慣性導航系統（INS，以下簡稱慣導）是一種不依賴于外部信息、不易受到干擾的自主式導航系統。慣導通過測量載體在慣性參考系的加速度，自動進行積分運算，獲得載體的瞬時速度和瞬時位置數據，且把它變換到導航坐標系中，從而得到在導航坐標系中的速度、偏航角和位置等信息。其優勢在于給定了初始條件后，不需要外部參照就可確定當前位置、方向及速度。適用于各種復雜地理環境和外界干擾下的精確定位和定向，且能不斷測量位置的變化，精確保持動態姿態基準。

隨著經濟建設對科學技術需要的提高，以及人們對慣性技術了解的不斷普及和深入，慣性技術的應用領域已逐步從軍用擴展到民用，從導航/制導擴展到穩定/控制，并正在努力開發具有市場競爭力的新技術和新產品。

以下是新松機器人自動化股份有限公司設計的慣導AGV在某大型電極箔公司運輸電極箔的原料、半成品及成品的實例。電極箔是鋁電解電容器制造的關鍵原材料，由于電子產業的迅速發展，尤其是通信產品、計算機、家電等整機產品市場的急劇擴大，對鋁電極箔產業的發展起了推波助瀾的作用。同時由于鋁電解電容器的小型化、高性能化、片式化的要求越來越迫切，對電極箔制造業的技術和質量提出了很高的要求，同時也對高效、正確的倉儲管理提出了很高的需求。

物料的裝卸搬運是物流過程中發生頻率高，耗用時間長，所需費用大的作業活動。為了降低成本并提高效率，自動搬運技術的實施勢在必行，因此受到越來越多的關注。在眾多的搬運技術中，因為 AGV（Automatic Guided Vehicle）的優越性，使其成為實現物料自動搬運的最佳解決方案。AGV也是當今柔性制造系統和自動化倉儲系統中物流運輸的有效手段，是物流領域中首推的簡單有效的自動物料運輸方式。因此我們采用AGV作為此項目的載體配合整個物流系統實現貨物的傳輸和運送。AGV的應用實現了其原料、半成品、成品倉儲管理的自動化、智能化、信息化，提高了工作效率，降低了差錯率，同時也使電極箔生產作業流程的綜合自動化水平邁上一個新的臺階。

由于此公司現場環線4000多米長，且交叉點較多，鋪設磁條施工難度較大，且可能產生相近、相交軌跡之間的干涉，因此我們為降低成本，便于施工，基于性價比考慮，采用地面相隔一定距離預埋磁釘，進行慣性導航控制，增強AGV在復雜環境條件下的抗干擾能力，保證AGV在復雜軌跡行走時有較高的精度定位。

1、工作流程

在整體布局中，各工藝環線上按照工藝需要，通過預埋磁釘布置相應的上下料站點，每個站點由AGV自動進行上下料工作。
在站點上通過手持終端對AGV下達空托盤輸送指令。任務管理系統通過網絡與AGV輸送系統連接，根據各工位“要料”情況發指令給AGV輸送系統，由AGV系統自動實現指定產品在庫房與指定工位間及各工位間的運送。無任務的AGV將在指定地點進行充電任務并等待輸送指令。

2、AGV基本參數技術要求

AGV的機械結構由三部分組成：車體，驅動裝置和提升機構組成。根據現場托盤情況，承載能力800KG，工作狀態，進行校核計算，得如下參數：

-AGV驅動裝置：采用雙驅動輪差動形式

-提升機構：采用凸輪機構，安裝內導向，保證提升機構直線上下，動作平穩

-提升高度：100mm

-AGV導航精度為±10mm；停車位置精度為±5mm。

-AGV最大速度為60m/min

AGV設有前后接觸式保險杠和前置非接觸式激光防碰傳感器，當AGV運行時，前方一定距離內發現障礙物，AGV可減速停車，保證AGV及周邊人員設備的安全。

-車體尺寸：1900×850×870（mm）。

-AGV負載能力：》 800KG。

-AGV使用48V／100AH快速充電電池

-通訊方式為：無線局域網。

-導航方式為：慣性導航。

3、AGV電氣系統的構成

AGV主要由車載控制器、伺服驅動系統、慣導系統、安全系統、供電系統、通訊系統和手動維護系統等部分構成。實現了AGV控制器的通用性與模塊化，各功能模塊性能穩定可靠且分工明確，即保證了AGV整體性能的靈活配置，又便于不同系統功能的擴充與維護。

慣導傳感器的小誤差會隨時間累積成大誤差，其誤差大體上與時間成正比，因此需要不斷進行修正。新松慣導AGV是多傳感器數據融合的產物，包括高精度磁導航傳感器、陀螺儀傳感器、驅動輪碼盤傳感器，以及RFID傳感器等。在工作過程中，我們采用RFID配合AGV車體及時進行糾偏，保證慣導系統的精度及可靠性，從而保證AGV系統按軌跡運行。RFID同時作為站點識別的載體，使AGV可以隨時自動上線，不用人工輸入站點的號碼，在上線站點比較多的應用現場，為操作人員提供了便利，避免了人工輸入錯誤的情況。

4、 AGVS系統構成

電氣控制系統是物流系統中設備執行的控制核心，包含設備控制層和監控層。向上聯接物流系統的調度計算機，接受物料的輸送指令；向下聯接輸送設備實現底層輸送設備的驅動、輸送物料的檢測與識別；完成物料輸送及過程控制信息的傳遞。此外還提供內容豐富、形象生動的人機界面、安全保護措施和多種操作模式，輔助工作人員進行設備操作和維護。

AGV通過控制臺負責與立庫管理計算機交換信息，根據所要輸送鋁箔托盤的信息生成AGV的運行任務，同時解決運行中多AGV之間的避碰問題。AGV控制臺在調度管理過程中將AGV系統的狀態反饋給倉庫的中心控制管理系統。AGV控制臺和各AGV之間組成無線局域網。AGV與控制臺之間采用無線局域網進行信息交換。通過多個無線接入點的組合，覆蓋AGV運行的區域，使AGV在跨越不同的區域時實現自動漫游，實現無縫連接。

由于采用集中控制的方式，控制臺將成為AGVS系統的核心。它與生產調度管理計算機系統留有接口，可以接受調度命令和報告AGV的運行情況。控制臺應滿足工業現場環境要求，有足夠的運算速度和管理能力。控制臺主要功能包括通訊管理、AGV運行狀態、數據采集和運行狀態顯示。控制臺在實時調度在線AGV的同時將在屏幕上顯示系統工作狀態，包括在線AGV的數量、位置（包括AGV處于的地標位置）狀態、已完成的裝配數量等。控制臺負責AGV運行中的交通管理。保證運行中的AGV與AGV間不發生碰撞和AGV追尾等事故。控制臺將對進入系統和退出系統的AGV進行管理，以保證系統安全運行。

責任編輯：xj

原文標題：新松慣性導航AGV搬運系統方案

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