AGV工作設(shè)計(jì)原理.ppt

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1、2020/7/27,1,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,,2020/7/27,2,ZPMC開發(fā)的自動(dòng)導(dǎo)向車（AGV）系統(tǒng),,2020/7/27,3,1 概述,1.1 的基本概念 根據(jù)美國物流協(xié)會(huì)定義，AGV （Automated Guided Vehicle）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、安全保護(hù)裝置以及具有各種移載功能的運(yùn)輸小車。 我國國家標(biāo)準(zhǔn)物流術(shù)語中，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、安全保護(hù)裝置以

2、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。。,2020/7/27,4,AGV的發(fā)展情況,世界上第一臺(tái)AGV是由美國Barrett電子公司于20世紀(jì)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(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AGVS 220套，使用了AGV 1300多臺(tái)。1976年，我國起重機(jī)械研究所研制出

3、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)有限公司研制生產(chǎn)的激光導(dǎo)引無人車系統(tǒng)在紅河卷煙廠投入試運(yùn)行，這是在我國投入使用的首套激光導(dǎo)引無人搬運(yùn)車系統(tǒng)。,2020/7/27,5,1.2 AGVS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)化倉儲(chǔ)系統(tǒng)的重要組成部分。,2020/7/27,6,1.3 AGV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

4、：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)。,2020/7/27,7,AGVS的應(yīng)用案例,,請(qǐng)判斷以下AGV屬于哪種類型？,,2020/7/27,8,1.3.2 按照用途和結(jié)構(gòu)分類,AGV分為無人搬運(yùn)車、無人牽引車和無人叉車。 1）無人搬運(yùn)車：主要用于完成搬運(yùn)作業(yè)，采

5、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)行的全過程，而沒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)備來完成。,2020/7/27,9,,2）無人牽引小車： 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。 3）無人叉車： 其基本功能與機(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)。,2020/7/27,10,2

6、AGV的結(jié)構(gòu)組成,,2020/7/27,11,2 AGV的結(jié)構(gòu)組成,2020/7/27,12,1安全擋圈 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,2 AGV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的基礎(chǔ)部分，是其他總成部件的安裝基礎(chǔ)； 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 的驅(qū)動(dòng)裝置由車輪、減速器、制動(dòng)器、驅(qū)動(dòng)電機(jī)及速度控制器等部分組成，是控制AGV正常

7、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。為了安全，在斷電時(shí)制動(dòng)裝置能靠機(jī)械實(shí)現(xiàn)制動(dòng)。,2020/7/27,13,2 AGV的典型部件,2.4 導(dǎo)向裝置 接受導(dǎo)引系統(tǒng)的方向信息通過轉(zhuǎn)向裝置來實(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)反饋給控制中心。 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 安全保護(hù)裝置 安全系統(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。 多重安全保護(hù)：主動(dòng)安全保護(hù)裝置 被動(dòng)安全保護(hù)裝置,2020/7/

8、27,14,2 AGV的基本結(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。,2020/7/27,15,導(dǎo)引原理,具有不同移載裝置的搬運(yùn)小車,2020/7/27,16,,3 導(dǎo)引原理,固定路徑導(dǎo)引方式和自由路徑導(dǎo)引方式。,2020/7/27,17,在行駛路徑上設(shè)置導(dǎo)引用的信息媒介物，AGV通過檢測(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

9、行駛路徑運(yùn)行的一種導(dǎo)引方式。,3.1 電磁導(dǎo)引的基本原理,2020/7/27,18,1---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310KHZ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)弱并通過檢測(cè)回路以電壓的形式表示出來。當(dāng)導(dǎo)向輪2偏離導(dǎo)向電線后，則信號(hào)檢測(cè)器測(cè)出電壓差信號(hào)，此信號(hào)通過放大器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。,2020/7/27,19,3.2 光學(xué)導(dǎo)引(Optical G

10、uided),2020/7/27,20,3.2 光學(xué)導(dǎo)引(Optical Guided),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，被反光帶反射回來的光線由車上的感光元件接受，經(jīng)過檢測(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沒有偏離導(dǎo)引路徑時(shí)，如圖所示位置，處于中間位置的信號(hào)孔打開，如果AGV偏離導(dǎo)引路徑時(shí)，偏離中間位置的信號(hào)孔被打開，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。因此，AGV能夠

11、始終沿著反光帶的導(dǎo)引軌跡運(yùn)行。,2020/7/27,21,3.3 自由路徑導(dǎo)引,,2020/7/27,22,圖1040 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)已知位置反射來的激光束，經(jīng)過簡(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)的準(zhǔn)確位置對(duì)其進(jìn)行導(dǎo)向控制,4 AGVS的管理與控制,,2020/7/27,23,4 AGVS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。,2020/7/27,24,整個(gè)系統(tǒng)的控制指揮中心，它與各區(qū)域內(nèi)

12、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)傳送來的指令，實(shí)時(shí)記錄AGV的位置，并監(jiān)控車上的安全裝置,AGVS的應(yīng)用案例,分布式控制系統(tǒng)拓樸結(jié)構(gòu),,2020/7/27,25,,集中控制系統(tǒng)拓樸結(jié)構(gòu),,2020/7/27,26,兩種控制方式的比較,,2020/7/27,27,5 AGV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

13、重量范圍在50kg20000kg，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100kg300kg占22%，300kg500kg占9%，500kg1000kg的占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(dòng)導(dǎo)引搬運(yùn)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(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)。,2020/7/27,28,5 AGV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

14、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)。,2020/7/27,29,5 AGV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)所能達(dá)到的最大速度。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。,2020/7/27,30,6 AGVS 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（Laser Guid

15、ed 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(jī)、若干臺(tái)LGV、智能充電機(jī)和現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)中繼器等部分。 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)物料的出庫請(qǐng)求、生產(chǎn)退料的入庫請(qǐng)求、生產(chǎn)過程中半成品的入庫請(qǐng)求等。,,2020/7/27,31,6 AGVS 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)的主控服務(wù)軟件和現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)集中器、智能充電機(jī)等組成。LGV管理主機(jī)負(fù)責(zé)處理命令接收、命令執(zhí)行、相關(guān)參數(shù)的傳輸和小車的監(jiān)控，這些命令主要包括：指派AGV小車、AGV小車最優(yōu)行進(jìn)路徑的搜索、取貨、卸貨操作、AGV小車的監(jiān)控、多臺(tái)AGV小車的交通管理、無任務(wù)AGV小車的處理、AGV小車異常情況的處理、AGV狀態(tài)監(jiān)控等。其中，AGV狀態(tài)監(jiān)控采用獨(dú)立的監(jiān)控工作站，可動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)顯示各AGV的工作位置及運(yùn)行狀態(tài)，并實(shí)時(shí)報(bào)告AGV出現(xiàn)的故障信息。在緊急情況下也可通過AGV監(jiān)控工作站指派特定的AGV執(zhí)行特定的任務(wù)。,2020/7/27,32,