程長

（沈陽新松機(jī)器人自動(dòng)化股份有限公司 遼寧 沈陽 110169）

引言

本項(xiàng)目用于安防生產(chǎn)企業(yè)工廠內(nèi)，用于在原料倉庫、產(chǎn)線以及成品倉庫之間料架的智能輸送。系統(tǒng)包含AGV、充電機(jī)及相應(yīng)的WCS軟件、條碼槍、顯示器、料架，等等。

1 工藝流程及WCS系統(tǒng)

料架轉(zhuǎn)運(yùn)AGV用于產(chǎn)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(chǎn)線

在放置料架的地面區(qū)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(chǎn)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(jù)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(jìn)行綁定，并把綁定的信息發(fā)給產(chǎn)線上的電腦顯示器上。位于產(chǎn)線的工人根據(jù)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(wù)發(fā)送給AGV控制臺，AGV控制臺下任務(wù)給AGV前去執(zhí)行命令[1]。

1.2 產(chǎn)線到原材料庫

只有當(dāng)產(chǎn)線上有空料架時(shí)，需要AGV輸送空料架從產(chǎn)線到原材料庫。這時(shí)在產(chǎn)線上料架的放置區(qū)域除了粘貼位置碼還需粘貼回庫碼。當(dāng)產(chǎn)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(wù)發(fā)給AGV控制臺，AGV控制臺下任務(wù)給AGV前去執(zhí)行命令[2]。

1.3 產(chǎn)線到成品倉庫

在產(chǎn)線上到成品倉庫的料架點(diǎn)位，要粘貼位置碼、回庫碼以及呼叫碼。當(dāng)產(chǎn)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(wù)發(fā)給AGV控制臺，AGV控制臺下任務(wù)給AGV前去執(zhí)行命令。

1.4 成品倉庫取貨確認(rèn)

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

1.5 成品倉庫到產(chǎn)線

當(dāng)產(chǎn)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(wù)發(fā)給AGV控制臺，AGV控制臺下任務(wù)給AGV，AGV就會到成品倉庫取空料架送到產(chǎn)線。

2 料架轉(zhuǎn)運(yùn)AGV系統(tǒng)介紹

本方案中料架在各個(gè)工位之間的轉(zhuǎn)運(yùn)由料架轉(zhuǎn)運(yùn)AGV實(shí)現(xiàn)，AGV根據(jù)上層管理系統(tǒng)的指令輸送，料架自動(dòng)在各個(gè)工位之間流轉(zhuǎn)，AGV可以在控制臺的監(jiān)控和調(diào)度下自動(dòng)充電以滿足連續(xù)運(yùn)行的需要[4]。料架轉(zhuǎn)運(yùn)AGV系統(tǒng)功能描述如下：

① 料架轉(zhuǎn)運(yùn)AGV系統(tǒng)：主要由料架轉(zhuǎn)運(yùn)AGV、導(dǎo)航系統(tǒng)、調(diào)度控制系統(tǒng)、無線通訊系統(tǒng)等組成。

② 料架轉(zhuǎn)運(yùn)AGV：AGV按照工序要求，可以自動(dòng)完成料架運(yùn)輸工作。

③ 導(dǎo)航系統(tǒng)：是AGV運(yùn)行的路線和軌跡，AGV的導(dǎo)航系統(tǒng)采用視覺（二維碼）+慣性定位的方法。

④ 調(diào)度控制系統(tǒng)：人機(jī)界面，可以直觀地察看各AGV的位置、狀態(tài)。合理高效安全地完成AGV調(diào)度。

⑤ 無線通信系統(tǒng)：用以完成控制臺與各AGV之間的通信。

3 料架轉(zhuǎn)運(yùn)AGV介紹

料架轉(zhuǎn)運(yùn)AGV，由機(jī)械部分、電氣部分和軟件部分構(gòu)成。機(jī)械部分主要包括車體框架、上蓋、驅(qū)動(dòng)輪、隨動(dòng)輪等。電氣部分包括電池、控制器、伺服驅(qū)動(dòng)器、傳感器等，軟件主要是車體控制軟件。

3.1 料架轉(zhuǎn)運(yùn)AGV機(jī)械部分

機(jī)械部分由AGV本體和舉升裝置組成，AGV本體主要由驅(qū)動(dòng)輪系、電池倉、控制倉、隨動(dòng)輪、車載充電連接器等組成。

3.2 料架轉(zhuǎn)運(yùn)AGV電氣部分

控制器：采用CAN總線的主控制器，它是控制系統(tǒng)的核心，它通過接口和各功能模塊連結(jié)，實(shí)時(shí)監(jiān)控各功能模塊的工作狀態(tài)，對異常情況按預(yù)定方案進(jìn)行處理，保證AGV周邊設(shè)備和人員的安全。該主控制器使用工業(yè)級嵌入式主機(jī)作為主計(jì)算機(jī)，在控制器內(nèi)集成了主板、電子盤、網(wǎng)卡、CAN通訊端口、串口等高速運(yùn)算主機(jī)所需的部件及通訊部件，進(jìn)行獨(dú)立封裝后制成AGV專用控制器，該控制器內(nèi)部集成了AGV控制所需的最基本單元[5]。

輪伺服驅(qū)動(dòng)器：輪伺服驅(qū)動(dòng)器，用于驅(qū)動(dòng)AGV車輪交流電機(jī)。本AGV為雙輪驅(qū)動(dòng)，左右驅(qū)動(dòng)輪各一個(gè)伺服驅(qū)動(dòng)器。

傳感器：傳感器包括視覺導(dǎo)航傳感器、激光防碰傳感器等。視覺導(dǎo)航傳感器，用于測量AGV運(yùn)行時(shí)沿導(dǎo)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(guān)、啟動(dòng)按鈕、手自動(dòng)切換開關(guān)等。

4 料架轉(zhuǎn)運(yùn)AGV 控制臺和調(diào)度管理系統(tǒng)

4.1 AGV控制臺

AGV控制臺由控制柜、工控機(jī)、AP電臺、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)組成，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)主要用于控制臺與總控室及其他遠(yuǎn)程I/O的通訊。

4.2 調(diào)度管理系統(tǒng)

調(diào)度管理系統(tǒng)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。調(diào)度管理系統(tǒng)滿足工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境要求，有足夠的運(yùn)算速度和管理能力。它的主要功能包括通訊管理、數(shù)據(jù)采集和運(yùn)行狀態(tài)顯示。調(diào)度管理系統(tǒng)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、位置狀態(tài)、已完成的數(shù)量等。

5 結(jié)束語

本文全面闡述了AGV的工作流程，詳盡介紹了料架轉(zhuǎn)運(yùn)AGV的系統(tǒng)構(gòu)成。該應(yīng)用場景采用的導(dǎo)航方式為慣性導(dǎo)航+二維碼，運(yùn)行的軌跡可通過軟件和更改二維碼的位置來修改，使運(yùn)行的路線更為柔性。AGV由控制臺集中調(diào)度管理，線上AGV數(shù)量可根據(jù)使用情況自由增減，對于新建的生產(chǎn)線可在前期使用較少的AGV，當(dāng)生產(chǎn)節(jié)拍加快后再補(bǔ)充適當(dāng)數(shù)量的AGV。