VDI 2510-2005 Automated Guided Vehicle Systems (AGVS).pdf

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1、VEREIN DEUTSCHERINGENIEUREFahrerlose Transportsysteme(FTS)Automated Guided Vehicle Systems (AGVS)VDI 2510Ausg. deutsch/englischIssue German/EnglishVDI-Handbuch Materialfluss und Frdertechnik, Band 2VDI-RICHTLINIENICS 53.060Oktober 2005October 2005Inhalt Seite1 Einleitung . . . . . . . . . . . . . .

2、. . . . . . 22 Fahrerlose Transportsysteme, Definition . . . 63 Fahrerlose Transportfahrzeuge . . . . . . . . 73.1 Fahrerlose Transportfahrzeuge, Definition . 73.2 Bauformen Fahrerloser Transportfahrzeuge . . . . . . . . . . . . . 73.3 Baugruppen FahrerloserTransportfahrzeuge . . . . . . . . . . . .

3、 . 143.3.1 Fahrwerk . . . . . . . . . . . . . . . 153.3.2 Lastaufnahmemittel . . . . . . . . . 183.3.3 Warn- und Sicherheitseinrichtungen. 183.3.4 Fahrzeugsteuerung . . . . . . . . . . 193.3.5 Energieversorgung . . . . . . . . . . 213.3.6 Bedienelemente . . . . . . . . . . . 253.3.7 Elemente zur Sta

4、ndortbestimmung und Lageerfassung . . . . . . . . . . 263.3.8 Datenbertragung . . . . . . . . . . 264 Leitsteuerung . . . . . . . . . . . . . . . . . . 265 Einrichtungen zur Lageerfassung und Standortbestimmung . . . . . . . . . . . . . . 286 Einrichtungen zur Datenbertragung . . . . . 346.1 Kommuni

5、kationspartner . . . . . . . . . . 346.2 Kommunikationsinhalte . . . . . . . . . . 356.3 Datenbertragungssysteme . . . . . . . . . 356.3.1 Binre Signale . . . . . . . . . . . . 366.3.2 Datentelegramme . . . . . . . . . . 367 Infrastruktur und periphere Einrichtungen . . 38Schrifttum. . . . . . . . .

6、 . . . . . . . . . . . . . 39Vervielfltigung auchfr innerbetriebliche Zwecke nicht gestattet / Reproduction even for internal use not permittedDie deutsche Version dieser Richtlinie ist verbindlich. No guarantee can be given with respect to the English transla-tion. The German version of this guidel

7、ine shall be taken asauthoritative.VDI-Gesellschaft Frdertechnik Materialfluss LogistikAusschuss Fahrerlose TransportsystemeFrhere Ausgaben: 11.92; 06.97 Entwurf,deutschFormer editions: 11/92; 06/97 Draft, in German onlyZu beziehen durch / Available from Beuth Verlag GmbH, 10772 Berlin Alle Rechte v

8、orbehalten / All rights reserved Verein Deutscher Ingenieure, Dsseldorf 2005Contents Page1 Introduction. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 Automated guided vehicle systems, definition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63 Automated guided vehicles . . . . . . . . . . 73.1 Automated guided

9、vehicles, definition . . . 73.2 Types of construction ofautomated guided vehicles . . . . . . . . . 73.3 Subassemblies of automated guided vehicles . . . . . . . . . 143.3.1 Undercarriage . . . . . . . . . . . . 153.3.2 Load handling devices. . . . . . . . 183.3.3 Warning and safety devices . . . .

10、. 183.3.4 Vehicle control system. . . . . . . . 193.3.5 Energy supply . . . . . . . . . . . . 213.3.6 Operating elements . . . . . . . . . 253.3.7 Devices for position determinationand localisation . . . . . . . . . . . 263.3.8 Data transmission . . . . . . . . . . 264 Guidance control system . . .

11、. . . . . . . . 265 Devices for position determination and localisation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 286 Data transmission equipment . . . . . . . . . 346.1 Communication partners . . . . . . . . . . 346.2 Communication contents . . . . . . . . . . 356.3 Data transmission systems . . . . .

12、. . . . 356.3.1 Binary signals . . . . . . . . . . . . 366.3.2 Data telegrams. . . . . . . . . . . . 367 Infrastructure and peripherals. . . . . . . . . 38Bibliography . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EF86D9NormCD - Stand 2012-08All rights reserved Ve

13、rein Deutscher Ingenieure, Dsseldorf 2005 2 VDI 25101 EinleitungDie Bedeutung des innerbetrieblichen Materialflus-ses als integratives Element im Unternehmen steigtstndig auf Grund der Forderung nach kurzen Durch-laufzeiten, geringen Bestnden und hoher Flexibili-tt. Wegen ihrer universellen Verwendu

14、ngsmglich-keiten werden konventionelle Gabelstapler dahernach wie vor in nahezu allen Unternehmen einge-setzt. Automatisch betriebene Frdermittel sind da-gegen weitgehend starr. Nur Fahrerlose Transport-systeme (FTS) bieten in dieser Gruppe ein hohes Maan Flexibilitt. Sie werden bereits seit Anfang

15、der60er Jahre erfolgreich zur Automatisierung des in-nerbetrieblichen Materialflusses eingesetzt.Eine FTS-Anwendung im Bereich des Warenein-gangs ist in Bild 1 dargestellt.Bild 2 zeigt die Einordnung des FTS aus frdertech-nischer Sicht. Bild 3 dagegen zeigt die Einordnungdes FTS aus der Sicht der mo

16、bilen flurgebundenenSysteme.Mit dem Ziel der Verringerung von Durchlaufzeitenund Herstellungskosten bei gleichzeitig hchster Fle-xibilitt und Zuverlssigkeit bedienen sich zeitge-me und zukunftsweisende Fertigungskonzepte desautomatischen Transports. Dieser bietet gegenberdem manuellen Transport unte

17、r anderem folgendeVo r t e i l e :1 IntroductionConsidering the requirements of short throughputtimes, small inventories, and high flexibility, in-house material flow is gaining more and more impor-tance as an integrative element in companies. Be-cause of their universal applicability, industrial tr

18、ucksare therefore still being used in almost every com-pany. Automatic means of transport, on the otherhand, are largely inflexible. Automated guided vehi-cle systems (AGVS) are the only means in this groupthat offer a high degree of flexibility. They have beensuccessfully used to automate in-house

19、material flowsince the early 1960s.Figure 1 shows an example of an AGVS applicationin the incoming goods area.The classification of AGVS is illustrated, from theviewpoint of materials handling systems, inFigure 2, and from the viewpoint of mobile floor-supported systems, in Figure 3.Aiming to reduce

20、 throughput times and manufactur-ing costs while achieving utmost flexibility and relia-bility, modern and progressive manufacturing con-cepts make use of automatic transport which offers,inter alia, the following advantages over manualtransport:Bild 1. FTS-Anwendung Palettentransport im Wareneingan

21、g Fig. 1. AGVS application: incoming goods pallet transportB55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EF86D9NormCD - Stand 2012-08Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure, Dsseldorf 2005 VDI 2510 3 organisierter Material- und Informationsfluss; da-durch produktivittssteigernde Transparenz in

22、ner-betrieblicher Logistikablufejederzeit pnktliche und kalkulierbare Transport-vorgngeMinimierung von Angstvorrten und Warte-bestndenVerringerung der Personalbindung im Transportund dadurch Senkung der Personalkosten (insbe-sondere beim Mehrschichtbetrieb)organised flow of materials and information

23、; thustransparency of in-house logistic chains, increas-ing productivitytransport operations always punctual and calcula-bleminimisation of hoarded stocks and stand-by in-ventoriesreduction of personnel assigned to transport, thusreduction of personnel costs (in particular inmulti-shift operation)Bi

24、ld 2. Systematik der FrdertechnikFig. 2. Classification of materials handling systemsBild 3. Systematik der mobilen flurgebundenen SystemeFig. 3. Classification of mobile floor-supported systemsVom Menschen gesteuert Automatisch gesteuertVom Menschen direkt gesteuert(klassischer Gabelstapler, LKW, .

25、)Fahrweg vom Menschen vorgegeben(Fahrerlose Transportsysteme)Vom Menschen ferngesteuert(Manipulatorfahrzeuge) Fahrweg nicht vorgegeben(autonome Roboter)Operator-controlled Automatically controlledDirectly controlled by the operator(conventional fork-lift truck, lorry, etc.)Path predetermined by the

26、operator(automated guided vehicle systems)Remote-controlled by the operator(manipulator vehicles)Path not predetermined(autonomous robots)B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EF86D9NormCD - Stand 2012-08All rights reserved Verein Deutscher Ingenieure, Dsseldorf 2005 4 VDI 2510Minimierung von Tran

27、sportschden und Fehl-lieferungen; dadurch Vermeidung von Folge-kostenhohe Verfgbarkeit und ZuverlssigkeitDie Vielzahl und Komplexitt der automatisiertenTransportmittel erschwert dem Systemgestalter und-planer die Auswahl und Auslegung der wirtschaft-lichsten Lsung.Viele der genannten Vorteile des au

28、tomatischenTransports sind wertmig nur schwer erfassbar. Fol-gende Kriterien hingegen ermglichen eine wert-mige Beurteilung der automatischen Transportmit-tel:Investitionen BetriebskostenFlchenbedarf Raumbedarf VerfgbarkeitTransportschden, Fehllieferungen und daraus re-sultierende FolgekostenEin seh

29、r wichtiges, wertmig nur schwer erfass-bares Kriterium ist die Flexibilitt, das heit dieleichte Anpassungsfhigkeit eines Transportsystemsan vernderte uere Verhltnisse. Die folgende Aufzhlung zeigt eine Auswahl vonKriterien, die fr die Flexibilitt eines Frdersystemsvon Bedeutung sind. Diese mssen ent

30、sprechenddem jeweiligen Anwendungsfall modifiziert, abge-schwcht oder verstrkt bewertet werden:Integrationsfhigkeit in bestehende Strukturen Transport unterschiedlicher Gter Layout-nderungen Verlagerbarkeit des Frdersystems Anpassung an wechselnde Leistungen im Netznderung der Frderreihenfolge Anpas

31、sung an einen wachsenden Automatisie-rungsgrad Ein Frdermittel ist dann besonders flexibel, wenn esmglichst viele der genannten Kriterien erfllt. Vonallen vergleichbaren automatischen Frdermittelnbietet das FTS die hchste Flexibilitt. Darber hin-aus weist das FTS folgende herausragende Merkmaleauf,

32、die allerdings im Einzelfall von anderen Frder-mitteln noch bertroffen werden knnen:Verbesserung der Arbeitsumgebung; sichere undangenehmere Arbeitsbedingungen durch geord-nete Ablufe, saubere und leise Transportvor-gngehohe Przision bei automatischer Lastbergabeminimisation of transport damage and

33、wrongly-routed deliveries, thus reduction of consequentialcostshigh availability and reliabilityDue to the great variety and complexity of automatedmeans of transport, it is difficult for system designersand planners to select and design the most economicsolution.Many of the aforementioned advantage

34、s of auto-mated transport are hard to quantify. The followingcriteria, however, allow to assess the automatedmeans of transport in terms of value:investmentsoperating costsfloor space requiredencumbranceavailabilitytransport damage, wrongly-routed deliveries, andresulting consequential costsFlexibil

35、ity, i.e. easy adaptation of a transport systemto modified external conditions, is one very importantcriterion that is hard to quantify.The following list shows a selection of criteria whichare relevant to the flexibility of a materials handlingsystem. Depending on the application, these criteriawil

36、l have to be modified, or weighted more or lessstrongly in the assessment:integrability into existing structurestransport of diverse goodslayout modificationsrelocatability of the materials handling systemadaptation to productivity variations in the net-workmodification of the handling sequenceadapt

37、ation to a higher degree of automationA means of transport is particularly flexible if it ful-fils as many of the aforementioned criteria as possi-ble. Among all comparable automatic means of trans-port, the AGVS offers the highest flexibility.Moreover, the AGVS features the following out-standing c

38、haracteristics which, however, may be sur-passed by other means of transport in individualcases:improvement of the work environment; safe andmore agreeable working conditions thanks to con-trolled sequences, clean and low-noise transportoperationshigh precision in automatic load transferB55EB1B3E14C

39、22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EF86D9NormCD - Stand 2012-08Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure, Dsseldorf 2005 VDI 2510 5 geringfgige Infrastrukturmanahmenleichte Realisierung von Kreuzungen und Ver-zweigungspunktenTransport auerhalb von Hallen mglichMehrfachbenutzung der Frderebene mgl

40、ichEinsatzmglichkeit eines Ersatzfrdermittels (Ga-belstapler)Eignung sowohl fr geringe als auch fr groeRaumhhenhohe Transparenz des FrdergeschehensIn der Regel kein zustzlicher Verkehrsflchen-bedarfBenutzung vorhandener FahrwegeInnen- und Aueneinsatz mglichvielfltige Zusatzfunktionen integrierbarEs

41、gibt vielfltige Einsatzmglichkeiten fr FTS inden Bereichen Produktion, Distribution und Dienst-leistung. Gem der FTS-Statistik (Weltweite FTS-Inbetriebnahmen europischer Hersteller; UniversittHannover; Prof. Dr.-Ing. habil. L. Schulze) wurdenzwischen 1965 und 2002 in Deutschland 954 Anla-gen mit 882

42、7 Fahrzeugen in Betrieb genommen. DieFahrzeuganzahl variiert bei den 2002 in Europa inBetrieb genommenen 118 Anlagen von 1 bis 53 Fahr-zeugen.Infolge der Vielfalt der Einsatzbereiche und Aufga-benstellungen gibt es fr FTS prinzipiell keine Aus-fhrungsbegrenzungen. Die Mehrzahl der bisher rea-lisiert

43、en Systeme lsst sich durch die in Bild 4 dar-gestellten Werte charakterisieren:Bild 4. Charakteristische Werte von FTSFTS zeichnen sich durch eine hohe Anpassungsf-higkeit an unterschiedlichste Aufgabenstellungenaus. Ihre Aufgaben sind vorwiegend:Anzahl FTFje Systemein bis mehrere HundertTragfhigkei

44、teines FTFwenige kg bis ber 50 tFahrge-schwin-digkeittypischerweise 1 m/s, aber auch abweichende Werte mglich; es gibt keine gesetzlichen VorschriftenFahrkurslnge wenige m bis ber 10 kmAnzahl derStationenunbegrenzt (Lastwechsel- und Arbeits-stationen)Anlagen-steuerungmanuell bis vollautomatischstand

45、-alone oder in komplexeMaterialflusssysteme integriertEinsatzdauer sporadisch bis rund um die Uhr“Antriebs-konzeptelektromotorisch, mit oder ohne Batterieverbrennungsmotorischminimum of infrastructure measureseasy realisation of crossings and branching pointstransport outside of halls possiblemultip

46、le use of handling level possiblereplacement means of transport possible (fork-lifttruck)fitness for both low and high roomshigh transparency of handling operationsas a rule, no additional traffic area requireduse of existing pathsindoor and outdoor use possiblemultitude of additional functions inte

47、grableA multitude of AGVS applications are found in thefields of production, distribution and service. Ac-cording to the AGVS statistics (world-wide AGVScommissionings by European manufacturers; Uni-versity of Hanover; Prof. Dr.-Ing. habil. L. Schulze), atotal of 954 systems comprising 8827 vehicles

48、 havebeen commissioned in Germany between 1965 and2002. Among the 118 systems commissioned in Eu-rope in 2002, the number of vehicles varies between 1and 53.As a result of the multitude of applications, and tasksthat can be assigned, there is practically no restrictionto the AGVS design. The majorit

49、y of systems realisedso far can be characterised by the following parame-ters presented in Figure 4:Fig. 4. AGVS characteristicsAGVS are characterised by their high adaptability tothe most diverse tasks. Primary tasks are:Number of AGVper systemone to several hundredLoad capacityof AGVfrom few kg to above 50 tTravelling speedtypically 1 m/s, but other values are also possible; there are no legal provisionsCourse length from few m to above 10 km