AGVS在玻纤行业的应用

2018-12-22谢昊天李昌臣

物流技术与应用 2018年12期

文/李伟谢昊天李昌臣祝薇周宇

一、引言

1. AGVS概述

AGVS是自动导引车系统的简称，具有工作效率高、结构简单、可控性强、安全性好等优点。AGV是指装备有电磁或光学等自动导引装置，能够沿规定的导引路径行驶，具有安全保护以及多种移载功能的运输车。与物料输送中常用的其他设备相比，AGV的活动区域无需铺设轨道、支座架等固定装置。因此，在自动化物流系统中，AGVS最能充分地体现其自动性和柔性，实现高效、经济和灵活的无人化生产。

2. AGVS的总体结构和地面控制部分结构

AGV小车通过无线网络连接监控机、管理机，AGVS总体结构，图如图1所示：

AGVS地面控制部分主要由物流系统管理机、AGV系统管理监控主机组成，其中AGV管理和监控计算机是AGV系统运行的核心，主要功能有：执行任务命令；为不同的运输任务分配最优的AGV小车；为每个运输任务安排运输路线；控制AGV系统中的多台AGV小车的交通；处理现场的一些输入、输出信号。如图2所示。

AGVS在某玻纤物流项目中的应用

图1： AGVS总体结构图

图2： AGVS地面控制部分

图3：柔性曲线产生的包络线常规模式产生的包络线

图4：未使用Drawing Line的包络线使用Drawing Line的包络线

二、某玻纤物流项目生产工艺流程与AGVS具体实现

1.满纱车搬运

生产过程中，物流系统下达任务请求给AGV管理系统，AGV管理系统自动调度指定AGV小车空车从待命站运行至对应的链条输送机位置，链条输送机下降到低位，并脱离纱车。交互信号确认后，AGV取上络纱装满纱车，将纱车自动搬运至指定的地面暂存位置上。

2.空纱车返回

机器人取走纱团之后，下发取走空纱车指令，物流系统自动发送任务请求给AGV管理系统， AGV管理系统接收到指令后自动调度AGV小车空车运行至纱车位，取上空纱车，将空纱车自动搬运至物流系统指定的链条输送机上。

三、系统设计的重点问题和项目应用中的技术创新

1.系统优化

（1）柔性曲线及其优化工具以及Drawing Line Tool工具的使用

由于项目现场物理空间特别狭小，支路通道狭窄，采用常规模式画线段不能满足要求。采用柔性曲线，能够保证在画一条线段时自动分析线段起点和终点的坐标差距，并且结合小车转向的最大角速度和最大速度把线段分成若干小段，然后通过优化工具进行优化，使AGV小车占用空间最小。图3为柔性曲线模式和常规模式产生的包络线，它们的起点和终点坐标均相同，如红框所示，柔性曲线模式占用的空间明显较小。

由于支路通道狭窄，并且某些站台存在的物理干涉较多，单纯地采用柔性曲线难以满足现有的条件，结合Drawing Line Tool工具，使线段的包络线占用的空间更小，Drawing Line Tool工具相当于在无法移动的固定“障碍物”周围加了一层保护，结合优化工具进行优化，使占用空间更小，保证AGV小车可以顺利通过。图4为未使用Drawing Line Tool工具和使用Drawing Line Tool工具产生的包络线，它们的起点和终点坐标均相同。如图所示，使用Drawing Line Tool工具占用的空间明显较小。

（2）复合动作和复合任务的实现

货叉的升降和小车的行走可以单独控制，考虑到系统的效率和观赏性等因素，本项目中AGV小车在行走的过程当中调整货叉高度，边走边升货叉，边走边降货叉，经过实际的使用，效果比较明显。

在任务分配和调度方面，根据AGV小车的实际位置、是否有在执行任务、执行任务的距离和时间等因素，自动将任务分配给AGV小车。AGV完成前一作业任务之后，AGV系统会根据物流系统任务指令，自动调度AGV小车执行取空纱车任务，将空纱车运回，这样有效地提高了系统的效率。

2.信息交互

AGV小车与其它物流设备有信息交互，为保证安全生产，AGV小车在取货、卸货、取货完成、卸货完成时均会向上级系统发出请求以及完成确认信息，待上级系统给出指令后，AGV小车方可执行任务，具体流程如图5所示。

3.取消任务机制

如果上级系统下发指令有误或者人为干预，导致AGV小车接受到错误任务，可以在AGV调度系统上将该任务取消。

图5：AGV小车执行任务流程

图6：络纱区

4.复杂的堵塞

图6为络纱区，AGV运行空间特别狭小，取卸货站台多，容易造成AGV堵塞，为减少多车在该区域的等待时间和堵塞时间，本项目在路线设计上对系统进行了优化。

5.充电管理功能

由于本项目的生产任务比较繁琐，设置了5个充电站，AGV小车在正常的运行过程中，时刻监测电池电压，当电池电压低于程序中预先所设定的值25v时，AGV小车将会产生一个“低电量报警”信号，待AGV小车执行完当前正在执行的任务后，自动运行到充电站进行充电，待充电完成后，AGV小车可以继续执行任务。

由于考虑到现场空间有限，为了充分地利用资源，本项目的AGV数量多于充电站数量，在一些极端情况下，会有AGV小车产生“低电量报警”信号后，无法及时分配充电站的情况，本项目的解决方案为：设置了充电等待站，如果AGV小车产生“低电量报警”信号后，无法及时分配充电站，则AGV小车会先去充电等待站等待，待分配充电站后及时去充电。

6.自动门的设计

考虑到玻纤行业的特殊性以及络纱区恒温、恒湿的要求，本项目在络纱区门口设计有自动门。当AGV小车到达门口时，会通过MOXA向自动门发出开门申请信号，此时自动门上升，待自动门上升到达上到位时，向AGV小车发出通过信号，待AGV小车完全通过自动门后，自动门下降。自动门的设计充分满足了络纱区恒温、恒湿的要求。