AGV工作設計原理.ppt

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2020 3 28 1 主要內(nèi)容 AGV的概念 AGV及AGVS的結(jié)構組成 AGV主要技術參數(shù)及工作原理 AGV 引導案例 2020 3 28 2 ZPMC開發(fā)的自動導向車 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 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AGVS220套 使用了AGV1300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(chǎn)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) 2020 3 28 5 1 2AGVS的特點 機電一體化自動化柔性化準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按照導引原理的不同 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 2020 3 28 7 AGVS的應用案例 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 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 2020 3 28 10 2AGV的結(jié)構組成 2020 3 28 11 2AGV的結(jié)構組成 2020 3 28 12 1 安全擋圈2 11 認址線圈3 失靈控制線圈4 導向探測器5 轉(zhuǎn)向輪6 驅(qū)動電機7 轉(zhuǎn)向機構8 導向伺服電機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的機械裝置所組成 是AGV的基礎部分 是其他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(qū)動裝置 的驅(qū)動裝置由車輪 減速器 制動器 驅(qū)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(diào)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 2020 3 28 13 2AGV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(zhuǎn)向裝置來實現(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 2020 3 28 14 2AGV的基本結(jié)構 8 移載裝置與所搬運貨物直接接觸 實現(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 2020 3 28 15 導引原理 具有不同移載裝置的搬運小車 2020 3 28 16 3導引原理 固定路徑導引方式和自由路徑導引方式 2020 3 28 17 在行駛路徑上設置導引用的信息媒介物 AGV通過檢測出它的信息而得到導引的一種方式 如電磁導引 光學導引 磁帶導引等 在AGV控制系統(tǒng)中儲存著搬運區(qū)域布置的尺寸坐標 通過不同方式實時識別出AGV的當前方位 并自動控制其按選擇的行駛路徑運行的一種導引方式 3 1電磁導引的基本原理 2020 3 28 18 1 導向電線2 導向輪3 信號檢測器4 放大器5 導向電機6 減速器 在AGV的運行路線下面埋設導向電線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 2020 3 28 19 3 2光學導引 OpticalGuided 2020 3 28 20 3 2光學導引 OpticalGuided 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(jīng)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(jié)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(jié)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 2020 3 28 21 3 3自由路徑導引 2020 3 28 22 圖10 40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(jīng)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 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 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)的地面控制器進行通信 地面控制器接受中央控制計算機的管理 負責對區(qū)域內(nèi)的業(yè)務情況進行監(jiān)控管理 如監(jiān)視現(xiàn)場設備的狀況 統(tǒng)計AGV利用率 小車交通管制 跟蹤裝載 制定目標地址 實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 解釋并執(zhí)行從地面控制器 站 傳送來的指令 實時記錄AGV的位置 并監(jiān)控車上的安全裝置 AGVS的應用案例 分布式控制系統(tǒng)拓樸結(jié)構 2020 3 28 25 集中控制系統(tǒng)拓樸結(jié)構 2020 3 28 26 兩種控制方式的比較 2020 3 28 27 5AGV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 2020 3 28 28 5AGV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(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行所需空間的重要參數(shù) 2020 3 28 29 5AGV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 2020 3 28 30 6AGVS在生產(chǎn)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 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 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(chǎn)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(chǎn)任務的顯示 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)物流中的應用 2 LGV管理系統(tǒng)主要負責作業(yè)任務分配 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管理主機負責處理命令接收 命令執(zhí)行 相關參數(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)控采用獨立的監(jiān)控工作站 可動態(tài)實時顯示各AGV的工作位置及運行狀態(tài) 并實時報告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 2020 3 28 32