柔性制造系統(tǒng)中應(yīng)用的自動運輸車是一種無人駕駛的，由微機控制的，按照一定程度或軌道自動完成運輸任務(wù)的運輸工具，它適于箱體類大型工件的長距離搬運。
在肉性制造系統(tǒng)中應(yīng)用的自動運輸車類型很多，按其導(dǎo)向方式可以分為有軌和自導(dǎo)兩大類；按驅(qū)動方式分為自驅(qū)式和它驅(qū)式兩大類。
它驅(qū)式是在地溝內(nèi)或架空軌道上裝設(shè)牽引鏈，用車前的傳動削帶動，要讓小車停下來。只需將傳動削從牽引鏈中拔出即可。
自驅(qū)式一般為電動小車，電源可由三相動力滑線輸入或自備蓄電池。
有軌小車
有軌小車是由在地面上鋪設(shè)的兩條平行鋼軌和在鋼軌上沿軌道行走的小車組成，見圖50-65
有軌道小車的驅(qū)動和定位方式有以下幾種：
利用普通帶制動電動機加變頻器、減速器，通過鏈輪鏈條驅(qū)動小車的滾輪，靠滾輪與軌道的滾動摩擦力推動小車，在小車規(guī)定的停留位置設(shè)置減速和停止信號開關(guān)。在小車上設(shè)置信息開關(guān)撞塊，根據(jù)開關(guān)信號使小車驅(qū)動電動機減速及制動停車，其定位精度可達(dá)±1mm。為了提高小車的定位精度，可以采用定位插削等機械定位機構(gòu)使小車在規(guī)定位置上準(zhǔn)確停止。
在鋼軌的一側(cè)設(shè)置齒條，小車的驅(qū)動齒輪與之嚙合，齒輪由電氣伺服系統(tǒng)（或數(shù)控系統(tǒng)）驅(qū)動，其定位精度可達(dá)±0.4mm，甚至可達(dá)±0.1mm。通過修改程序，可以很方便地改變小車在導(dǎo)軌上的停留位置。
有軌小車結(jié)構(gòu)堅固，其加速過程和移動速度都比較快，移動速度最大可達(dá)60~100m/min。其承載能力也很大，一般載重可達(dá)1~8t，甚至更重，同時它與設(shè)備的結(jié)合也比較容易，可以很方便地在同一軌道上來回移動。在短距離移動時，它的機動性能比較好，在剛線自動線間也可以用來輸送較大、較重的箱類零件。
有軌小車的不足之處是，一旦將軌道鋪設(shè)好后就不便改動。另外，其轉(zhuǎn)彎所要求的半徑很大，所以一般只適于直線輸送方式。
一般概念的有軌小車都是指小車在鋼軌上行走，由車輛上的電動機驅(qū)動。此外，還有一種鏈索牽引小車，在小車的底盤前后各裝一導(dǎo)向銷，地面上修好一組固定路線的溝槽，導(dǎo)向銷嵌入溝槽內(nèi)，保證小車行進時沿著溝槽移動。前面的銷桿除作定向用外，還作為鏈索牽引小車行進的推桿，推桿是活動的，可在套筒中上下滑動，鏈索每隔一定距離有一個推頭，小車前面的推桿可自由地插入或脫開鏈索的推頭。由埋沒在溝槽內(nèi)適當(dāng)?shù)攸c的接近開關(guān)和限位開關(guān)控制，銷桿脫開鏈索的推頭，小車停止前進，銷桿插入推頭，鏈索即推動小車前進，小車底盤下有車輪，支承負(fù)載和滾動前進，這種小車只能在一個方向上運動。所以適合簡單的環(huán)形運輸方式。
采用空架導(dǎo)軌的懸掛機器人，也屬于一種變化發(fā)展出的有軌小車，見圖50-66。在廠房內(nèi)安裝了架在空中的導(dǎo)向?qū)к�，懸掛式機器人可以由電動機拖動在導(dǎo)軌上行走，工件以及安裝工件托盤，可以由機器人的支持架托起，并可上下移動和旋轉(zhuǎn)。由于機器人可以自由地在x、y方向上移動，它就可以將工件連同托盤移動到導(dǎo)軌允許到達(dá)的任意位置上交換托盤和工件。
自動導(dǎo)向車（ACV）
自動導(dǎo)向車是以蓄電池為動力源，以橡膠輪胎在地面上行走，由外部控制的電動小車。按其導(dǎo)向方式還可以分成線導(dǎo)（或光導(dǎo)）小車和遙控小車，遙控小車沒有傳送信息的電纜，而是以無線電發(fā)送接受設(shè)備傳送命令和信息。車輛的控制（如起、停、轉(zhuǎn)彎）都是無線電信號傳遞。其活動范圍和路線基本上不受限制。有很大的柔性。但其控制器和操縱機構(gòu)也相對復(fù)雜。
目前在柔性制造系統(tǒng)中使用較多的是線導(dǎo)小車。
線導(dǎo)小車的導(dǎo)向方法是靠在地面敷設(shè)電磁感應(yīng)導(dǎo)線來引導(dǎo)小車，感應(yīng)線的敷設(shè)和停車位置的設(shè)定方法見圖50-67，過去因為感應(yīng)線埋沒在地溝內(nèi)，要改變小車的行駛路線仍然比較困難，現(xiàn)在已可以采用帶狀導(dǎo)線或磁線涂料直接在地面上敷設(shè)，所以大大增強了柔性制造系統(tǒng)布局的柔性，這種小車的緩沖自停精度較差。約為±30mm。若想達(dá)到較高的定位精度。需使用圓錐支點等機械定位裝置，使其定位精度可達(dá)±0.1mm。
感應(yīng)線還可以傳遞外部控制信號，其原理是：
小車上設(shè)有特征信號傳感器，檢測流入感應(yīng)線內(nèi)的特征信號。
對檢測到的特征信號進行識別和選擇相應(yīng)的控制程序。
控制裝置按程序的指令控制小車前進加速、緩沖定位、左右轉(zhuǎn)向或返回運行等。
表50-16所示的是幾種自動導(dǎo)向車的傳動和轉(zhuǎn)向方式
自動導(dǎo)向車的傳動和轉(zhuǎn)向方式50-16
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型式 |
驅(qū)動方式和回轉(zhuǎn)向方式 |
特點 |
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Ⅰ |
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三輪式
前輪驅(qū)動和控制轉(zhuǎn)向
一個方向移動 |
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Ⅱ |
消耗車中心軸有兩個獨立驅(qū)動輪
四角有四個自由轉(zhuǎn)動輪
根據(jù)中央兩驅(qū)動輪轉(zhuǎn)差轉(zhuǎn)彎
二個方向移動 |
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Ⅲ |
四輪式
兩輪驅(qū)動和轉(zhuǎn)向
四個方向移動 |
目前應(yīng)用較多的是Ⅱ型自動導(dǎo)向車圖50-68所示是這種小車的外觀和基本尺寸。
圖50-69所示是Ⅱ型自動導(dǎo)向車的導(dǎo)向原理圖。當(dāng)天線3偏離導(dǎo)向感應(yīng)線4的左右任一側(cè)時。大線中的一對線圈的輸入信號（感應(yīng)電壓）就產(chǎn)生了信號差，通過控制系統(tǒng)，使左右兩驅(qū)動電動機2產(chǎn)生轉(zhuǎn)速差，經(jīng)驅(qū)動輪1使小車沿感應(yīng)線轉(zhuǎn)向，甚至信號差為零。
在柔性制造系統(tǒng)中采用自動導(dǎo)向車有以下一些優(yōu)點：
較高的柔性，只要改變一下導(dǎo)向程序，就可以較容易地改變，修正、擴充自動導(dǎo)向車的移動路線，但如果要改變固定的傳送帶運輸線或有軌小車的軌道就相對要困難一些。
實時監(jiān)視和控制，由控制計算機實時地對自動導(dǎo)向車進行監(jiān)視，如果柔性制造系統(tǒng)根據(jù)某種需要，要求改變進度表或作業(yè)計劃，則可很方便地重心安排小車路線。此外，還可以為緊急需要服務(wù)，也可向計算機報告負(fù)載的失效，零件錯放等事故。
安全可靠，自動導(dǎo)向車能已低速運行，一般在10~70m/min范圍內(nèi)操作。通常自動車由微機控制，能用本區(qū)的控制器通訊，以防止相互之間磁撞，小車本身也裝有報警信號燈，緊急按鈕，安全連鎖裝置等，在其行駛過程中，碰到人和物體時，可設(shè)定的微小變形會使其安全連鎖裝置中的信號裝置發(fā)出緊急信號，使小車緊急停車。
維護方便，維護包括對小車蓄電池的充電，以及對電動機，車上控制器。通訊裝置，安全報警裝置的常規(guī)檢測。大多數(shù)自動導(dǎo)向車都裝備有蓄電池狀況自動報告設(shè)置，它與控制主機互聯(lián)，蓄電池的儲電量降到需要充電的規(guī)定值時，小車會自動去充電站充電，一般自動導(dǎo)向車可工作8h無需充電。
設(shè)計柔性制造系統(tǒng)時，選用自動導(dǎo)巷小車主要應(yīng)考慮以下幾個指標(biāo)及問題：
外形尺寸。一般長度750~2500mm，寬450~1500mm，高550~650mm左右。
載重量50~200kg，選擇載重量時不應(yīng)僅僅考慮工件的重量，還應(yīng)考慮托盤和夾具的重量。
運行速度10~70m/min。
轉(zhuǎn)彎半徑，一般指在某種速度下，最小的轉(zhuǎn)彎半徑。
蓄電池的電壓，每兩次充電之間的平均使用時間。
安全設(shè)備是否有安全杠、警報揚聲器、警示燈、全速行駛時的停止距離。
載物平臺的結(jié)構(gòu)，是否有液壓或其他形式的提升器，以及平臺的拉升高度。
控制方式，人工控制或有線控制。
定位方式，托盤在小車上的固定方式。10）
兼容的控制計算機類型。
自動運輸小車的附加裝置
為了適應(yīng)柔性制造系統(tǒng)的自動運輸任務(wù)，在小車上還必須設(shè)置必要的附加裝置。
依載裝置。在小車的臺面上設(shè)置托盤或工件的傳送和接收裝置，以實現(xiàn)與機床或裝卸站之間的自動交換聯(lián)接，圖50-70所示是裝在小車臺面上的幾種移載裝置。
輥輪式，是利用輥輪與托盤或工件間的摩擦力。將托盤或工件移進或移出小車，這種移栽裝置與輥式傳送機配合使用。
滑動叉式。是利用往復(fù)運動的滑動叉，將托盤或工件推出或拉入，兩邊的支承滾子是為了減少移栽時的驅(qū)動力。
升降臺式。是利用升降臺將托盤或工件升高，物料架上的托物叉伸入托盤或工件底部、升降臺下降，托物叉退回將托盤或工件移出。脫盤或工件的移入過程與之相反。
當(dāng)自動輸送小車與搬運機器人等有搬運機能的設(shè)備組合使用時，小車臺面只需設(shè)置托盤和工件的定位機構(gòu)而不需要移栽裝置。
升降對齊裝置，由于承載重量不等，小車車輪充氣程度不同，以及料架高度不一致，當(dāng)由小車本身對托盤或工件實現(xiàn)移載時，可能由于高度差而發(fā)生移栽故障，所以在小車內(nèi)部，需要設(shè)置能保持水平的升降對齊裝置。
緩沖定位機能，這一機能應(yīng)該由合理地選擇小車的控制系統(tǒng)，傳動系統(tǒng)和定位裝置來保證。
安全保護機能，在輸送線內(nèi)有多臺小車自由運行，線路上可能會出現(xiàn)障礙物，為了避免發(fā)生碰撞事故，運輸小車上應(yīng)設(shè)有探測障礙物的檢測傳感器，撞擊緩沖器。行走異常報警器，以及自動停止裝置等。為了防止碰撞，一般采用分區(qū)段控制方式。這種方式就是把系統(tǒng)分割成若干區(qū)段，以一個區(qū)段內(nèi)一臺小車為制約條件，即該區(qū)段內(nèi)有一臺小車，即不允許第二小車進入，同時設(shè)置讓車專線。
