AGV工作設(shè)計原理.ppt

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2020 3 28 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 3 28 2 ZPMC開發(fā)的自動導(dǎo)向車 AGV 系統(tǒng) 2020 3 28 3 1概述 1 1 的基本概念根據(jù)美國物流協(xié)會定義 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 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AGV的定義為 AGV 裝有自動導(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)裝置以及各種物料移載功能的搬運(yùn)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(yùn)系統(tǒng) 稱為自動導(dǎo)引車系統(tǒng) 簡稱AGVS 2020 3 28 4 AGV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(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)自動連接 顯著地提高勞動生產(chǎn)率 極大地提高了裝卸搬運(yùn)的自動化程度 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AGVS220套 使用了AGV1300多臺 1976年 我國起重機(jī)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(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 3 28 5 1 2AGVS的特點(diǎn) 機(jī)電一體化自動化柔性化準(zhǔn)時化常常是自動化倉儲系統(tǒng)的重要組成部分 2020 3 28 6 1 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AGV上的導(dǎo)向探測器檢測到導(dǎo)向信息 如頻率 磁場強(qiáng)度 光強(qiáng)度等 對信息實(shí)時處理后 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AGV按照指定的路徑運(yùn)行 完成搬運(yùn)任務(wù) 2020 3 28 7 AGVS的應(yīng)用案例 請判斷以下AGV屬于哪種類型 2020 3 28 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(diǎn)后 再由人力或自動移載裝置將貨物卸下 從而完成搬運(yùn)任務(wù) 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(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 3 28 9 2 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(dāng)牽引小車帶動載貨平板車到達(dá)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(jī)械式叉車類似 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(yùn)任務(wù) 2020 3 28 10 2AGV的結(jié)構(gòu)組成 2020 3 28 11 2AGV的結(jié)構(gòu)組成 2020 3 28 12 1 安全擋圈2 11 認(rèn)址線圈3 失靈控制線圈4 導(dǎo)向探測器5 轉(zhuǎn)向輪6 驅(qū)動電機(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 制動器13 驅(qū)動車輪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直流蓄電池為動力 蓄電池供電一般應(yīng)保證連續(xù)工作8小時以上的需要 2 3驅(qū)動裝置 的驅(qū)動裝置由車輪 減速器 制動器 驅(qū)動電機(jī)及速度控制器等部分組成 是控制AGV正常運(yùn)行的裝置 其運(yùn)行指令由計算機(jī)或人工控制器發(fā)出 運(yùn)行速度 方向 制動的調(diào)節(jié)分別由計算機(jī)控制 為了安全 在斷電時制動裝置能靠機(jī)械實(shí)現(xiàn)制動 2020 3 28 13 2AGV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 同時將本身的狀態(tài) 如位置 速度等 及時反饋給控制中心 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AGV本身的保護(hù) 對人或其它設(shè)備的保護(hù)等方面 多重安全保護(hù) 主動安全保護(hù)裝置被動安全保護(hù)裝置 2020 3 28 14 2AGV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)時進(jìn)行信息傳遞 2020 3 28 15 導(dǎo)引原理 具有不同移載裝置的搬運(yùn)小車 2020 3 28 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 3 28 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)時識別出AGV的當(dāng)前方位 并自動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)引的基本原理 2020 3 28 18 1 導(dǎo)向電線2 導(dǎo)向輪3 信號檢測器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 該交流電信號沿電線周圍產(chǎn)生磁場 AGV上裝設(shè)的信號檢測器3可以檢測到磁場的強(qiáng)弱并通過檢測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(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 就會使AGV的導(dǎo)向輪始終跟蹤預(yù)定的導(dǎo)引路徑 2020 3 28 19 3 2光學(xué)導(dǎo)引 OpticalGuided 2020 3 28 20 3 2光學(xué)導(dǎo)引 OpticalGuided 當(dāng)AGV在反光帶的上方運(yùn)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(jīng)過檢測和運(yùn)算回路進(jìn)行計算后 對小車的位置進(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 如圖所示位置 處于中間位置的信號孔打開 如果AGV偏離導(dǎo)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(jié)論 由控制系統(tǒng)對AGV的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行及時修正 使其及時回到導(dǎo)引路徑上來 因此 AGV能夠始終沿著反光帶的導(dǎo)引軌跡運(yùn)行 2020 3 28 21 3 3自由路徑導(dǎo)引 2020 3 28 22 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(dāng)AGV運(yùn)行時 不斷接受到從三個已知位置反射來的激光束 經(jīng)過簡單的幾何運(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)確位置對其進(jìn)行導(dǎo)向控制 4AGVS的管理與控制 2020 3 28 23 4AGVS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(jī) 地面控制器和車上控制器 2020 3 28 24 整個系統(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算機(jī)的管理 負(fù)責(zé)對區(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)場設(shè)備的狀況 統(tǒng)計AGV利用率 小車交通管制 跟蹤裝載 制定目標(biāo)地址 實(shí)時存儲小車的地址并將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 3 28 25 集中控制系統(tǒng)拓樸結(jié)構(gòu) 2020 3 28 26 兩種控制方式的比較 2020 3 28 27 5AGV的主要技術(shù)參數(shù) 1 額定載重量 自動導(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 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 3 28 28 5AGV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)備自動移載時所處的實(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 瞬時轉(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 3 28 29 5AGV的主要技術(shù)參數(shù) 6 運(yùn)行速度指自動導(dǎo)引搬運(yùn)車在額定載重量下行駛時所能達(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 工作周期自動導(dǎo)引搬運(yùn)車完成一次工作循環(huán)所需的時間 2020 3 28 30 6AGVS在生產(chǎn)物流中的應(yīng)用 上海印鈔廠激光自動導(dǎo)引車系統(tǒng)簡稱為LGV LaserGuidedVehicle 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LGV 智能充電機(jī)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(chǎn)作業(yè)和各操作機(jī)臺的呼叫情況向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(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)物料的出庫請求 生產(chǎn)退料的入庫請求 生產(chǎn)過程中半成品的入庫請求等 2020 3 28 31 6AGVS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)場信號集中器 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 可動態(tài)實(shí)時顯示各AGV的工作位置及運(yùn)行狀態(tài) 并實(shí)時報告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 3 28 32