王勇

云南机电职业技术学院，云南 昆明 650203

AGV系统技术分析

王勇

云南机电职业技术学院，云南 昆明 650203

本文阐述并比对了工业应用中的自动导引车类型、系统组成，归纳了AGV系统的技术指标、发展趋势等。

AGV；运动模型；定位精度；系统稳定性

前言

从上世纪50年代开始，自动导引小车（Auto guide vehicle，简称AGV）在国外已有简单功能的应用。经过半个多世纪的发展，追求先进管理水平的企业逐渐在生产线上，引入AGV参与生产流程，从而减少员工活动对生产质量、管理效率的影响。 现今，包括瑞典NDC公司（已被美国DANAHERMOTION公司兼并）、比利时EGEMIN公司，美国的HK系统公司、日本大福公司、中国沈阳新松公司、昆明船舶公司等均有面向用户的AGV开发软件或应用系统，纷繁别类，目不暇接。

本文从AGV系统的工业应用出发，阐述并比对现今AGV系统的类型、车载控制系统的组成、技术指标、AGV发展趋势等若干方面，力求为用户在AGV选型、应用方面提供帮助。

1.AGV的类型

1.1 基于导引形式对AGV类型划分

图1 SD型AGV的四种常见型式

在工业中应用的AGV类型主要有：电磁导引；磁带导引；惯性导航；视觉导引；激光导引。

1.2.基于运动模型对AGV类型划分

主要应用的AGV类型有： SD型（steer drive）；万向QD型（Quad）。

SD型AGV，只有一个驱动且转向轮，发展变形后的SD类型AGV，有四个或更多的车轮，见图1常见的四种SD型式AGV，带叉的圆表示参考点，图中长方形表示普通固定轮，阴影长方形表示驱动轮，带箭头的弧线表示转向。

万向(QD)型AGV，至少有两个驱动且转向轮，两个支撑脚轮，基本型是四轮结构。常见的差动（DD）型AGV，只是QD型AGV的一种运动模式而已。万向(QD)型AGV异常灵活，能用匪夷所思的运行姿态循迹运动，在狭窄的空间，万向(QD)型AGV能发挥自身特点，进行装卸货。发展变形后的QD型AGV,有远远多于2个的驱动且转向轮、远远多于2个的支撑脚轮，因此能载重更大的重量，是AGV发展的方向，例如NDC公司的QD型AGV，最多已经达到10个驱动且转向轮。图2所示的是QD型的五种常见型式，图中带圆圈的长方形表示支撑脚轮。

图2 QD型AGV的五种常见型式

当前广泛使用的AGV类型是SD激光导引AGV，在一些空间限制、载重要求高的场合，QD型AGV也有使用。

2.AGV控制系统的组成

AGV的控制系统由上位监控、AGV单机、辅助系统组成[2]。典型AGV系统的构成框图见图3。

图3 典型AGV系统构成

2.1 AGV的上位监控

通过实时通讯，实现对系统AGV的命令管理、车辆管理、交通管理，同时，典型的上位系统还能实施图形监控AGV。

2.2 AGV单机控制部分

包括车载控制器、通讯接口单元、导航单元等。

车载控制器的早期产品是功能接近PLC的控制器，或者工控机结合PLC的用法（例如运动控制单元、IO单元等均通过PC104总线与核心控制器相连）；NDC公司前期的7、7S系统，用的是定做的专用AGV控制器，编程更方便灵活，但成本高；如今的车载控制器，采用更开放的硬件平台，基于CAN总线和第三方硬件外联，形成扩展方便、功能强大的AGV控制器。

AGV的通讯单元：过去常用无线调制解调通讯；现在使用的是无线局域网（WI-FI）通讯，通过各个AP无线接入点间信号的无缝连接，实现数据传输。

导航单元：常用的有电磁导引频率发生器、探测器，惯性导引陀螺仪，激光导引激光扫描头（主要有NDC和Sick两品牌）。

2.3 AGV的辅助系统

实施AGV项目，应具备完成特定功能的软件和符合运行模式的充电机。

2.3.1 完成AGV项目所需软件及其具有的功能见表1。

表1 实施AGV系统的相关软件

2.3.2 AGV充电机的工作模式

离线充电：（实际应用中没有采取这种模式的实例）；

涓流充电：0.2C倍率小电流涓充；

快速充电[1]：2C倍率大电流充电，发热高，效能低，属于破坏性使用，但由于充电时间短，可节省系统中AGV的数量，因此得到推广。较成熟运用于此种模式的蓄电池有镍铬蓄电池（镍氢电池也可大电流充电，但技术还不成熟）。

3.AGV系统的技术指标

表2中指标可以反映系统的稳定性、可靠性、先进性。

表2 AGV系统的技术指标

4.AGV系统的发展趋势

AGV技术是一项高端技术，综合了导航技术、制导控制技术、通讯技术、电池技术等。它正朝着开放式的通用器件平台，分布式总线结构，重载AGV，多驱动轮（超过2个驱动轮）技术、电机的交流化等趋势发展，解决运载能力、成本、可靠性、灵活性和定位精度等性能是将来AGV技术发展的趋势。

5.结束语

尽管AGV的应用越来越广泛，国内也有将近1000台AGV在不同生产领域运行，但在衡量AGV系统的指标上，至今没有一项成文的标准，这无形中也使AGV技术在发展中出现很多以次充好的系统。本文中列举的指标量值，也仅仅是实际运用中总结的经验值。要推进AGV技术快速发展，有必要建立一个能准确考量AGV系统的技术标准。

[1]片春媛,刘俊峰.应用于AGV自动导引车的快速充电系统 [J].电化学.2008,14(1)

[2]杨文华,王 勇.激光导引AGV 系统原理及运用 [J].机器人技术与应用.2000,3

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.04.050