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帶路徑規劃系統的自動引導車助力實現倉儲物流的優化曾經只能在科幻小說中看到的自動引導車(AGV)現如今已經成為現實,比如倉儲物流中使用的自動引導車。America inMotion公司又取得了一項新的突破,為運輸車輛配備了革命性的路徑規劃系統,推出了最新的iBOT系列。
簡介
America inMotion(AIM)公司位於美國北卡羅來納州夏洛特市,是一家專業生產AGV系統的製造商,他們可以根據客戶倉儲、物流及分配應用方面的具體需求提供定製的自動化解決方案。AIM公司CEO TommyHessler解釋說道:「由於每輛AGV小車的安裝需求都非常多樣化,我們的團隊會特別小心地引導客戶完成整個過程,找到最適合他們的自動化需求的解決方案。」
AGV小車屬於自主移動機器人[1],它們沿着布置在地板上的標記或導線自動行駛,或者使用視覺導航、磁導航或激光導航。在工業應用中,它們最常用於在工廠或倉庫中運送物料,適合用於完成各種任務。無論是搬運產品、遞送郵件還是執行其它自動化作業,幾乎可以無限次地配置這些強大而靈活的機器。
案例實施與應用情況
iBOT優化倉庫物流
大約三年前,美國一家領先的家居裝飾零售商與AIM進行了合作接洽,使用一套專為他們的新倉儲運輸中心量身定製的AGV系統擴展他們的配送設施。公司指定使用具有叉車所有典型功能(如前進、轉向和桅杆控制)的機械平台。傳統的AGV自動化系統並不具備完成這些任務所需的靈活性和可靠操作,因此AIM找到了倍福,使用基於PC的控制系統來開發iBOT。它利用卡爾曼濾波和測距法進行導航,並使用Dijkstra算法找到兩個節點之間最短路徑。
iBOT完全自主行駛,執行指令只需極少的操作輸入。這看似簡單,其實並不簡單,因為托盤的性質因操作而異。Hessler解釋道:「你可以想像,人們不會購買一整個托盤的產品。每個托盤內都會包含不同的產品組合,因此每個托盤的尺寸和重量也會不斷變化。小車拾起裝好的托盤並將其運送到其中一個纏膜機中,將其放下,在此期間,AGV小車會自動避免碰到倉庫貨架、工作人員和其它七輛AGV小車。」
這個項目的規模相當大,可以說是一項十分艱巨的任務,1200英尺長的倉庫需要映射成千上萬的位置,並且系統可以跟蹤托盤上的訂單號和各個產品,同時將這些信息發回給中央計算機進行採集和監控。更為複雜的是,AGV車隊一次會收到約80個訂單,因此通過最小化行駛距離和行駛時間來優化AGV小車的運行也是十分重要的。
使用基於PC的控制技術實現AGV小車的趨勢設置自動化
iBOT的HMI使用的是安裝有TwinCAT軟件的倍福CP6606面板型PC。此外,四台防護等級為IP65的19英寸不鏽鋼面板型PC安裝在家居裝飾零售商的配送設施四周各處。每台設備顯示8輛AGV小車的位置和流量統計信息,並跟蹤它們的性能表現、每小時負載以及任何錯誤或性能不足之處。
在AGV小車發展歷程中的大部分時間裡,都由運行某種路徑規划算法的專用硬編碼系統來實現機器人系統的運動控制。編程和調試這些小車是一個耗時耗力的過程,而且如果出現錯誤或其它系統問題,最終用戶的工作人員排除故障的成本會很高且困難重重。Tommy Hessler解釋說道:「大多數最終用戶都有經驗來解決AGV小車上出現的任何機械或電氣問題,但是在控制方面,他們常常別無選擇,只能依靠供應商支持。基於標準組件的工業PC平台的實施讓我們現在擁有了突破這一障礙的AGV小車。這是將AGV小車定位為主流物料搬運和物流[2]解決方案邁出的巨大一步。此外,倍福控制組件的可擴展性幫助我們降低了成本,從而也幫助我們的客戶降低了成本。」