AGV研發(fā)方案.ppt

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,AGV研發(fā)方案,項目經(jīng)理：技術負責人：小組成員：研發(fā)周期：2016/7/15~2016/10/30版本號：#1.1,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(tǒng)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28,2,3,一、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(tǒng)、電氣伺服系統(tǒng)、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(xiàn)場技師完成）,運動結構包括車輛外形、輪式行走系統(tǒng)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）,4,●技術參數(shù)（紅色字體部分為關鍵參數(shù)）,5,二、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。,6,2.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。,7,3.工作原理,AGV功能實現(xiàn)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(tǒng)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(tǒng)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。,三、電氣控制部分原理和功能,8,3.1AGV總控制系統(tǒng)構成①無線綜合管理系統(tǒng)（上位機）：實現(xiàn)AGV小車、AGV小車智能充電樁的無線綜合管理系統(tǒng)，進行實時控制、監(jiān)控。②AGV小車：智能控制系統(tǒng)。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(tǒng)：電池，充電樁（配合AGV小車實現(xiàn)小車智能充電）。,①無線綜合管理系統(tǒng)簡介,9,9,①無線綜合管理系統(tǒng)簡介（續(xù)）,10,9,12/23/2019,Confidential,11,②AGV小車系統(tǒng),主要構成走形系統(tǒng)：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(shù)設定、異常的排除。感應系統(tǒng)：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(tǒng)：電池充電器、自動充電、電池組、本系統(tǒng)所用電壓DC24V內部控制器系統(tǒng)：接收信號和控制小車的一切動作。,12,●走形系統(tǒng),信號傳感器（讀地標）識別不同工位、路線，實現(xiàn)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(xiàn)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。,13,●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(shù)、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,14,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(tǒng)與感應系統(tǒng),15,●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PLC,16,(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(tǒng),(2)自動充電站簡介,17,(2)自動充電站簡介（續(xù)）,18,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,12/23/2019,Confidential,19,3.2AGV小車主要電氣部件：,20,3.3AGV電氣設備品牌,以上就是典型的AGV小車,21,但是……,我們需要一個自己的AGV小車,四、AGV自主研發(fā)思路,22,1.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(xiàn)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(jīng)費。,五、重點難點分析,23,●重點AGV小車首先以實現(xiàn)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。,24,●難點機械結構對電器結構的支持。其表現(xiàn)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(tǒng)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(shù)據(jù)并做相應的數(shù)據(jù)處理。上位機系統(tǒng)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?jīng)_突。上位機系統(tǒng)如何跟客戶其他系統(tǒng)做信息交互。,六、技術難點應對策略,25,1.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(xiàn)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(shù)據(jù)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。,26,4、考慮小車當前狀態(tài)的數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)。考慮上位機和PLC通訊設計，以效率、簡單、實時性為準則?？紤]上位機數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的設計，以第三范式、sql性能等原則進行數(shù)據(jù)庫設計?？紤]上位機系統(tǒng)的設計，遵循三層架構的設計思想，采用數(shù)據(jù)、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(shù)據(jù)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(xiàn)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(shù)據(jù)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。,27,5、考慮上位機系統(tǒng)的調度算法，根據(jù)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(tǒng)跟外部其他系統(tǒng)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。,七、工作計劃,28,Thanks！,29,