AGV研發(fā)方案-V1.1課件

AGV研發(fā)方案項目經理：技術負責人：小組成員：

研發(fā)周期：2016/7/15~2016/10/30版本號：#1.1AGV研發(fā)方案_V1.1目錄一、AGV簡介·······································3二、整體結構和功能···································5三、電氣控制部分原理和功能····························83.1AGV總控制系統構成·······························83.2AGV小車主要電氣部件······························193.3AGV電氣設備品牌·································20四、AGV自主研發(fā)思路································22五、重點難點分析····································23六、技術難點應對策略································25七、工作計劃·······································28AGV研發(fā)方案_V1.1一、AGV簡介含義Automated自動Guided引導Vehicle車輛設計任務自動化控制包括無線通信系統、電氣伺服系統、編制運行程序（由電氣工程師、IT工程師完成）軌道、地標包括導軌的敷設、地標的定位（由現場技師完成）運動結構包括車輛外形、輪式行走系統的設計、牽引結構的設計、各元件的安裝定位（由機械工程師完成）AGV研發(fā)方案_V1.1●技術參數（紅色字體部分為關鍵參數）序號項目參數內容序號項目參數內容1引導方式磁條誘導13障礙檢知激光障礙物檢測傳感器TIM3*12走形方向單向前進，自動左右轉彎14操作按鈕啟/停按鈕，急停按鈕，聲光報警，電源開關3控制方式差速驅動15充電/續(xù)航自動充電、持續(xù)巡航4驅動電機2WD,DC24V/100W*216報警形式警示燈+聲音報警5負載重量牽引負載重量大于300Kg17鋰電池EV-HX01，DC24V/65AH6引導精度直線±10mm,轉彎±15mm18腳輪3吋聚氨酯輔助腳輪，直徑150mm驅動輪7走行速度2～40米/分，無級調速19牽引機構單向8轉彎半徑最小600mm(誘導磁帶)20誘導磁帶N極向上（黃）背膠9爬坡能力3°（70%負載）21防撞機構機械防撞（橡膠緩沖）10定位精度±10mm22驅動提升手動11地面差吸收能力±15mm23外觀尺寸1450L×325W×275H12允許斷面±20mm24地標信息RFIDAGV研發(fā)方案_V1.1二、整體結構和功能1.整體結構電氣功能部分主要完成自動化信息的交換、處理，人機的操控、交流，防撞感應等。主動行走部分主要完成自動行走控制，牽引控制，軌道識別和定位感應等。能量部分提供整車的運行能量并且有能量補充接口輔助行走部分為行走提供導向和輔助支撐等支持，另設轉銷放置等。AGV研發(fā)方案_V1.12.導向磁條上圖即為常見的AGV磁條，黃色為N極，鋪設時向上。磁場強度滿足0.7~0.8MT

底面有粘膠，便于粘貼地面。AGV研發(fā)方案_V1.13.工作原理AGV功能實現可簡化為左上圖。小車通過磁導航傳感器感應磁條磁場強度，并將磁場中心相對位置反饋給PLC總成，由PLC控制行走系統保持磁場中心位于傳感器中心，從而讓小車始終沿磁條行駛。地標讀寫器（RFID）和地標（ID）另外在磁條特定位置設置有地標。在RFID讀出地標信息后，總控系統會發(fā)出相應指令，控制小車在此位置的減速、停止、選軌轉向等功能。AGV研發(fā)方案_V1.1三、電氣控制部分原理和功能3.1AGV總控制系統構成①無線綜合管理系統（上位機）：

實現AGV小車、AGV小車智能充電樁的無線綜合管理系統，進行實時控制、監(jiān)控。②AGV小車：智能控制系統。接收到命令后能自主行走到設定的區(qū)域或工位或按特定的路線行走；電量低時也可自動充電。③供能系統：電池，充電樁（配合AGV小車實現小車智能充電）。AGV研發(fā)方案_V1.1①無線綜合管理系統簡介9AGV研發(fā)方案_V1.1①無線綜合管理系統簡介（續(xù)）9AGV研發(fā)方案_V1.1②AGV小車系統主要構成走形系統：電機、走行傳感器、信號傳感器操作面板：電源開關、起/停按鈕、復位鈕、急停鈕、揚聲器、警示燈，通過操作面板可以顯示AGV的狀態(tài)，了解AGV目前運行的狀態(tài)、參數設定、異常的排除。感應系統：防撞機構、障礙傳感器。檢測AGV行駛前方是否有物體，并起到保護AGV正方向被碰撞的功能。動力系統：電池充電器、自動充電、電池組、本系統所用電壓DC24V內部控制器系統：接收信號和控制小車的一切動作。AGV研發(fā)方案_V1.1●走形系統信號傳感器（讀地標）識別不同工位、路線，實現分別控制小車的不同動作。電機：兩個電機通過分別控制速度可實現直線行走和拐彎行走。走行傳感器，檢測貼于地面的磁條，把檢測結果傳給PLC控制電機按磁條路徑行走。AGV研發(fā)方案_V1.1●AGV小車操作面板蜂鳴器：行走、報警、音樂急停按鈕人機界面：有各種參數、按鈕等，可進行查看、控制AGV.報警指示燈電源開關啟動、停止按鈕故障復位按鈕AGV研發(fā)方案_V1.1鋰電池：24V鋰電池，為AGV提供動力障礙物掃描器：障礙物檢測是可編程、設定檢測距離。防撞機構：機構內安裝有微動開關，能感應到碰撞障礙物●動力系統與感應系統AGV研發(fā)方案_V1.1●內部控制器PLC:AGV主控制器，控制小車的一切動作。無線AP從站：接收上位機的指令人工按鈕無線接收器，工人可以用無線遙控器控制小車障礙物掃描器處理器：處理傳感器檢測到的信號然后把結果傳給PLCAGV研發(fā)方案_V1.1(1)電池小電流充電口大電流充電口開關信息線電源輸出線手柄③供能系統AGV研發(fā)方案_V1.1(2)自動充電站簡介AGV研發(fā)方案_V1.1(2)自動充電站簡介（續(xù)）自動充電機移動充電電極頭（自動伸縮式）鋰電池上固定式靜置電極AGV停止→自動充電機電極伸出→充電完畢→自動充電機電極縮回→AGV走自動充電機與電控柜明線直連。無需土工作業(yè)。安裝維護方便，工作量小，施工安裝快速。AGV本體鋰電池AGV研發(fā)方案_V1.13.2AGV小車主要電氣部件：AGV研發(fā)方案_V1.1序號名稱規(guī)格參數品牌1控制PLCS7-200Smart西門子2HMIKPT400西門子3操作面板按鈕

XB2BA31C施耐德4障礙物掃描器激光式TIM3SICK5揚聲器SPK-WM-PNPDC24VQ-LIGHT6警示燈DH52RX-UDS-2BRYG平潮7走形感應器

SM3FN-POAOSAT8磁條

NYL9走形馬達

BLHM5100K-GFS東方馬達10驅動板馬達配套東方馬達11地標感應器

TNRM-Q80-R1213圖爾克12AGV通訊模塊無線AP從站W2150MOXA3.3AGV電氣設備品牌AGV研發(fā)方案_V1.1以上就是典型的AGV小車但是……我們需要一個自己的AGV小車AGV研發(fā)方案_V1.1四、AGV自主研發(fā)思路1.因為我們?yōu)槭状窝邪l(fā)，且為初稿。所以所有功能部分先完全參照以上典型AGV小車設計，不做功能更改。2.自主產品必須與市面已有產品有所區(qū)別，所以在完全參照典型樣機制作后，我們下一步可選擇先修改外觀形狀。3.所有外購件以實現其功能為基本原則，可先按樣機選取同型號外購件。下一步修改時選擇供貨周期短且便宜的外購零件用以替換，以縮短研發(fā)周期以及經費。AGV研發(fā)方案_V1.1五、重點難點分析●重點

AGV小車首先以實現其功能為重點，即達到精確定位、按路線牽引、準確響應、可

靠制動等。

其次設備必須保證其工作的可靠性，如保證多次循環(huán)后機械磨損達標、電池壽命達標、按鍵不失靈、磁軌無消磁、線路無松動等。

最后重點考慮設備的制造成本。在同樣達到其功能的前提下，一個低成本的產品最終才能存活于市場。AGV研發(fā)方案_V1.1●難點

機械結構對電器結構的支持。其表現為設計之初電器元件的外形尺寸與安裝尺寸無從獲得，容易造成元件安裝空間不足，孔位不對的情況。

行走的精確控制。AGV小車如何精確定位工位，客戶要求精度±10mm。以及AGV小車在分叉路口如何選擇所需要走的路線。充電循環(huán)：AGV小車自動充電與如何短時間內充完電（1分鐘內）。上位機系統如何實時獲取小車的當前狀態(tài)（位置、速度、負載、故障碼、電量狀態(tài)）等基礎數據并做相應的數據處理。上位機系統如何滿足多小車同時作業(yè)，準確計算路徑及耗時，避免路徑沖突。上位機系統如何跟客戶其他系統做信息交互。AGV研發(fā)方案_V1.1六、技術難點應對策略1.針對電氣元件的安裝問題，需采用實際測量、三維模擬的辦法。待電器原件采購到位后，直接對原件進行外形測量，并且制作三維模型。最終以三維模型方式在軟件上進行模擬試裝，保證現場裝配無誤。2.針對行走精度的控制問題（1）行走精度問題就是工位停止精度。在需要停止工位提前一段距離安裝一個預到工位地標，在工位上則安裝能精確定位的光電傳感器。當讀取到預到工位地標時PLC控制小車減速到一個低速值慢慢行走，然后利用光電傳感器進行精確定位；（2）分叉路口控制。在分叉路口提前一段距離安裝路口地標。小車實時與上位機進行數據交互，每輛小車都有它的目的地，PLC讀取上位機發(fā)給小車指令目的地，選擇最優(yōu)路徑，當讀取到路口地標，識別是什么路口，編寫程序PLC進行最優(yōu)選擇，程序內進行其余的路徑磁條屏蔽最終行走最優(yōu)路徑。AGV研發(fā)方案_V1.14、考慮小車當前狀態(tài)的數據采集辦法，可以通過各種傳感器的使用或者邏輯計算獲取準確的狀態(tài)數據?？紤]上位機和PLC通訊設計，以效率、簡單、實時性為準則。考慮上位機數據庫系統的設計，以第三范式、sql性能等原則進行數據庫設計。考慮上位機系統的設計，遵循三層架構的設計思想，采用數據、展示、邏輯處理分開的低耦合架構設計，方便日后的維護和擴展。3.針對充電問題。（1）1分鐘內可以從電量低充滿電。小車與上位機、充電樁與上位機都是實時數據交互的，當電量低時需要快速停車就位充電，選擇大功率充電器且選用現在技術成熟的脈沖快速充電方法進行快充。（2）1分鐘內不可完全從電量低充滿電。小車與上位機、充電樁與上位機都是實時數據交互的，此時我們就不能當小車電量低時才去充電了，而是每輛小車每一個行走循環(huán)，也就是每換一個工位就有一輛小車去進行充電，只要能保證1分鐘內充的電比小車行走一個循環(huán)所耗的電多就不會有問題了。AGV研發(fā)方案_V1.1

5、考慮上位機系統的調度算法，根據客戶提出的JPH、實際場地大小、路徑復雜度、小車速度等客觀因素，計算出符合需求的調度安排并發(fā)給小車。

6、考慮上位機系統跟外部其他系統的信息傳遞設計，可以采用xml或者DBLINK的方式進行信息交互。需要考慮兼容性、效率、簡單等因素。AGV研發(fā)方案_V1.1七、工作計劃序號項目內容具體事宜交付