無人駕駛運(yùn)輸系統(tǒng)（用于自動(dòng)導(dǎo)引車的 AGV）可以將工業(yè)環(huán)境中的生產(chǎn)力提高 50% 到 70%。然而，要做到這一點(diǎn)，您需要足夠的行動(dòng)自由——在空間越來越稀缺的工廠中。AGV 設(shè)計(jì)人員在最小的空間中可以容納的功能越多，最終用戶的利益就越大。這里的決定性因素是最佳執(zhí)行器系統(tǒng)的選擇。這就是設(shè)計(jì)人員在緊湊型封裝中實(shí)現(xiàn)強(qiáng)大軸控制時(shí)越來越多地依賴智能機(jī)電執(zhí)行器的原因。

廠房內(nèi)的AGV

在制造公司中，由于無人駕駛運(yùn)輸系統(tǒng)（圖 1），員工通常不必舉起和搬運(yùn)重物，例如在用坯料填充生產(chǎn)線或?qū)⒊善吠ㄟ^大廳運(yùn)輸?shù)絺}庫時(shí)。目前使用的大部分 AGV 由激光或磁條控制，一些使用電纜和固定通道，但越來越多的 AGV 通過無線電進(jìn)行通信。

圖 1：無人駕駛運(yùn)輸系統(tǒng) (AGV) 提高了生產(chǎn)工廠的效率

在生產(chǎn)工廠中，機(jī)器操作員通常通過工作站上的終端向物流系統(tǒng)報(bào)告他需要新零件。系統(tǒng)收到請(qǐng)求后，將運(yùn)輸指令轉(zhuǎn)發(fā)給AGVS管理軟件，AGVS管理軟件將任務(wù)委托給最近的車輛，兼顧緊迫性和最優(yōu)運(yùn)輸路線。操作員完成后，他會(huì)向控制系統(tǒng)發(fā)出信號(hào)，以繼續(xù)進(jìn)行流程的下一步。

上位機(jī)隨時(shí)了解AGV的狀態(tài)、位置、速度和方向、任何故障和充電狀態(tài)，并控制其前進(jìn)、后退、向左或向右。如果AGV遇到障礙物，它會(huì)自動(dòng)停止以避免碰撞。障礙物清除后，操作也將自動(dòng)恢復(fù)。

需要智力

正如 AGV 的使用越來越多一樣，將車輛運(yùn)動(dòng)集成到現(xiàn)代軟件系統(tǒng)中的愿望也在增加。例如，這些包括用于資源規(guī)劃的 ERP 系統(tǒng)、自動(dòng)存儲(chǔ)系統(tǒng)、模塊化傳送帶系統(tǒng)和資產(chǎn)管理。此類軟件有助于開發(fā)將材料從一個(gè)工廠區(qū)域運(yùn)輸?shù)搅硪粋€(gè)工廠區(qū)域的最佳工作流程，這些工作流程在很大程度上是自動(dòng)化的，即無需操作員干預(yù)即可進(jìn)行。

聯(lián)網(wǎng)通過集成在現(xiàn)代 AGV 中的微處理器和軟件解決方案進(jìn)行。為了充分發(fā)揮數(shù)字通信的潛力，開發(fā)人員越來越多地使用所謂的“智能”執(zhí)行器，這些執(zhí)行器也配備了智能。后者一方面可以集成到 AGVS 的自動(dòng)化概念中，另一方面可以在執(zhí)行器之間進(jìn)行直接通信。例如，可以使用同步執(zhí)行器的可能性來開發(fā) AGV 升降臺(tái)（圖 2）。

圖 2：智能執(zhí)行器為 AGV 的應(yīng)用集成開辟了可能性，例如這張，其中多個(gè)執(zhí)行器是同步的。

基于數(shù)字集成能力和成本的執(zhí)行器比較

機(jī)電執(zhí)行器是生產(chǎn)車間使用的 AGV 中智能集成的最佳解決方案。從圖 3 中可以看出，廉價(jià)的皮帶、剪刀、凸輪和液壓系統(tǒng)幾乎沒有數(shù)字集成能力。主軸齒輪更容易集成，但由于它們需要額外的電機(jī)和控制器，因此它們的成本通常至少與智能機(jī)電執(zhí)行器一樣多?？招闹鬏S驅(qū)動(dòng)器可以集成并具有類似的技術(shù)。然而，它們的巨大成本幾乎是不合理的，除非在電子商務(wù)配送中心等具有極高速度或數(shù)量的存儲(chǔ)和運(yùn)輸應(yīng)用中。

圖 3：基于成本和數(shù)字化能力的驅(qū)動(dòng)解決方案比較

緊湊的優(yōu)勢

最佳使用可用的大廳空間為每個(gè)工廠提供優(yōu)勢，無論是在額外建筑物的成本還是現(xiàn)有空間的最大回報(bào)方面。由于無人駕駛運(yùn)輸系統(tǒng)可以特別快速和輕松地配置，因此它們比傳統(tǒng)的、通常是固定的傳送帶更節(jié)省空間。但 AGV 本身所需的空間也是一個(gè)重要因素——既包括在大廳中移動(dòng)所需的空間，也包括其在狹窄空間中行駛的能力。

一種解決空間較小的方法是使用較小的執(zhí)行器，但所需的安裝空間仍然是一個(gè)問題。機(jī)電執(zhí)行器通常在兩端都有適配器來接受負(fù)載。如果用安裝法蘭代替?zhèn)鹘y(tǒng)的后適配器，與行程長度相比，總長度會(huì)減少，從而為設(shè)計(jì)人員提供更多空間。

更緊湊的設(shè)計(jì)允許在狹窄空間內(nèi)使用 AGV，同時(shí)降低能耗。當(dāng) AGV 設(shè)計(jì)需要更昂貴的鋰離子電池時(shí)，后者尤為重要。降低能耗還意味著更長的操作時(shí)間和更低的充電頻率，這也有助于提高整體生產(chǎn)力。

與皮帶、液壓或齒輪解決方案相比，使用常見的驅(qū)動(dòng)選項(xiàng)，機(jī)電執(zhí)行器占用的空間最少，可移動(dòng)特定負(fù)載。在機(jī)電解決方案中，單法蘭安裝的解決方案對(duì)空間的要求最低。

基于空間要求的驅(qū)動(dòng)解決方案比較。

例如，Thomson Industries 提供可選的后安裝法蘭，可優(yōu)化其 Electrak? HD 執(zhí)行器的安裝行程比。其緊湊的設(shè)計(jì)便于在狹小空間內(nèi)進(jìn)行安裝，非常適合開發(fā)不同類型的自動(dòng)化設(shè)備、AGV 和起重設(shè)備 - 同時(shí)保持上述數(shù)字功能。

由于占地面積小，ThomsonHD執(zhí)行器是緊湊型 AGV 的理想解決方案，而可選的后部安裝法蘭進(jìn)一步優(yōu)化了安裝和行程長度之間的關(guān)系。

應(yīng)用

只要貨物和零件必須在平面上移動(dòng)，智能、緊湊的 AGV 就可以發(fā)揮核心作用。以下是一些廣泛使用無人駕駛運(yùn)輸系統(tǒng)的行業(yè)。

• 消費(fèi)品。AGV 可以在眾多消費(fèi)品行業(yè)中找到，例如電子、醫(yī)藥、化工、香煙、紡織品和家用電器。他們搬運(yùn)從精密工作部件和包裝到重型托盤的所有物品。例如，在空調(diào)系統(tǒng)的制造中，這包括將安裝板、排氣格柵、蓋板、面板、電機(jī)、出風(fēng)口、前框架、蓋板和冷凝器往返于相關(guān)工作站的運(yùn)輸。除了機(jī)電執(zhí)行器帶來的空間節(jié)省之外，它們的內(nèi)置智能還允許執(zhí)行器同步冷卻系統(tǒng)等重型組件。

  
  

• 光纖生產(chǎn)。在玻璃纖維的制造中，將熔融玻璃拉制成細(xì)絲，然后粘合在一起，AGV 可以與 CNC 機(jī)器、智能工業(yè)機(jī)器人和生產(chǎn)線相結(jié)合。這意味著他們會(huì)在拉絲、干燥和切割站之間自動(dòng)運(yùn)輸硅酸鹽原料，然后進(jìn)行包裝、堆放和儲(chǔ)存。工作流程從開始到結(jié)束都是嚴(yán)格計(jì)時(shí)的；機(jī)電致動(dòng)器的可編程性為光纖制造商提供了優(yōu)化的效率。

• 汽車生產(chǎn)。在汽車行業(yè)，AGV 取代了手工作業(yè)、叉車和其他將門、引擎蓋、鉸鏈、螺栓和其他組件運(yùn)送到適當(dāng)站點(diǎn)的傳統(tǒng)方法。機(jī)電執(zhí)行器的高彈性是一個(gè)有價(jià)值的因素，尤其是在汽車生產(chǎn)中。

• 電子產(chǎn)品生產(chǎn)。缺乏晶圓、支架或其他組件的庫存是導(dǎo)致電子產(chǎn)品生產(chǎn)線中斷的最常見原因之一，即使是輕微的延遲也可能代價(jià)高昂。通過確保正確的組件在正確的時(shí)間出現(xiàn)在正確的位置，智能、緊湊的 AGV（由可編程執(zhí)行器提供支持）可在電子組件的生產(chǎn)中實(shí)現(xiàn)高處理效率。

• 電子系統(tǒng)的測試。電子系統(tǒng)（例如配電盤）的電磁特性必須在不會(huì)引起放電的環(huán)境中進(jìn)行測試。配備執(zhí)行器的 AGV 可以通過編程方式使它們以固定順序操作多個(gè)開關(guān)并將它們移動(dòng)到測試臺(tái)而不受干擾。這需要經(jīng)過廣泛測試的執(zhí)行器，以確保它們?cè)陔娮舆^程中只發(fā)出最少的電磁輻射。測試感應(yīng)負(fù)載開關(guān)、正電感、正負(fù)耦合、啟動(dòng)脈沖、減載、電磁抗擾度以及傳導(dǎo)和輻射發(fā)射等因素。

鑒于國際競爭日益激烈，大多數(shù)分析師預(yù)測 AGVS 的使用將持續(xù)增長。不斷上漲的勞動(dòng)力成本是AGVS行業(yè)增長的驅(qū)動(dòng)力。然而，同樣重要的是需要最大限度地提高所有設(shè)備的回報(bào)。這些資源包括 AGV 本身及其移動(dòng)的區(qū)域。選擇具有最小空間要求的智能、安全的機(jī)電執(zhí)行器是決定性的措施，今天的無人駕駛運(yùn)輸系統(tǒng)可以用它來裝備明天的任務(wù)。