自動(dòng)導(dǎo)引車(AGV)循環(huán)系統(tǒng)的優(yōu)化及設(shè)計(jì)碩士論

1、精品文檔分類號(hào) 密 級(jí) UDC 學(xué)校代碼 10500 碩士學(xué)位論文全日制專業(yè)學(xué)位題 目：自動(dòng)導(dǎo)引車(AGV)循環(huán)系統(tǒng)的優(yōu)化及設(shè)計(jì)英文題目：Optimization and Design on AutomatedGuided Vehicle Circulatory System學(xué)位申請(qǐng)人姓名： 申請(qǐng)學(xué)位學(xué)科專業(yè)：計(jì)算機(jī)技術(shù)指導(dǎo)教師姓名： 二一五年十月分類號(hào) 密 級(jí) UDC 學(xué)校代碼 10500 碩士學(xué)位論文題 目 自動(dòng)導(dǎo)引車(AGV)循環(huán)系統(tǒng)的優(yōu)化及設(shè)計(jì) 英文題目 Optimization and Design on Automated Guided Vehicle Circulatory Sy

2、stem 研究生姓名簽名 指導(dǎo)教師姓名簽名 職 稱 申請(qǐng)學(xué)位學(xué)科名稱 學(xué)科代碼 論文辯論日期 學(xué)位授予日期 學(xué)院負(fù)責(zé)人簽名 評(píng)閱人姓名 評(píng)閱人姓名 二一 年 月 日學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說(shuō)明原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的學(xué)位論文，是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的研究成果。除文中已經(jīng)標(biāo)明引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)過(guò)的研究成果。對(duì)本文的研究做出奉獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本聲明的法律結(jié)果由本人承當(dāng)。學(xué)位論文作者簽名：         

3、0;                     日期：     年   月   日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書(shū)本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保存、使用學(xué)位論文的規(guī)定，即：學(xué)校有權(quán)保存并向國(guó)家有關(guān)部門(mén)或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)湖北工業(yè)大學(xué)可以將本學(xué)位論文

4、的全部或局部?jī)?nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。學(xué)位論文作者簽名：          指導(dǎo)教師簽名：日期：     年    月    日          日期：     年    月

5、60;    日歡迎下載精品文檔歡迎下載精品文檔摘 要隨著物流系統(tǒng)的迅速開(kāi)展,AGV的應(yīng)用范圍也在不斷擴(kuò)展，能夠廣泛運(yùn)用于工業(yè)、軍事、交通運(yùn)輸、電子等領(lǐng)域，具有良好的環(huán)境適應(yīng)能力，很強(qiáng)的抗干擾能力和目標(biāo)識(shí)別能力?，F(xiàn)在汽車產(chǎn)業(yè)的不斷開(kāi)展壯大，運(yùn)送物料也越來(lái)越多，引進(jìn)AGV小車的數(shù)量越來(lái)越多，使用過(guò)程中循環(huán)系統(tǒng)也會(huì)出現(xiàn)很多問(wèn)題。例如：AGV小車元器件不兼容，通信系統(tǒng)信號(hào)不穩(wěn)定，物料運(yùn)輸錯(cuò)誤，以及中央管理系統(tǒng)監(jiān)控信息不全面等等。那么循環(huán)系統(tǒng)如何進(jìn)行優(yōu)化和設(shè)計(jì)也提上了日程。針對(duì)研究?jī)?nèi)容本文做了如下三個(gè)方面的工作： (1)電氣方面提出了RFID和AGV的設(shè)計(jì)方案和系統(tǒng)配置，

6、分別從集成方式，閱讀器選型，電子標(biāo)簽選型，天線配置等方面描述了RFID和AGV集成系統(tǒng)。改良的后掃碼技術(shù)比原來(lái)的條形碼掃碼技術(shù)在工作效率，掃碼出錯(cuò)率上面明顯的改善。 (2)通信系統(tǒng)方面提出一種方案，實(shí)現(xiàn)PLC 之間及其它控制裝置之間的通訊，不僅可以提升PLC控制能力，同時(shí)便于計(jì)算機(jī)對(duì)系統(tǒng)裝置的有效管理和對(duì)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的有效處理，大大提高設(shè)備自動(dòng)化程度，為實(shí)現(xiàn)工廠自動(dòng)化、智能化提供技術(shù)支持。(3)計(jì)算機(jī)方面設(shè)計(jì)AGV中央管理系統(tǒng)，編寫(xiě)系統(tǒng)所用的語(yǔ)言是基于開(kāi)放性源編程語(yǔ)言TCL，建立運(yùn)算和邏輯來(lái)自定義顯示畫(huà)面和SCADA (數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng))系統(tǒng)，從根本上解決了AGV小車的管理難的問(wèn)題，為AGV車輛

7、的監(jiān)控提供了平安、穩(wěn)定、高效的保障。關(guān)鍵詞：自動(dòng)導(dǎo)航車，射頻識(shí)別，中央管理系統(tǒng)，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信AbstractWith the rapid development of the logistics system, AGV also expanding range of applications. Can be widely used in industrial, military, transportation, electronics and other fields, it has a good environmental adaptability, strong anti-interfer

8、ence ability and target identification capabilities. States in many industries have been widely used. Now the continuous development and expansion of the automobile industry, the transportation of materials more and more, the introduction of an increasing number of AGV, the circulation system will u

9、se a lot of problems. For example: AGV car components incompatible communications systems jitters, Material Handling errors, and central management system to monitor the information is not comprehensive and so on. So how the circulatory system optimization and design also put on the agenda. Research

10、 done for the content of this work the following three aspects: (1) Electrical aspects of proposed RFID and AGV design and system configuration, respectively, from the integrated approach, the reader selection, the electronic tag selection, antenna configuration, etc. AGV describes RFID and int

11、egrated systems. Improved technology after the scan code than the original barcode scan code technology in the work efficiency, scan code error rate significantly improved above. (2) Proposed a scheme in communication systems, to achieve communication between the between the PLC and other contr

12、ol devices, not only can enhance the PLC control, while allowing the computer system means effective management and efficient data processing systems, greatly improving degree of automation equipment for the realization of factory automation, intelligent provide technical support.(3) computer-relate

13、d design AGV central management system, preparation of system used language is based on the open source programming language TCL, establish arithmetic and logic to customize the display screen and SCADA (SCADA) system, a fundamental solution to the AGV manage difficult problem car, to monitor AGV ve

14、hicles provide a safe, stable and efficient protection.Keywords: AGV, RFID, Central control system, Wireless network communications目 錄摘 要IAbstractII目 錄III第1章 緒論61.1 引言61.2 國(guó)內(nèi)外研究概況與趨勢(shì)71.2.1 國(guó)外AGV研究概況與趨勢(shì)71.2.2 國(guó)內(nèi)AGV研究概況與趨勢(shì)81.3 AGV關(guān)鍵技術(shù)81.3.1 導(dǎo)航技術(shù)81.3.2 AGV的定位技術(shù)121.3.3 AGV的導(dǎo)引121.4 AGV適用性131.4.1 物料搬運(yùn)131.

15、4.2 柔性裝配線、加工線13 特殊場(chǎng)合用141.5 課題來(lái)源及研究意義141.6 論文研究?jī)?nèi)容及布局14第2章 AGV小車控制系統(tǒng)162.1 AGV小車單臺(tái)162.2 AGV的外觀及人機(jī)接口設(shè)計(jì)162.2 PLC控制系統(tǒng)172.2.1 PLC 工作原理172.2.2 PLC輸入/輸出設(shè)計(jì)182.3工位定位控制原理192.4 本章小結(jié)20第3章 循環(huán)系統(tǒng)中的電氣優(yōu)化213.1 AGV循環(huán)系統(tǒng)213.2 RFID與條形碼的區(qū)別223.3 RFID技術(shù)233.4 RFID安裝位置說(shuō)明233.5 RFID和AGV集成系統(tǒng)設(shè)計(jì)243.6 RFID和AGV集成系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)253.7 集成系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)圖示27

16、3.8 實(shí)驗(yàn)結(jié)果273.9 本章小結(jié)29第4章 循環(huán)系統(tǒng)中通信系統(tǒng)優(yōu)化304.1通信系統(tǒng)組成304.2 PLC無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信研究314.2.1 PC 與 PLC 通信的數(shù)據(jù)命令格式314.2.2 上位鏈接通信協(xié)議324.2.3 PLC數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議及程序編寫(xiě)334.3工程方案344.3.1 工程原方案344.3.2 工程改良方案344.4實(shí)驗(yàn)步驟354.5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果394.6 本章小結(jié)40第5章 循環(huán)系統(tǒng)中管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)415.1 AGV中央管理系統(tǒng)415.2 中央管理系統(tǒng)的組成415.3 循環(huán)管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)42設(shè)計(jì)原理42中央管理系統(tǒng)配置425.3.3 TCL腳本程序455.3.4 中央管理系統(tǒng)演示

17、效果475.4 本章小結(jié)48第6章 總結(jié)與展望496.1 全文總結(jié)496.2 展望49參考文獻(xiàn)50致 謝53歡迎下載精品文檔第1章 緒論1.1 引言 AGV，也就是自動(dòng)控制型小車，它是一類依靠電池發(fā)動(dòng)，裝備有非連接式導(dǎo)向設(shè)備與自動(dòng)搜索地址體系的無(wú)人控制完全自動(dòng)化的工作設(shè)備。它有以下幾點(diǎn)主要特征：具備小車程序、開(kāi)啟選擇設(shè)備、平安保障和多種荷載方式，并且能夠在工控系統(tǒng)的管理下，按照既定的指示進(jìn)行工作，自動(dòng)按照規(guī)定好的路線行駛，到達(dá)目的地之后，開(kāi)始進(jìn)行各種的搬運(yùn)工作。AGV體系的相關(guān)技術(shù)手段與產(chǎn)品類型已經(jīng)開(kāi)展成為生產(chǎn)流水線、配置操作線、存儲(chǔ)系統(tǒng)化的關(guān)鍵設(shè)施與技術(shù)保障1。 近些年來(lái)，各大企業(yè)都在研發(fā)創(chuàng)

18、新各種全新的AGV 小車，AGV 的科學(xué)技術(shù)逐漸得到完善和進(jìn)步，進(jìn)而使得高效、平安、自動(dòng)的生產(chǎn)流水線，自動(dòng)化水平很高的物流分配體系開(kāi)展成為現(xiàn)實(shí)，從而大大提升了工廠自動(dòng)化的水平以及制造加工的綜合效率。新世紀(jì)以來(lái)，人們?cè)絹?lái)越關(guān)注現(xiàn)代化的制造速率，對(duì)各大生產(chǎn)流水線工作、物流分配的技術(shù)要求也在不斷提升。在種類很多的產(chǎn)品綜合制造流水線工作、提高生產(chǎn)總量、組合生產(chǎn)流水線等角度，AGV的崛起和進(jìn)步很大，和其有關(guān)的各類應(yīng)用也得到了社會(huì)的認(rèn)可和應(yīng)用，這不單單是高效化工業(yè)式開(kāi)展運(yùn)營(yíng)的實(shí)際要求，更主要是由于AGV 自身所特有的屬性所決定的2。研究資料顯示：在生產(chǎn)制造的整個(gè)流程里，只有遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于5的時(shí)間是用在產(chǎn)品加工和

19、生產(chǎn)中，其余的95都是用在了商品的存儲(chǔ)、運(yùn)載以及等待停留中。在西方很多國(guó)家中，直接人工的費(fèi)用占制造總費(fèi)用的比重還不到9，同時(shí)上述比重還在進(jìn)一步降低，然而，商品的存儲(chǔ)、運(yùn)載所消消耗用的比重卻占據(jù)了制造總費(fèi)用比重四成以上。因此，目前全球所有工業(yè)國(guó)都在把提高物流水平、減少物流費(fèi)用當(dāng)作公司在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)里存活盈利的重要法寶，為了進(jìn)一步到達(dá)高效化的制造加工要求，物流儲(chǔ)運(yùn)正在一步步朝向高效化，平安化以及智能化的角度進(jìn)步。AGV小車不單單能夠?qū)ν饨鐥l件的適應(yīng)性強(qiáng)、平安性好，同時(shí)還能夠完成制造與運(yùn)輸作用的現(xiàn)代化與智能化，在世界領(lǐng)先的制造加工企業(yè)中都得到了廣泛的應(yīng)用3。本文所研究的循環(huán)系統(tǒng)中所涉及的方面眾多，我們這

20、里主要從電氣，通信，計(jì)算機(jī)這三個(gè)方面優(yōu)化和設(shè)計(jì)，通過(guò)優(yōu)化與設(shè)計(jì)大大提高了工作效率，降低人工本錢(qián)。逐漸完成智能化、系統(tǒng)化與現(xiàn)代化。循環(huán)系統(tǒng)中的電氣優(yōu)化，主要從RFID與AGV集成系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)方面著手對(duì)循環(huán)系統(tǒng)優(yōu)化。循環(huán)系統(tǒng)中通信系統(tǒng)的優(yōu)化，主要研究無(wú)線通訊設(shè)備如何放置才能使信號(hào)強(qiáng)度最優(yōu)，最穩(wěn)定，通過(guò)實(shí)驗(yàn)得出最正確位置。最后把結(jié)論全面推廣實(shí)行，使其被群眾廣泛使用。循環(huán)系統(tǒng)中的管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)，解決了多量AGV小車難以管理，導(dǎo)致循環(huán)系統(tǒng)工作效率較低的問(wèn)題，提升物流工作的現(xiàn)代化，系統(tǒng)化水平，為今早的完成徹底的現(xiàn)代化，系統(tǒng)化，奠定良好的根底準(zhǔn)備。1.2 國(guó)內(nèi)外研究概況與趨勢(shì)1950年之后，國(guó)外著名電器公司

21、巴雷特集團(tuán)，退出了全球首個(gè)使用磁條電磁感應(yīng)方式的以定位跟蹤為目的的全自開(kāi)工作車。二十世紀(jì)七十年代后期，具有運(yùn)載物料功能的AGV在當(dāng)時(shí)興旺的歐洲投入生產(chǎn)并被成功引入美國(guó)。在二十世紀(jì)八十年代初，AGV的應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大并且工作條件也變得多種多樣4。二十一世紀(jì)以來(lái)，多種全新模式的AGV被廣泛應(yīng)用于各種行業(yè)中。 國(guó)外AGV研究概況與趨勢(shì)在國(guó)外,AGV技術(shù)的應(yīng)用主要有如下兩類：第一類就是完全自動(dòng)化，通常都是西方興旺國(guó)家，上述技術(shù)力求實(shí)現(xiàn)AGV的完全自動(dòng)化，幾乎沒(méi)有人工的參與，途徑方案與制造流程比擬簡(jiǎn)單，幾乎可以滿足各種產(chǎn)品輸送條件5。上述類別的AGV作用較為繁多，技術(shù)方面也較為成熟領(lǐng)先，與此同時(shí)，為了進(jìn)

22、一步完成整體化的設(shè)計(jì)需求，減少制造投入費(fèi)用。推出本行業(yè)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，展開(kāi)批量化、模塊化生產(chǎn)加工的。西方興旺國(guó)家的AGV設(shè)計(jì)中，放棄了對(duì)產(chǎn)品包裝方面的苛刻要求，運(yùn)用大組件安裝的形式展開(kāi)規(guī)?；a(chǎn)加工。系列產(chǎn)品的覆蓋面廣：種類多樣的行駛方式，牽引模式會(huì)議及載荷體系，上述類別的AGV商品的載荷總量能夠從六十公斤到六十五噸左右。盡管這樣做，由于技術(shù)和功能的受限，這類AGV的售價(jià)依然沒(méi)有明顯下降。這類產(chǎn)品在國(guó)內(nèi)僅有的很少一局部的企業(yè)可以制造，但是產(chǎn)品的功能和國(guó)外的比擬起來(lái)還是存在一定的差距的6。第二類是實(shí)用型的AGV方式通常也被稱之為AGC，更為親切合理，根本上都是日本生產(chǎn)加工的，上述方式是以實(shí)用、方便、

23、快捷為設(shè)計(jì)目的，盡可能的讓使用者在最短時(shí)間之內(nèi)收回前期投資費(fèi)用，上述AGV方式被廣泛使用在日本與臺(tái)灣區(qū)域的生產(chǎn)車間中，從運(yùn)用總量方面分析，日本公司制造的AGV產(chǎn)品根本上都是這一類。這種產(chǎn)品主要應(yīng)用在單一的加工條件既定的路線，系統(tǒng)的順序，AGC只是簡(jiǎn)單的產(chǎn)品進(jìn)行傳送工作，并不表達(dá)出AGC對(duì)產(chǎn)品的儲(chǔ)存作用，在牽引方面，主要都是使用十分方便的磁帶牽引模式。因?yàn)槿毡镜纳a(chǎn)加工行業(yè)比擬先進(jìn)，AGC加工行業(yè)可以為其裝配上非常方便的系統(tǒng)模塊，令A(yù)GC的費(fèi)用最大程度的減少，這也促進(jìn)了AGC技術(shù)的快速開(kāi)展和進(jìn)步7。 國(guó)內(nèi)AGV研究概況與趨勢(shì)我國(guó)的AGV技術(shù)研究及應(yīng)用開(kāi)始的比歐美國(guó)家要晚一些。1976年，三輪式A

24、GV在我國(guó)運(yùn)輸設(shè)備研究所研發(fā)成功，之后，使用在系統(tǒng)化儲(chǔ)存室里的AGV是由首都機(jī)械制造研究院研發(fā)成功，1992年，生產(chǎn)流水線首次運(yùn)用國(guó)產(chǎn)AGV。我國(guó)生產(chǎn)AGV比擬知名的企業(yè)有：云南昆船和上海卓。國(guó)內(nèi)生產(chǎn)加工的AGV通常劃分為如下兩類：裝配型和搬運(yùn)型。國(guó)內(nèi)公司生產(chǎn)的AGV在功能實(shí)現(xiàn)方面還是和歐美AGV存在巨大差距的。為了更好的到達(dá)國(guó)際水平追趕歐美國(guó)家，合肥井松自動(dòng)化公司已經(jīng)成功自主的研發(fā)了第一代激光導(dǎo)航叉取式AGV，同時(shí)后叉式AGV也在加緊研發(fā)8。1.3 AGV關(guān)鍵技術(shù)之前，有世界知名學(xué)者對(duì)AGV控制體系迫切需要解決的問(wèn)題，打了個(gè)十分貼切的比喻：Where am I?我在哪里？Where am I

25、 going?我要去哪里？How can I get there?我怎么去？，那么這三個(gè)問(wèn)題指的就是：AGV的導(dǎo)航Navigation，AGV的路徑規(guī)劃Layout designing，AGV的導(dǎo)引控制Guidance。另外還有一些關(guān)鍵技術(shù)例如：移栽技術(shù)，電池技術(shù)，智能化，以及避障技術(shù)9。 導(dǎo)航技術(shù)AGV小車的控制技術(shù)已經(jīng)慢慢成熟起來(lái)，其導(dǎo)引技術(shù)儼然已成為AGV小車是否能夠更好的適應(yīng)復(fù)雜、惡劣工作環(huán)境的關(guān)鍵技術(shù)。表1.1 牽引技術(shù)主要內(nèi)容類別根據(jù)牽引數(shù)據(jù)的來(lái)源根據(jù)牽引線路的方式牽引方式外導(dǎo)式內(nèi)導(dǎo)式有線式無(wú)線式電磁導(dǎo)引坐標(biāo)導(dǎo)引電磁線路超聲波導(dǎo)引牽引方法激光/紅外線導(dǎo)引自主導(dǎo)航色帶線路坐標(biāo)識(shí)別光學(xué)

26、導(dǎo)引網(wǎng)格線路慣性導(dǎo)引根據(jù)AGV小車牽引信號(hào)的來(lái)源方式劃分，牽引方式可以劃分為外導(dǎo)式與內(nèi)導(dǎo)式兩類。前者指的是在自動(dòng)牽引車運(yùn)行軌道上安裝導(dǎo)引信號(hào)設(shè)備例如具有變頻感應(yīng)作用的導(dǎo)線、色帶以及膠帶等，由于裝置在AGV中的感應(yīng)設(shè)備使用實(shí)時(shí)檢測(cè)牽引數(shù)據(jù)信號(hào)例如周期、溫度、電流等，再把收集到數(shù)據(jù)信號(hào)經(jīng)過(guò)處理運(yùn)算之后，指揮自動(dòng)牽引車按照預(yù)先設(shè)定好的路線工作。后者指的是在自動(dòng)牽引車上安裝好預(yù)定路線坐標(biāo)，在自動(dòng)牽引車工作的時(shí)候，及時(shí)檢測(cè)AGV小車的具體位置并和初始設(shè)定數(shù)值比照，進(jìn)而改變調(diào)整AGV小車的工作方式，也就是運(yùn)用坐標(biāo)定位的手段，所以后種導(dǎo)引模式也經(jīng)常被稱之為參考定位法。除此之外，根據(jù)AGV牽引路線的多種方式，

27、牽引模式又被劃分為兩類：有線方式和無(wú)線方式10。如上表1.1所示。（1） 直接坐標(biāo)導(dǎo)引技術(shù)Coordinate Guidance)使用定位板塊把AGV小車運(yùn)行的范圍區(qū)分為多個(gè)小范圍，對(duì)每一個(gè)小范圍的計(jì)數(shù)工作進(jìn)行牽引，通常是光電式把每個(gè)小范圍劃分為兩類顏色，使用光電設(shè)備計(jì)件與電磁式把每個(gè)小范圍使用金屬塊劃分開(kāi)，使用電磁感應(yīng)設(shè)備計(jì)件兩類模式，優(yōu)勢(shì)在于路線更改方便，牽引平安性很好，對(duì)周圍環(huán)境要求不高11。缺點(diǎn)在于路面檢測(cè)、配置等處理工作眾多，牽引作業(yè)的準(zhǔn)確性與精度不高，此外，不能在條件差的路面中工作。（2） 電磁導(dǎo)引(Electromagnetic Guidance)電磁導(dǎo)引目前在很多體系中都有廣泛

28、的應(yīng)用，它的根本工作原理是將金屬線預(yù)先安裝到AGV小車前進(jìn)的路線中，與此同時(shí)，負(fù)載牽引頻率到金屬線中，使用區(qū)分牽引頻率進(jìn)而完成對(duì)AGV的牽引工作。其優(yōu)勢(shì)在于牽引模式較為隱蔽，不容易被破壞，牽引工作原理比照來(lái)說(shuō)，較為簡(jiǎn)單平安，控制管理與數(shù)據(jù)通信及時(shí)有效，對(duì)聲光等外界的干擾可以不計(jì)，投資費(fèi)用少。缺點(diǎn)在于調(diào)整運(yùn)行路線麻煩，施工復(fù)雜難度大。（3） 磁帶導(dǎo)引(Magnetic Tape Guidance)與電磁導(dǎo)引十分類似，在路面貼磁帶取代將金屬線安裝在行進(jìn)路線的下方，使用磁感應(yīng)原理實(shí)現(xiàn)導(dǎo)引工作，它具有良好的靈活性和穩(wěn)定性，調(diào)整已經(jīng)延展路線十分簡(jiǎn)單，磁帶安裝迅速而且效果好，但是本方法對(duì)路線四周的金屬物的

29、干擾較為敏感，同時(shí)對(duì)磁帶的物理破壞十分敏感，所以這項(xiàng)牽引模式最大的問(wèn)題就是受外界環(huán)境影響比擬大12。（4） 光學(xué)導(dǎo)引(Optical Guidance)指的是使用預(yù)先涂抹油漆或者貼色帶在AGV運(yùn)行的路線上，根據(jù)對(duì)錄像機(jī)保存的圖像信息展開(kāi)運(yùn)算處理進(jìn)而完成牽引工作，其優(yōu)勢(shì)在于靈活性、可操作性比照來(lái)說(shuō)好很多，路面軌跡設(shè)定簡(jiǎn)單而且操作方便，該項(xiàng)牽引模式對(duì)色帶的破壞與設(shè)備老舊十分敏感，同時(shí)對(duì)周圍環(huán)境條件要求比擬高，而且工作準(zhǔn)確性與可靠性不高，難以完成準(zhǔn)確定位的工作要求13。（5） 激光導(dǎo)引(Laser Guidance)激光導(dǎo)引，指的是將激光控制板安置到AGV工作路線的周圍，AGV小車使用發(fā)射出激光束，

30、同時(shí)接收控制板反射的激光束，從而準(zhǔn)確定位AGV小車的行駛位置，之后使用一系列的數(shù)據(jù)計(jì)算來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)AGV小車的牽引。本項(xiàng)牽引模式的優(yōu)勢(shì)在于，AGV定位效果好，路線周圍沒(méi)有其他定位設(shè)備，運(yùn)行路線多樣，可以使用在各種的實(shí)際工作條件下。它是目前外國(guó)大局部AGV生產(chǎn)廠家優(yōu)先選擇的先進(jìn)導(dǎo)引方式，但是由于核心技術(shù)掌握在個(gè)別少數(shù)公司的手里，我國(guó)還沒(méi)有這方面完整的民用技術(shù)14。（6） 慣性導(dǎo)引(Interial Guidance) 慣性導(dǎo)航，指的是把陀螺儀裝配到AGV小車中，將定位設(shè)備安置都工作區(qū)的路面上，AGV根本上是通過(guò)運(yùn)算陀螺儀收集到的數(shù)據(jù)信號(hào)來(lái)定位自身的方位和朝向，進(jìn)而完成導(dǎo)引。這項(xiàng)技術(shù)手段最早被應(yīng)用在軍

31、方，其根本特征就是技術(shù)手段較為成熟，導(dǎo)航精度很好，適應(yīng)性很強(qiáng)，重組與容和都十分簡(jiǎn)單，在多個(gè)領(lǐng)域都被廣泛應(yīng)用，歐美很多的AGV制造廠商都開(kāi)始使用該項(xiàng)牽引模式。它的最大問(wèn)題就是前期生產(chǎn)費(fèi)高，而且其工作的準(zhǔn)確性與平安性都是由陀螺儀的生產(chǎn)質(zhì)量和工作時(shí)間直接影響的15。（7） 圖像識(shí)別導(dǎo)引(Image Recognition Guide)對(duì)AGV小車工作的實(shí)際條件進(jìn)行實(shí)時(shí)記錄和區(qū)分，完成AGV小車的自動(dòng)運(yùn)行工作，這項(xiàng)牽引方式具有一定的開(kāi)展實(shí)力，截至目前，本項(xiàng)工作方式已經(jīng)被幾個(gè)歐美興旺國(guó)家采取了軍方壟斷，將本項(xiàng)技術(shù)手段使用在民用設(shè)備中還依然停留在研究階段，至今，使用該項(xiàng)導(dǎo)航手段的民用性AGV還沒(méi)有推出16

32、。（8） GPS全球定位系統(tǒng)導(dǎo)引(GPS(Global Positioning System) Navigation)對(duì)于非固定道路體系里的操控對(duì)象，通常都是在追蹤與制導(dǎo)的時(shí)候使用衛(wèi)星來(lái)實(shí)現(xiàn)的，就目前情況來(lái)看，這項(xiàng)技術(shù)手段還不夠成熟，需要進(jìn)一步完善改良，一般都是用在戶外遠(yuǎn)距離的追蹤與制導(dǎo)，其準(zhǔn)確性是由衛(wèi)星在高空中的準(zhǔn)確性與數(shù)目決定的，以及控制對(duì)象周邊的環(huán)境等因素。對(duì)全球多個(gè)AGV企業(yè)的主要AGV產(chǎn)品所使用的牽引方式的調(diào)研數(shù)據(jù)結(jié)果可知，電磁感應(yīng)牽引、慣性牽引、光學(xué)檢測(cè)牽引、地點(diǎn)預(yù)定牽引、檢測(cè)牽引依次所占據(jù)的比重是32.2%、27.9%、16.9%、13.8%與7.69%。電磁感應(yīng)牽引方式的使用最

33、為廣泛，這說(shuō)明電磁感應(yīng)方面的專業(yè)手段已經(jīng)十分成熟。但是設(shè)備視覺(jué)牽引方式的使用不是很多，這說(shuō)明該項(xiàng)牽引技術(shù)有待進(jìn)一步的研究。另外，我國(guó)自主導(dǎo)引技術(shù)仍然處在科研攻堅(jiān)階段，還有許多技術(shù)問(wèn)題急需解決17。牽引方式是AGV的“眼睛，因此，根據(jù)上文中的論證，筆者總結(jié)出多種常見(jiàn)的引導(dǎo)模式的特點(diǎn)，如下表1.2所示。表1.2幾種常用的導(dǎo)引模式比照導(dǎo)引模式投入費(fèi)用檢修費(fèi)用靈活度抗干擾準(zhǔn)確性成熟度調(diào)整地圖電磁導(dǎo)引高低無(wú)差低成熟困難磁帶導(dǎo)引高中無(wú)中低成熟困難光學(xué)導(dǎo)引低高高中低成熟困難激光導(dǎo)引高低高高高成熟容易慣性導(dǎo)引高低高高高成熟容易視覺(jué)導(dǎo)引低低高差 低不成熟容易GPS導(dǎo)引低低高差中成熟容易導(dǎo)引技術(shù)的不斷進(jìn)步、開(kāi)展，

34、更多的AGV小車也開(kāi)始把多傳感器信息融合技術(shù)和復(fù)合導(dǎo)引技術(shù)引入。在未來(lái)，GPS導(dǎo)引，視覺(jué)導(dǎo)引，激光導(dǎo)引和復(fù)合導(dǎo)引技術(shù)將是AGV導(dǎo)引下一步科研的重點(diǎn)和應(yīng)用的寵兒。針對(duì)本文中的工程使用電磁牽引模式。本文根據(jù)本錢(qián)，性價(jià)比，技術(shù)成熟度等方面的考慮，決定選用電磁導(dǎo)引方式。1.3.2 AGV的定位技術(shù)AGV理論的關(guān)鍵就是定位和導(dǎo)航，這也是AGV技術(shù)手段不斷開(kāi)展前進(jìn)的推動(dòng)力。定位是即通過(guò)定位傳感器來(lái)感知信息，再結(jié)合有效的算法，估算出裝置在現(xiàn)場(chǎng)布局中的位姿。具體來(lái)說(shuō)就是可以控制AGV在路徑中的位置，定位是AGV導(dǎo)航中最根本的環(huán)節(jié)，只有準(zhǔn)確掌握AGV的實(shí)時(shí)位置信息，才能在分配任務(wù)時(shí)做出最優(yōu)方案18。根據(jù)感應(yīng)設(shè)備

35、可以接收到的數(shù)據(jù)類別，主要有地標(biāo)定位、經(jīng)緯定位以及全球定位等。在地標(biāo)定位中，RFID定位、視覺(jué)定位和激光定位是較為常見(jiàn)的、比擬先進(jìn)的技術(shù)；經(jīng)緯定位中具備十分獨(dú)立完善的定位作用，但是必須定期對(duì)累積附加的各種定位誤差展開(kāi)修正工作，從而保證之后定位的精確性；全球定位精度高、地面監(jiān)控系統(tǒng)龐大，但信號(hào)非常弱，受空間、氣候、環(huán)境影響大，且昂貴。1.3.3 AGV的導(dǎo)引AGV的導(dǎo)引工作是按照AGV定位所獲得的具體位置數(shù)據(jù)，根據(jù)GV的方式所供給的理論值推算出AGV的具體值，也就是推算出AGV必須的轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)動(dòng)角，這也是AGV操控手段的核心19。AGV的導(dǎo)引控制就是AGV軌跡跟蹤。這對(duì)與電磁以及磁帶等有線式導(dǎo)引來(lái)

36、說(shuō)，沒(méi)有很多的沖突問(wèn)題，但是對(duì)于激光以及慣性等無(wú)線式引導(dǎo)來(lái)說(shuō)，卻是困難重重的。圖1.1 AGV運(yùn)行的路徑軌跡AGV的路線方案是按照AGV工作的具體條件制定出AGV工作的道路示意圖1.1 AGV工作的道路軌跡，AGV設(shè)備根據(jù)地面操控體系指示的道路是一種自動(dòng)運(yùn)行模式20。AGV的牽引操控模式就是處理段表指示之后AGV的參照點(diǎn)，怎樣沿著固定路線運(yùn)行，通常要求完成直線式或者曲線式的牽引操控。針對(duì)不同運(yùn)行模式的AGV，因?yàn)樗睦碚撃Ｐ筒灰恢?，與之對(duì)應(yīng)的牽引操控運(yùn)算方法也是不一致的。這里簡(jiǎn)單討論SDSteer Driving型AGV的導(dǎo)引算法:操控目的就是AGV的參照點(diǎn)，主要在于令A(yù)GV可以順利地按照規(guī)定

37、好的路線運(yùn)行。對(duì)于SD類型的AGV分析，能夠操控的僅有AGV輪軸的轉(zhuǎn)速與角度，使用模型分析：參照點(diǎn)的行動(dòng)路線僅與前輪的旋轉(zhuǎn)角度有關(guān)系，因此，想要完成對(duì)參照點(diǎn)路線定位的操控，本質(zhì)上就是實(shí)現(xiàn)對(duì)前輪旋轉(zhuǎn)角度的監(jiān)控。在實(shí)際的設(shè)計(jì)思路里，使用一類“定位牽引模式，也就是在AGV的行動(dòng)路線上的參照點(diǎn)，一直監(jiān)控路線上的模擬控制點(diǎn)，上述的模擬控制點(diǎn)AGV永遠(yuǎn)趕超不了，但又一直位于AGV前方不遠(yuǎn)的位置；AGV行進(jìn)的方向一直朝向模擬控制點(diǎn)，使用上述規(guī)律性的調(diào)整工作，就能夠令A(yù)GV小車按照規(guī)定的路線向前行駛，并且產(chǎn)生很小的誤差21。1.4 AGV適用性AGV應(yīng)用范圍廣泛，大致可以分為物料搬運(yùn)，柔性裝配線、加工線，特殊

38、場(chǎng)合使用等幾個(gè)方面。 物料搬運(yùn) 在當(dāng)代物料搬運(yùn)的時(shí)候，在搬用工人和運(yùn)輸設(shè)備的總費(fèi)用與運(yùn)用AGV小車的費(fèi)用大體相同或者更少的時(shí)候，AGV的社會(huì)認(rèn)同程度就會(huì)逐漸的提高。由于興旺國(guó)家的人力費(fèi)用較高，因此，AGV的應(yīng)用就十分廣泛，大量使用在各類自動(dòng)化生產(chǎn)廠中22。大量用于以下幾個(gè)方面：化工的原料及成品；儀器儀表行業(yè)的元器件；印刷出版業(yè)的紙張；電子工業(yè)的芯片、計(jì)算機(jī)；食品工業(yè)的罐頭、飲料；紡織工業(yè)的棉紗、布匹；汽車工業(yè)的零部件；金融系統(tǒng)的紙幣、硬幣、黃金；藥品制造業(yè)的原料、成藥；國(guó)防平安里的裝配、軍用產(chǎn)品等的運(yùn)輸工作。 柔性裝配線、加工線 過(guò)去常用的加工流水線都是使用一根連續(xù)的運(yùn)送裝置構(gòu)成，短的有幾米長(zhǎng)

39、，長(zhǎng)的可以到達(dá)幾千米，例如車輛連接線、發(fā)動(dòng)機(jī)安裝線等。存在許多突出問(wèn)題：所有工序之間必須實(shí)現(xiàn)節(jié)奏一致，不然就會(huì)由于其中某一工序的問(wèn)題而耽誤了整條加工流水線的工作，例如缺少原料、廢品廢物以及各類突發(fā)狀況等。廠房的空間必須大、長(zhǎng)、高方便大型的行車工作，因而土建投資費(fèi)用很大。連續(xù)的加工流水線間斷了各種通道，致使供給線路過(guò)長(zhǎng)，人與車輛通往麻煩。連續(xù)的加工流水線必須使用各種設(shè)備，前期投資費(fèi)用很大。剛性加工流水線可以使原來(lái)能夠同時(shí)開(kāi)展的生產(chǎn)工作失去可能。這些問(wèn)題不解決，必然導(dǎo)致生產(chǎn)進(jìn)度緩慢，生產(chǎn)效率低下23。 AGV使用以來(lái)，不單單可以作為自開(kāi)工作設(shè)備來(lái)運(yùn)用，還可以被作為是一個(gè)個(gè)隨時(shí)隨地移動(dòng)的工作平臺(tái)，它

40、不僅可以單單獨(dú)動(dòng)地工作，還可以人工的組合排列在一起工作，之間沒(méi)有空間距離，但又可以發(fā)揮實(shí)時(shí)調(diào)整作用。廣泛應(yīng)用在：車輛連接線，發(fā)動(dòng)機(jī)配置線、車床生產(chǎn)線以及家用電器制造線等24。 特殊場(chǎng)合用 AGV自動(dòng)運(yùn)輸?shù)奶厣谟冢粏螁沃粸榱私档凸と说膭趧?dòng)量，更關(guān)鍵在于處理解決了很多不適合人工操作或者工作條件比擬惡劣等實(shí)際問(wèn)題25。防止工人在其中產(chǎn)生的平安隱患。主要用于：核物質(zhì)、危險(xiǎn)品有毒類物質(zhì)、腐蝕性物質(zhì)、易燃物品等。1.5 課題來(lái)源及研究意義本課題是來(lái)源于機(jī)電研究設(shè)計(jì)院的工程?東風(fēng)日產(chǎn)鄭州工廠總裝內(nèi)飾線KIT裝置?，重點(diǎn)研究設(shè)計(jì)AGV的中央管理系統(tǒng)，該工程已經(jīng)成功運(yùn)用于鄭州日產(chǎn)乘用車總裝車間生產(chǎn)線。研究意

41、義： RFID和AGV集成系統(tǒng)設(shè)計(jì)使得循環(huán)系統(tǒng)貨物運(yùn)輸更加精確，防止出現(xiàn)運(yùn)輸貨物出錯(cuò)，不僅提高工作效率,同時(shí)也減輕工作人員的負(fù)擔(dān)。通信方面提高信號(hào)接收強(qiáng)度，確保信息實(shí)時(shí)交換，保證AGV小車的正常運(yùn)行。設(shè)計(jì)AGV中央管理系統(tǒng)可以使工作車間效率變得更高，使得小車更容易管理，方便維修，通過(guò)遠(yuǎn)程監(jiān)控實(shí)時(shí)掌握AGV動(dòng)態(tài)，減少人力資源的浪費(fèi)。整個(gè)循環(huán)系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)使得循環(huán)系統(tǒng)更加高效，便捷，自動(dòng)化，智能化。1.6 論文研究?jī)?nèi)容及布局本文主要研究設(shè)計(jì)AGV所需的電氣原件，構(gòu)建循環(huán)系統(tǒng)需要的其他設(shè)備。然后設(shè)計(jì)AGV與RDID集成系統(tǒng)，進(jìn)而優(yōu)化循環(huán)系統(tǒng)中的通信系統(tǒng)，使其信號(hào)強(qiáng)度最優(yōu)，最穩(wěn)定。著重研究設(shè)計(jì)AGV中

42、央管理系統(tǒng)，通過(guò)工具命令語(yǔ)言(TCL)編寫(xiě)程序構(gòu)建了一個(gè)管理系統(tǒng)，使系統(tǒng)內(nèi)AGV的運(yùn)行情況，故障情況，小車電量以及運(yùn)行的大概位置反映在中央管理系統(tǒng)的監(jiān)控機(jī)界面上，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)小車從物料裝配區(qū)工位物料裝配區(qū)的無(wú)人化操作。論文布局如下：第一章:緒論對(duì)AGV的概念，AGV的國(guó)內(nèi)外研究概況及趨勢(shì)，AGV技術(shù)，以及AGV的實(shí)用性做出了一定的說(shuō)明。同時(shí)對(duì)本次研究的出發(fā)點(diǎn)與研究意義進(jìn)行詳細(xì)的論述。第二章：對(duì)循環(huán)系統(tǒng)的組成局部 AGV小車所需要的電器元件做了簡(jiǎn)單的介紹，主要研究AGV控制中心PLC控制系統(tǒng)以及工位定位控制系統(tǒng)。第三章： 在電氣專業(yè)角度，提出了RFID與AGV的構(gòu)思模式和綜合方案，依次從合成模式，

43、閱覽器型號(hào)，標(biāo)簽定位，無(wú)線裝置等多個(gè)角度論述了RFID與AGV的合成體系。第四章：通信系統(tǒng)方面提出一種方案，實(shí)現(xiàn)PLC 之間及其它控制裝置之間的通訊，不僅可以提升PLC控制能力，同時(shí)便于計(jì)算機(jī)對(duì)系統(tǒng)裝置的有效管理和對(duì)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的有效處理，大大提高設(shè)備自動(dòng)化程度，為完成生產(chǎn)制造廠的現(xiàn)代化、自動(dòng)化、信息化供給相關(guān)的技術(shù)保障。第五章: 計(jì)算機(jī)方面設(shè)計(jì)AGV中央管理系統(tǒng)，編寫(xiě)系統(tǒng)所用的語(yǔ)言是基于開(kāi)放性源編程語(yǔ)言TCL，建立運(yùn)算和邏輯來(lái)自定義顯示畫(huà)面和SCADA (數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng))系統(tǒng)。第六章:對(duì)循環(huán)體系的合理化工作進(jìn)行匯總，同時(shí)對(duì)本課題之后的研究工作進(jìn)行展望。第2章 AGV小車控制系統(tǒng)AGV循環(huán)系統(tǒng)

44、是由每臺(tái)AGV小車組成的，每臺(tái)AGV小車又是由不同的零部件組成的。本章我們首先研究小車配件，然后研究小車的控制系統(tǒng)中最重的PLC控制系統(tǒng)，最后研究工位定位系統(tǒng)。2.1 AGV小車單臺(tái)電氣元件選型主要涉及到控制PLC，顯示界面，操作按鈕，障礙物掃描器，揚(yáng)聲器，警示燈，走形感應(yīng)器，光通訊傳感器，走形馬達(dá)27。表2.1 AGV共通件規(guī)格及品牌標(biāo)號(hào) 部件規(guī)格指標(biāo)單位數(shù)目1控制PLCCPU224個(gè)12顯示界面TD400C臺(tái)13車架金屬框架，烤漆個(gè)14操作按鈕個(gè)45障礙物掃描器PX-22+耳朵光電個(gè)16揚(yáng)聲器音樂(lè)可換個(gè)17警示燈DH52RX-UDS-2BRYG個(gè)18走形感應(yīng)器個(gè)19光通訊傳感器DMS-HA

45、1-V個(gè)110走形馬達(dá)BLK5100個(gè)22.2 AGV的外觀及人機(jī)接口設(shè)計(jì)根據(jù)AGV的功能要求和實(shí)際應(yīng)用環(huán)境的考慮，設(shè)計(jì)為潛伏式AGV，采用潛伏式結(jié)構(gòu)AGV的優(yōu)點(diǎn)是：車體占用空間小，可在各集配區(qū)域的料架下方行走，有效的節(jié)省生產(chǎn)線裝配區(qū)空間28。AGV的人機(jī)接口裝置在小車前部面板，安裝有啟動(dòng)/停止、異常復(fù)位、急停按鈕，行駛狀態(tài)指示燈、信息顯示屏及電量表。開(kāi)啟/終止、急剎車按鍵都是體系用作正常啟閉與緊急剎車的，停止按鍵使用 AGV 的控制進(jìn)行停車，按下停止鍵之后能夠使AGV普通停止，不需要切斷工作電源，緊急剎車按鍵用在突發(fā)事件中，快速切斷 AGV 的工作，當(dāng)緊急停車按鈕按下后，AGV 切斷一切設(shè)備

46、的動(dòng)力供給，啟動(dòng)制動(dòng)器并報(bào)警，直到排除緊急停車原因且按下啟動(dòng)按鈕之后 AGV才重新運(yùn)行29。復(fù)位按鍵是針對(duì)產(chǎn)生意外故障之后的復(fù)位作用。人機(jī)界面的信息顯示屏可以對(duì)AGV運(yùn)行狀態(tài)和故障信息進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)視，操作人員可以根據(jù)顯示信息實(shí)時(shí)掌控AGV小車的狀態(tài)。實(shí)物圖如圖2.1所示： 圖2.1 自動(dòng)AGV小車的示意圖2.2 PLC控制系統(tǒng) 2.2.1 PLC 工作原理根據(jù)?可編程序管理設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)?里，把PLC定義作：PLC是一類能夠編程代碼的儲(chǔ)存設(shè)備，可以使用在工業(yè)管理中，具備數(shù)據(jù)處理作用的工作體系。PLC和PC機(jī)具備相似的構(gòu)成方式，都是由工作電源、中央管理設(shè)備CPU、儲(chǔ)存設(shè)備體系、傳輸端口、通訊板塊以及系

47、統(tǒng)功能板塊構(gòu)成。內(nèi)部使用可以編程代碼的儲(chǔ)存設(shè)備，具備數(shù)據(jù)處理作用、程序編碼作用、通訊作用、邏輯管理作用等等，運(yùn)轉(zhuǎn)能力很強(qiáng)，使用范圍也十分廣泛30。PLC是根據(jù)重復(fù)掃描的根本原理，其運(yùn)作流程通常被劃分為如下三個(gè)步驟：刷新時(shí)期、使用者程序運(yùn)行以及傳輸刷新結(jié)果31。在刷新時(shí)期里，PLC使用依次掃描的模式處理傳輸?shù)男盘?hào)資料，傳輸時(shí)期進(jìn)展完之后，就開(kāi)始進(jìn)行使用者程序，對(duì)系統(tǒng)圖組成的管理路線展開(kāi)邏輯處理，且掃描按照先左后右、先上后下的順序。當(dāng)使用者編程讀取完之后，PLC就展開(kāi)傳輸更新，按照錄入I/范圍之內(nèi)所有的信號(hào)資料，統(tǒng)計(jì)得出最終數(shù)據(jù)資料，并開(kāi)啟外部設(shè)備，完整整個(gè)邏輯管理工作。完整的執(zhí)行一次工作過(guò)程所需

48、要的時(shí)間被稱為掃描周期，三個(gè)階段工作過(guò)程如圖2.2所示。用戶程序輸入端子輸入光耦輸入暫存區(qū)輸出暫存區(qū)輸出狀態(tài)鎖存器輸出繼電器輸出端子外部輸入輸出輸入刷新階段輸出刷新階段用戶程序執(zhí)行階段圖2.2 PLC三個(gè)階段的工作過(guò)程2.2.2 PLC輸入/輸出設(shè)計(jì)PLC輸入單元主要由人機(jī)界面控制按鈕、導(dǎo)引及避障檢測(cè)裝置、電機(jī)控制器局部輸出、接近開(kāi)關(guān)等，輸出端口的連接主要包括故障指示燈報(bào)警裝置、電機(jī)控制器的輸出局部等32。PLC輸入/輸出結(jié)構(gòu)框圖如圖2.3所示，PLC傳輸端口連接示意圖如下列圖2.4所示。圖2.3 PLC傳輸系統(tǒng)示意圖圖2.4 PLC輸入/輸出端口接線圖2.3工位定位控制原理在汽車裝配車間生產(chǎn)

49、線上，AGV需完成將裝配工件的料車從集料區(qū)和多個(gè)特定的工位間的移載，并在彎道和直線路徑調(diào)整不同的速度，確保AGV小車平安平穩(wěn)運(yùn)行，故AGV小車需具備識(shí)別工位功能，并完成對(duì)應(yīng)的啟動(dòng)或停止、速度調(diào)整、牽引、裝卸等動(dòng)作。故站點(diǎn)工位識(shí)別技術(shù)是實(shí)現(xiàn)AGV的精確定位和有效調(diào)度管理的重要保障33 。截至目前，在裝配車間中很多都使用地標(biāo)裝配區(qū)域點(diǎn)磁條的模式，在工作路徑的右邊加設(shè)了和工作軌道相互垂直排布的、具有一定間隔距離的磁條，磁條的不同組合信息用來(lái)區(qū)分站點(diǎn)位置，用來(lái)實(shí)現(xiàn)AGV的定位控制34。站點(diǎn)傳感器感應(yīng)這些不同磁力信號(hào)的信息，可以進(jìn)行相應(yīng)動(dòng)作。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，路徑明確，各工位位置固定，以及規(guī)劃出何處可

50、以高速行走加快效率，何處需要低速慢行，何處需要停止裝卸貨物等信息，所以站點(diǎn)傳感器只需通過(guò)識(shí)別地面上已鋪設(shè)好的不同順序的三條磁條實(shí)現(xiàn)對(duì)小車加速、減速、停止等狀態(tài)的控制35。為了防止磁場(chǎng)干擾，磁條距離不易過(guò)近，一般設(shè)定為30-40mm為最正確，且粘貼方向垂直于導(dǎo)航磁條方向。在具體工作里，AGV小車的兩端都裝配有位置感應(yīng)設(shè)備，可以檢測(cè)并且感應(yīng)到100gauss之下的磁場(chǎng)，表示出南極和北極。按照磁條的多種分布方式，劃分不同的工作點(diǎn)從而實(shí)現(xiàn)不同的管理。如下列圖2.5所示就是本課題中AGV磁條工作原理圖36。圖2.5 AGV磁條定位示意圖然而這種傳統(tǒng)的定位方式使得AGV小車在運(yùn)行的過(guò)程中是完全靠地標(biāo)來(lái)改變

51、車體運(yùn)行狀態(tài)的，在實(shí)際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)這種定位方式也存在一些缺陷，比方定位磁條一般粘貼在導(dǎo)引運(yùn)行區(qū)域的外部，容易造成人為的機(jī)械損傷；當(dāng)定位站點(diǎn)較多時(shí)，實(shí)現(xiàn)起來(lái)較復(fù)雜等37。2.4 本章小結(jié)本章主要從循環(huán)系統(tǒng)中單獨(dú)一臺(tái)AGV小車切入，闡述了組成一臺(tái)AGV所需要的零部件，重點(diǎn)研究AGV小車的主控制系統(tǒng)PLC的工作原理以及工位定位原理。為實(shí)現(xiàn)AGV的精確定位和有效調(diào)度管理提供了重要保障 。第3章 循環(huán)系統(tǒng)中的電氣優(yōu)化在循環(huán)系統(tǒng)中經(jīng)常以為某個(gè)工件送錯(cuò)位置而影響工作效率，進(jìn)而影響工作進(jìn)度，甚至導(dǎo)致下面工作無(wú)法進(jìn)行，這一切的源頭是人工掃描工件信息錯(cuò)誤條形碼掃描，雖然說(shuō)人具有很高的能動(dòng)性，但是恰恰是這樣特性，也導(dǎo)

52、致了出錯(cuò)幾率更高，這一章主要從電氣方面進(jìn)行優(yōu)化，設(shè)計(jì)研究RFID和AGV的集成系統(tǒng)，通過(guò)自動(dòng)讀取方式，降低掃描出錯(cuò)率，提高工作效率，使AGV小車更好的適應(yīng)循環(huán)系統(tǒng)中的工作38。3.1 AGV循環(huán)系統(tǒng)如圖3.1所示中三條線所圍成的區(qū)域是三個(gè)循環(huán)系統(tǒng)，每個(gè)循環(huán)系統(tǒng)都包括物料裝配區(qū)，自動(dòng)充電設(shè)備，以B區(qū)為例，下列圖3.1里白色的部件就是工作中的AGV，AGV使用其裝配有的通訊設(shè)備和體系管理電腦進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞，匯報(bào)其工作情況和運(yùn)行方位，同時(shí)接收各種工作指示。當(dāng)接收到貨物搬運(yùn)指令后，AGV到達(dá)裝載貨物區(qū)域，AGV從物料裝配區(qū)由工人把所需要的工件配齊，然后按下AGV上的綠色放行按鈕，AGV開(kāi)始勻速行駛，當(dāng)A

53、GV運(yùn)行到安裝在工位上的定位傳感器時(shí)，觸發(fā)定位傳感器，AGV自動(dòng)執(zhí)行停止動(dòng)作停下來(lái)，這時(shí)工位上的工人把所需要的零件取下來(lái)，然后按下綠色放行按鈕，AGV繼續(xù)向前勻速行駛，AGV自動(dòng)運(yùn)行到下一個(gè)工位，依次重復(fù)上述動(dòng)作，直到最后一個(gè)工位的工人把零件取下來(lái)后，按下綠色放行按鈕，AGV自動(dòng)返回物料裝配區(qū)，物料配置部門(mén)工人再次配置物料，進(jìn)行二次循環(huán)工作。當(dāng)AGV電量低時(shí)，由中央管理系統(tǒng)發(fā)出指令，AGV更換備用路線去充電區(qū)充電，充電完成后繼續(xù)返回物料裝配區(qū)進(jìn)行工件運(yùn)送39。圖3.1 循環(huán)系統(tǒng)示意圖3.2 RFID與條形碼的區(qū)別條形碼和RFID方式的不同主要在于：讀取數(shù)量，讀取施行，信息容量，二次使用性，讀寫(xiě)

54、水平，可靠性，高速讀取能力，正確性，抗干擾能力幾個(gè)方面有顯著差異40，如表3.1所示。表 3.1條形碼和RFID方式檢測(cè)結(jié)果的不同傳統(tǒng)條形碼RFID技術(shù)讀取數(shù)量一個(gè)多個(gè)讀取形式接觸式非接觸式信息容量容量小，約1-100ytes容量大，約128-8k Bytes二次使用性不能二次使用能夠二次使用讀寫(xiě)能力只讀可讀可寫(xiě)平安性低高讀取水平運(yùn)動(dòng)中一般速度讀取能夠高速讀取數(shù)據(jù)信息正確率人工操作，正確率不高機(jī)器自開(kāi)工作，錯(cuò)誤率很小抗外界干擾水平低污染和破損都不能讀取高受外界條件作用小通過(guò)表3.1從各個(gè)方面的比擬可以清楚地看到RFID與傳統(tǒng)的條形碼之間存在著明顯的優(yōu)劣，容量、平安方面RFID高于傳統(tǒng)的掃描條形

55、碼。工作速率也比過(guò)去常用的條形碼掃描方式高得多。所以接下來(lái)我們將進(jìn)行循環(huán)系統(tǒng)中針對(duì)AGV小車的讀取方式優(yōu)化，采用RDID方式讀取，并設(shè)計(jì)RFID和AGV的集成系統(tǒng)。3.3 RFID技術(shù)從根本原理方面分析，RFID可以說(shuō)是一種條碼，條碼技術(shù)指的是把已編碼完善的條形碼粘附在目標(biāo)物質(zhì)上，并且運(yùn)用專門(mén)的掃描設(shè)備使用光信號(hào)把數(shù)據(jù)資料由條形磁轉(zhuǎn)到讀寫(xiě)設(shè)備中；RFID那么是利用專門(mén)的RFID讀寫(xiě)設(shè)備以及特別的能夠粘附在目標(biāo)物質(zhì)上的標(biāo)簽，使用頻率數(shù)據(jù)把數(shù)據(jù)資料由RFID標(biāo)簽轉(zhuǎn)到RFID讀寫(xiě)設(shè)備中41。從結(jié)構(gòu)方面來(lái)說(shuō)，RFID是一類操作十分容易的無(wú)線體系，僅有兩個(gè)控制器件，本體系最早應(yīng)用在監(jiān)控、管理與定位物品中。體系使用一個(gè)詢問(wèn)設(shè)備與多個(gè)應(yīng)答設(shè)備構(gòu)成。在剛開(kāi)始的技術(shù)方面，應(yīng)答設(shè)備指的是可以傳送數(shù)據(jù)回復(fù)數(shù)據(jù)的電子裝置，近十年來(lái)，因?yàn)樯漕l技術(shù)手段的快速崛起和開(kāi)展，應(yīng)答設(shè)備開(kāi)始有了全新的定義，又被稱之為智能標(biāo)簽。RFID標(biāo)簽的閱讀設(shè)備是使用天線和標(biāo)簽開(kāi)展無(wú)線通訊工作的，能夠完成對(duì)標(biāo)簽數(shù)據(jù)碼以及內(nèi)存信息的讀寫(xiě)工作。RFID技術(shù)能夠區(qū)分出各種物體和標(biāo)簽，工作效率很高42。在今后，我國(guó)互聯(lián)網(wǎng)校企認(rèn)為，RFID技術(shù)的崛起和進(jìn)步對(duì)互聯(lián)網(wǎng)方面的開(kāi)展具有十分關(guān)鍵的作用。3.4 RFID安裝位置說(shuō)明RFID讀卡設(shè)備被安置在AGV中，它的正前