AGV研发方案.ppt

,AGV研发方案,项目经理：技术负责人：小组成员：研发周期：2016/7/152016/10/30版本号：#1.1,目录,一、AGV简介3二、整体结构和功能5三、电气控制部分原理和功能83.1AGV总控制系统构成83.2AGV小车主要电气部件193.3AGV电气设备品牌20四、AGV自主研发思路22五、重点难点分析23六、技术难点应对策略25七、工作计划28,2,3,一、AGV简介,含义,Automated自动,Guided引导,Vehicle车辆,设计任务,自动化控制包括无线通信系统、电气伺服系统、编制运行程序（由电气工程师、IT工程师完成）,轨道、地标包括导轨的敷设、地标的定位（由现场技师完成）,运动结构包括车辆外形、轮式行走系统的设计、牵引结构的设计、各元件的安装定位（由机械工程师完成）,4,技术参数（红色字体部分为关键参数）,5,二、整体结构和功能,1.整体结构,电气功能部分主要完成自动化信息的交换、处理，人机的操控、交流，防撞感应等。,主动行走部分主要完成自动行走控制，牵引控制，轨道识别和定位感应等。,能量部分提供整车的运行能量并且有能量补充接口,辅助行走部分为行走提供导向和辅助支撑等支持，另设转销放置等。,6,2.导向磁条,上图即为常见的AGV磁条，黄色为N极，铺设时向上。磁场强度满足0.70.8MT底面有粘胶，便于粘贴地面。,7,3.工作原理,AGV功能实现可简化为左上图。小车通过磁导航传感器感应磁条磁场强度，并将磁场中心相对位置反馈给PLC总成，由PLC控制行走系统保持磁场中心位于传感器中心，从而让小车始终沿磁条行驶。,地标读写器（RFID）和地标（ID）,另外在磁条特定位置设置有地标。在RFID读出地标信息后，总控系统会发出相应指令，控制小车在此位置的减速、停止、选轨转向等功能。,三、电气控制部分原理和功能,8,3.1AGV总控制系统构成无线综合管理系统（上位机）：实现AGV小车、AGV小车智能充电桩的无线综合管理系统，进行实时控制、监控。AGV小车：智能控制系统。接收到命令后能自主行走到设定的区域或工位或按特定的路线行走；电量低时也可自动充电。供能系统：电池，充电桩（配合AGV小车实现小车智能充电）。,无线综合管理系统简介,9,9,无线综合管理系统简介（续）,10,9,12/23/2019,Confidential,11,AGV小车系统,主要构成走形系统：电机、走行传感器、信号传感器操作面板：电源开关、起/停按钮、复位钮、急停钮、扬声器、警示灯，通过操作面板可以显示AGV的状态，了解AGV目前运行的状态、参数设定、异常的排除。感应系统：防撞机构、障碍传感器。检测AGV行驶前方是否有物体，并起到保护AGV正方向被碰撞的功能。动力系统：电池充电器、自动充电、电池组、本系统所用电压DC24V内部控制器系统：接收信号和控制小车的一切动作。,12,走形系统,信号传感器（读地标）识别不同工位、路线，实现分别控制小车的不同动作。,电机：两个电机通过分别控制速度可实现直线行走和拐弯行走。,走行传感器，检测贴于地面的磁条，把检测结果传给PLC控制电机按磁条路径行走。,13,AGV小车操作面板,蜂鸣器：行走、报警、音乐,急停按钮,人机界面：有各种参数、按钮等，可进行查看、控制AGV.,报警指示灯,电源开关,启动、停止按钮,故障复位按钮,14,锂电池：24V锂电池，为AGV提供动力,障碍物扫描器：障碍物检测是可编程、设定检测距离。,防撞机构：机构内安装有微动开关，能感应到碰撞障碍物,动力系统与感应系统,15,内部控制器,PLC:AGV主控制器，控制小车的一切动作。,无线AP从站：接收上位机的指令,人工按钮无线接收器，工人可以用无线遥控器控制小车,障碍物扫描器处理器：处理传感器检测到的信号然后把结果传给PLC,16,(1)电池,小电流充电口,大电流充电口,开关,信息线,电源输出线,手柄,供能系统,(2)自动充电站简介,17,(2)自动充电站简介（续）,18,自动充电机,移动充电电极头（自动伸缩式）,锂电池上固定式静置电极,AGV停止自动充电机电极伸出充电完毕自动充电机电极缩回AGV走自动充电机与电控柜明线直连。无需土工作业。安装维护方便，工作量小，施工安装快速。,AGV本体,锂电池,12/23/2019,Confidential,19,3.2AGV小车主要电气部件：,20,3.3AGV电气设备品牌,以上就是典型的AGV小车,21,但是,我们需要一个自己的AGV小车,四、AGV自主研发思路,22,1.因为我们为首次研发，且为初稿。所以所有功能部分先完全参照以上典型AGV小车设计，不做功能更改。,2.自主产品必须与市面已有产品有所区别，所以在完全参照典型样机制作后，我们下一步可选择先修改外观形状。,3.所有外购件以实现其功能为基本原则，可先按样机选取同型号外购件。下一步修改时选择供货周期短且便宜的外购零件用以替换，以缩短研发周期以及经费。,五、重点难点分析,23,重点AGV小车首先以实现其功能为重点，即达到精确定位、按路线牵引、准确响应、可靠制动等。其次设备必须保证其工作的可靠性，如保证多次循环后机械磨损达标、电池寿命达标、按键不失灵、磁轨无消磁、线路无松动等。最后重点考虑设备的制造成本。在同样达到其功能的前提下，一个低成本的产品最终才能存活于市场。,24,难点机械结构对电器结构的支持。其表现为设计之初电器元件的外形尺寸与安装尺寸无从获得，容易造成元件安装空间不足，孔位不对的情况。行走的精确控制。AGV小车如何精确定位工位，客户要求精度10mm。以及AGV小车在分叉路口如何选择所需要走的路线。充电循环：AGV小车自动充电与如何短时间内充完电（1分钟内）。上位机系统如何实时获取小车的当前状态（位置、速度、负载、故障码、电量状态）等基础数据并做相应的数据处理。上位机系统如何满足多小车同时作业，准确计算路径及耗时，避免路径冲突。上位机系统如何跟客户其他系统做信息交互。,六、技术难点应对策略,25,1.针对电气元件的安装问题，需采用实际测量、三维模拟的办法。待电器原件采购到位后，直接对原件进行外形测量，并且制作三维模型。最终以三维模型方式在软件上进行模拟试装，保证现场装配无误。,2.针对行走精度的控制问题（1）行走精度问题就是工位停止精度。在需要停止工位提前一段距离安装一个预到工位地标，在工位上则安装能精确定位的光电传感器。当读取到预到工位地标时PLC控制小车减速到一个低速值慢慢行走，然后利用光电传感器进行精确定位；（2）分叉路口控制。在分叉路口提前一段距离安装路口地标。小车实时与上位机进行数据交互，每辆小车都有它的目的地，PLC读取上位机发给小车指令目的地，选择最优路径，当读取到路口地标，识别是什么路口，编写程序PLC进行最优选择，程序内进行其余的路径磁条屏蔽最终行走最优路径。,26,4、考虑小车当前状态的数据采集办法，可以通过各种传感器的使用或者逻辑计算获取准确的状态数据。考虑上位机和PLC通讯设计，以效率、简单、实时性为准则。考虑上位机数据库系统的设计，以第三范式、sql性能等原则进行数据库设计。考虑上位机系统的设计，遵循三层架构的设计思想，采用数据、展示、逻辑处理分开的低耦合架构设计，方便日后的维护和扩展。,3.针对充电问题。（1）1分钟内可以从电量低充满电。小车与上位机、充电桩与上位机都是实时数据交互的，当电量低时需要快速停车就位充电，选择大功率充电器且选用现在技术成熟的脉冲快速充电方法进行快充。（2）1分钟内不可完全从电量低充满电。小车与上位机、充电桩与上位机都是实时数据交互的，此时我们就不能当小车电量低时才去充电了，而是每辆小车每一个行走循环，也就是每换一个工位就有一辆小车去进行充电，只要能保证1分钟内充的电比小车行走一个循环所耗的电多就不会有问题了。,27,5、考虑上位机系统的调度算法，根据客户提出的JPH、实际场地大小、路径复杂度、小车速度等客观因素，计算出符合需求的调度安排并发给小车。6、考虑上位机系统跟外部其他系统的信息传递设计，可以采用xml或者DBLINK的方式进行信息交互。需要考虑兼容性、效率、简单等因素。,七、工作计划,28,Thanks！,29,