?傳統的AGV與非接觸式供電系統分析

??　　傳統的AGV??

　　傳統的AGV是以電池為動力，裝有非接觸導向裝置和獨立尋址系統的無人駕駛自動運輸車。由于采用電池供電，傳統AGV的功率和行駛距離受到極大的限制，AGV的利用率不高。為了提高AGV的利用率，就必須對AGV的電池進行經常性地充電。為了保證AGV在生產線上不用移出生產過程就可以完成充電，必須在安裝整個生產過程系統時，在允許AGV暫停的地方（如分段運輸區、轉向區和裝載停止區等）設置并安裝電池充電站，定時、定點對AGV進行充電。AGV車動力電源一般用的是傳統的“高倍率開口鎘鎳電池”，以適應其快速充電和較大電流放電的要求。但受“鎘鎳電池”記憶效應的影響，使用、維護比較麻煩。同時由于“鎘鎳電池”中鎘的污染，不利于環保。此外，充電站數量的增多，也增加了AGV運輸系統的總建設成本。

??　　非接觸式供電系統??

　　隨著IPT（Inductive Power Transfer）非接觸供電技術的發展，IPT非接觸供電技術被應用于AGV物流運輸系統，極大地改善了目前AGV供電系統的缺陷。新型供電系統可以在AGV不帶電池的情況下為小車提供驅動電源和控制電源，也可以在不設充電站的情況下為AGV的電池進行連續或定時充電。但是非接觸供電受地下供電電纜限制,不利于進行現場改造，路線柔性變化降低。

　　接觸式供電系統供電柜能產生高頻持續循環的交流電源。供電電纜以兩根鋪設，一根是輸出電流，一根是返回電流，電流呈反向流動。這樣能在兩根電纜之間形成雙倍強烈的磁場，而在兩電纜外部沒有磁場。通過AGV車體上取電裝置（類似變壓器原理），將磁場轉換電能，并逆變成直流供AGV使用。

現場AGV控制臺和總供電柜

應用案例??

　　新松公司依據強大的技術優勢及創新能力，根據多年的AGV技術積累和應用經驗，為沈陽華晨金杯汽車有限公司海獅總裝二廠成功實施了非接觸式供電的AGV合裝系統。該項目一期共設計了一套供電裝置供兩個環線使用，調度管理4臺AGV分別用于發動機總成和后橋總成的合裝，以滿足一期296s的生產節拍。該系統在滿足既有車型的前提下，考慮了將來新增車型的需要。

??1.系統構成及各功能??

　　該系統由4臺剪式單舉升AGV，1套AGV地面供電、導引系統，1套AGV控制臺，1套數據采集系統和AGV調度管理系統和通信系統等構成。

（1）AGV AGV完成發動機總成和后橋的裝配定位、輸送和輔助裝配工作。

（2）AGV地面供電、導引系統 地面導引系統是AGV運行的路線和軌跡，通過供電電纜實現電磁導引。

（3）AGV控制臺和調度管理系統 AGV控制臺和調度管理系統負責數據采集系統的數據處理，與上位機交換信息，生成AGV的運行任務，解決多AGV之間的避碰等問題。

（4）通信系統 通信系統由無線局域網組成。AGV與控制臺之間采用無線電臺進行信息交換，通信協議為TCP/IP協議。控制臺與上位機之間采用以太網進行數據傳輸。

??2.AGV工作過程??

　　AGV控制臺通過對射開關檢測到輸送鏈上車體的位置信號后，分別調度在等待站點已載有發動機總成（后橋）的AGV按預定時間、速度進入輸送鏈下方，在預定區域捕獲預先固定在汽車車身上的合作目標，保持穩定跟蹤狀態后，人工控制舉升，AGV自動打開滑動平臺鎖銷。由裝配工人安裝固定螺栓，完成裝配后人工發出安裝結束信號。根據此結束信號，AGV自動落下升降機構后復位，滑動平臺自動閉鎖，AGV加速離開裝配工位，在裝載站點裝好發動機總成（后橋）后，AGV向控制臺發出裝載完成信息，AGV按控制臺的指令行駛到等待地點，進入下個循環。

　　AGV控制臺根據主裝懸掛車體到達的信號向在等待點的合裝小車發出行駛信號，若主裝配線上是空吊具，則AGV小車仍處于等待狀態。當發動機總成（后橋）不能及時供應時，可通過設置在裝配工位旁邊的輸送鏈急停開關，由人工控制停止輸送鏈運行。當AGV因特殊原因進入報警工位而未完成合裝時，AGV系統及輸送鏈報警，輸送鏈同時停線，以完成裝配。

??3.AGV系統技術指標??

　　AGVS控制方式是控制臺集中調度、監控和管理控制。AGV控制方式具備全自動、離線模式和手動功能，通信方式為無線局域網，導航方式為電磁導航，驅動方式為雙輪差動。AGV系統最大負載能力為1000kg，運動方向為前、后和轉彎行走，最大直線速度為直線60m/min，轉彎半徑為1.5m，導航精度為±10mm，停車精度為±10mm。AGV系統的防碰裝置為激光防碰＋接觸式保險杠。舉升裝置為電動剪式舉升，舉升行程為1000mm，舉升力為1t，升降速度為4.5m/min。AGV系統活動平臺：X（車長方向）長度為±120mm；Y（車寬方向）長度為±50mm；水平旋轉為±2°。該AGV系統采用非接觸式供電方式，舉升前車體尺寸為2500mm×1200mm×800mm，舉升后車體尺寸為2500mm×1200mm×1800mm。

??4.AGV車載控制器??

　　新松公司根據當前AGV技術的最新發展形勢，結合多年的設計及應用經驗，潛心研究，設計出了一款新型嵌入式CAN總線主控制器，該主控制器以工業級嵌入式主機為主計算機，在控制器內集成了主機、電子盤、網卡、CAN通信端口和串口等高速運算主機所需的部件及通信部件，進行獨立封裝。控制器內部集成了AGV控制所需的最基本的單元，控制器本身無任何擴展插槽，使用簡單電源供電，面板上有一個顯示器輸出端口、一個RJ45網絡端口、一個PS/2鍵盤及鼠標通用接口、兩個RS232串口和兩個CAN通信端口，控制器底部有帶有減振器的安裝支架。

　　運動控制模塊MUC50是基于CAN總線通信方式的分布式運動控制器，通過對伺服驅動器的調節，來達到對AGV車體運動的精確控制。每個運動控制器不僅能夠控制兩個軸的伺服驅動器，還具有16個I/O輸入口、8個I/O輸出口、4個AD輸入口和兩個DA輸出口。運動控制模塊MUC50通過CAN總線與主控制器VCU300進行通信。

　　分布式設計的MCU50運動控制模塊安裝簡單，各種狀態可以通過其上部的狀態指示燈直接觀察，使維護更加簡單。MCU50運動控制模塊，在接線方式上采用集中式帶鎖插頭，接線更可靠，不易松動，提高了系統的整體穩定性。

??5.AGV車體軟件??

　　AGV車載控制器使用Windows CE操作系統，包括AGV車體控制嵌入式軟件、車體參數文件、車體工具軟件、車體運行地圖文件以及記錄車體運行狀態的黑匣子文件。

（1）AGV車體控制嵌入式軟件是基于Windows環境下編輯的軟件，可執行多任務的操作，可進行多窗口的動態觀察，恢復功能強。在AGV運動的過程中，可通過顯示終端，動態地觀察AGV的各個設備的工作狀態及位置環的反饋信息。當出現急停停車、通信中斷或光靶丟失等故障時，無需重新上線，可以在故障解決后立即恢復運行。AGV車體控制嵌入式軟件提高了AGV的可維護性，縮短了停線時間。

（2）車體工具軟件是AGV調試及故障檢修的工具軟件。通過AGV工具軟件，可以方便地觀察AGV輸入、輸出的狀態進而通信狀態等。

（3）車體參數文件記錄了AGV各設備的參數信息。此參數文件可以通過AGV控制臺無線傳輸更改，也可以在AGV上直接更改。

（4）車體運行地圖文件是AGV運行規劃的路徑信息，隨著AGV運行路線的更改，AGV系統只需要調整車體運行地圖文件就可以改變AGV運行的環線。

（5）黑匣子文件記錄了AGV運行的各個信息，當AGV出現故障時，通過黑匣子文件可以很快地查找出故障的原因。

??6.AGV動態合裝解決方案??

　　目前汽車合裝基本采用連續運轉裝配方式，在工藝鏈及車身連續運行下裝配(不停線裝配)是動態合裝的關鍵。新松公司開發的動態跟蹤傳感器是采用專用位置的傳感器，當AGV進入被裝車身下方時，檢測到合作目標，AGV通過檢測安放在被裝車身下方的合作目標上，計算AGV與被裝車身間的位置，調整AGV的運行速度，使AGV保持與被裝車身同步運行，實現動態合裝。

　　該種方式下，AGV直接與被裝車身的位置同步，避免了由于吊具安裝、工藝鏈條節距匹配等原因造成的位置誤差，并可對懸鏈的爬行等問題做出及時反應，是目前最有效的同步跟蹤方式。由于跟蹤同步是由AGV本體進行獨立采樣完成的，即使是在AGV手動離線狀態下仍能完成動態同步合裝工作，因而更具備整體的靈活性。

7.結語??

　　目前，電池供電AGV在汽車合裝領域應用較多，非接觸式供電AGV則剛剛起步。在方案考慮充分的前提下，初期一次性布局到位，即使將來產量提高可直接增加AGV數量，而無需對地面二次施工，柔性堪比電池供電AGV。通過金杯現場一段時期的運行來看，該AGV適應性、穩定性是可以滿足需求的。同時免去了電池的維護和保養。長期來看，非接觸式供電AGV的維護成本還是比較低的。但相關供電、取電裝置的成本若能降低，進而降低初期投資，非接觸式供電AGV發展應用前景還是比較樂觀的。