AGV工作設計原理PPT課件

1、2021/3/912022-2-261n主要內容：nAGV的概念；nAGV及AGVS的結構組成；nAGV主要技術參數(shù)及工作原理AGV2021/3/92引導案例2022-2-2622021/3/93ZPMC開發(fā)的自動導向車（AGV）系統(tǒng)2022-2-2632021/3/941 概述1.1 的基本概念根據(jù)美國物流協(xié)會定義，AGV （Automated Guided Vehicle）是指裝備有電磁或光學導引裝置，能夠按照規(guī)定的導引路線行駛，具有小車運行和停車裝置、安全保護裝置以及具有各種移載功能的運輸小車。我國國家標準物流術語中，對AGV的定義為：AGV：裝有自動導引裝置，能夠沿規(guī)定的路徑行駛，在車

2、體上具有編程和停車選擇裝置、安全保護裝置以及各種物料移載功能的搬運車輛。AGVS：多臺AGV小車在控制系統(tǒng)的統(tǒng)一指揮下，組成一個柔性化的自動搬運系統(tǒng)，稱為自動導引車系統(tǒng)，簡稱AGVS。2022-2-2642021/3/95AGV的發(fā)展情況世界上第一臺AGV是由美國Barrett電子公司于20世紀50年代初開發(fā)成功的，它是一種牽引式小車系統(tǒng)，可十分方便地與其他物流系統(tǒng)自動連接，顯著地提高勞動生產率，極大地提高了裝卸搬運的自動化程度。1954年英國最早研制了電磁感應導向的AGVS，由于它的顯著特點，迅速得到了應用和推廣。1960年歐洲就安裝了各種形式、不同水平的AGVS 220套，使用了AGV 1

3、300多臺。1976年，我國起重機械研究所研制出第一臺AGV，建成第一套AGVS滾珠加工演示系統(tǒng)，隨后又研制出單向運行載重500公斤的AGV，雙向運行載重500kg、1000kg、2000kg的AGV，開發(fā)研制了幾套較簡單的AGV應用系統(tǒng)。1999年3月27日，由昆明船舶設備集團有限公司研制生產的激光導引無人車系統(tǒng)在紅河卷煙廠投入試運行，這是在我國投入使用的首套激光導引無人搬運車系統(tǒng)。2022-2-2652021/3/961.2 AGVS的特點n機電一體化n自動化n柔性化n準時化常常是自動化倉儲系統(tǒng)的重要組成部分。2022-2-2662021/3/971.3 AGV的類型1.3.1 按照導引原

4、理的不同，分為固定路徑導引和自由路徑導引兩大類型。1）固定路徑導引：在事先規(guī)劃好的運行路線上設置導向的信息媒介，如導線、光帶等，通過AGV上的導向探測器檢測到導向信息（如頻率、磁場強度、光強度等），對信息實時處理后，用以控制車輛沿規(guī)定的運行線路行走的導引方式。2）自由路徑導引：事先沒有設置固定的運行路徑，AGVS根據(jù)搬運任務要求的起訖點位置，計算機管理系統(tǒng)優(yōu)化運算得出最優(yōu)路徑后，由控制系統(tǒng)控制各個AGV按照指定的路徑運行，完成搬運任務。 2022-2-267AGVS的應用的應用案例案例2021/3/98請判斷以下AGV屬于哪種類型？2022-2-2682021/3/991.3.2 按照用途和結

5、構分類AGV分為無人搬運車、無人牽引車和無人叉車。1）無人搬運車：主要用于完成搬運作業(yè)，采用人力或自動移載裝置將貨物裝載到小車上，小車行走到指定地點后，再由人力或自動移載裝置將貨物卸下，從而完成搬運任務。具有自動移載裝置的小車在控制系統(tǒng)的指揮下能夠自動地完成貨物的取、放以及水平運行的全過程，而沒有移載裝置的小車只能實現(xiàn)水平方向的自動運行，貨物的取放作業(yè)需要依靠人力或借助于其它裝卸設備來完成。 2022-2-2692021/3/9102）無人牽引小車：主要功能是自動牽引裝載貨物的平板車，僅提供牽引動力。當牽引小車帶動載貨平板車到達目的地后，自動與載貨平板車脫開。3）無人叉車：其基本功能與機械式叉

6、車類似，只是一切動作均由控制系統(tǒng)自動控制，自動完成各種搬運任務。 2022-2-26102021/3/9112 AGV的結構組成2022-2-26112021/3/9122 AGV的結構組成2022-2-26121安全擋圈安全擋圈 2、11認址線圈認址線圈 3失靈控制線圈失靈控制線圈 4導向探測器導向探測器 5轉向輪轉向輪 6驅動電機驅動電機 7轉向機構轉向機構 8導向伺服電機導向伺服電機 9蓄電池蓄電池 10車架車架 12制動器制動器 13驅動車輪驅動車輪 14車上控制器車上控制器2021/3/9132 AGV的典型部件2.1 車體車體由車架和相應的機械裝置所組成，是AGV的基礎部分，是其他

7、總成部件的安裝基礎；2.2 蓄電和充電裝置AGV常采用24V或48V直流蓄電池為動力。蓄電池供電一般應保證連續(xù)工作8小時以上的需要。2.3 驅動裝置的驅動裝置由車輪、減速器、制動器、驅動電機及速度控制器等部分組成，是控制AGV正常運行的裝置。其運行指令由計算機或人工控制器發(fā)出，運行速度、方向、制動的調節(jié)分別由計算機控制。為了安全，在斷電時制動裝置能靠機械實現(xiàn)制動。 2022-2-26132021/3/9142 AGV的典型部件2.4 導向裝置接受導引系統(tǒng)的方向信息通過轉向裝置來實現(xiàn)轉向動作。2.5 車上控制器接受控制中心的指令并執(zhí)行相應的指令，同時將本身的狀態(tài)（如位置、速度等）及時反饋給控制中

8、心。2.6 通信裝置實現(xiàn)AGV與地面控制站及地面監(jiān)控設備之間的信息交換。2.7 安全保護裝置安全系統(tǒng)包括對AGV本身的保護、對人或其它設備的保護等方面。多重安全保護：主動安全保護裝置 被動安全保護裝置2022-2-26142021/3/9152 AGV的基本結構8、移載裝置與所搬運貨物直接接觸，實現(xiàn)貨物轉載的裝置。9、信息傳輸與處理裝置主要功能是對AGV進行監(jiān)控，監(jiān)控AGV所處的地面狀態(tài)，并與地面控制站實時進行信息傳遞。2022-2-26152021/3/916具有不同移載裝置的搬運小車2022-2-26162021/3/9173 導引原理 固定路徑導引方式和自由路徑導引方式。2022-2-2

9、617在行駛路徑上設置導引用在行駛路徑上設置導引用的信息媒介物，的信息媒介物，AGV通過通過檢測出它的信息而得到導檢測出它的信息而得到導引的一種方式，如電磁導引的一種方式，如電磁導引、光學導引、磁帶導引引、光學導引、磁帶導引等。等。在在AGV控制系統(tǒng)中儲存著搬控制系統(tǒng)中儲存著搬運區(qū)域布置的尺寸坐標，通運區(qū)域布置的尺寸坐標，通過不同方式實時識別出過不同方式實時識別出AGV的當前方位，并自動控制其的當前方位，并自動控制其按選擇的行駛路徑運行的一按選擇的行駛路徑運行的一種導引方式。種導引方式。2021/3/9183.1 電磁導引的基本原理2022-2-26181-導向電線導向電線 2導向輪導向輪 3

10、信號檢測器信號檢測器 4放大器放大器 5導向電機導向電機 6減速器減速器2021/3/919在AGV的運行路線下面埋設導向電線1，通以310KHZ的低壓、低頻電流，該交流電信號沿電線周圍產生磁場，AGV上裝設的信號檢測器3可以檢測到磁場的強弱并通過檢測回路以電壓的形式表示出來。當導向輪2偏離導向電線后，則信號檢測器測出電壓差信號，此信號通過放大器4放大后控制導向電機5工作,然后導向電機再通過減速器控制導向輪回位，這樣，就會使AGV的導向輪始終跟蹤預定的導引路徑。2022-2-26192021/3/9203.2 光學導引(Optical Guided)2022-2-26202021/3/9213

11、.2 光學導引(Optical Guided) 當AGV在反光帶的上方運行時，小車下方的光源照射到反光帶后，被反光帶反射回來的光線由車上的感光元件接受，經過檢測和運算回路進行計算后，對小車的位置進行準確的判斷，得出小車是否偏離軌道的結論。AGV沒有偏離導引路徑時，如圖所示位置，處于中間位置的信號孔打開，如果AGV偏離導引路徑時，偏離中間位置的信號孔被打開，檢測回路根據(jù)檢測到的不同感光信號就可判斷出AGV是否偏離，并且判斷出向哪個方向偏離了，偏離值是多少。根據(jù)這個結論，由控制系統(tǒng)對AGV的運行狀態(tài)進行及時修正，使其及時回到導引路徑上來。因此，AGV能夠始終沿著反光帶的導引軌跡運行。 2022-2

12、-26212021/3/9223.3 自由路徑導引2022-2-2622圖1040 激光導航導引原理圖在導引車頂部裝置一個沿360方向按一定頻率發(fā)射激光的裝置。同時在AGV四周的一些固定位置上放置反射鏡片。當AGV運行時，不斷接受到從三個已知位置反射來的激光束，經過簡單的幾何運算，就可以確定AGV的準確位置，控制系統(tǒng)根據(jù)的準確位置對其進行導向控制 2021/3/9234 AGVS的管理與控制2022-2-26232021/3/9244 AGVS的管理與控制一般可分為三級控制方式中央管理控制計算機、地面控制器和車上控制器。2022-2-2624整個系統(tǒng)的控制指揮中整個系統(tǒng)的控制指揮中心，它與各區(qū)

13、域內的地心，它與各區(qū)域內的地面控制器進行通信，地面控制器進行通信，地面控制器接受中央控制面控制器接受中央控制計算機的管理。計算機的管理。負責對區(qū)域內的業(yè)務情況負責對區(qū)域內的業(yè)務情況進行監(jiān)控管理，如監(jiān)視現(xiàn)進行監(jiān)控管理，如監(jiān)視現(xiàn)場設備的狀況、統(tǒng)計場設備的狀況、統(tǒng)計AGV利用率、小車交通管制、利用率、小車交通管制、跟蹤裝載、制定目標地址、跟蹤裝載、制定目標地址、實時存儲小車的地址并將實時存儲小車的地址并將AGV的位置與裝載物的類的位置與裝載物的類型、數(shù)量傳輸給區(qū)域主計型、數(shù)量傳輸給區(qū)域主計算機。算機。 解釋并執(zhí)行從地解釋并執(zhí)行從地面控制器面控制器(站站)傳傳送來的指令，實送來的指令，實時記錄時記錄A

14、GV的位的位置，并監(jiān)控車上置，并監(jiān)控車上的安全裝置的安全裝置 AGVS的應用的應用案例案例2021/3/925分布式控制系統(tǒng)拓樸結構2022-2-2625 2021/3/926集中控制系統(tǒng)拓樸結構2022-2-26262021/3/927兩種控制方式的比較2022-2-26272021/3/9285 AGV的主要技術參數(shù)1）額定載重量:自動導引搬運車所能承載貨物的最大重量。AGV的載重量范圍在50kg20000kg，以中小型噸位居多。根據(jù)日本通產省的調查，目前使用的AGV載重量在100kg以下的占19%，載重量在100kg300kg占22%，300kg500kg占9%，500kg1000kg的

15、占18%，1000kg2000kg的占21%，2000kg5000kg的占8%，而5000kg以上的數(shù)量極少。 2）自重自重是指自動導引搬運車與電池加起來的總重量。3）車體尺寸車體尺寸是指車體的長、寬、高外形尺寸。該尺寸應該與所承載貨物的尺寸和通道寬度相適應。2022-2-26282021/3/9295 AGV的主要技術參數(shù)4）停位精度指AGV到達目的地址處并準備自動移載時所處的實際位置與程序設定的位置之間的偏差值（mm）。這一參數(shù)很重要，是確定移載方式的主要依據(jù)，不同的移載方式要求不同的停位精度。5）最小轉彎半徑指AGV在空載低速行駛、偏轉程度最大時，瞬時轉向中心到AGV縱向中心線的距離。它

16、是確定車輛彎道運行所需空間的重要參數(shù)。2022-2-26292021/3/9305 AGV的主要技術參數(shù)6）運行速度指自動導引搬運車在額定載重量下行駛時所能達到的最大速度。它是確定車輛作業(yè)周期和搬運效率的重要參數(shù)。 7）工作周期自動導引搬運車完成一次工作循環(huán)所需的時間。 2022-2-26302021/3/9316 AGVS 在生產物流中的應用上海印鈔廠激光自動導引車系統(tǒng)簡稱為LGV（Laser Guided Vehicle） 管理系統(tǒng)，如圖所示為系統(tǒng)組成示意圖，包含企業(yè)上位物流信息管理系統(tǒng)、LGV管理主機、若干臺LGV、智能充電機和現(xiàn)場信號中繼器等部分。1）物流信息系統(tǒng)管理根據(jù)生產作業(yè)和各操作機臺的呼叫情況向LGV管理系統(tǒng)的管理主機發(fā)送搬運任務的指令信息，并接收LGV管理主機對作業(yè)指令執(zhí)行情況的信息。操作臺呼叫終端的數(shù)量根據(jù)實際需要配置，其任務是根據(jù)作業(yè)需要，實現(xiàn)與AGV之間的信息溝通。主要功能為：生產任務的顯示、生產物料的出庫請求、生產退料的入庫請求、生產過程中半成品的入庫請求等。 2022-2-26312021/3/9326 AGVS 在生產物流中的應用2）LGV管理系統(tǒng)主要負責作業(yè)任務分配、車輛調度、交通管理、電池充電等功能。它主要由LGV管理主機的主控服務軟件和現(xiàn)場信號集中器、智能充電機等組成。LGV管理主機負責