AGV控制技术报告(完整版).

自动导引车（AGV）系统

技

术

工

作

报

告

1. 国内外发展情况

先进制造技术、工厂物流自动化是目前国内外极受重视的新技术应用领域。

柔性加工、柔性装配、仓储物流自动化是其中的重要组成部分。自动导引车（Automated Guided Vehicle ）则是其中不可缺少的重要设备和系统技术。在世

界范围内，随着市场需求的增长，近几年有了很大发展。AGV技术的发展，进一步促成了先进的柔性生产线、自动化物流系统的实现。国外发达国家中日本、德国、美国、瑞典、意大利AGV产品种类齐全，技术先进，处于领先地位。沈阳新

松机器人自动化股份有限公司多年来，从基础技术研究开始，已开发出具有自主

知识产权的AGV及其系统技术，获得多项专利。

在先进的加工制造生产线上使用柔性加工系统(FMS)技术, 在装配( 例如汽

车及其部件) 生产线上使用柔性装配系统(FAS)技术, 在仓库存取输送线上使用自

动化柔性物流系统技术, 可以增加制造生产线和物流系统的柔性, 提高生产效率, 适应生产多品种产品的市场需求, 提高企业的组织和设备重组能力和对市场作

出敏捷反应的能力。

目前，由于国内汽车行业的快速发展，其对配套生产厂家的产品质量及产

量要求不断提高，特别是装配制造业。基于这种情况对柔性装配系统的需求正在

不断提高。

为了保证AGV24小时内连续运行和使用的可靠性，采用大电流快速充电

的方法为AGV自动补充能量。AGV的充电过程是在控制台的监控下自动进行的。

周边输送系统

周边输送系统主要是AGV的自动上下货位置，这些设备在与AGV进行交接货物时，在系统监控下实现动作的互锁和协调。

AGV控制台

控制台是AGV系统的调度管理中心，负责与监控计算机交换信息，生成

AGV的运行任务，解决多AGV之间的避碰问题。同时将AGV系统的状态反馈给中心控制管理系统。

通讯系统

通讯系统由AGV控制台和各AGV之间组成无线局域网（此通讯系统频率

2.4GHz不需向无委会申报，覆盖范围不大于500米）。AGV与控制台之间

采用无线局域网进行信息交换。通过多个无线接入点的组合，覆盖AGV 运行的区域，使AGV在跨越不同的区域时实现自动漫游，实现无缝连接。

AP3、AP4、AP5）

3. 技术基础

新松公司是我国唯一的一家专门从事机器人和自动化装备研究开发及产业

化的高技术股份公司，技术实力雄厚，科研及生产条件优良。多年来完成了一大

批国家攻关计划以及“863”高技术计划项目，取得了丰硕成果。先后解决了机

器人操作机优化设计技术、高性能机器人控制系统开发技术、机器人作业技术、

大型机器人自动化线设计技术以及机器人成套周边装备设计开发技术等关键技

术问题，取得了几十项专利，形成了一系列机器人及其周边设备产品及机器人自

动化生产线成套装备。其技术水平在国内处于领先地位，并达到世界先进水平。

在AGV物流技术方面，我们的自动导引车（AGV）系统已被列入全球采购平台，产品出口到美国、加拿大、俄罗斯、印度、韩国等多个国家，打破了中国高技术AGV 系列产品只有进口没有出口的历史。为汽车及汽车零部件装配行业开发与制造的AGV系统形成了完整的系列产品, 占据了国内大部分的汽车生产企业，在国内处于垄断地位。

沈阳新松机器人自动化股份有限公司始终致力于中国自主知识产权的AGV技术开发，积极推进AGV产业化发展。经过近十几年的努力，已经具备了自动导引

车（AGV）系统自主研究开发、生产制造、工程设计与实施的成熟技术和能力。

在AGV产品、工程应用、物流周边设备生产方面已经达到了相当的规模，形成了

年产300台套AGV和基于AGV的工业自动化系统的生产能力；在AGVS生产体系、生产设施、生产条件等方面也得到了较大的扩充和改善，建立起了较完善的售后服

ISO9001国际质量体务体系、人员培训体系和质量保证体系，成为国内唯一通过

系认证的机器人研究、开发和生产机构。

4．自动导引车（AGV）系统项目简介

近年来，随着中国汽车零部件行业的蓬勃发展，国内汽车发动机厂家开始跟

踪国外先进装配工艺，以提高生产效率和产品质量。目前国外VOLVO，依维克等

AGV自动导引车作为装配车间移动的工作平

大型发动机生产厂家都采用先进的

台。

新松公司自主研发的自动导引车（AGV）系统也已在国内得到成功应用。如

以潍柴动力股份有限公司的发动机装配为应用背景，开发了适应发动机和变速箱

等组件装配的自动导引车（AGV）系统，为潍柴动力股份有限公司的新建工业园

区发动机装配线大批量运用AGV系统，。在本项目中，新松公司充分发挥在自动控制领域和系统集成能力上的优势，对整个生产车间物流输送AGV系统、线上工具配置系统、电器控制及管理信息系统进行详细规划设计，使整个系统达到自动化程度高、性能可靠、工人操作简单方便、物流规划合理等效果，该项目共应用了

24台自动导引车（AGV）系统。其工艺流程是：由计算机控制的空中移栽机构将

发动机送到指定工位后，通过发动机上的飞轮壳与AGV小车上的法兰盘相连接，AGV在固定的环形路线依次经过各个工艺停车点（工位）进行相应工艺内容的装

配工作，同时AGV上安装有信息系统的计算机终端，适时显示装配工艺，指导安

装人员进行装配。完成全部预定的工作内容后，AGV停靠到指定的站点由人工将发动机吊放到测试输送线上，完成一个工作循环。同时各个系统之间通过数据库

和网络通信实现信息共享，协同实现对整个车间的作业控制和信息管理。系统建立车间级局域网，使得车间能够独立运行，同时又可方便地与其它车间或上级管

理系统进行信息交换。

该用户评价我们的AGV系统技术先进，设计合理，外形美观，设备投产运行后，性能稳定，故障率低，达到国际先进、国内领先水平。该系统的投产应用，

提高了劳动生产率，保证了产品质量，提升了公司的形象，产生了良好的经济和

社会效益。

5．自动导引车（AGV）系统技术参数及性能指标

系统控制方式：采用集中调度管理方式, 实时监视AGV系统的运行状态, 实现柔性控制。

通讯方式：AGV控制台与AGV间采用无线局域网通讯交换信息。

导航方式：磁导航AGV/激光导航

驱动方式：直流伺服驱动/ 交流伺服驱动

AGV运行速度：负载最大:45m/min, 空载最大:60m/min?

导航精度：±10 mm

运动方向：前进，后退（手动），转弯

AGV 自重：1200 Kg

转弯半径：2 m（最小）

工作时间：24小时连续( 三班)

充电方式：在线自动快速充电

电池：48V/100Ah

防碰装置：远程非接触防碰

信息显示终端：AGV上带有信息系统的计算机终端， 1 5”液晶屏幕，适时显示装

配工艺等

手持条码扫描器：用于装配过程中零部件信息录入

盘车伺服系统：用于气门间隙调整时调整曲轴位置柴油机旋转：绕轴线点动旋转±170o

柴油机上下升降：柴油机点动上下升降功能

操作面板：左右双操作面板

7．4自动导引车AGV的导航系统：

搞干扰性好，AGV地标传感器使用同一系列的AGV的地面磁导航系统是AGV在运行过程

7．5 在线自动充电系统

10-20倍，使用大电流充

开放空间通讯距离：100米

使用国际开放频段，无需向无线电管理委员会申请应用频带。

7．7 自诊断系统

AGV 车载控制器软件和硬件的设计提供了AGV 系统的自检测，自诊断，自保护能力。

在AGV 车载界面中可完整的查询AGV 中各关键部件的工作状态，且多数信息均可进行动态观察，使用十分方便。在AGV 控制台内还记录有系统自动运行过程的状态数据，记录文件的数量可以人工进行调整，保证系统运行的可追溯

性。

7．8 人机界面

1）新松公司设计的AGV 系统中所有系统软件（包括车载软件、控制台软件、管理软件、系统参数编辑软件等等）均使用方便的中文菜单式操作界面，

提供丰富的操作内容；下图是AGV 控制台AGV状态窗口中的显示内容，操作人员在控制室内可通过列表详细了解系统中所有AGV 的运行状态，如出现故障，控制台会及时报警，操作人员又可通过列表快速直观地查询故障车号及原因。

7．11 自动导引车AGV系统对环境的影响

于70dBA，抱闸只在AGV处于静态时起作用，AGV在使用过程中，仅在充电时电池有极少量的水汽排出，对运行环境完全不会造成污染。

当遇到紧急情况时，由人工按下，转运车将立即停止运行。

在转运车的显著位置安装有运行警示灯，当转运车行进时警示灯闪亮，提醒

人们注意。

7．12 上线站点号自动识别（RFID ）

磁导航AGV上线登录时，需要知道当前点的位置标识。通常由人工输入AGV 当前上线登录的站点编号，由于人为等因素的介入，容易造成站点编号的输入错误。为了避免人为因素造成的错误，我们的AGV 系统引入了上线站点号自动识

别系统（RFID）。当AGV 需要上线进行登录操作时，AGV 通过附近的站点时，可

以自动读取该站点的站点编号，从而避免站点编号的输入错误。

7．13工艺显示终端

AGV上带有工艺显示终端，可根据不同柴油机的机型适时显示装配工艺和装

配信息等。当AGV到达某一工位时，工艺显示终端自动显示该工位装配工艺及需

要装配的部件，当条码扫描部件与装配部件信息不符合是显示错误状态，提示装配人员进行调整，同时工艺显示终端显示被装发动机在AGV上的各种姿态信息。该信息显示终端采用带有 1 5”液晶显示屏的工控一体机，保证对工业环境的适应性。

7．14多驱动轴协调控制

由于发动机装配需要多种姿态，在不同装配工位的姿态不同，要求AGV在运动过程中进行多轴协调运动，其中包括升降、旋转及盘车，在盘车过程中要求两

个轴同步旋转且相对角度误差小于1度。

8．先进性和创新点

随着电子器件和控制技术的发展，AGV 系统的技术也不断的提高，而且许多新技术都应用到AGV 或AGVS上。激光技术的应用使AGV 实现虚拟路径的导航和安全保护；无线局域网的应用使AGV 的调度实时性更强，是AGV 调度技术的一场革命；现场总线的应用使AGV的可靠性和可维护性得到提高；RFID的应用使AGV与地面系统的信息交互量更大，自适应性更强。

本项目重点解决了AGV 的轮系结构、实时控制系统、嵌入式软件、混合导航、多AGV 系统调度管理等关键技术难题，适合国内外不同应用环境的AGV系统，并在汽车制造等自动化生产线上应用，提升了我国企业的工业自动化水平和参与国际竞争的能力。并在如下方面做出了创造性的贡献：

（1）适合我国现代物流特征的运输装配型AGV 系统的总体设计思想

（2）适应不同地面要求的AGV 轮系结构

（3）AGV 实时控制系统及嵌入式实时控制软件

（4）混合导航方法和多极AGV 调度管理算法

（5）RFID 在AGV 调度中的应用和多AGV 通讯

（6）建立符合现代物流以特征的生产执行过程管理模式，并实现制造过程管理与底层自动化装备、物流AGV 系统和上层商务系统的无缝集成（7）交流永磁同步电机控制