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AGVAMR在大规模定制化生产中的应用

发布时间:2024/1/22 12:56:58   
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摘要:AGV/AMR因其高度柔性化和智能化的特点,在大规模定制化生产的智能工厂中得到了广泛应用,本文通过分析大规模定制化生产的特点和需求,以及AGV/AMR的产品优势和技术优势,简单阐述了AGV/AMR在大规模定制化生产的智能工厂厂内物流中的典型应用。

关键词:大规模定制、智能工厂、AGV/AMR

前言

随着现代科技飞速发展和全球化进程加快,市场竞争日益加剧,客户需求日渐多样化和个性化,从而使企业竞争的焦点逐渐集中在如何更好地满足客户多样化的需求上。在这种形势下,传统的大规模生产模式不再适应快速多变的市场需求,大规模定制这种崭新生产方式应运而生。

大规模定制(MassCustomization,MC)生产模式,已经替代统治了近一个世纪的大规模量产方式,成为21世纪的主流生产模式。大规模定制生产模式结合了定制生产和大规模生产两种生产方式的优势,在满足客户个性化需求的同时,保持较低的生产成本和较短的交货期。定制化生产要求生产具有高度的智能化和柔性化,可以在不中断生产的情况下进行快速换产,同时保证物流、信息流和资金流的及时性和精确性。作为离散型的智能化移动机器人,AGV/AMR在实现大规模定制化生产的智能工厂中发挥了巨大的作用。[1]

AGV/AMR产品特点及优势

AGV(AutomatedGuidedVehicle,自动导引车辆)是指装备有电磁或光学等自动导引装置,能够沿规定的导引路径行驶,具有安全保护以及各种移载功能的无人驾驶的运输车辆。AGV的引导原理是根据AGV行走的轨迹进行编程,数字编码器检测出的电压信号判断其与预先编程的轨迹的位置偏差,控制器根据位置偏差调整电机转速对偏差进行纠正,从而使AGV沿预先编程的轨迹行走。在AGV行走过程中,需不断根据输入的位置偏差信号调整电机转速,对系统进行实时控制。

AMR(AutonomousMobileRobot,自主移动机器人)是一种具有理解能力,并在自建地图环境中独立移动的机器人。AMR与其前代产品AGV不同,后者主要依赖于轨道或预定义路线,并通常需要操作员监督,而AMR使用激光传感器、视觉传感器、人工智能、机器学习技术来计算路径规划,以理解环境并在其中导航,不受有线电源的限制。由于AMR配备有2D/3D摄像头和激光传感器,如果它们在环境中导航时遇到意外障碍,例如意外掉落的箱子或意外闯入的人群,AMR将利用避撞等导航技术来减速、停止或重新规划路线绕过障碍物,然后继续执行任务。

从车体结构外形来看,AGV/AMR可分为叉式、潜伏式和复合式三种主要类型。图1中为9种典型的机构形式,不同的车体结构因不同的使用场景而生,在大规模定制化生产模式下的智能工厂厂内物流中大显身手,具体如下所述:

1.叉式AGV

从传统叉车演化而来,最具标志性的特点就是通过货叉、夹报器等属具来完成托盘、料架等载具或物料的取放和搬运,通过门架、链条传动机构、齿轮旋转机构等进行提升、下降或旋转动作。

叉式AGV通常用于重型(2~6t)货物的搬运和堆高,其中常规地面点到点的搬运可以使用搬运式AGV,前支撑腿的结构和较小的提升高度,使得搬运式AGV只可搬运中型或重型的川字底托盘/料架物料。对于中小负载(0.5~2t)的川字底托盘、且对提升高度有一定要求(≤4米)的场景,可以使用前支腿式AGV,如果要处理田字底的托盘,需使用宽支腿式AGV、平衡重式AGV或者前移式AGV。平衡重式AGV可以同时处理3t左右的川字底和田字底托盘,并能提升到4米高的货架上,前移式AGV可以同时处理1t左右的川字底和田字底托盘,并能提升到最高11米高的货架上(目前已知的AGV最高提升高度)。

因为大部分叉式AGV采用单舵轮驱动,所以在直角堆垛或接驳点取放物料时,需要较大的转弯半径和通道宽度,车体和托盘尺寸越大,需要的转弯半径和通道宽度就越大,从2米到5米不等。为了解决这个痛点问题,全向式AGV和窄巷道AGV应运而生,全向式AGV采用双舵轮结构,可以前后移动、横向移动和原地旋转,最小的通道宽度只要比车体的宽度增加毫米就可以通行。

目前,窄巷道式AGV主要有两种形式:一种是双门架式AGV,通过将伸缩货叉安装到载货台上,然后载货台可以在双门架上实现上下运动,该窄巷道式AGV可以像无轨堆垛机一样在较窄的密集式货架仓库内实现无人存取作业,可以与输送机或潜伏式AMR进行接驳,并可根据客户的存取指令和流量要求进行自动更换巷道和增减AGV数量,实现24小时的无人化作业。另一种是在传统三向叉车的基础上进行AGV改装,亦可实现窄巷道双向叉取的功能,而且提升高度比双门架要高很多。针对大规模定制生产中托盘种类的多样化,可以通过安装可调距叉类的属具,来自动适配不同规格的托盘,做到无人化作业。

2.潜伏式AMR

年亚马逊收购Kiva机器人公司,并在其仓库内大批量使用潜伏式AGV来完成商品的存取、拣选和配送作业,此后潜伏式AGV迎来了发展黄金时期。从最初的

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