AGV工作设计原理.ppt

2020/7/27,1,主要内容： AGV的概念； AGV及AGVS的结构组成； AGV主要技术参数及工作原理,AGV,引导案例,2020/7/27,2,ZPMC开发的自动导向车（AGV）系统,2020/7/27,3,1 概述,1.1 的基本概念 根据美国物流协会定义，AGV （Automated Guided Vehicle）是指装备有电磁或光学导引装置，能够按照规定的导引路线行驶，具有小车运行和停车装置、安全保护装置以及具有各种移载功能的运输小车。 我国国家标准物流术语中，对AGV的定义为： AGV：装有自动导引装置，能够沿规定的路径行驶，在车体上具有编程和停车选择装置、安全保护装置以及各种物料移载功能的搬运车辆。 AGVS：多台AGV小车在控制系统的统一指挥下，组成一个柔性化的自动搬运系统，称为自动导引车系统，简称AGVS。,2020/7/27,4,AGV的发展情况,世界上第一台AGV是由美国Barrett电子公司于20世纪50年代初开发成功的，它是一种牵引式小车系统，可十分方便地与其他物流系统自动连接，显著地提高劳动生产率，极大地提高了装卸搬运的自动化程度。1954年英国最早研制了电磁感应导向的AGVS，由于它的显著特点，迅速得到了应用和推广。1960年欧洲就安装了各种形式、不同水平的AGVS 220套，使用了AGV 1300多台。1976年，我国起重机械研究所研制出第一台AGV，建成第一套AGVS滚珠加工演示系统，随后又研制出单向运行载重500公斤的AGV，双向运行载重500kg、1000kg、2000kg的AGV，开发研制了几套较简单的AGV应用系统。1999年3月27日，由昆明船舶设备集团有限公司研制生产的激光导引无人车系统在红河卷烟厂投入试运行，这是在我国投入使用的首套激光导引无人搬运车系统。,2020/7/27,5,1.2 AGVS的特点,机电一体化 自动化 柔性化 准时化 常常是自动化仓储系统的重要组成部分。,2020/7/27,6,1.3 AGV的类型,1.3.1 按照导引原理的不同，分为固定路径导引和自由路径导引两大类型。 1）固定路径导引：在事先规划好的运行路线上设置导向的信息媒介，如导线、光带等，通过AGV上的导向探测器检测到导向信息（如频率、磁场强度、光强度等），对信息实时处理后，用以控制车辆沿规定的运行线路行走的导引方式。 2）自由路径导引：事先没有设置固定的运行路径，AGVS根据搬运任务要求的起讫点位置，计算机管理系统优化运算得出最优路径后，由控制系统控制各个AGV按照指定的路径运行，完成搬运任务。,2020/7/27,7,AGVS的应用案例,请判断以下AGV属于哪种类型？,2020/7/27,8,1.3.2 按照用途和结构分类,AGV分为无人搬运车、无人牵引车和无人叉车。 1）无人搬运车：主要用于完成搬运作业，采用人力或自动移载装置将货物装载到小车上，小车行走到指定地点后，再由人力或自动移载装置将货物卸下，从而完成搬运任务。 具有自动移载装置的小车在控制系统的指挥下能够自动地完成货物的取、放以及水平运行的全过程，而没有移载装置的小车只能实现水平方向的自动运行，货物的取放作业需要依靠人力或借助于其它装卸设备来完成。,2020/7/27,9,2）无人牵引小车： 主要功能是自动牵引装载货物的平板车，仅提供牵引动力。当牵引小车带动载货平板车到达目的地后，自动与载货平板车脱开。 3）无人叉车： 其基本功能与机械式叉车类似，只是一切动作均由控制系统自动控制，自动完成各种搬运任务。,2020/7/27,10,2 AGV的结构组成,2020/7/27,11,2 AGV的结构组成,2020/7/27,12,1安全挡圈 2、11认址线圈 3失灵控制线圈 4导向探测器 5转向轮 6驱动电机 7转向机构 8导向伺服电机 9蓄电池 10车架 12制动器 13驱动车轮 14车上控制器,2 AGV的典型部件,2.1 车体 车体由车架和相应的机械装置所组成，是AGV的基础部分，是其他总成部件的安装基础； 2.2 蓄电和充电装置 AGV常采用24V或48V直流蓄电池为动力。蓄电池供电一般应保证连续工作8小时以上的需要。 2.3 驱动装置 的驱动装置由车轮、减速器、制动器、驱动电机及速度控制器等部分组成，是控制AGV正常运行的装置。其运行指令由计算机或人工控制器发出，运行速度、方向、制动的调节分别由计算机控制。为了安全，在断电时制动装置能靠机械实现制动。,2020/7/27,13,2 AGV的典型部件,2.4 导向装置 接受导引系统的方向信息通过转向装置来实现转向动作。 2.5 车上控制器 接受控制中心的指令并执行相应的指令，同时将本身的状态（如位置、速度等）及时反馈给控制中心。 2.6 通信装置 实现AGV与地面控制站及地面监控设备之间的信息交换。 2.7 安全保护装置 安全系统包括对AGV本身的保护、对人或其它设备的保护等方面。 多重安全保护：主动安全保护装置 被动安全保护装置,2020/7/27,14,2 AGV的基本结构,8、移载装置 与所搬运货物直接接触，实现货物转载的装置。 9、信息传输与处理装置 主要功能是对AGV进行监控，监控AGV所处的地面状态，并与地面控制站实时进行信息传递。,2020/7/27,15,导引原理,具有不同移载装置的搬运小车,2020/7/27,16,3 导引原理,固定路径导引方式和自由路径导引方式。,2020/7/27,17,在行驶路径上设置导引用的信息媒介物，AGV通过检测出它的信息而得到导引的一种方式，如电磁导引、光学导引、磁带导引等。,在AGV控制系统中储存着搬运区域布置的尺寸坐标，通过不同方式实时识别出AGV的当前方位，并自动控制其按选择的行驶路径运行的一种导引方式。,3.1 电磁导引的基本原理,2020/7/27,18,1-导向电线 2导向轮 3信号检测器 4放大器 5导向电机 6减速器,在AGV的运行路线下面埋设导向电线1，通以310KHZ的低压、低频电流，该交流电信号沿电线周围产生磁场，AGV上装设的信号检测器3可以检测到磁场的强弱并通过检测回路以电压的形式表示出来。当导向轮2偏离导向电线后，则信号检测器测出电压差信号，此信号通过放大器4放大后控制导向电机5工作,然后导向电机再通过减速器控制导向轮回位，这样，就会使AGV的导向轮始终跟踪预定的导引路径。,2020/7/27,19,3.2 光学导引(Optical Guided),2020/7/27,20,3.2 光学导引(Optical Guided),当AGV在反光带的上方运行时，小车下方的光源照射到反光带后，被反光带反射回来的光线由车上的感光元件接受，经过检测和运算回路进行计算后，对小车的位置进行准确的判断，得出小车是否偏离轨道的结论。 AGV没有偏离导引路径时，如图所示位置，处于中间位置的信号孔打开，如果AGV偏离导引路径时，偏离中间位置的信号孔被打开，检测回路根据检测到的不同感光信号就可判断出AGV是否偏离，并且判断出向哪个方向偏离了，偏离值是多少。根据这个结论，由控制系统对AGV的运行状态进行及时修正，使其及时回到导引路径上来。因此，AGV能够始终沿着反光带的导引轨迹运行。,2020/7/27,21,3.3 自由路径导引,2020/7/27,22,图1040 激光导航导引原理图,在导引车顶部装置一个沿360方向按一定频率发射激光的装置。同时在AGV四周的一些固定位置上放置反射镜片。当AGV运行时，不断接受到从三个已知位置反射来的激光束，经过简单的几何运算，就可以确定AGV的准确位置，控制系统根据的准确位置对其进行导向控制,4 AGVS的管理与控制,2020/7/27,23,4 AGVS的管理与控制,一般可分为三级控制方式 中央管理控制计算机、地面控制器和车上控制器。,2020/7/27,24,整个系统的控制指挥中心，它与各区域内的地面控制器进行通信，地面控制器接受中央控制计算机的管理。,负责对区域内的业务情况进行监控管理，如监视现场设备的状况、统计AGV利用率、小车交通管制、跟踪装载、制定目标地址、实时存储小车的地址并将AGV的位置与装载物的类型、数量传输给区域主计算机。,解释并执行从地面控制器(站)传送来的指令，实时记录AGV的位置，并监控车上的安全装置,AGVS的应用案例,分布式控制系统拓朴结构,2020/7/27,25,集中控制系统拓朴结构,2020/7/27,26,两种控制方式的比较,2020/7/27,27,5 AGV的主要技术参数,1）额定载重量: 自动导引搬运车所能承载货物的最大重量。AGV的载重量范围在50kg20000kg，以中小型吨位居多。根据日本通产省的调查，目前使用的AGV载重量在100kg以下的占19%，载重量在100kg300kg占22%，300kg500kg占9%，500kg1000kg的占18%，1000kg2000kg的占21%，2000kg5000kg的占8%，而5000kg以上的数量极少。 2）自重 自重是指自动导引搬运车与电池加起来的总重量。 3）车体尺寸 车体尺寸是指车体的长、宽、高外形尺寸。该尺寸应该与所承载货物的尺寸和通道宽度相适应。,2020/7/27,28,5 AGV的主要技术参数,4）停位精度 指AGV到达目的地址处并准备自动移载时所处的实际位置与程序设定的位置之间的偏差值（mm）。这一参数很重要，是确定移载方式的主要依据，不同的移载方式要求不同的停位精度。 5）最小转弯半径 指AGV在空载低速行驶、偏转程度最大时，瞬时转向中心到AGV纵向中心线的距离。它是确定车辆弯道运行所需空间的重要参数。,2020/7/27,29,5 AGV的主要技术参数,6）运行速度 指自动导引搬运车在额定载重量下行驶时所能达到的最大速度。它是确定车辆作业周期和搬运效率的重要参数。 7）工作周期 自动导引搬运车完成一次工作循环所需的时间。,2020/7/27,30,6 AGVS 在生产物流中的应用,上海印钞厂激光自动导引车系统简称为LGV（Laser Guided Vehicle） 管理系统，如图所示为系统组成示意图，包含企业上位物流信息管理系统、LGV管理主机、若干台LGV、智能充电机和现场信号中继器等部分。 1）物流信息系统管理 根据生产作业和各操作机台的呼叫情况向LGV管理系统的管理主机发送搬运任务的指令信息，并接收LGV管理主机对作业指令执行情况的信息。 操作台呼叫终端的数量根据实际需要配置，其任务是根据作业需要，实现与AGV之间的信息沟通。主要功能为：生产任务的显示、生产物料的出库请求、生产退料的入库请求、生产过程中半成品的入库请求等。,2020/7/27,31,6 AGVS 在生产物流中的应用,2）LGV管理系统 主要负责作业任务分配、车辆调度、交通管理、电池充电等功能。它主要由LGV管理主机的主控服务软件和现场信号集中器、智能充电机等组成。LGV管理主机负责处理命令接收、命令执行、相关参数的传输和小车的监控，这些命令主要包括：指派AGV小车、AGV小车最优行进路径的搜索、取货、卸货操作、AGV小车的监控、多台AGV小车的交通管理、无任务AGV小车的处理、AGV小车异常情况的处理、AGV状态监控等。其中，AGV状态监控采用独立的监控工作站，可动态实时显示各AGV的工作位置及运行状态，并实时报告AGV出现的故障信息。在紧急情况下也可通过AGV监控工作站指派特定的AGV执行特定的任务。,2020/7/27,32,