AGV工作設(shè)計(jì)原理

2024/3/171主要內(nèi)容：AGV的概念；AGV及AGVS的結(jié)構(gòu)組成；AGV主要技術(shù)參數(shù)及工作原理AGV引導(dǎo)案例2024/3/172ZPMC開(kāi)發(fā)的自動(dòng)導(dǎo)向車〔AGV〕系統(tǒng)2024/3/1731概述1.1ＡＧＶ的根本概念根據(jù)美國(guó)物流協(xié)會(huì)定義，AGV〔AutomatedGuidedVehicle〕是指裝備有電磁或光學(xué)導(dǎo)引裝置，能夠按照規(guī)定的導(dǎo)引路線行駛，具有小車運(yùn)行和停車裝置、平安保護(hù)裝置以及具有各種移載功能的運(yùn)輸小車。我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《物流術(shù)語(yǔ)》中，對(duì)AGV的定義為：AGV：裝有自動(dòng)導(dǎo)引裝置，能夠沿規(guī)定的路徑行駛，在車體上具有編程和停車選擇裝置、平安保護(hù)裝置以及各種物料移載功能的搬運(yùn)車輛。AGVS：多臺(tái)AGV小車在控制系統(tǒng)的統(tǒng)一指揮下，組成一個(gè)柔性化的自動(dòng)搬運(yùn)系統(tǒng)，稱為自動(dòng)導(dǎo)引車系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱AGVS。。2024/3/174AGV的開(kāi)展情況世界上第一臺(tái)AGV是由美國(guó)Barrett電子公司于20世紀(jì)50年代初開(kāi)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(dòng)連接，顯著地提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，極大地提高了裝卸搬運(yùn)的自動(dòng)化程度。1954年英國(guó)最早研制了電磁感應(yīng)導(dǎo)向的AGVS，由于它的顯著特點(diǎn)，迅速得到了應(yīng)用和推廣。1960年歐洲就安裝了各種形式、不同水平的AGVS220套，使用了AGV1300多臺(tái)。1976年，我國(guó)起重機(jī)械研究所研制出第一臺(tái)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(yùn)行載重500公斤的AGV，雙向運(yùn)行載重500kg、1000kg、2000kg的AGV，開(kāi)發(fā)研制了幾套較簡(jiǎn)單的AGV應(yīng)用系統(tǒng)。1999年3月27日，由昆明船舶設(shè)備集團(tuán)研制生產(chǎn)的激光導(dǎo)引無(wú)人車系統(tǒng)在紅河卷煙廠投入試運(yùn)行，這是在我國(guó)投入使用的首套激光導(dǎo)引無(wú)人搬運(yùn)車系統(tǒng)。2024/3/1751.2AGVS的特點(diǎn)機(jī)電一體化自動(dòng)化柔性化準(zhǔn)時(shí)化常常是自動(dòng)化倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)的重要組成局部。2024/3/1761.3AGV的類型1.3.1按照導(dǎo)引原理的不同，分為固定路徑導(dǎo)引和自由路徑導(dǎo)引兩大類型。1〕固定路徑導(dǎo)引：在事先規(guī)劃好的運(yùn)行路線上設(shè)置導(dǎo)向的信息媒介，如導(dǎo)線、光帶等，通過(guò)AGV上的導(dǎo)向探測(cè)器檢測(cè)到導(dǎo)向信息〔如頻率、磁場(chǎng)強(qiáng)度、光強(qiáng)度等〕，對(duì)信息實(shí)時(shí)處理后，用以控制車輛沿規(guī)定的運(yùn)行線路行走的導(dǎo)引方式。2〕自由路徑導(dǎo)引：事先沒(méi)有設(shè)置固定的運(yùn)行路徑，AGVS根據(jù)搬運(yùn)任務(wù)要求的起訖點(diǎn)位置，計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)算得出最優(yōu)路徑后，由控制系統(tǒng)控制各個(gè)AGV按照指定的路徑運(yùn)行，完成搬運(yùn)任務(wù)。2024/3/177AGVS的應(yīng)用案例請(qǐng)判斷以下AGV屬于哪種類型？2024/3/1781.3.2按照用途和結(jié)構(gòu)分類AGV分為無(wú)人搬運(yùn)車、無(wú)人牽引車和無(wú)人叉車。1〕無(wú)人搬運(yùn)車：主要用于完成搬運(yùn)作業(yè)，采用人力或自動(dòng)移載裝置將貨物裝載到小車上，小車行走到指定地點(diǎn)后，再由人力或自動(dòng)移載裝置將貨物卸下，從而完成搬運(yùn)任務(wù)。具有自動(dòng)移載裝置的小車在控制系統(tǒng)的指揮下能夠自動(dòng)地完成貨物的取、放以及水平運(yùn)行的全過(guò)程，而沒(méi)有移載裝置的小車只能實(shí)現(xiàn)水平方向的自動(dòng)運(yùn)行，貨物的取放作業(yè)需要依靠人力或借助于其它裝卸設(shè)備來(lái)完成。2024/3/1792〕無(wú)人牽引小車：主要功能是自動(dòng)牽引裝載貨物的平板車，僅提供牽引動(dòng)力。當(dāng)牽引小車帶動(dòng)載貨平板車到達(dá)目的地后，自動(dòng)與載貨平板車脫開(kāi)。3〕無(wú)人叉車：其根本功能與機(jī)械式叉車類似，只是一切動(dòng)作均由控制系統(tǒng)自動(dòng)控制，自動(dòng)完成各種搬運(yùn)任務(wù)。2024/3/17102AGV的結(jié)構(gòu)組成2024/3/17112AGV的結(jié)構(gòu)組成2024/3/17121—平安擋圈2、11—認(rèn)址線圈3—失靈控制線圈4—導(dǎo)向探測(cè)器5—轉(zhuǎn)向輪6—驅(qū)動(dòng)電機(jī)7—轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)8—導(dǎo)向伺服電機(jī)9—蓄電池10—車架12—制動(dòng)器13—驅(qū)動(dòng)車輪14車上控制器2AGV的典型部件2.1車體車體由車架和相應(yīng)的機(jī)械裝置所組成，是AGV的根底局部，是其他總成部件的安裝根底；2.2蓄電和充電裝置AGV常采用24V或48V直流蓄電池為動(dòng)力。蓄電池供電一般應(yīng)保證連續(xù)工作8小時(shí)以上的需要。2.3驅(qū)動(dòng)裝置ＡＧＶ的驅(qū)動(dòng)裝置由車輪、減速器、制動(dòng)器、驅(qū)動(dòng)電機(jī)及速度控制器等局部組成，是控制AGV正常運(yùn)行的裝置。其運(yùn)行指令由計(jì)算機(jī)或人工控制器發(fā)出，運(yùn)行速度、方向、制動(dòng)的調(diào)節(jié)分別由計(jì)算機(jī)控制。為了平安，在斷電時(shí)制動(dòng)裝置能靠機(jī)械實(shí)現(xiàn)制動(dòng)。

2024/3/17132AGV的典型部件2.4導(dǎo)向裝置接受導(dǎo)引系統(tǒng)的方向信息通過(guò)轉(zhuǎn)向裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向動(dòng)作。2.5車上控制器接受控制中心的指令并執(zhí)行相應(yīng)的指令，同時(shí)將本身的狀態(tài)〔如位置、速度等〕及時(shí)反響給控制中心。2.6通信裝置實(shí)現(xiàn)AGV與地面控制站及地面監(jiān)控設(shè)備之間的信息交換。2.7平安保護(hù)裝置平安系統(tǒng)包括對(duì)AGV本身的保護(hù)、對(duì)人或其它設(shè)備的保護(hù)等方面。多重平安保護(hù)：主動(dòng)平安保護(hù)裝置被動(dòng)平安保護(hù)裝置2024/3/17142AGV的根本結(jié)構(gòu)8、移載裝置與所搬運(yùn)貨物直接接觸，實(shí)現(xiàn)貨物轉(zhuǎn)載的裝置。9、信息傳輸與處理裝置主要功能是對(duì)AGV進(jìn)行監(jiān)控，監(jiān)控AGV所處的地面狀態(tài)，并與地面控制站實(shí)時(shí)進(jìn)行信息傳遞。2024/3/1715導(dǎo)引原理具有不同移載裝置的搬運(yùn)小車2024/3/17163導(dǎo)引原理固定路徑導(dǎo)引方式和自由路徑導(dǎo)引方式。2024/3/1717在行駛路徑上設(shè)置導(dǎo)引用的信息媒介物，AGV通過(guò)檢測(cè)出它的信息而得到導(dǎo)引的一種方式，如電磁導(dǎo)引、光學(xué)導(dǎo)引、磁帶導(dǎo)引等。在AGV控制系統(tǒng)中儲(chǔ)存著搬運(yùn)區(qū)域布置的尺寸坐標(biāo)，通過(guò)不同方式實(shí)時(shí)識(shí)別出AGV的當(dāng)前方位，并自動(dòng)控制其按選擇的行駛路徑運(yùn)行的一種導(dǎo)引方式。3.1電磁導(dǎo)引的根本原理2024/3/17181---導(dǎo)向電線2—導(dǎo)向輪3—信號(hào)檢測(cè)器4—放大器5—導(dǎo)向電機(jī)6—減速器在AGV的運(yùn)行路線下面埋設(shè)導(dǎo)向電線1，通以3～10KHZ的低壓、低頻電流，該交流電信號(hào)沿電線周圍產(chǎn)生磁場(chǎng)，AGV上裝設(shè)的信號(hào)檢測(cè)器3可以檢測(cè)到磁場(chǎng)的強(qiáng)弱并通過(guò)檢測(cè)回路以電壓的形式表示出來(lái)。當(dāng)導(dǎo)向輪2偏離導(dǎo)向電線后，那么信號(hào)檢測(cè)器測(cè)出電壓差信號(hào)，此信號(hào)通過(guò)放大器4放大后控制導(dǎo)向電機(jī)5工作,然后導(dǎo)向電機(jī)再通過(guò)減速器控制導(dǎo)向輪回位，這樣，就會(huì)使AGV的導(dǎo)向輪始終跟蹤預(yù)定的導(dǎo)引路徑。2024/3/17193.2光學(xué)導(dǎo)引(OpticalGuided)2024/3/17203.2光學(xué)導(dǎo)引(OpticalGuided)

當(dāng)AGV在反光帶的上方運(yùn)行時(shí)，小車下方的光源照射到反光帶后，被反光帶反射回來(lái)的光線由車上的感光元件接受，經(jīng)過(guò)檢測(cè)和運(yùn)算回路進(jìn)行計(jì)算后，對(duì)小車的位置進(jìn)行準(zhǔn)確的判斷，得出小車是否偏離軌道的結(jié)論。AGV沒(méi)有偏離導(dǎo)引路徑時(shí)，如下圖位置，處于中間位置的信號(hào)孔翻開(kāi)，如果AGV偏離導(dǎo)引路徑時(shí)，偏離中間位置的信號(hào)孔被翻開(kāi)，檢測(cè)回路根據(jù)檢測(cè)到的不同感光信號(hào)就可判斷出AGV是否偏離，并且判斷出向哪個(gè)方向偏離了，偏離值是多少。根據(jù)這個(gè)結(jié)論，由控制系統(tǒng)對(duì)AGV的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行及時(shí)修正，使其及時(shí)回到導(dǎo)引路徑上來(lái)。因此，AGV能夠始終沿著反光帶的導(dǎo)引軌跡運(yùn)行。2024/3/17213.3自由路徑導(dǎo)引2024/3/1722圖10－40激光導(dǎo)航導(dǎo)引原理圖在導(dǎo)引車頂部裝置一個(gè)沿360°方向按一定頻率發(fā)射激光的裝置。同時(shí)在AGV四周的一些固定位置上放置反射鏡片。當(dāng)AGV運(yùn)行時(shí)，不斷接受到從三個(gè)位置反射來(lái)的激光束，經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的幾何運(yùn)算，就可以確定AGV的準(zhǔn)確位置，控制系統(tǒng)根據(jù)ＡＧＶ的準(zhǔn)確位置對(duì)其進(jìn)行導(dǎo)向控制4AGVS的管理與控制2024/3/17234AGVS的管理與控制一般可分為三級(jí)控制方式中央管理控制計(jì)算機(jī)、地面控制器和車上控制器。2024/3/1724整個(gè)系統(tǒng)的控制指揮中心，它與各區(qū)域內(nèi)的地面控制器進(jìn)行通信，地面控制器接受中央控制計(jì)算機(jī)的管理。負(fù)責(zé)對(duì)區(qū)域內(nèi)的業(yè)務(wù)情況進(jìn)行監(jiān)控管理，如監(jiān)視現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的狀況、統(tǒng)計(jì)AGV利用率、小車交通管制、跟蹤裝載、制定目標(biāo)地址、實(shí)時(shí)存儲(chǔ)小車的地址并將AGV的位置與裝載物的類型、數(shù)量傳輸給區(qū)域主計(jì)算機(jī)。

解釋并執(zhí)行從地面控制器(站)傳送來(lái)的指令，實(shí)時(shí)記錄AGV的位置，并監(jiān)控車上的平安裝置AGVS的應(yīng)用案例分布式控制系統(tǒng)拓樸結(jié)構(gòu)

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集中控制系統(tǒng)拓樸結(jié)構(gòu)2024/3/1726兩種控制方式的比較2024/3/17275AGV的主要技術(shù)參數(shù)1〕額定載重量:自動(dòng)導(dǎo)引搬運(yùn)車所能承載貨物的最大重量。AGV的載重量范圍在50kg～20000kg，以中小型噸位居多。根據(jù)日本通產(chǎn)省的調(diào)查，目前使用的AGV載重量在100kg以下的占19%，載重量在100kg～300kg占22%，300kg～500kg占9%，500kg～1000kg的占18%，1000kg～2000kg的占21%，2000kg～5000kg的占8%，而5000kg以上的數(shù)量極少。2〕自重自重是指自動(dòng)導(dǎo)引搬運(yùn)車與電池加起來(lái)的總重量。3〕車體尺寸車體尺寸是指車體的長(zhǎng)、寬、高外形尺寸。該尺寸應(yīng)該與所承載貨物的尺寸和通道寬度相適應(yīng)。2024/3/17285AGV的主要技術(shù)參數(shù)4〕停位精度指AGV到達(dá)目的地址處并準(zhǔn)備自動(dòng)移載時(shí)所處的實(shí)際位置與程序設(shè)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(zhuǎn)彎半徑指AGV在空載低速行駛、偏轉(zhuǎn)程度最大時(shí)，瞬時(shí)轉(zhuǎn)向中心到AGV縱向中心線的距離。它是確定車輛彎道運(yùn)行所需空間的重要參數(shù)。2024/3/17295AGV的主要技術(shù)參數(shù)6〕運(yùn)行速度指自動(dòng)導(dǎo)引搬運(yùn)車在額定載重量下行駛時(shí)所能到達(dá)的最大速度。它是確定車輛作業(yè)周期和搬運(yùn)效率的重要參數(shù)。7〕工作周期自動(dòng)導(dǎo)引搬運(yùn)車完成一次工作循環(huán)所需的時(shí)間。2024/3/17306AGVS在生產(chǎn)物流中的應(yīng)用上海印鈔廠激光自動(dòng)導(dǎo)引車系統(tǒng)簡(jiǎn)稱為L(zhǎng)GV〔LaserGuidedVehicle〕管理系統(tǒng)，如下圖為系統(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(jī)、假設(shè)干臺(tái)LGV、智能充電機(jī)和現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)中繼器等局部。1〕物流信息系統(tǒng)管理根據(jù)生產(chǎn)作業(yè)和各操作機(jī)臺(tái)的呼叫情況向LGV管理系統(tǒng)的管理主機(jī)發(fā)送搬運(yùn)任務(wù)的指令信息，并接收LGV管理主機(jī)對(duì)作業(yè)指令執(zhí)行情況的信息。操作臺(tái)呼叫終端的數(shù)量根據(jù)實(shí)際需要配置，其任務(wù)是根據(jù)作業(yè)需要，實(shí)現(xiàn)與AGV之間的信息溝通。主要功能為：生產(chǎn)任務(wù)的顯示、生產(chǎn)物料的出庫(kù)請(qǐng)求、生產(chǎn)退料的入庫(kù)請(qǐng)求、生產(chǎn)過(guò)程中半成品的入庫(kù)請(qǐng)求等。2024/3/17316AGVS在生產(chǎn)物流中的應(yīng)用2〕LGV管理系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)作業(yè)任務(wù)分配、車輛調(diào)度、交通管理、電池充電等功能。它主要由LGV管理主機(jī)的主控效勞軟件和現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)集中器、智能