李釗

摘 要：隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)不斷進(jìn)步與發(fā)展，工廠和車間對(duì)自動(dòng)化要求逐漸提高，在我國汽車裝配生產(chǎn)線零配件搬運(yùn)中，物流效率遠(yuǎn)不足以達(dá)到要求。為使物流效率提高，應(yīng)對(duì)磁導(dǎo)航AGV關(guān)鍵模塊的結(jié)構(gòu)進(jìn)行新的設(shè)計(jì)，選用可編程邏輯控制器作為AGV的主控制系統(tǒng)，同時(shí)對(duì)AGV的關(guān)鍵模塊編程，優(yōu)化AGV小車自動(dòng)化功能，以此來提高工廠物流效率，減輕人力損耗。

關(guān)鍵詞：AGV；PLC；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.24.132

1 前言

當(dāng)前，AGV作為一種的新型運(yùn)輸車正廣泛應(yīng)用于工廠中，AGV即自動(dòng)導(dǎo)引運(yùn)輸車，是指能夠根據(jù)規(guī)定引導(dǎo)線路行駛，具有搬運(yùn)貨物能力，不需要人工駕駛的自動(dòng)化搬運(yùn)車，其行駛的動(dòng)力來源主要是電力。具有速度快、效率高、可控性強(qiáng)、安全性高的優(yōu)點(diǎn)，能夠在很大程度上減輕工廠對(duì)勞動(dòng)力的依賴性，提高工廠工作效率，減少工廠成本支出，對(duì)工廠生產(chǎn)發(fā)展意義重大。

2 AGV主要導(dǎo)引模式

AGV的導(dǎo)引模式眾多，但工廠普遍用的是磁導(dǎo)引。磁導(dǎo)引主要是利用運(yùn)輸路徑中的磁場(chǎng)信號(hào)來控制車輛前進(jìn)方向。磁導(dǎo)航成本主要在磁條鋪設(shè)方面，磁條鋪設(shè)成功后維護(hù)費(fèi)用低、操作方法簡單、使用年限長、路徑變更簡單，故而磁導(dǎo)航成本相對(duì)視覺導(dǎo)引等導(dǎo)引方式成本更低廉，使用范圍更廣。

3 AGV的模塊設(shè)計(jì)

AGV主要由主控模塊、供電模塊、安全輔助模塊、導(dǎo)向模塊、驅(qū)動(dòng)模塊、通訊模塊、站點(diǎn)識(shí)別模塊這七個(gè)模塊組成[1]。其中導(dǎo)向模塊、驅(qū)動(dòng)模塊、主控模塊是AGV的核心模塊。

3.1 主控模塊

主控模塊是整個(gè)AGV系統(tǒng)的核心系統(tǒng)，相當(dāng)于人體大腦一樣重要。其負(fù)責(zé)控制AGV工作，接收來自中央控制室的信號(hào)并向小車發(fā)出這些指令。同時(shí)AGV還向中央控制室反饋?zhàn)陨砬闆r，反饋情況包括小車當(dāng)前位置、運(yùn)行狀態(tài)、行駛速度等。

3.2 導(dǎo)向、驅(qū)動(dòng)模塊

導(dǎo)向、驅(qū)動(dòng)模塊相當(dāng)于車的方向控制器，通過接收來自主控模塊的信號(hào)控制小車的前進(jìn)、轉(zhuǎn)彎等。

3.3 通訊模塊

通訊模塊是這個(gè)AGV系統(tǒng)與其他系統(tǒng)信號(hào)溝通模塊，通過AGV單車與總控室之間的通訊，可以實(shí)現(xiàn)中央控制室對(duì)整個(gè)AGV的全面控制。

3.4 安全與輔助模塊

安全與輔助模塊是設(shè)置在AGV小車上的安全措施，目的是為保障工作人員的安全和AGV小車自身安全。

3.5 供電模塊

供電模塊是AGV小車的供能系統(tǒng)，整個(gè)AGV小車的動(dòng)力來源于此，一般AGV都安裝有蓄電池。

4 AGV主控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求

控制系統(tǒng)是AGV最重要的系統(tǒng)，對(duì)整個(gè)AGV進(jìn)行控制，猶如大腦可以控制其他身體機(jī)能[2]。為此，控制系統(tǒng)需要具備以下功能：第一、精確導(dǎo)航。AGV控制系統(tǒng)要具有精確的導(dǎo)航功能，讓整個(gè)小車能夠沿著預(yù)先設(shè)置的路徑行駛。第二、精準(zhǔn)定位。AGV在行駛中，不同的方位行駛方向不同，因此，AGV自身要帶有定位系統(tǒng)，完成在不同位置行駛或?？?。第三、通訊完整。AGV系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)要接收來自中央控制室的信號(hào)，這需要它自身具備通訊系統(tǒng)，便于二者之間實(shí)現(xiàn)監(jiān)督與控制。第四、保護(hù)機(jī)制。AGV是自動(dòng)化的裝置，有時(shí)在系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，難免會(huì)出現(xiàn)不受控制的情況，設(shè)置保護(hù)機(jī)制，一方面可以保護(hù)AGV小車自身不受損壞，另一方面可以保護(hù)在工廠與AGV小車一起工作的工作人員不安全，還能在AGV電量不足時(shí)，向手機(jī)一樣自動(dòng)預(yù)警，到充電站自主充電。

5 AGV結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面

5.1 AGV行駛場(chǎng)地要求

AGV在車間內(nèi)行駛，首先要對(duì)行駛車間做出具體要求。貨物存放處與貨物運(yùn)輸處在兩個(gè)方向，故此在安裝磁條線路時(shí)，不能僅僅鋪設(shè)一條線路，應(yīng)在之前對(duì)小車行駛方向、路徑做統(tǒng)一計(jì)劃。

5.2 PLC選型

PLC即可編程邏輯控制器，它是一種可以用于編程的存儲(chǔ)器，在AGV程序中必不可少。PLC首先要輸入采樣，即輸入用戶所編制的程序，其次可以進(jìn)行程序執(zhí)行，最后是輸出刷新階段。在PLC的選擇上，應(yīng)體積較小、成本較低、運(yùn)行速度快的控制器，選取三菱FX系列的FX2N型PLC作為AGV的主控制器[3]。FX2N型PLC不僅功能強(qiáng)、運(yùn)行速度快，而且體積小、價(jià)格低，安裝在AGV上。

5.3 路徑跟蹤程序

由于AGV是采用磁導(dǎo)引，需安裝磁帶，在小車身上也要安裝磁感應(yīng)器，以期其感知周圍磁場(chǎng)信號(hào)。在磁信號(hào)轉(zhuǎn)換期間，以5 m/s的速度采集信息，之后將信息平均化后發(fā)送給PLC，由PLC對(duì)AGV進(jìn)行控制。

5.4 啟停器控制

要實(shí)現(xiàn)AGV自動(dòng)運(yùn)行或啟停，需要在控制模塊中設(shè)置工位檢測(cè)器。當(dāng)AGV接收到啟停命令時(shí)。檢測(cè)器接收到限位啟停信息，將信息輸送至供電單元，暫停動(dòng)力輸入，小車自動(dòng)停止。

6 結(jié)論

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，AGV技術(shù)正在不斷進(jìn)步，AGV在實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)用更廣泛，不但提高了工作效率，還降低人工成本。但AGV在使用中存在一些還須攻克的問題，如自動(dòng)化程度不夠，不能實(shí)現(xiàn)完全自主作業(yè)，這些問題需要在以后進(jìn)一步深入研究。

參考文獻(xiàn)：

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[3]孫帥，焦子韻，劉曉宇，姜曉棟，陳丹丹，朱海榮.智能AGV小車控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].南通職業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2016，30（01）：96-100.