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第三章 AGV关键技术及发展趋势

第四节 系统控制

    主要分为地面(上位)控制系统及车载(下位)控制系统。
 

    AGV的车载(下位)控制系统在收到上位系统的指令后,负责AGV的导航计算,导引实现,车辆行走,装卸操作等功能。车载控制系统是AGV的核心部分,一般由计算机控制系统、导航系统、通讯系统、操作面板及电机驱动器构成。计算机控制系统可采用PLC、单片机及工控机等;导航系统能使AGV确定其自身位置,并能沿正确的路径行走;通讯系统是AGV和控制台之间交换信息和命令的桥梁,由于无线电通讯具有不受障碍物阻挡的特点,一般在控制台和AGV之间采用无线电通讯,而在AGV和移载设备之间为了定位精确采用光通讯操作面板的功能主要是在AGV调试时输入指令,并显示有关信息。AGV上的能源为蓄电池,所以AGV的动作执行元件一般采用直流电动机、步进电动机和直流伺服电机等。
 

    AGV的地面(上位)控制系统需解决的问题是对多台AGV进行有效的控制,对各种任务进行优化排序,对AGV的分配及行驶路径进行动态规划,实现智能的交通管理。系统根据所需执行的任务,以及各台AGV所处的当前位置来优化车辆的分配。在不同的应用中,系统采用的调度策略是不同的,通常有三个因素会被考虑:系统最短响应时间、系统最高作业效率、系统最低能耗。这三个因素存在着辩证关系,如系统最高作业率和系统最低能耗都要求对任务进行“堆积”,找出最合适的AGV来执行最合适的任务,从而减少AGV的“空跑率”,这个方法与系统最短响应时间相矛盾,极端的情况是,有的任务永远找不到合适的AGV来执行。因此,在AGV系统控制算法中,除智能的交通管理外,还必须做好各种调度策略在不同项目中的匹配,以满足项目对时间、空间及系统能耗的要求。
 

    目前中国市场上常见的AGV地面控制系统主要包括了进入中国市场的国外企业自主研发的AGV系统,如KOLLMORGEN的NDC系统、Egemin的E‘tricc系统、JBT 的 S’GV系统、AXTER的Axter系统、ATAB的Softdesign系统、林德的Balyo系统等;此外还有许多国内企业自主研发的AGV系统,如昆船、新松等反向开发NDC系统、井松、柯金等基于AGC系统拓展的AGV系统、KIVA、GEEK+等完全自主研发的AGV系统。
 

    目前,我国面临着人口红利即消失、劳动力成本大幅攀升、训练有素的产业工人缺乏、招工难等问题,这些问题催生了市场对机器人需求快速增长的强大动力。国内企业对工业机器人的需求空前高涨。如何能够为企业提供高性价比的工业机器人是机器人研发、生产企业面临的重要课题。
 

    AGV作为自动搬运设备能够应用于各个行业,需求也多种多样。未来企业对AGV的需求不仅仅是简单的搬运或简单地替代人力,而是对整个工艺装备的需求,对提升产品质量的需求,对企业实现MES(制造执行系统)的整体考虑。为此,AGV的技术研发应该更加注重面向工艺、成本、服务。在AGV的系统技术方面,需要更加注重与企业的生产管理、物流管理以及工艺路线相结合,追求更高效率。在单机控制技术上需要更加人性化,使AGV更为智能,更加易用,更加便于维护。