自動導引車（AGV）可以將工業(yè)生產(chǎn)力提高50%到70%，但其需要在空間日益緊張的工廠中擁有足夠的移動自由。AGV設計人員設計的AGV外形越小、集成的功能越多，對最終用戶的價值就越大。選擇正確的驅動技術對于實現(xiàn)這一目標至關重要。為了同時實現(xiàn)緊湊外形和高性能運動控制，AGV設計人員越來越多地選擇智能機電執(zhí)行器。
工廠中的AGV
在制造應用中，AGV（圖1）取代了許多人工提升和搬運工作，例如將坯料運送到生產(chǎn)線，以及在整個車間、倉庫和裝配線上轉運貨物。目前使用的大多數(shù)AGV都由激光或磁條引導，部分AGV使用電纜和固定軌道，并且它們越來越多地采用無線通信方式。
圖1. AGV提升制造應用的效率。
在典型制造應用中，機器操作員會通過其工作站的調(diào)用終端在物流管理計算機系統(tǒng)發(fā)出零件需求信號。管理系統(tǒng)收到請求后，將請求轉發(fā)給AGV管理軟件，然后AGV管理軟件會根據(jù)優(yōu)先級和最佳裝卸貨動作將任務派發(fā)給最近的車輛。當完成工作后，操作員向控制系統(tǒng)發(fā)出信號，繼續(xù)進行流程的下一步。
上位機始終了解AGV的狀態(tài)、位置、速度、方向、故障和功率，并控制其前進、后退、向左、向右移動。若遇到障礙物，AGV會自動減速并停止以避免碰撞。障礙物清除后，AGV自動恢復運行。
智能需求
隨著AGV的使用日益增多，將車輛運動與高級軟件應用程序集成的興趣也在不斷提高，這包括企業(yè)資源規(guī)劃系統(tǒng)、自動存儲系統(tǒng)、模塊化輸送系統(tǒng)和資產(chǎn)管理軟件。這類軟件有助于創(chuàng)建優(yōu)化的工作流程，只需極少的人工干預，即可完成生產(chǎn)設施內(nèi)的材料或功能轉移。
連接通過現(xiàn)代化AGV中的板載微處理器和軟件進行管理。為了充分利用數(shù)字通信的潛力，設計人員還部署了內(nèi)置智能的智能執(zhí)行器。這使得執(zhí)行器可以集成到AGV自動化方案中，并且執(zhí)行器之間可以直接通信。例如，可以使用執(zhí)行器的相互同步能力來開發(fā)AGV升降臺。（圖2）
圖2. 智能執(zhí)行器為AGV的應用集成開辟了可能性，例如這種升降臺利用了同步多個執(zhí)行器運動的能力
基于數(shù)字集成能力和成本的執(zhí)行器比較
機電執(zhí)行器是與面向生產(chǎn)車間應用的AGV進行智能集成的理想解決方案。如圖3所示，價格較低的皮帶驅動、剪刀式凸輪齒輪和液壓系統(tǒng)幾乎或完全沒有數(shù)字集成能力；齒輪絲杠具有更高的數(shù)字集成能力，但由于需要額外的電機和控制器，因此其成本至少與智能機電執(zhí)行器相當；空心絲杠執(zhí)行器具有類似的數(shù)字集成能力和技術，但除了高速、大容量的倉儲和配送應用（如電子商務包裝和運輸）外，它們在其他應用中的成本明顯過高。
圖3. 基于成本和數(shù)字化能力的驅動解決方案比較
緊湊的優(yōu)勢
無論是比較額外建筑物的成本還是利用現(xiàn)有空間實現(xiàn)最大回報，優(yōu)化外形尺寸可以為任何工廠帶來效益優(yōu)勢。由于AGV可以快速輕松地配置，因此它們比通常固定的傳送帶更節(jié)省空間。但為了在車間中自由移動，AGV本身需要足夠的空間，同時還需要適應更狹小空間的能力。
使用較小的執(zhí)行器是提高空間利用率的有效方法，但其所需的安裝空間仍然是一個問題。機電執(zhí)行器通常在前端和后端都有負載適配器。如果用安裝法蘭代替?zhèn)鹘y(tǒng)的后適配器，則可減小總長度和行程長度之比，為系統(tǒng)設計人員提供更多空間。
設計越緊湊，AGV就越容易部署在緊湊的空間中，同時降低能耗。如果AGV設計需要更昂貴的鋰離子電池，則后者尤為重要。更低的能耗也意味著更長的工作時間和更低的充電頻率，這同樣有助于提高整體生產(chǎn)力。
在常見的執(zhí)行器選項中，相比于皮帶、液壓或齒輪驅動解決方案，機電執(zhí)行器驅動給定負載所需的工作空間最小。在機電解決方案中，單法蘭安裝的選項對工作空間的要求最低。
基于工作空間要求的驅動解決方案比較
例如，Thomson Industries提供了一個后安裝法蘭選項，可減小Electrak® HD電動推桿的總長度與行程長度之比。憑借更緊湊的設計，該執(zhí)行器更易于安裝在狹小空間中，因此非常適合用來設計各種自動化設備、AGV和起重設備，同時保持上述數(shù)字功能。
由于能夠適應狹小空間，Thomson Electrak HD電動推桿是緊湊型AGV的理想選擇，其利用后部安裝法蘭選項可減小總長度與行程長度之比。
應用
每當貨物和零件需要在平面上移動，智能、緊湊的AGV都可以發(fā)揮作用。以下是一些經(jīng)常使用AGV的行業(yè)示例：
- 消費品。AGV廣泛應用于眾多消費品行業(yè)，包括電子、醫(yī)藥、化工、香煙、紡織品和家用電器。它們被用于搬運從精密工件和包裝零件到重型托盤的所有物品。例如，在空調(diào)制造中，可能涉及將安裝板、后濾網(wǎng)、蓋板、面板、電機、出風口、前框架、蓋板和電容器往返運輸至相關工作站。除了為冰箱等大尺寸重型物品的應用帶來空間節(jié)省外，機電執(zhí)行器還板載了智能功能，能實現(xiàn)負載同步移動。
- 玻璃纖維生產(chǎn)。在玻璃纖維的生產(chǎn)中，二氧化硅被拉制成細絲，然后粘合在一起。AGV可以與CNC機床、智能工業(yè)機器人和生產(chǎn)線集成。它們可在拉制、干燥、切割工作站之間自動運輸二氧化硅原料，然后進行包裝、堆放和儲存。工作流程從開始到結束是緊密協(xié)調(diào)的，機電執(zhí)行器的可編程性使玻璃纖維生產(chǎn)商能夠進一步優(yōu)化效率。
- 汽車制造。在汽車制造中，AGV取代了用于將門、引擎蓋、鉸鏈和螺栓等組件運送到適當站點的手工作業(yè)和叉車等傳統(tǒng)方法。機電執(zhí)行器的高負載處理能力在汽車制造中尤其關鍵。
- 電子制造。晶圓和夾具等組件不能即時可用是電子產(chǎn)品生產(chǎn)線中斷的常見原因之一。即使輕微的延遲也可能造成高昂的代價。智能的緊湊型AGV（由可編程執(zhí)行器提供支持）可確保正確的組件在正確的時間出現(xiàn)在正確的位置，幫助實現(xiàn)高效的電子產(chǎn)品生產(chǎn)。
- 電子系統(tǒng)測試控制面板等電子系統(tǒng)的電磁特性必須在不會引起放電的環(huán)境中進行測試。配備執(zhí)行器的AGV可以通過編程以固定速率按下按鈕序列，并從測試臺移動，從而不受干擾地進行測試。為了確保在電子動作期間僅產(chǎn)生低電磁輻射，執(zhí)行器需要經(jīng)過全面的測試，例如感應負載開關、正電感瞬變、正負耦合、啟動、負載突降、電磁抗擾度、傳導發(fā)射和輻射發(fā)射等。
隨著全球競爭日益激烈，大多數(shù)分析師預測AGV的使用將持續(xù)增長。不斷上漲的勞動力成本是AGV用戶增長的關鍵驅動力，但盡可能提高所有資產(chǎn)回報的需求同樣至關重要。這些資產(chǎn)包括AGV本身和它們移動的空間。為了優(yōu)化當前AGV在未來應用中的使用，選擇空間要求小的智能安全型機電執(zhí)行器是設計人員可以采取的重要措施。
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