新一代智能AGV關(guān)鍵技術(shù)
發(fā)布日期：2023-02-25 瀏覽量：1
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【AGV用途】
市面上的AGV搬運(yùn)機(jī)器人主要集中應(yīng)用在制造業(yè)物料搬運(yùn)方面，AGV在制造業(yè)應(yīng)用中以其高效、準(zhǔn)確、靈活地完成物料的搬運(yùn)任務(wù)而著稱。同時(shí)，它可以多臺(tái)AGV組成柔性的物流搬運(yùn)系統(tǒng)，搬運(yùn)路線可以隨著生產(chǎn)工藝流程的調(diào)整而及時(shí)調(diào)整，使一條生產(chǎn)線上能夠制造出十幾種產(chǎn)品，大大提高了生產(chǎn)的柔性和企業(yè)的競爭力。AGV作為基礎(chǔ)搬運(yùn)工具，AGV的應(yīng)用深入到機(jī)械加工、家電生產(chǎn)、微電子制造、卷煙等多個(gè)行業(yè)，生產(chǎn)加工領(lǐng)域成為AGV應(yīng)用最廣泛的領(lǐng)域，它是柔性制造的基礎(chǔ)工具。
【科技創(chuàng)新】
01改進(jìn)的激光SLAM導(dǎo)航定位技術(shù)
國內(nèi)某公司AGV產(chǎn)品負(fù)重1500kg的重復(fù)定位精度在±10mm，國外某知名AGV產(chǎn)品負(fù)重1500kg時(shí)精度前進(jìn)重復(fù)定位精度在±5mm，橫行停止精度在±10mm。本項(xiàng)目通過改進(jìn)粒子群進(jìn)化算法對粒子波的運(yùn)動(dòng)模型采樣粒子進(jìn)行優(yōu)化，改善粒子濾波算法的退化現(xiàn)象，提高SLAM算法的定位精度。
02 改進(jìn)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器控制技術(shù)
針對現(xiàn)有的電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制中存在舵輪速度波動(dòng)率較高且電機(jī)的重復(fù)定位精度較高等問題，提出微分前饋終端滑?？刂撇呗?，速度環(huán)采用自適應(yīng)模糊控制方法，提高速度環(huán)抑制速度波動(dòng)能力，在位置環(huán)加入快速終端滑模控制，提高舵輪位置控制精度。
03 改進(jìn)軌跡追蹤算法研究
針對現(xiàn)有AGV軌跡跟蹤速度慢，跟蹤精度不高等問題，提出一種Back-stepping的控制算法結(jié)合Lyapunov設(shè)計(jì)控制器，提高魯棒性和跟蹤的精確性最終實(shí)現(xiàn)AGV整車重復(fù)定位精度的目標(biāo)。
基于的Kafka架構(gòu)來實(shí)現(xiàn)AGV集群系統(tǒng)的調(diào)度功能，其具有分布式、支持分區(qū)、多副本等特點(diǎn)，最大優(yōu)點(diǎn)就是可以實(shí)時(shí)處理大量數(shù)據(jù)滿足需求場景。該項(xiàng)目提出的改進(jìn)遺傳算法，能有效降低系統(tǒng)的負(fù)載量標(biāo)準(zhǔn)差，其數(shù)值下降63.58%。該算法有助于緩解實(shí)際生產(chǎn)區(qū)域內(nèi)嚴(yán)重?fù)矶卢F(xiàn)象。提出利用表面微織構(gòu)、二維材料添加劑等方法，解決液體超滑受速度、壓力和溫度等因素的限制，建立高速、重載等情況下的固液耦合超滑體系。解釋超滑界面形成、演化和時(shí)效機(jī)制，建立固液耦合超滑的物理模型，突破液體超滑的壓力極限。以此解決舵輪中關(guān)鍵部件摩擦磨損問題，提高舵輪精度和穩(wěn)定性。
05 改進(jìn)人工蜂群調(diào)度任務(wù)分配算法技術(shù)
在AGV的調(diào)度更新策略中，利用其線性更新維數(shù)機(jī)制加快搜索過程。AGV在活動(dòng)區(qū)域的行駛路徑單一導(dǎo)致?lián)矶?。關(guān)鍵技術(shù)是引入“基于圖論搜索算法和均衡負(fù)載與強(qiáng)化學(xué)習(xí)的多AGV路徑規(guī)劃算法的技術(shù)”。通過該算法，獲取高密度AGV調(diào)度路徑規(guī)劃問題的最優(yōu)解。
區(qū)域內(nèi)擁堵情況對比圖：
上圖為正常A*路徑規(guī)劃的擁堵情況
下圖是基于圖論算法優(yōu)化后的
IABC提升調(diào)度規(guī)模自適應(yīng)性、提高調(diào)度效率對比圖：
圖為普通ABC（蜂群算法）任務(wù)分配效率圖
圖是IABC（智能蜂群）任務(wù)分配效率圖
【應(yīng)用價(jià)值】
汽車行業(yè)對AGV應(yīng)用領(lǐng)域需求巨大。AGV在汽車行業(yè)的典型應(yīng)用主要在于發(fā)動(dòng)機(jī)裝配線，或者底盤和平臺(tái)的對接。比如：原材料的自動(dòng)運(yùn)輸、總裝線的運(yùn)輸、測試區(qū)的往來運(yùn)輸以及生產(chǎn)車間與成品之間的自動(dòng)運(yùn)輸。無論是從使用量還是應(yīng)用成熟度，汽車行業(yè)無疑是AGV最強(qiáng)大的市場和最大的支持力量。
一個(gè)汽車企業(yè)往往要使用數(shù)百臺(tái)甚至上千臺(tái)AGV，如東風(fēng)日產(chǎn)廣州花都工廠就使用了超過1000臺(tái)AGV。從目前國內(nèi)汽車制造廠商的數(shù)據(jù)來看，大多數(shù)汽車企業(yè)都采用了國產(chǎn)的AGV作為廠內(nèi)生產(chǎn)物流的一個(gè)流通硬件，國產(chǎn)化率較高。因此，需要大力發(fā)展國產(chǎn)智能AGV調(diào)度系統(tǒng)，滿足生產(chǎn)需求。