量可根據使用情況自由增減，對于新建的生產線可在前期使用較少的AGV，當生產節拍加快后再補充適當數量的AGV。