一、简介

厂内物流在工厂生产活动中发挥着重要作用。 一些运输路线固定、运输频率较高、作业环境较差的工作场景适合采用自动导引运输车来运输物料。 本文针对某玻纤企业包装线业务流程，设计并实现了AGV系统与物流管理系统、过程控制系统、安全门系统的连接，丰富了AGV的应用场景。

2、业务流程描述

某玻纤企业的包装线有4台码垛机器人大众娱乐，码垛在8个码垛位上。 每个码垛机器人在两个码垛位置堆垛。 同时，还有一个包裹机器人，负责对编码后的托盘进行包裹，方便运输。 目前，将使用两台AGV来完成各个工位之间的物料搬运工作。 码垛机器人将输送线末端的纱卷码垛在空托盘上，然后根据码垛情况对托盘进行处理。 如果托盘满了，AGV会将满托盘运送到包装入口等待裹包，否则称为半托盘，运送到半托盘平台进行人工处理。 运输到包装入口的整托盘经过包装后到达包装出口，再由AGV运输到仓储入口进行整托盘存储。

场地布局如图1所示，其中RP1-RP4分别代表4个码垛机器人，SP1-SP8代表8个码垛站，每个码垛机器人就近码垛。 例如，RP1在SP1和SP2处码垛，其余码垛关系类似。 HP代表半托盘平台，EP1和EP2代表空托盘平台，PI代表包装入口平台，PE代表包装出口，WM代表裹包机，WI代表立式仓库入口平台。 现场的所有站点都是输送线并与其交互。

图1 场地布置图

2.1 处理空托盘

AGV系统接收上层系统下达的空托盘运输任务。 它首先将任务分配给距离拾取站较近且处于空闲状态的AGV。 AGV接到任务后，移动到指定的取货站。 AGV带着空托盘平台穿过输送线。 握手交互，空托盘从平台移动到AGV上。 AGV拾取货物后，移动至指定的码垛平台。 AGV与码垛平台输送线握手。 空托盘从 AGV 移动至码垛平台输送线。 等待空托盘完全移动到输送线平台后，AGV卸货完成，空托盘运输任务结束，AGV返回空闲状态。

2.2 将满托盘运输至包装入口

大众娱乐AGV系统接收上层系统下达的将满托盘运输至包装入口的任务。 它首先将任务分配给距离拾取站较近且处于空闲状态的AGV。 AGV接到任务后，移动到指定的码垛站。 AGV通过码垛站。 在平台输送线的握手交互中，满托盘从平台输送线移动到AGV。 AGV拾取货物后，移动至包装入口平台。 AGV与平台输送线握手互动。 整个托盘从 AGV 移动到包装入口输送线。 等待满托盘完全移至输送线上，AGV卸货完成，满托盘运输任务完成，AGV返回空闲状态。

2.3 全托盘薄膜缠绕

整个托盘由 AGV 运输至包装入口输送线。 排队包装后，到达包装出口托盘包装膜，等待AGV运输。

2.4 将半托盘运输至半托盘平台

AGV系统接收上层系统下达的将半托盘运输到半托盘平台的任务。 它首先将任务分配给距离取货平台较近且处于空闲状态的AGV。 AGV接到任务后，移动到指定的码垛平台。 在平台输送线的握手交互中，半托盘从平台输送线移动到AGV。 AGV拾取货物后，移动至半托盘平台。 AGV与平台输送线握手，半托盘从AGV移动到半托盘平台输送线。 ，当半托盘完全移至输送线上时，AGV卸载完成，半托盘运输任务完成，AGV返回空闲状态。

2.5 满载入库

AGV系统接收上层系统下达的将满托盘运入仓库的任务。 它首先将任务分配给距离拾取站较近且处于空闲状态的AGV。 AGV接到任务后，移动至包装出口平台。 AGV通过带有包装出口平台的输送线。 在握手交互中，包装好的满托盘从平台输送线移动到 AGV。 AGV拾取货物后，移动至仓库入口平台。 AGV与平台输送线握手，满托盘从AGV移至仓库入口平台进行运输。 线上，当满托盘完全移至输送线时，AGV卸货完成，完成将满托盘运入仓库的任务托盘包装膜大众娱乐，AGV恢复空闲状态。

3 系统设计与实现

3.1 系统概述

本项目AGV系统主要涉及与控制输送线的MFMS、PCS、SDS三个系统对接。 MFMS负责向AGV系统下达搬运任务。 PCS 确保 AGV 和输送线之间物料的安全传输。 SDS确保AGV通道两侧的门打开时AGV停止移动。 AGV系统还包括自动导引车管理系统（AGVMS）和自动导引车调度系统（AGVSS）。 由于AGVSS采用的是常林托盘的产品，所以也称该产品为AGVSS。 AGVMS负责AGV任务的管理，如改变优先级、收集历史任务统计等。AGVSS负责AGV管理和流量控制。 Cway是一款图形界面软件，可以监控AGV的运动状态并发出一些特殊指令。 系统拓扑图如图2所示。

图2 系统拓扑图

大众娱乐3.2 与MFMS连接

根据调用AGV的特点，MFMS将任务生成方式分为两类。 一类是在输送线平台生成所需物料的搬运任务，本文称为物料请求任务； 另一种是输送线平台上有物料，需要AGV搬运物料。 离开在本文中称为返回任务。

本项目中，空托盘运输任务为所需物料任务，满托盘运输至包装入口的任务、半托盘运输至半托盘平台的任务、满托盘运输入库的任务为返还物资的任务。 当码垛站上没有托盘时，将发起物料请求。 MFMS根据码垛站类型确定需要哪种托盘类型，确定空托盘平台，向指定的取货站和卸货站下达物料搬运任务。 托盘码垛后，到达码垛站。 根据托盘是否已满，发起不同的退货请求。 如果托盘已满，MFMS将发出从码垛站到包装入口的运输任务。 如果托盘未满，则发出从码垛平台到半码垛平台的运输任务。 当包装出口有退货请求时，由于只有一个仓库入口，MFMS会下发从包装出口到仓库入口的搬运任务。

MFMS下发的任务信息验证无误后，AGVMS向AGVSS下发物料搬运任务。

3.3 与PCS连接

大众娱乐根据物料流向的不同，AGVSS与PCS之间存在两种交互序列，分为拾取交互序列和卸载交互序列。

当AGV到达取货平台时，Cway上的“AGV到位*平台”指示灯将设置为绿色。 提货时，“提货请求”指示灯将设置为绿色。 同时，输送线将指示“允许拾取”的灯设置为绿色。 当取货操作完成后，AGV会将“AGV完成”指示灯设置为绿色，“取货请求”指示灯设置为红色。 输送线会将“输送线完成”指示灯设置为绿色，“允许拾取”指示灯变为红色。 最后，AGV将“AGV完成”指示灯设置为红色，输送线将“输送线完成”设置为红色。 AGV离开平台后，“AGV到位*平台”指示灯会变成红色，见图3。

大众娱乐图3 拾取操作执行中点示意图

大众娱乐当AGV到达卸货平台时，Cway上的“AGV到位*平台”指示灯将设置为绿色。 当执行卸载操作时，“卸载请求”指示灯将设置为绿色。 同时，输送线会将“允许卸货”指示灯设置为绿色。 。 当卸载操作完成时，输送线会将“输送线完成”指示灯设置为绿色，AGV将“AGV完成”指示灯设置为绿色，“卸载请求”指示灯将设置为红色，并且“允许卸载”指示灯将设置为红色。 最后，输送线将“输送线完成”设置为红色，AGV将“AGV完成”指示灯设置为红色。 AGV离开平台后，“AGV就位*平台”指示灯会变成红色，见图4。

大众娱乐图4 卸载操作执行中点示意图

3.4 与SDS连接

大众娱乐AGV通道两侧均设有安全门。 当安全门打开时，SDS发出开门信号，移动的AGV停止。

4. AGV系统功能

4.1 任务优先级

大众娱乐AGVMS提供在Web界面修改任务优先级的功能。 当某项任务急需先执行时，有权限的操作人员可以通过Web界面提高相应物料的优先级。

大众娱乐4.2 AGVSS路径规划

大众娱乐AGV设备的路径规划是根据生产设备布局图和工艺流程安排最佳的AGV小车运输路线，以达到高效、简单、顺畅运输的目的，并尽可能避免多车之间的干扰，以提高效率。系统运行效率。

大众娱乐4.3 复合任务的实现

在任务分配和调度方面，根据AGV小车的实际位置、是否正在执行任务、执行任务的距离和时间等因素，自动将任务分配给AGV小车。上一个任务，AGV系统会根据物流系统任务指令，自动调度AGV小车执行最近的任务，有效提高了系统的效率。

大众娱乐4.4 复杂的交通控制

AGV作业空间狭小，装卸平台较多，很容易造成AGV拥堵。 为了减少多辆车在该区域的等待时间和拥堵时间，系统会自动解锁死锁和拥堵。

4.5 任务取消机制

大众娱乐如果上级系统发出错误指令或人为干预导致AGV小车接收到错误的任务，可以在AGVMS上取消该任务。

5. 系统仿真

大众娱乐在AGVS上进行仿真，使用软件模拟MFMS下发AGV搬运任务，使用软件模拟PCS和SDS信号，使用Cway进行图形界面显示。 仿真过程中，AGVS能够成功接受任务并调度AGV完成任务，实现与PCS的正确信号交互。 SDS还实现了AGV运行的安全控制。 仿真运行如图 5 所示。

图5 模拟运行图

六，结论

本文研究AGV在玻纤行业包装线的应用，实现AGV系统与MFMS、SDS的对接，成功模拟AGV任务执行过程，丰富AGV的应用场景，将人力从繁琐的劳动中解放出来。 同时，减轻了疫情对企业人力的影响，推动制造业智能化发展。

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