自动导引车（AGV）可以将工业生产力提高50%到70%，但其需要在空间日益紧张的工厂中拥有足够的移动自由。AGV设计人员设计的AGV外形越小、集成的功能越多，对最终用户的价值就越大。选择正确的驱动技术对于实现这一目标至关重要。为了同时实现紧凑外形和高性能运动控制，AGV设计人员越来越多地选择智能机电执行器。
工厂中的AGV
在制造应用中，AGV（图1）取代了许多人工提升和搬运工作，例如将坯料运送到生产线，以及在整个车间、仓库和装配线上转运货物。目前使用的大多数AGV都由激光或磁条引导，部分AGV使用电缆和固定轨道，并且它们越来越多地采用无线通信方式。
图1. AGV提升制造应用的效率。
在典型制造应用中，机器操作员会通过其工作站的调用终端在物流管理计算机系统发出零件需求信号。管理系统收到请求后，将请求转发给AGV管理软件，然后AGV管理软件会根据优先级和最佳装卸货动作将任务派发给最近的车辆。当完成工作后，操作员向控制系统发出信号，继续进行流程的下一步。
上位机始终了解AGV的状态、位置、速度、方向、故障和功率，并控制其前进、后退、向左、向右移动。若遇到障碍物，AGV会自动减速并停止以避免碰撞。障碍物清除后，AGV自动恢复运行。
智能需求
随着AGV的使用日益增多，将车辆运动与高级软件应用程序集成的兴趣也在不断提高，这包括企业资源规划系统、自动存储系统、模块化输送系统和资产管理软件。这类软件有助于创建优化的工作流程，只需极少的人工干预，即可完成生产设施内的材料或功能转移。
连接通过现代化AGV中的板载微处理器和软件进行管理。为了充分利用数字通信的潜力，设计人员还部署了内置智能的智能执行器。这使得执行器可以集成到AGV自动化方案中，并且执行器之间可以直接通信。例如，可以使用执行器的相互同步能力来开发AGV升降台。（图2）
图2. 智能执行器为AGV的应用集成开辟了可能性，例如这种升降台利用了同步多个执行器运动的能力
基于数字集成能力和成本的执行器比较
机电执行器是与面向生产车间应用的AGV进行智能集成的理想解决方案。如图3所示，价格较低的皮带驱动、剪刀式凸轮齿轮和液压系统几乎或完全没有数字集成能力；齿轮丝杠具有更高的数字集成能力，但由于需要额外的电机和控制器，因此其成本至少与智能机电执行器相当；空心丝杠执行器具有类似的数字集成能力和技术，但除了高速、大容量的仓储和配送应用（如电子商务包装和运输）外，它们在其他应用中的成本明显过高。
图3. 基于成本和数字化能力的驱动解决方案比较
紧凑的优势
无论是比较额外建筑物的成本还是利用现有空间实现最大回报，优化外形尺寸可以为任何工厂带来效益优势。由于AGV可以快速轻松地配置，因此它们比通常固定的传送带更节省空间。但为了在车间中自由移动，AGV本身需要足够的空间，同时还需要适应更狭小空间的能力。
使用较小的执行器是提高空间利用率的有效方法，但其所需的安装空间仍然是一个问题。机电执行器通常在前端和后端都有负载适配器。如果用安装法兰代替传统的后适配器，则可减小总长度和行程长度之比，为系统设计人员提供更多空间。
设计越紧凑，AGV就越容易部署在紧凑的空间中，同时降低能耗。如果AGV设计需要更昂贵的锂离子电池，则后者尤为重要。更低的能耗也意味着更长的工作时间和更低的充电频率，这同样有助于提高整体生产力。
在常见的执行器选项中，相比于皮带、液压或齿轮驱动解决方案，机电执行器驱动给定负载所需的工作空间最小。在机电解决方案中，单法兰安装的选项对工作空间的要求最低。
基于工作空间要求的驱动解决方案比较
例如，Thomson Industries提供了一个后安装法兰选项，可减小Electrak® HD电动推杆的总长度与行程长度之比。凭借更紧凑的设计，该执行器更易于安装在狭小空间中，因此非常适合用来设计各种自动化设备、AGV和起重设备，同时保持上述数字功能。
由于能够适应狭小空间，Thomson Electrak HD电动推杆是紧凑型AGV的理想选择，其利用后部安装法兰选项可减小总长度与行程长度之比。
应用
每当货物和零件需要在平面上移动，智能、紧凑的AGV都可以发挥作用。以下是一些经常使用AGV的行业示例：
- 消费品。AGV广泛应用于众多消费品行业，包括电子、医药、化工、香烟、纺织品和家用电器。它们被用于搬运从精密工件和包装零件到重型托盘的所有物品。例如，在空调制造中，可能涉及将安装板、后滤网、盖板、面板、电机、出风口、前框架、盖板和电容器往返运输至相关工作站。除了为冰箱等大尺寸重型物品的应用带来空间节省外，机电执行器还板载了智能功能，能实现负载同步移动。
- 玻璃纤维生产。在玻璃纤维的生产中，二氧化硅被拉制成细丝，然后粘合在一起。AGV可以与CNC机床、智能工业机器人和生产线集成。它们可在拉制、干燥、切割工作站之间自动运输二氧化硅原料，然后进行包装、堆放和储存。工作流程从开始到结束是紧密协调的，机电执行器的可编程性使玻璃纤维生产商能够进一步优化效率。
- 汽车制造。在汽车制造中，AGV取代了用于将门、引擎盖、铰链和螺栓等组件运送到适当站点的手工作业和叉车等传统方法。机电执行器的高负载处理能力在汽车制造中尤其关键。
- 电子制造。晶圆和夹具等组件不能即时可用是电子产品生产线中断的常见原因之一。即使轻微的延迟也可能造成高昂的代价。智能的紧凑型AGV（由可编程执行器提供支持）可确保正确的组件在正确的时间出现在正确的位置，帮助实现高效的电子产品生产。
- 电子系统测试控制面板等电子系统的电磁特性必须在不会引起放电的环境中进行测试。配备执行器的AGV可以通过编程以固定速率按下按钮序列，并从测试台移动，从而不受干扰地进行测试。为了确保在电子动作期间仅产生低电磁辐射，执行器需要经过全面的测试，例如感应负载开关、正电感瞬变、正负耦合、启动、负载突降、电磁抗扰度、传导发射和辐射发射等。
随着全球竞争日益激烈，大多数分析师预测AGV的使用将持续增长。不断上涨的劳动力成本是AGV用户增长的关键驱动力，但尽可能提高所有资产回报的需求同样至关重要。这些资产包括AGV本身和它们移动的空间。为了优化当前AGV在未来应用中的使用，选择空间要求小的智能安全型机电执行器是设计人员可以采取的重要措施。
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