新松機(jī)器人慣性導(dǎo)航AGV搬運(yùn)系統(tǒng)方案實(shí)例

慣性導(dǎo)航系統(tǒng)（INS，以下簡(jiǎn)稱慣導(dǎo)）是一種不依賴于外部信息、不易受到干擾的自主式導(dǎo)航系統(tǒng)。慣導(dǎo)通過(guò)測(cè)量載體在慣性參考系的加速度，自動(dòng)進(jìn)行積分運(yùn)算，獲得載體的瞬時(shí)速度和瞬時(shí)位置數(shù)據(jù)，且把它變換到導(dǎo)航坐標(biāo)系中，從而得到在導(dǎo)航坐標(biāo)系中的速度、偏航角和位置等信息。其優(yōu)勢(shì)在于給定了初始條件后，不需要外部參照就可確定當(dāng)前位置、方向及速度。適用于各種復(fù)雜地理環(huán)境和外界干擾下的精確定位和定向，且能不斷測(cè)量位置的變化，精確保持動(dòng)態(tài)姿態(tài)基準(zhǔn)。

隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)對(duì)科學(xué)技術(shù)需要的提高，以及人們對(duì)慣性技術(shù)了解的不斷普及和深入，慣性技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域已逐步從軍用擴(kuò)展到民用，從導(dǎo)航/制導(dǎo)擴(kuò)展到穩(wěn)定/控制，并正在努力開發(fā)具有市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的新技術(shù)和新產(chǎn)品。

以下是新松機(jī)器人自動(dòng)化股份有限公司設(shè)計(jì)的慣導(dǎo)AGV在某大型電極箔公司運(yùn)輸電極箔的原料、半成品及成品的實(shí)例。電極箔是鋁電解電容器制造的關(guān)鍵原材料，由于電子產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，尤其是通信產(chǎn)品、計(jì)算機(jī)、家電等整機(jī)產(chǎn)品市場(chǎng)的急劇擴(kuò)大，對(duì)鋁電極箔產(chǎn)業(yè)的發(fā)展起了推波助瀾的作用。同時(shí)由于鋁電解電容器的小型化、高性能化、片式化的要求越來(lái)越迫切，對(duì)電極箔制造業(yè)的技術(shù)和質(zhì)量提出了很高的要求，同時(shí)也對(duì)高效、正確的倉(cāng)儲(chǔ)管理提出了很高的需求。

物料的裝卸搬運(yùn)是物流過(guò)程中發(fā)生頻率高，耗用時(shí)間長(zhǎng)，所需費(fèi)用大的作業(yè)活動(dòng)。為了降低成本并提高效率，自動(dòng)搬運(yùn)技術(shù)的實(shí)施勢(shì)在必行，因此受到越來(lái)越多的關(guān)注。在眾多的搬運(yùn)技術(shù)中，因?yàn)?AGV（Automatic Guided Vehicle）的優(yōu)越性，使其成為實(shí)現(xiàn)物料自動(dòng)搬運(yùn)的最佳解決方案。AGV也是當(dāng)今柔性制造系統(tǒng)和自動(dòng)化倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)中物流運(yùn)輸?shù)挠行侄?，是物流領(lǐng)域中首推的簡(jiǎn)單有效的自動(dòng)物料運(yùn)輸方式。因此我們采用AGV作為此項(xiàng)目的載體配合整個(gè)物流系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)貨物的傳輸和運(yùn)送。AGV的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了其原料、半成品、成品倉(cāng)儲(chǔ)管理的自動(dòng)化、智能化、信息化，提高了工作效率，降低了差錯(cuò)率，同時(shí)也使電極箔生產(chǎn)作業(yè)流程的綜合自動(dòng)化水平邁上一個(gè)新的臺(tái)階。

由于此公司現(xiàn)場(chǎng)環(huán)線4000多米長(zhǎng)，且交叉點(diǎn)較多，鋪設(shè)磁條施工難度較大，且可能產(chǎn)生相近、相交軌跡之間的干涉，因此我們?yōu)榻档统杀?，便于施工，基于性價(jià)比考慮，采用地面相隔一定距離預(yù)埋磁釘，進(jìn)行慣性導(dǎo)航控制，增強(qiáng)AGV在復(fù)雜環(huán)境條件下的抗干擾能力，保證AGV在復(fù)雜軌跡行走時(shí)有較高的精度定位。

1、工作流程

在整體布局中，各工藝環(huán)線上按照工藝需要，通過(guò)預(yù)埋磁釘布置相應(yīng)的上下料站點(diǎn)，每個(gè)站點(diǎn)由AGV自動(dòng)進(jìn)行上下料工作。
在站點(diǎn)上通過(guò)手持終端對(duì)AGV下達(dá)空托盤輸送指令。任務(wù)管理系統(tǒng)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)與AGV輸送系統(tǒng)連接，根據(jù)各工位“要料”情況發(fā)指令給AGV輸送系統(tǒng)，由AGV系統(tǒng)自動(dòng)實(shí)現(xiàn)指定產(chǎn)品在庫(kù)房與指定工位間及各工位間的運(yùn)送。無(wú)任務(wù)的AGV將在指定地點(diǎn)進(jìn)行充電任務(wù)并等待輸送指令。

2、AGV基本參數(shù)技術(shù)要求

AGV的機(jī)械結(jié)構(gòu)由三部分組成：車體，驅(qū)動(dòng)裝置和提升機(jī)構(gòu)組成。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)托盤情況，承載能力800KG，工作狀態(tài)，進(jìn)行校核計(jì)算，得如下參數(shù)：

-AGV驅(qū)動(dòng)裝置：采用雙驅(qū)動(dòng)輪差動(dòng)形式

-提升機(jī)構(gòu)：采用凸輪機(jī)構(gòu)，安裝內(nèi)導(dǎo)向，保證提升機(jī)構(gòu)直線上下，動(dòng)作平穩(wěn)

-提升高度：100mm

-AGV導(dǎo)航精度為±10mm；停車位置精度為±5mm。

-AGV最大速度為60m/min

AGV設(shè)有前后接觸式保險(xiǎn)杠和前置非接觸式激光防碰傳感器，當(dāng)AGV運(yùn)行時(shí)，前方一定距離內(nèi)發(fā)現(xiàn)障礙物，AGV可減速停車，保證AGV及周邊人員設(shè)備的安全。

-車體尺寸：1900×850×870（mm）。

-AGV負(fù)載能力：》 800KG。

-AGV使用48V／100AH快速充電電池

-通訊方式為：無(wú)線局域網(wǎng)。

-導(dǎo)航方式為：慣性導(dǎo)航。

3、AGV電氣系統(tǒng)的構(gòu)成

AGV主要由車載控制器、伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、慣導(dǎo)系統(tǒng)、安全系統(tǒng)、供電系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)和手動(dòng)維護(hù)系統(tǒng)等部分構(gòu)成。實(shí)現(xiàn)了AGV控制器的通用性與模塊化，各功能模塊性能穩(wěn)定可靠且分工明確，即保證了AGV整體性能的靈活配置，又便于不同系統(tǒng)功能的擴(kuò)充與維護(hù)。

慣導(dǎo)傳感器的小誤差會(huì)隨時(shí)間累積成大誤差，其誤差大體上與時(shí)間成正比，因此需要不斷進(jìn)行修正。新松慣導(dǎo)AGV是多傳感器數(shù)據(jù)融合的產(chǎn)物，包括高精度磁導(dǎo)航傳感器、陀螺儀傳感器、驅(qū)動(dòng)輪碼盤傳感器，以及RFID傳感器等。在工作過(guò)程中，我們采用RFID配合AGV車體及時(shí)進(jìn)行糾偏，保證慣導(dǎo)系統(tǒng)的精度及可靠性，從而保證AGV系統(tǒng)按軌跡運(yùn)行。RFID同時(shí)作為站點(diǎn)識(shí)別的載體，使AGV可以隨時(shí)自動(dòng)上線，不用人工輸入站點(diǎn)的號(hào)碼，在上線站點(diǎn)比較多的應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)，為操作人員提供了便利，避免了人工輸入錯(cuò)誤的情況。

4、 AGVS系統(tǒng)構(gòu)成

電氣控制系統(tǒng)是物流系統(tǒng)中設(shè)備執(zhí)行的控制核心，包含設(shè)備控制層和監(jiān)控層。向上聯(lián)接物流系統(tǒng)的調(diào)度計(jì)算機(jī)，接受物料的輸送指令；向下聯(lián)接輸送設(shè)備實(shí)現(xiàn)底層輸送設(shè)備的驅(qū)動(dòng)、輸送物料的檢測(cè)與識(shí)別；完成物料輸送及過(guò)程控制信息的傳遞。此外還提供內(nèi)容豐富、形象生動(dòng)的人機(jī)界面、安全保護(hù)措施和多種操作模式，輔助工作人員進(jìn)行設(shè)備操作和維護(hù)。

AGV通過(guò)控制臺(tái)負(fù)責(zé)與立庫(kù)管理計(jì)算機(jī)交換信息，根據(jù)所要輸送鋁箔托盤的信息生成AGV的運(yùn)行任務(wù)，同時(shí)解決運(yùn)行中多AGV之間的避碰問(wèn)題。AGV控制臺(tái)在調(diào)度管理過(guò)程中將AGV系統(tǒng)的狀態(tài)反饋給倉(cāng)庫(kù)的中心控制管理系統(tǒng)。AGV控制臺(tái)和各AGV之間組成無(wú)線局域網(wǎng)。AGV與控制臺(tái)之間采用無(wú)線局域網(wǎng)進(jìn)行信息交換。通過(guò)多個(gè)無(wú)線接入點(diǎn)的組合，覆蓋AGV運(yùn)行的區(qū)域，使AGV在跨越不同的區(qū)域時(shí)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)漫游，實(shí)現(xiàn)無(wú)縫連接。

由于采用集中控制的方式，控制臺(tái)將成為AGVS系統(tǒng)的核心。它與生產(chǎn)調(diào)度管理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)留有接口，可以接受調(diào)度命令和報(bào)告AGV的運(yùn)行情況?？刂婆_(tái)應(yīng)滿足工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境要求，有足夠的運(yùn)算速度和管理能力?？刂婆_(tái)主要功能包括通訊管理、AGV運(yùn)行狀態(tài)、數(shù)據(jù)采集和運(yùn)行狀態(tài)顯示?？刂婆_(tái)在實(shí)時(shí)調(diào)度在線AGV的同時(shí)將在屏幕上顯示系統(tǒng)工作狀態(tài)，包括在線AGV的數(shù)量、位置（包括AGV處于的地標(biāo)位置）狀態(tài)、已完成的裝配數(shù)量等?？刂婆_(tái)負(fù)責(zé)AGV運(yùn)行中的交通管理。保證運(yùn)行中的AGV與AGV間不發(fā)生碰撞和AGV追尾等事故。控制臺(tái)將對(duì)進(jìn)入系統(tǒng)和退出系統(tǒng)的AGV進(jìn)行管理，以保證系統(tǒng)安全運(yùn)行。

責(zé)任編輯：xj

原文標(biāo)題：新松慣性導(dǎo)航AGV搬運(yùn)系統(tǒng)方案

文章出處：【微信公眾號(hào)：工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用方案】歡迎添加關(guān)注！文章轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明出處。