隨著工廠自動化、計算機集成制造系統(tǒng)技術的逐步發(fā)展以及柔性制造系統(tǒng)、自動化立體倉庫的廣泛應用，AGV(Automatic GuidedVehicle)即自動導引車作為聯(lián)系和調(diào)節(jié)離散型物流系統(tǒng)以使其作業(yè)連續(xù)化的必要的自動化搬運裝卸手段，其應用范圍和技術水平得到了迅猛的發(fā)展。作為當代物流處理自動化的有效手段和柔性制造系統(tǒng)的關鍵設備，AGV已經(jīng)得到了越來越廣泛的應用，對AGV的研究也具有十分重要的理論意義和現(xiàn)實意義。
AGV的概念
AGV是(Automated Guided Vehicle)的縮寫，意即“自動導引運輸車”，是指裝備有電磁或光學等自動導引裝置，它能夠沿規(guī)定的導引路徑行駛，具有安全保護以及各種移載功能的運輸車。AGV是現(xiàn)代工業(yè)自動化物流系統(tǒng)中的關鍵設備之一，它是以電池為動力，裝備有電磁或光學等自動導航裝置，能夠獨立自動尋址，并通過計算機系統(tǒng)控制，完成無人駕駛及作業(yè)的設備。
近年來，自動化技術呈現(xiàn)加速發(fā)展的趨勢，國內(nèi)自動化立體倉庫和自動化柔性裝配線進入發(fā)展與普及階段。AGV以輪式移動為特征，較之步行、爬行或其它非輪式的移動機器人具有行動快捷、工作效率高、結(jié)構(gòu)簡單、可控性強、安全性好等優(yōu)勢。與物料輸送中常用的其他設備相比，AGV的活動區(qū)域無需鋪設軌道、支座架等固定裝置，不受場地、道路和空間的限制。因此，在自動化物流系統(tǒng)中，最能充分地體現(xiàn)其自動性和柔性，實現(xiàn)高效、經(jīng)濟、靈活的無人化生產(chǎn)。
AGV系統(tǒng)技術研究方向
(1)導引技術：八十、九十年代，正當國內(nèi)的一些院校廠所致力基于埋線電磁導引技術并剛開始應用，基于CCD的光學磁帶識別、周邊圖像識別導引技術停滯不前之時，美國則以汽車行業(yè)為代表，應用推廣了基于陀螺導航的定位技術;瑞典的NDC公司則推出了基于激光反射測角定位技術。近年來，出現(xiàn)了激光測角與測距相結(jié)合的導引技術，其導引頭已經(jīng)商品化。導引技術的進步，提高了行程路徑的柔性化，同時提高了停位精度，由±10毫米，縮小至±5毫米，乃致±3毫米。GPS定位導航技術則在大型(最大可達40t)AGV上得到應用。
(2)移載技術：針對不同應用需求，出現(xiàn)了背輥式，背鏈式，推挽式，牽引式，龍門式，側(cè)叉式、前叉式、后叉式、三向叉式、升降伸縮叉式等。由于移載技術，驅(qū)動技術、電池技術的進步，促進了載重/自重比的大幅提高，由1:4提高到1:1.2，即同樣載重量，先進車型自重下降為落后車型的1/4。使車輛移動的能耗成倍降低，因而可以少裝電池，使AGV的自重、功耗形成良性循環(huán)。
(3)電池技術：由采用酸性電池，進步到高能酸性電池，近年來，又開始采用高能堿性電池，提高環(huán)保性能，大幅提高了充、放電比，由充電時間/放電時間為1:1提高到1;12，大幅縮短了待機充電的時間。
(4)智能化：在企業(yè)物流自動化技術中，現(xiàn)代AGV技術最具有智能化的特征，車載計算機的硬軟件功能日益強大不斷升級，使AGV及AGV系統(tǒng)具有從網(wǎng)絡、無線或紅外接收上位及客戶指令，自動導引，自動行駛，優(yōu)化路線，自動作業(yè)，交通管理，車輛調(diào)度，安全避碰，自動充電，自動診斷，實現(xiàn)了AGV的智能化，信息化，數(shù)字化、網(wǎng)絡化、柔性化、敏捷化、節(jié)能化、綠色化。現(xiàn)代AGV是24小時不知疲倦的聰明小車(僅在任務間隙時隨機進行短時充電)，能主動、自序、有節(jié)拍按最安全、快捷的路線執(zhí)行作業(yè)。智能化的結(jié)果加上動力強勁，行駛速度可達160米/分，反映在選用車輛臺數(shù)上成倍減少。
AGV發(fā)展趨勢
AGV智能化程度高，不會疲勞，不俱危險，不會萎靡走神，精準精確，不僅可大大節(jié)約企業(yè)人力成本;也可使員工脫離危險崗位，從事更具人性化的工作，對提高生產(chǎn)效率、降本提質(zhì)、提升企業(yè)的生產(chǎn)管理水平作用顯著，因此，在近幾年里自動導引車系統(tǒng)將迎來更具挑戰(zhàn)的時代。
目前，AGV已應用到物流倉儲業(yè)、危險場所和特種行業(yè)、煙草、醫(yī)藥、化工、冶金、造紙、食品等行業(yè)。從技術的發(fā)展看，導引技術是自動導引車(AGV)的關鍵技術之一。電磁感應導引已廣泛應用;激光導引是目前采用的主流技術;視覺導引是研究的熱點;慣性導引、超聲波導引等正被關注。單導引技術不能解決成本、可靠性、靈活性和定位精度等性能指標之間的矛盾，低成本高可靠性的傳感器、組合導引及信息融合技術需要進一步研究。未來，AGV系統(tǒng)的性能將在智能化、信息化、柔性化、敏捷化、節(jié)能化和綠色化等功能要求方面進一步改進完善，在工業(yè)現(xiàn)代化建設上發(fā)揮更加重要的作用。
AGV系統(tǒng)構(gòu)成
1、AGV系統(tǒng)
AGV一般采用輪式驅(qū)動，具有電動車的特征。AGV小車能在地面控制系統(tǒng)的統(tǒng)一調(diào)度下，自動搬運貨物，實現(xiàn)自動化的物料傳送。因其具有靈活性、智能化等特點，能夠方便地重組系統(tǒng)，達到生產(chǎn)過程中的柔性化運輸之目的。較之傳統(tǒng)的人工或半人工的物料輸送方式，AGV系統(tǒng)大大減輕了勞動強度和危險性，提高了工作效率，在機械、電子、紡織、卷煙、醫(yī)療、食品、造紙等行業(yè)都可以發(fā)揮作用。國外的AGV系統(tǒng)設計，應用水平都比較高，應用也很廣泛。國內(nèi)的應用相對少一些，但是在各方面的共同努力下，國內(nèi)的AGV系統(tǒng)的設計水平和應用水平正在接近或趕超國際先進水平。
AGV系統(tǒng)由控制臺、通訊系統(tǒng)、地面導航系統(tǒng)、充電系統(tǒng)、AGV和地面移載設備組成。其中主控計算機負責AGV系統(tǒng)與外部系統(tǒng)的聯(lián)系與管理，它根據(jù)現(xiàn)場的物料需求狀況向控制臺下達AGV的輸送任務。在AGV電池容量降到預定值后，充電系統(tǒng)給AGV自動充電。地面移載設備一般采用滾道輸送機、鏈式輸送機等將物料從自動化倉庫或工作現(xiàn)場自動移載到AGV上，反之也可以將物料從AGV上移載下來并輸送到目的地。AGV、充電系統(tǒng)、地面移載設備等都可以根據(jù)實際需要及工作場地任意布置，這也體現(xiàn)了AGV在自動化物流中的柔性特點。
2、AGV的結(jié)構(gòu)
AGV由車載控制系統(tǒng)、車體系統(tǒng)、導航系統(tǒng)、行走系統(tǒng)、移載系統(tǒng)和安全與輔助系統(tǒng)組成。
(1)車載控制系統(tǒng)
車載控制系統(tǒng)是AGV的核心部分，一般由計算機控制系統(tǒng)、導航系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)、操作面板及電機驅(qū)動器構(gòu)成。計算機控制系統(tǒng)可采用PLC、單片機及工控機等。導航系統(tǒng)根據(jù)導航方式不同可分為電磁導航、磁條導航、激光導航和慣性導航等不同形式通過導航系統(tǒng)能使AGV確定其自身位置，并能沿正確的路徑行走。通訊系統(tǒng)是AGV和控制臺之間交換信息和命令的橋梁，由于無線電通訊具有不受障礙物阻擋的特點，一般在控制臺和AGV之間采用無線電通訊，而在AGV和移載設備之間為了定位精確采用光通訊操作面板的功能主要是在AGV調(diào)試時輸入指令，并顯示有關信息，通過RS232接口和計算機相連接。AGV上的能源為蓄電池，所以AGV的動作執(zhí)行元件一般采用直流電動機、步進電動機和直流伺服電機等。
(2)車體系統(tǒng)
它包括底盤、車架、殼體和控制器、蓄電池安裝架等，是AGV的軀體，具有電動車輛的結(jié)構(gòu)特征。
(3)行走系統(tǒng)
它一般由驅(qū)動輪、從動輪和轉(zhuǎn)向機構(gòu)組成，形式有三輪、四輪、六輪及多輪等，三輪結(jié)構(gòu)一般采用前輪轉(zhuǎn)向和驅(qū)動，四輪或六輪一般采用雙輪驅(qū)動、差速轉(zhuǎn)向或獨立轉(zhuǎn)向方式。
(4)移載系統(tǒng)
它是用來完成作業(yè)任務的執(zhí)行機構(gòu)，在不同的任務和場地環(huán)境下，可以選用不同的移載系統(tǒng)，常用的有滾道式、叉車式、機械手式等。
(5)安全與輔助系統(tǒng)
為了避免AGV在系統(tǒng)出故障或有人員經(jīng)過AGV工作路線時出現(xiàn)碰撞，AGV一般都帶有障礙物探測及避撞、警音、警視、緊急停止等裝置。另外，還有自動充電等輔助裝置。
(6)控制臺
控制臺可以采用普通的IBM-PC機，如條件惡劣時，也可采用工業(yè)控制計算機，控制臺通過計算機網(wǎng)絡接受主控計算機下達的AGV輸送任務，通過無線通訊系統(tǒng)實時采集各AGV的狀態(tài)信息。根據(jù)需求情況和當前各AGV運行情況，將調(diào)度命令傳遞給選定的AGV。AGV完成一次運輸任務后在待命站等待下次任務。如何高效地、快速地進行多任務和多AGV的調(diào)度，以及復雜地形的避碰等一系列問題都需要軟件來完成。由于整個系統(tǒng)中各種智能設備都有各自的屬性，因此用面向?qū)ο笤O計的C++語言來編程是一個很好的選擇。在編程時要注意的是AGV系統(tǒng)的實時性較強，為了加快控制臺和AGV之間的無線通訊以及在此基礎上的AGV調(diào)度，編程中最好采用多線程的模式，使通訊和調(diào)度等各功能模塊互不影響，加快系統(tǒng)速度。
(7)通訊系統(tǒng)
通訊系統(tǒng)一方面接受監(jiān)控系統(tǒng)的命令，及時、準確地傳送給其它各相應的子系統(tǒng)，完成監(jiān)控系統(tǒng)所指定的動作：另一方面又接收各子系統(tǒng)的反饋信息，回送給監(jiān)控系統(tǒng)，作為監(jiān)控系統(tǒng)協(xié)調(diào)、管理、控制的依據(jù)。
(8)導航系統(tǒng)
AGV導航系統(tǒng)的功能是保證AGV小車沿正確路徑行走，并保證一定行走精度。AGV的制導方式按有無導引路線分為三種：一是有固定路線的方式;二是半固定路線的方式;三是無路線方式。
