1移動機(jī)器人車體控制技術(shù)

在移動機(jī)器人的實(shí)際應(yīng)用中，由于用戶所需要運(yùn)載的貨物不同，經(jīng)常需要更改傳感器、驅(qū)動器的類型及數(shù)量。為了提高機(jī)器人研發(fā)設(shè)計(jì)的工作效率，增強(qiáng)產(chǎn)品的核心競爭力。新松AGV擁有多款具有自主知識產(chǎn)權(quán)的專用車體控制器及車體控制器軟件，軟硬件均采用模塊式設(shè)計(jì)，僅需簡單調(diào)整配置參數(shù)，即可快速地適配多種不同類型AGV車型的改變。

圖1.1 移動機(jī)器人在汽車廠的應(yīng)用

新松移動機(jī)器人控制系統(tǒng)包括車體控制器、安全設(shè)備、人機(jī)接口、無線電臺、運(yùn)動控制器、傳感器、導(dǎo)航系統(tǒng)等器件組成。主控制器用于發(fā)布及接收指令，該控制器是專為移動機(jī)器人控制和應(yīng)用而設(shè)計(jì)的處理器，適合在工業(yè)環(huán)境下使用，是移動機(jī)器人系統(tǒng)的主控制單元。安全設(shè)備直接與控制器中的安全線路連接，確保機(jī)器人對環(huán)境的安全。通過人機(jī)接口及無線通信，可以實(shí)時(shí)下達(dá)指令并觀測運(yùn)行狀態(tài)。移動機(jī)器人主控制器通過接收導(dǎo)航系統(tǒng)及傳感器數(shù)據(jù)，控制伺服驅(qū)動器及運(yùn)動控制器進(jìn)行執(zhí)行操作。

新松移動機(jī)器人控制系統(tǒng)軟件大量使用了工業(yè)自動化控制理論，可實(shí)現(xiàn)多種導(dǎo)航方式、多種輪系驅(qū)動、多種傳感器的控制與應(yīng)用。主控制器人機(jī)界面友好，使用簡單且功能豐富，操作者可以通過交互界面實(shí)時(shí)觀察機(jī)器人的運(yùn)行狀態(tài)。車體參數(shù)和程序可以通過無線通信的方式在控制臺進(jìn)行統(tǒng)一配置和更新。

圖1.2 移動機(jī)器人車載控制系統(tǒng)

2移動機(jī)器人調(diào)度控制技術(shù)

在移動機(jī)器人應(yīng)用中，為了便于線路的改變，機(jī)器人的運(yùn)動路線控制由控制臺及控制臺軟件實(shí)現(xiàn)?？刂婆_硬件采用工業(yè)計(jì)算機(jī)及外設(shè)組成，由電臺基站與移動機(jī)器人無線通信，移動機(jī)器人可以在多個(gè)電臺之間自動轉(zhuǎn)換。

新松AGV在控制臺軟件調(diào)度控制方面，控制臺操作簡單，變更方便。同時(shí)控制臺可隨時(shí)觀測移動機(jī)器人運(yùn)行狀態(tài)，若機(jī)器人出現(xiàn)故障，控制臺可實(shí)現(xiàn)自動檢測及報(bào)警措施?？刂婆_可實(shí)現(xiàn)多車的控制及調(diào)度。

圖2.1 移動機(jī)器人控制臺技術(shù)

3移動機(jī)器人伺服驅(qū)動與運(yùn)動控制技術(shù)

在移動機(jī)器人應(yīng)用中，伺服驅(qū)動與運(yùn)動控制技術(shù)是機(jī)器人在移動過程中輪系及舵輪穩(wěn)定運(yùn)行的前提保障。為了達(dá)到對電機(jī)更精準(zhǔn)的控制，新松AGV為此研發(fā)了一套專用的伺服驅(qū)動器及運(yùn)動控制器。

4移動機(jī)器人導(dǎo)航技術(shù)

移動機(jī)器人自主導(dǎo)航技術(shù)可分為磁帶導(dǎo)航、電磁導(dǎo)航、激光導(dǎo)航、視覺導(dǎo)航、慣性及ID導(dǎo)航等。

磁帶導(dǎo)航原理：磁帶導(dǎo)航技術(shù)采用了在路面上貼磁帶，通過磁帶感應(yīng)信號實(shí)現(xiàn)導(dǎo)引。磁帶導(dǎo)航優(yōu)點(diǎn)：AGV定位精確，磁帶導(dǎo)航靈活性比較好，改變或擴(kuò)充路徑較容易，磁帶鋪設(shè)也相對簡單，導(dǎo)引原理簡單而可靠。

圖4.2 激光導(dǎo)航技術(shù)

視覺導(dǎo)航原理：視覺導(dǎo)航是在AGV的行駛路徑上涂刷與地面顏色反差大的油漆或粘貼顏色反差大的色帶，在AGV上安裝有攝圖傳感器將不斷拍攝的圖片與存儲圖片進(jìn)行對比，偏移量信號輸出給驅(qū)動控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)經(jīng)過計(jì)算糾正AGV的行走方向，實(shí)現(xiàn)AGV的導(dǎo)航。視覺導(dǎo)航優(yōu)點(diǎn)：AGV定位精確，視覺導(dǎo)航靈活性比較好，改變或擴(kuò)充路徑也較容易，路徑鋪設(shè)也相對簡單。

慣性導(dǎo)航：根據(jù)陀螺儀角度、地磁場、加速度的檢測技術(shù)原理，為AGV提供方向、距離等數(shù)據(jù)，使用時(shí)常配合磁釘傳感器、RFID、二維碼掃描器等傳感器共同導(dǎo)航使用。慣性導(dǎo)航優(yōu)點(diǎn)：對于地磁場強(qiáng)烈或不方便鋪設(shè)地面導(dǎo)航路線的環(huán)境應(yīng)用靈活。RFID傳感器通過無線讀卡技術(shù)，檢測并讀取埋在地面里的ID卡片數(shù)據(jù)，用于移動機(jī)器人精確定位與停車。

圖4.3 RFID傳感器技術(shù)

5移動機(jī)器人安全監(jiān)測與故障診斷技術(shù)

新松AGV車體控制器、伺服控制器、運(yùn)動控制器、激光防碰傳感器等器件均具有安全保護(hù)功能。當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)掉電、復(fù)位、看門狗超時(shí)等危險(xiǎn)狀況時(shí)，安全信號的輸出將切斷，保護(hù)系統(tǒng)安全。

新松AGV在電氣設(shè)計(jì)上完全遵照產(chǎn)品安全標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，使用器件及接插件均考慮電氣安全和電磁兼容性。

6移動機(jī)器人器件及整機(jī)測試技術(shù)

新松AGV對于移動機(jī)器人核心器件的生產(chǎn)，嚴(yán)格按照生產(chǎn)工藝進(jìn)行生產(chǎn)及實(shí)驗(yàn)。參照《電工電子產(chǎn)品基本環(huán)境試驗(yàn)規(guī)程》對電子線路板及組裝成品進(jìn)行高低溫貯存、運(yùn)行、振動、老化實(shí)驗(yàn)。對電子線路板進(jìn)行高低溫貯存及運(yùn)行實(shí)驗(yàn)可以確保產(chǎn)品在運(yùn)輸及儲存的過程中不會由于溫度變化導(dǎo)致元器件受到應(yīng)力變化而產(chǎn)生損壞。振動、老化實(shí)驗(yàn)可以確保設(shè)備在運(yùn)輸及使用的過程中避免由于組裝或者焊接質(zhì)量原因?qū)е碌脑O(shè)備故障。在產(chǎn)品組裝前，對關(guān)鍵測試點(diǎn)采用示波器進(jìn)行檢測。對器件成品在專用的測試平臺設(shè)備上進(jìn)行拷機(jī)測試，保證器件的可靠性。

圖6.1 核心器件進(jìn)行高低溫實(shí)驗(yàn)

對移動機(jī)器人整機(jī)的調(diào)試及測試。每臺移動機(jī)器人均按照生產(chǎn)規(guī)范流程裝配，由專業(yè)的工程師進(jìn)行調(diào)試。對于特殊器件調(diào)試有專用的工裝及測試平臺。對于裝配調(diào)試完成的整機(jī)將在專用的場地進(jìn)行不間斷跑圈拷機(jī)，確保設(shè)備各項(xiàng)性能均長期無故障才可發(fā)往調(diào)試現(xiàn)場。

圖6.2 移動機(jī)器人在專用測試平臺拷機(jī)測試

結(jié)束語：

新華社電：自主研發(fā)的高精尖技術(shù)、填補(bǔ)國內(nèi)空白、打破國外壟斷，在國家創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略要求下,眾多企業(yè)大幅提升自主創(chuàng)新能力,致力于扭轉(zhuǎn)關(guān)鍵核心技術(shù)長期受制于人的被動局面......

挺起自主創(chuàng)新的脊梁，打破國外壟斷，這樣的情懷在每一位新松員工上體現(xiàn)得尤為強(qiáng)烈。面對AGV行業(yè)發(fā)展的大好形勢，作為新松人我們定當(dāng)順?biāo)浦?，馬不停蹄，大步前行。

沈陽新松機(jī)器人自動化股份有限公司董事長、董事 ：于海斌

中國科學(xué)院沈陽自動化研究所所長，1964年生，工學(xué)博士，研究員，ISA Fellow，中國自動化學(xué)會理事，中國儀器儀表學(xué)會理事，國家科學(xué)技術(shù)部智能制造專項(xiàng)專家組成員，全國工業(yè)自動化系統(tǒng)與集成標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會副主任委員。主要研究領(lǐng)域：工業(yè)自動化。

沈陽新松機(jī)器人自動化股份有限公司名譽(yù)董事長：王天然院士

機(jī)器人國家工程研究中心主任，中國工程院院士，國務(wù)院政府特殊津貼專家。全國人民代表大會九屆、十屆、十一屆代表。曾榮獲國家有突出貢獻(xiàn)優(yōu)秀中青年專家、全國優(yōu)秀科技工作者、全國杰出專業(yè)技術(shù)人才、遼寧省特等勞動模范等稱號，并獲國家和中國科學(xué)院科技進(jìn)步獎等多項(xiàng)獎。

新松機(jī)器人自動化股份公司創(chuàng)始人、總裁：曲道奎 博士

曲道奎博士，中國科學(xué)院教授、博士生導(dǎo)師，新松機(jī)器人自動化股份公司創(chuàng)始人、總裁，機(jī)器人國家工程研究中心副主任。兼任國家機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)化總體組組長、中國機(jī)器人創(chuàng)新聯(lián)盟主席、中國機(jī)器人產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟理事長、中國智能制造系統(tǒng)解決方案供應(yīng)商聯(lián)盟首任輪值主席、中國自動化學(xué)會機(jī)器人委員會主任委員、國家基金評審委員、國家科技獎勵(lì)評審委員。獲中國青年科技獎、中科院青年科學(xué)家獎、GM中國科技成就獎，2014年度中國十大科技創(chuàng)新人物，2015年度中國十大經(jīng)濟(jì)人物?？蒲谐晒@國家科技進(jìn)步二等獎2項(xiàng)，中科院科技進(jìn)步特等獎1項(xiàng),省部級成果獎10余項(xiàng)。

新思維 新目標(biāo) 新征程

——新松機(jī)器人自動化股份有限公司簡介

新松機(jī)器人自動化股份有限公司（以下簡稱“新松”）成立于2000年，隸屬中國科學(xué)院，是一家以機(jī)器人技術(shù)為核心的高科技上市公司。作為中國機(jī)器人領(lǐng)軍企業(yè)及國家機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化基地，新松擁有完整的機(jī)器人產(chǎn)品線及工業(yè)4.0整體解決方案。新松本部位于沈陽，在上海設(shè)有國際總部，在沈陽、上海、杭州、青島、天津、無錫、濰坊建有產(chǎn)業(yè)園區(qū)，在濟(jì)南設(shè)有山東新松工業(yè)軟件研究院股份有限公司。同時(shí)，新松積極布局國際市場，在韓國、新加坡、泰國、德國、香港等地設(shè)立多家控股子公司及海外區(qū)域中心，現(xiàn)擁有4000余人的研發(fā)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)，形成以自主核心技術(shù)、核心零部件、核心產(chǎn)品及行業(yè)系統(tǒng)解決方案為一體的全產(chǎn)業(yè)價(jià)值鏈。

作為中國機(jī)器人產(chǎn)業(yè)頭雁，新松已創(chuàng)造了百余項(xiàng)行業(yè)第一。成功研制了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的工業(yè)機(jī)器人、協(xié)作機(jī)器人、移動機(jī)器人、特種機(jī)器人、服務(wù)機(jī)器人五大系列百余種產(chǎn)品，面向智能工廠、智能裝備、智能物流、半導(dǎo)體裝備、智能交通，形成十大產(chǎn)業(yè)方向，致力于打造數(shù)字化物聯(lián)新模式。產(chǎn)品累計(jì)出口40多個(gè)國家和地區(qū)，為全球3000余家國際企業(yè)提供產(chǎn)業(yè)升級服務(wù)。

新松緊抓全球新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革契機(jī)，發(fā)揮人工智能技術(shù)的賦能效應(yīng)，以工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、5G網(wǎng)絡(luò)等新一代尖端科技推動機(jī)器人產(chǎn)業(yè)平臺化發(fā)展，打造集創(chuàng)新鏈、產(chǎn)業(yè)鏈、金融鏈、人才鏈于一體的生態(tài)體系。新松不斷推進(jìn)科研成果深度應(yīng)用，為新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、國家重大工程建設(shè)提供內(nèi)生動力，為產(chǎn)業(yè)協(xié)同創(chuàng)新、造福民生福祉賦予澎湃動能。聚焦核心技術(shù)，共享智能時(shí)代。

智慧新松，創(chuàng)領(lǐng)未來！

新松機(jī)器人公司行業(yè)地位

√ 擁有機(jī)器人核心技術(shù)的企業(yè)

√ 行業(yè)內(nèi)首批中國名牌產(chǎn)品

√ 國家首批91家創(chuàng)新型企業(yè)

√信息系統(tǒng)集成及服務(wù)大型一級企業(yè)

√ 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)一級資質(zhì)認(rèn)證的企業(yè)

√ 中國機(jī)器人產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟理事長單位

√ 中國機(jī)器人產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟理事長單位

√ 中國科學(xué)院機(jī)器人與智能制造創(chuàng)新聯(lián)盟理事長單位

√ 中國移動機(jī)器人（AGV）產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟理事長單位

√ 中國機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)化總體組組長單位

√ 中國機(jī)器人協(xié)會（籌）會長單位