受全球智能化、無人化熱潮,處于變革風口的制造業(yè)正在加快其變革腳步,選用智能化系統(tǒng)、在線升級生產制造已變成完成智能化系統(tǒng)生產制造的必備條件。在基本建設智能化工廠的全過程中,應用智能裝置進行運輸功能也是一項硬件配置規(guī)定。因而,做為一種智能化系統(tǒng)的運輸設備agv小車車,可以說是連接智能化系統(tǒng)生產制造、智能化工廠、智能化系統(tǒng)貨運物流的關鍵步驟。
AGV小車是Automated Guided Vehicle的縮寫,即自動導引運輸車。AGV利用網絡進行控制信號的傳輸,通過導航裝置獲知周邊情況從而自主進行規(guī)劃、調整行進路徑,從而更好地裝卸和搬運物料的小車。
AGV小車從發(fā)明到現(xiàn)在已經有60多年歷史了,其發(fā)展歷程最早起源于美國,然后發(fā)展到歐洲,接著普及到日本,再到中國。 國產AGV小車行業(yè)真正的技術積累時間普遍很短,但是發(fā)展的速度卻并不慢?,F(xiàn)在隨著應用領域的擴展,其種類和形式也變得多種多樣。
起始
第一輛AGV小車誕生于 1953年,它是由一輛簡易的AGC產品牽引式拖拉機改造而成的,帶有車兜,在一間雜貨倉庫中沿著布置在空中的導線運輸貨物。隨后AGV小車相關研究開始起步。
1960年歐洲就安裝了各種形式、不同水平的AGVS220套,使用了AGV1300多臺。到了70年代中期,由于微處理器及計算機技術的普及,伺服驅動技術的成熟促進了復雜控制器的改進,并設計出更為靈活的AGV小車。
1972年,科爾摩根NDC主導了在沃爾沃Kalmar工廠的第一套現(xiàn)代化的自動化導引車系統(tǒng)的開發(fā)和安裝。
1973年,瑞典VOLVO公司在KALMAR轎車廠的裝配線上大量采用了AGV小車進行計算機控制裝配作業(yè),擴大了AGV小車的使用范圍。70年代末,歐洲約裝備了520個AGV系統(tǒng),共有4800臺小車,1985年發(fā)展到10000臺左右。其應用領域分布為:汽車工業(yè)(57%),柔性制造系統(tǒng)FMS(8%)和柔性裝配系統(tǒng)FAS(44%)。
20世紀80年代末,美國的AGV小車生產廠商從1983年的23家劇增至1985年的74家。1984年,美國通用汽車公司完成了它的第一個柔性裝配系統(tǒng)(FAS),從此該公司就成為當時AGV小車的最大用戶。
1986年已達1407臺(包括牽引式小車、叉車和單兀裝卸小車),1987年又新增加1662臺。美國各公司在歐洲技術的基礎上將AGV小車發(fā)展到更為先進的水平,他們采用更先進的計算機控制系統(tǒng),運輸量更大,移載時間更短,小車和控制器的可靠性更高。
經過三十余年的發(fā)展,歐美地區(qū)的AGV技術及應用漸趨成熟,AGV小車開始出現(xiàn)產業(yè)化發(fā)展趨勢。
分化
AGV小車在歐美市場應用逐漸擴大的同時,日本也開始注意到這種自動化搬運設備。
日本在1963年首次引進AGV小車,其第一家AGV工廠于1966年由一家運輸設備供應廠商與美國的Webb公司合資建成。1976年后,日本對AGV小車的發(fā)展給予了高度重視,每年增加數十套AGV系統(tǒng),有神鋼電機、平田電機、住友重機等27個主要生產廠商生產幾十種不同類型的AGV小車。但在技術路線上,日本與歐美走向了不同的方向。
歐美國家追求AGV的自動化,以歐美為代表的AGV完全不需要人工干預路徑構造,能夠運用在幾乎所有的搬運場合。這種AGV功能完善、技術先進;同時為了能夠采用模塊化計劃,低沉計劃成本,提高批量生產的尺度,歐美的AGV放棄了對于于輪廓造型的追求,采用大部件組裝的形式進行生產;系列產品的覆蓋面廣:種種驅動模式,種種導引方式,種種移載機構應有盡有,系列產品的載重量可從50kg到60000kg(60噸)。由于技能和功能的限定,此類AGV小車的銷售價錢還是居高不下。
日本則追求簡樸純粹型AGV技能,或者只能稱其為AGC(AutomatedGuidedCart),該技能追求的是簡略無效,盡力讓用戶在最短的時間內收回投資成本。這類AGV在日本和臺灣企業(yè)利用十分普遍,從數量上看,日本生產的年夜多數AGV屬于此類產品(AGC)。該類產品完全聯(lián)合簡略的生產利用場合(單一的路徑,固定的流程),AGC只是用來進行搬運,并不刻意強調AGC的自動裝卸功能,在導引方面,多數只采用簡樸純粹的磁帶導引方式。由于日本的基礎工業(yè)發(fā)達,AGC生產企業(yè)能夠為其配置上幾乎簡略得不能再簡略的功能器件,使AGC的成本幾乎降到了極限。這種AGC在日本80年代就得到了普遍利用,2002到2003年達到利用的頂峰。不管是追求全自動化的歐美還是簡易搬運的日本,都只是從各自的實際需求出發(fā),讓成本和效率實現(xiàn)最好平衡。
進展
在歐美和日本AGV技術及應用逐漸成熟之際,國內在AGV領域的探索才剛剛開始。
1976年,北京起重機械研究所研制出第一臺AGV小車,建成第一套AGV滾珠加工演示系統(tǒng),隨后又研制出單向運行載重500公斤的AGV小車,雙向運行載重500kg、1000kg、2000kg的AGV小車,開發(fā)研制了幾套較簡單的AGV小車應用系統(tǒng)。
1988年,原郵電部北京郵政科學技術研究所研制了郵政樞紐AGV小車。
但整個七八十年代,國內AGV技術的研究都還只停留在實驗室階段,并沒有真正的落地應用。
1991年起,中科院沈陽自動化研究所/新松機器人自動化股份研究公司為沈陽金杯汽車廠研制生產了客車6臺AGV小車用于汽車裝配線中,完成了AGV從實驗室樣機到生產一線產品的跨越。
1996年,昆船開始與NDC合作,一年之后,昆船建成了自己的國家重點物流實驗室,并利用NDC技術生產了第一套AGV驗證系統(tǒng)(2臺),中國的第一臺激光導引AGV以及第一臺全方位運動AGV小車。
2000年至2012年,是國內AGV行業(yè)的平穩(wěn)發(fā)展階段,傳統(tǒng)制造行業(yè)、食品行業(yè)、輕工行業(yè)等引入AGV小車的應用,使AGV小車的應用開始深入到國民經濟的各個領域。國產的AGV小車及AGVS開始出口國外發(fā)達國家和地區(qū)。
興盛
2012年,亞馬遜收購kiva,這種新式的倉儲分揀AGV開始進入人們視線,在某種程度上倉儲機器人的火爆也帶動了AGV小車在各行業(yè)的應用。尤其是在國內,2014年前后創(chuàng)業(yè)公司一波接著一波涌現(xiàn),市場活力不斷增強。
在技術路線上,2012年之后,AGV開始沿著更加自主化的方向發(fā)展,在AGV的基礎上,業(yè)內也開始提出新的概念——AMR(Automated Mobile Robot即“自主移動機器人”)。
從“自動導引”到“自主移動”,相比于AGV,AMR可利用軟件對工廠內部繪制地圖或提前導入工廠建筑物圖紙實現(xiàn)導航。該項功能相當于一輛裝載有 GPS 以及一套預裝地圖的汽車。當汽車設置人們的住處和工作地址后,便能根據地圖上的位置生成最便捷的路徑,搬運設備的柔性化得到很大提升。
從AGV到AMR,導航技術的發(fā)展是設備從“車”逐漸過渡到“機器人”的主要因素之一,傳統(tǒng)的AGV多采用磁條、電磁及二維碼等導航方式,而AMR更多的采用slam(即時定位與地圖構建)技術,搭載激光雷達或視覺傳感器,實現(xiàn)自主導航。當然,由于應用場景的復雜性其實并不好界定哪一種導航方式是最好的,行業(yè)也認為,未來AGV會朝著融合導航的方向發(fā)展。
伴隨著各項技術的不斷發(fā)展,AGV小車當前也正在更多地與互聯(lián)網、大數據技術相結合,使物流系統(tǒng)的感知能力、自主決策能力得以提升,智能化程度顯著提高。同時隨著AGV產業(yè)的發(fā)展,AGV的需求增多、技術成熟及成本的降低將推動AGV小車應用范圍的進一步擴大。
市場方面,歐美日韓以及國內目前是AGV最主要的應用市場,當然東南亞等地區(qū)近幾年應用也在逐漸起步,而歐美AGV企業(yè)仍舊是走高端發(fā)展路線,也出現(xiàn)了一批優(yōu)秀的AMR廠商。日本由于其專注AGC的應用歷史,正逐漸喪失在高端AGV領域的競爭力,而國產AGV經過今年的蓬勃發(fā)展,無論是高端產品還是低端設備,品類都較為齊全,目前一些優(yōu)秀的國產AGV企業(yè)正在逐漸走向海外。
從1953年發(fā)展到今年(2020),六十年來,從單一裝卸搬運機器設備的作用可融入愈來愈繁雜的工作環(huán)境,AGV小車在持續(xù)發(fā)展趨勢的銷售市場全過程中也在逐漸擴張,將來AGV小車將邁向哪種發(fā)展趨勢,大家拭目等待!
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