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摘 要：AGV机器人的运行，需要在其系统结构和功能上，保持较好柔性制造特性。本篇文章基于AGV机器人在柔性制造系统的应用，分析其结构和功能，开发嵌入式工控机平台，通过它能够实现AGV机器人无线通信，在立体仓库系统中充当堆垛机，满足AGV应用的各种功能需求。希望本文的研究能够为读者提供有益参考。
关键词：AGV机器人;柔性制造;堆垛机
前言
自动导引小车（AGV）是安装了电磁或光电的装置，能够根据设计好的线路，自动完成导引。同时根据线路规划和实际需要，通过编程和模式调整，改变导引路径。基于此系统开发的AGV机器人，能够提供移栽、安全保护、搬运等功能，表现较高的自动化、安全、灵活的特点，被广泛应用到仓库管理系统、汽车制造、机械加工领域。将AGV机器人应用到柔性制造系统中，通过光电导引方式，以此让堆垛机按照设置好的指令存放、搬运仓库半成品。
1 AGV功能模块
本文所讲的AGV机器人，其组成部分包括AGV车体、控制系统、转向驱动装置、光电导引系统等功能模块。其中AGV机器人系统结构，主要是通过配备网卡的主控计算机进行操作，它与有源集线器、无线接入点进行连接，以此实现对各功能模块的控制。无线接入点与嵌入式工控机（配备无线网卡）之间最大容许距离为50m，后者连接光电导引系统、安全监测系统、功率驱动模块（包含升降电机、行走电机、伸缩电机）。这套系统结合了有线和无线连接，有利于分布式控制系统的应用。
AGV车体部分，由车身、机械手组成，后者支持上下移动、伸缩和旋转的操作，控制系统是它的中枢，通过它发送的传感器信号、电机驱动、定位算法，实现机械手的精细操作和控制。同样，机械手也具有无线通信的功能，这一设置能够让上位机实时安排AGV机器人的运动方向、传感器信号、躲避障碍等指令。对于转向驱动装置，主要由驱动电机、控制电路等组成，以无线通讯系统保证各组成部分有效协调。AGV机器人安装嵌入式工控机，其配置了无线网卡，能够实时与上位机进行通信，供电电源为48V的直流蓄电池，续航时间长达12h。在安全防护方面，利用配置红外传感器和躲避障碍算法，有效对生产范围的人和设备进行有效保护。
2 AGV机器人功能模块程序
AGV机器人控制系统采用工业控制微机（IPC），操作系统为微软Windows 2000（Server），软件开发平台为Visual C++6.0，程序开发为MFC。对于模块程序的开发要求，采用Windows系统的多任务运行机制，这样的设计能够让上位机实时对AGV机器人进行控制;采用多线程技术编程，从而提高实时操作能力，程序分为四个线程，分别为纠偏线程、左电机PWM线程、右电机PWM线程、主控界面线程，通过处理信息函数，调整电机差动调速。
2.1机器人行走模块
AGV机器人走动由直流电机直接驱动，通过读取条形码以及配置传感器反馈的信号，转换采集电路，经过I/O板、PCI数据采集卡、工控机的数据处理和交换，向左、右PWM输出信号，从而对小车形成隔离、升降驱动控制。光电传感器的信号比较重要，因此采用16位、低8位的状态读取信号。例如，数据读取结果为0x0380、0x01c0、0x01E0等，那么这些数据可认为在中间位置，偏差为0。若是传感器反馈的是其他数据，那么基于0x03c0的标准，求出两个数据偏差值。基于AGV行进路线规划，预测其在行走过程的运行趋势，通过得出数据与标准数据的比较，得出偏差值趋势。通过左偏、右偏差动纠偏，将表现的偏差趋势减小，使机器人在保证运行状态安全的前提下，沿着直线移动，直到收到控制信号转向。
2.2任务接受和机械手操作模块
为了让AGV机器人支持多线程、多任务运行，方便分布式控制系统运用，因此安装CORBA软件，通过定义IDL接口，编程AGV接受上位机路径运行指令。以车载软件处理AGV机器人执行指令，车载机嵌入式工控机与上位机之间，通过无线网卡及其通信装置，共同组成无线局域网，将连接此网络的设备、机器人进行控制，以此规划AGV机器人接受相应任务，安排行走路径。
对于机器人机械手的升降和伸缩结构，以及旋转操作，通过可视类主线程发消息实现，通过启、停開关量变化，发出自定义消息和操作响应函数，最终实现机械手各项操作。
3 AGV机器人柔性制造系统的应用
将AGV机器人应用到柔性制造系统，主要是毛坯、半成品、成品进行搬运和出入库，这一过程实现全自动化。对于工作台、货架的装卸操作，为适应柔性高、物流量大、搬运线路复杂的情况，利用立体仓库作为堆垛机使用，主要包含以下几个业务流程。
入库流程，基于柔性制造系统的某个工位，提出将产品入库的要求，上位机在收到请求后分析然后通过，AGV机器人将相应零件搬运至对应仓位。根据上位机的控制指令，机器人到相应工位抓取零件，并根据当前行走路线、前方障碍、所处位置和任务要求等，运行到相应仓位，自动将零件放置对应位置。
对于出库流程，根据上位机发出的无线通信指令，AVG机器人从仓库内的特定仓位驱除零件，与入库流程一致，需要考虑机器人当前条件，规划最优取零件运动路径，进行装卸、准停。为了更好地让AVG机器人服务柔性制造系统，不断采集生产线的工位信息，及时更新数据。
4结论
综合上述，通过嵌入式工控机、上位机组成的无线局域网，让AVG机器人能够实时获取操控指令，从而高效、精确地为柔性制造系统服务，满足生产、制造的需要。
参考文献
[1]袁明.柔性复合机器人的设计与应用[J].物流科技，2018，41（06）：63-64，68.
[2]王洪钢，祁宇明.一种循迹AGV移动机器人控制系统的设计[J].机械工程与自动化，2018（03）：158-159，162.
关键词：AGV机器人;柔性制造;堆垛机
前言
自动导引小车（AGV）是安装了电磁或光电的装置，能够根据设计好的线路，自动完成导引。同时根据线路规划和实际需要，通过编程和模式调整，改变导引路径。基于此系统开发的AGV机器人，能够提供移栽、安全保护、搬运等功能，表现较高的自动化、安全、灵活的特点，被广泛应用到仓库管理系统、汽车制造、机械加工领域。将AGV机器人应用到柔性制造系统中，通过光电导引方式，以此让堆垛机按照设置好的指令存放、搬运仓库半成品。
1 AGV功能模块
本文所讲的AGV机器人，其组成部分包括AGV车体、控制系统、转向驱动装置、光电导引系统等功能模块。其中AGV机器人系统结构，主要是通过配备网卡的主控计算机进行操作，它与有源集线器、无线接入点进行连接，以此实现对各功能模块的控制。无线接入点与嵌入式工控机（配备无线网卡）之间最大容许距离为50m，后者连接光电导引系统、安全监测系统、功率驱动模块（包含升降电机、行走电机、伸缩电机）。这套系统结合了有线和无线连接，有利于分布式控制系统的应用。
AGV车体部分，由车身、机械手组成，后者支持上下移动、伸缩和旋转的操作，控制系统是它的中枢，通过它发送的传感器信号、电机驱动、定位算法，实现机械手的精细操作和控制。同样，机械手也具有无线通信的功能，这一设置能够让上位机实时安排AGV机器人的运动方向、传感器信号、躲避障碍等指令。对于转向驱动装置，主要由驱动电机、控制电路等组成，以无线通讯系统保证各组成部分有效协调。AGV机器人安装嵌入式工控机，其配置了无线网卡，能够实时与上位机进行通信，供电电源为48V的直流蓄电池，续航时间长达12h。在安全防护方面，利用配置红外传感器和躲避障碍算法，有效对生产范围的人和设备进行有效保护。
2 AGV机器人功能模块程序
AGV机器人控制系统采用工业控制微机（IPC），操作系统为微软Windows 2000（Server），软件开发平台为Visual C++6.0，程序开发为MFC。对于模块程序的开发要求，采用Windows系统的多任务运行机制，这样的设计能够让上位机实时对AGV机器人进行控制;采用多线程技术编程，从而提高实时操作能力，程序分为四个线程，分别为纠偏线程、左电机PWM线程、右电机PWM线程、主控界面线程，通过处理信息函数，调整电机差动调速。
2.1机器人行走模块
AGV机器人走动由直流电机直接驱动，通过读取条形码以及配置传感器反馈的信号，转换采集电路，经过I/O板、PCI数据采集卡、工控机的数据处理和交换，向左、右PWM输出信号，从而对小车形成隔离、升降驱动控制。光电传感器的信号比较重要，因此采用16位、低8位的状态读取信号。例如，数据读取结果为0x0380、0x01c0、0x01E0等，那么这些数据可认为在中间位置，偏差为0。若是传感器反馈的是其他数据，那么基于0x03c0的标准，求出两个数据偏差值。基于AGV行进路线规划，预测其在行走过程的运行趋势，通过得出数据与标准数据的比较，得出偏差值趋势。通过左偏、右偏差动纠偏，将表现的偏差趋势减小，使机器人在保证运行状态安全的前提下，沿着直线移动，直到收到控制信号转向。
2.2任务接受和机械手操作模块
为了让AGV机器人支持多线程、多任务运行，方便分布式控制系统运用，因此安装CORBA软件，通过定义IDL接口，编程AGV接受上位机路径运行指令。以车载软件处理AGV机器人执行指令，车载机嵌入式工控机与上位机之间，通过无线网卡及其通信装置，共同组成无线局域网，将连接此网络的设备、机器人进行控制，以此规划AGV机器人接受相应任务，安排行走路径。
对于机器人机械手的升降和伸缩结构，以及旋转操作，通过可视类主线程发消息实现，通过启、停開关量变化，发出自定义消息和操作响应函数，最终实现机械手各项操作。
3 AGV机器人柔性制造系统的应用
将AGV机器人应用到柔性制造系统，主要是毛坯、半成品、成品进行搬运和出入库，这一过程实现全自动化。对于工作台、货架的装卸操作，为适应柔性高、物流量大、搬运线路复杂的情况，利用立体仓库作为堆垛机使用，主要包含以下几个业务流程。
入库流程，基于柔性制造系统的某个工位，提出将产品入库的要求，上位机在收到请求后分析然后通过，AGV机器人将相应零件搬运至对应仓位。根据上位机的控制指令，机器人到相应工位抓取零件，并根据当前行走路线、前方障碍、所处位置和任务要求等，运行到相应仓位，自动将零件放置对应位置。
对于出库流程，根据上位机发出的无线通信指令，AVG机器人从仓库内的特定仓位驱除零件，与入库流程一致，需要考虑机器人当前条件，规划最优取零件运动路径，进行装卸、准停。为了更好地让AVG机器人服务柔性制造系统，不断采集生产线的工位信息，及时更新数据。
4结论
综合上述，通过嵌入式工控机、上位机组成的无线局域网，让AVG机器人能够实时获取操控指令，从而高效、精确地为柔性制造系统服务，满足生产、制造的需要。
参考文献
[1]袁明.柔性复合机器人的设计与应用[J].物流科技，2018，41（06）：63-64，68.
[2]王洪钢，祁宇明.一种循迹AGV移动机器人控制系统的设计[J].机械工程与自动化，2018（03）：158-159，162.