AGV控制技术报告

1、自动导引车AGV系统术 工 作 报告1.国内外开展情况先进制造技术、工厂物流自动化是目前国内外极受重视的新技术应用领域.柔性加工、柔性装配、仓储物流自动化是其中的重要组成局部.自动导引车(Automated Guided Vehicle )那么是其中不可缺少的重要设备和系统技术.在世 界范围内,随着市场需求的增长,近几年有了很大开展.AG鼓术的开展,进一步促成了先进的柔性生产线、自动化物流系统的实现.国外兴旺国家中日本、德 国、美国、瑞典、意大利AG#品种类齐全,技术先进,处于领先地位.沈阳新 松机器人自动化股份多年来, 从根底技术研究开始,已开发出具有自主 知识产权的AGVi其系统技术,获得

2、多项专利.在先进的加工制造生产线上使用柔性加工系统(FMS)技术,在装配(例如汽车及其部件)生产线上使用柔性装配系统(FAS)技术,在仓库存取输送线上使用自 动化柔性物流系统技术,可以增加制造生产线和物流系统的柔性,提升生产效率, 适应生产多品种产品的市场需求,提升企业的组织和设备重组水平和对市场作 出敏捷反响的水平.目前,由于国内汽车行业的快速开展,具对配套生产厂家的产品质量及产 量要求不断提升,特别是装配制造业.基于这种情况对柔性装配系统的需求正在 不断提升.2.技术原理 2 . 1 AGVS统构成AG调动导引车系统由带辅助装置的AG存、地面导航系统、在线自动充电系统、周边输送系统、AG睥

3、制台和通讯系统等构成.AGV带辅助装置的AGVI成发动机从各个工位的之间输送.地面导航系统地面导航系统主要由磁条或激光反光板构成,由磁条或激光反光板构成AGV勺运行区域,形成AGV!行的不同路径.在线自动充电系统:为了保证AG24小时内连续运行和使用的可靠性,采用大电流快速充电的方法为AG调动补充能量.AGV勺充电过程是在限制台的监控下自动进 行的.周边输送系统周边输送系统主要是AGVJ自动上下货位置,这些设备在与AGV!行交接 货物时,在系统监控下实现动作的互锁和协调.AGV1制台限制台是AG源统的调度治理中央,负责与监控计算机交换信息,生成AGV勺运行任务,解决多AGVL间的避碰问题.同时

4、将 AG源统的状态反 馈给中央限制治理系统.通讯系统通讯系统由AGV!制台和各AGVL问组成无线局域网此通讯系统频率不需向无委会申报,覆盖范围不大于 500米.AGV1限制台之间采用无线 局域网进行信息交换.通过多个无线接入点的组合,覆盖 AGVi行的区 域,使AGVE跨越不同的区域时实现自动漫游,实现无缝连接.2. 2 AGV勺构成pc总线液晶显 CPU 板I/O板无线网前导航传感器定时器后导航传感器地标传感器传感器跟踪传感器电子盘前轮舵角叶位控板i r木 键盘S SA-10D后轮舵角HPWPWPW.举升限位开关举升手控盒急停开关保险杠继电器电池电脚踏开面板开关I/O扩展板API、AP2、A

5、P3、AP4、AP5 报 警M位控板2卜PWPWPW3 .技术根底新松公司是我国唯一的一家专门从事机器人和自动化装备研究开发及产业化的高技术股份公司,技术实力雄厚,科研及生产条件优良.多年来完成了一大 批国家攻关方案以及“ 863高技术方案工程,取得了丰硕成果.先后解决了机 器人操作机优化设计技术、高性能机器人限制系统开发技术、机器人作业技术、 大型机器人自动化线设计技术以及机器人成套周边装备设计开发技术等关键技 术问题,取得了几十项专利,形成了一系列机器人及其周边设备产品及机器人自 动化生产线成套装备.具技术水平在国内处于领先地位,并到达世界先进水平.在AG物流技术方面,我们的自动导引车AG

6、V系统已被列入全球采购平台,产 品出口到美国、加拿大、俄罗斯、印度、韩国等多个国家,打破了中国高技术AGV 系列产品只有进口没有出口的历史.为汽车及汽车零部件装配行业开发与制造的 AG陈统形成了完整的系列产品,占据了国内大局部的汽车生产企业,在国内处于 垄断地位.沈阳新松机器人自动化股份始终致力于中国自主知识产权的AG鼓术开发,积极推进AGU业化开展.经过近十几年的努力,已经具备了自动导引 车AGV系统自主研究开发、生产制造、工程设计与实施的成熟技术和水平.在AGW品、工程应用、物流周边设备生产方面已经到达了相当的规模,形成了 年产300台套AG训基于AGVJ工业自动化系统的生产水平；在 AG

7、V生产体系、生 产设施、生产条件等方面也得到了较大的扩充和改善, 建立起了较完善的售后服 务体系、人员培训体系和质量保证体系,成为国内唯一通过ISO9001国际质量体系认证的机器人研究、开发和生产机构.4 .自动导引车AGV系统工程简介近年来,随着中国汽车零部件行业的蓬勃开展,国内汽车发动机厂家开始跟 踪国外先进装配工艺,以提升生产效率和产品质量.目前国外 VOLVQ依维克等 大型发动机生产厂家都采用先进的 AGW动导引车作为装配车间移动的工作平 台.新松公司自主研发的自动导引车AGV系统也已在国内得到成功应用.如 以潍柴动力股份的发动机装配为应用背景,开发了适应发动机和变速箱 等组件装配的自

8、动导引车AGV系统,为潍柴动力股份的新建工业园 区发动机装配线大批量运用AG源统,.在本工程中,新松公司充分发挥在自动控 制领域和系统集成水平上的优势,对整个生产车间物流输送AG源统、线上工具配置系统、电器限制及治理信息系统进行详细规划设计,使整个系统到达自动化程度高、性能可靠、工人操作简单方便、物流规划合理等效果,该工程共应用了 24台自动导引车AGV系统.具工艺流程是：由计算机限制的空中移栽机构将 发动机送到指定工位后,通过发动机上的飞轮壳与 AGVI、车上的法兰盘相连接, AGVS固定的环形路线依次经过各个工艺停车点工位进行相应工艺内容的装 配工作,同时AGVt安装有信息系统的计算机终端

9、,适时显示装配工艺,指导安 装人员进行装配.完成全部预定的工作内容后,AGV?靠到指定的站点由人工将发动机吊放到测试输送线上,完成一个工作循环.同时各个系统之间通过数据库 和网络通信实现信息共享,协同实现对整个车间的作业限制和信息治理.系统建 立车间级局域网,使得车间能够独立运行,同时又可方便地与其它车间或上级管 理系统进行信息交换.该用户评价我们的AG保统技术先进,设计合理,外形美观,设备投产运行后,性能稳定,故障率低,到达国际先进、国内领先水平.该系统的投产应用, 提升了劳动生产率,保证了产品质量,提升了公司的形象,产生了良好的经济和 社会效益.5 .自动导引车AGV系统技术参数及性能指标

10、系统限制方式：采用集中调度治理方式,实时监视AG源统的运行状态,实现柔性 限制.通讯方式：AG睥制台与AG的采用无线局域网通讯交换信息.导航方式：磁导航AGV激光导航？驱动方式：直流伺服驱动/交流伺服驱动AGV!行速度？：负载最大:45m/min,空载最大:60m/min?导航精度？： ±10?mm运动方向：前进,后退手动,转弯AGV 自重：1200 Kg转弯半径：2 m 最小工作时间：24小时连续三班充电方式：在线自动快速充电电 池：48V/100Ah防碰装置：远程非接触防碰信息显示终端：AGVb带有信息系统白计算机终端,15液晶屏幕,适时显示装配工艺等手持条码扫描器：用于装配过程

11、中零部件信息录入盘车伺服系统：用于气门间隙调整时调整曲轴位置柴油机旋转：绕轴线点动旋转土 1700柴油机上下升降：柴油机点动上下升降功能操作面板：左右双操作面板6.自动导引车AGW卜形图查假设开/罐电需±T5-&78七WWWJT开开开关停停停停不器患 ffi钮急恁危急停电电 按按例倒刑例急谈些 动止前后前后板服电 启停左左右右面伺充按授松松松松松暝蜕下下开开开开升台合返回上页下亘任哥 运动二用空圉126/1包班敦I2(fol直既占加I工R直播运命停 起B 住者告s舌白11 E 起 f3 rb. Tr任里类型王无4A位置图空询度寓®住营调整调度充里7.各分系统的技术介

12、绍AGV系统中的主要元件限制器、车轮、伺服、电台等均使用国际知名 公司的成熟产品,保证系统稳定可靠.7. 1自动导引车AG"载限制器AGV限制器使用国际着名工控品牌研华成熟 的前面板接线系列主机作为处理器核心,该种处 理机接线方便是,紧固可靠,配合新松公司多年 来为AGV专业开发的各种功能模块,实现了 AGV 限制器的通用性与模块化,各功能模块性能稳定 可靠且分工明确,即保证了 AGV整体性能的灵活配置,又便于不同系统功能的 扩充与维护.7. 2自动导引车AGV区动系统AGV驱动轮使用欧洲进口的AGV专用车轮,该种AGV专用车轮外层使用树 脂橡胶材料做成,具有强度高、耐磨损、稳定性高

13、、具有一定的弹性等优点, 非常适合于AGV系统的使用,车轮单元独立组成一个完整 的驱动机械系,在一个轮支架内安装有直流伺服电机、同 轴减速器、抱闸、旋转编码器及测速机等,车轮结构紧凑、 空间占用少、可控性高、性能可靠、维护简单.全方位驱 动轮集成了行驶与转向两个单元,转向单元使用一个独立 的伺服电机装有旋转编码器及高精度位置检测电位计, 转向单元可在土 90o的范 围内转动,限制驱动电机的驱动轴向,配合驱动单元的正反转,可使车轮沿任 意方向运动,在三轮结构AGV中装有一个全方位驱动轮.7. 3 AGV勺平安机制AGV系统具有完善的多级平安报警机制,包括限制台系统监控、非接触式 防碰保险杠、接触

14、式防碰保险杠、停止按钮、急停按钮等,可以在各种情况下 保证AGV系统以及AGV周边操作人员及设备的平安.为保证AGV在运行过程中自身平安,特别是现场人员的平安及各类设备的 平安,AGV自身采取多级平安举措.在AGV的前前方均设有非接触激光防碰传 感器和接触式传感器一保险杠.非接触激光防碰传感器使用国际着名品牌的激光扫描测距传感器,分两个区域即减速区和停车区,减速区距离较远,停车区距离较近.该传感器安装在 AGV的前后两个方向,主要对高速运行的AGV进行防碰保护,AGV在遇到障碍 物时先减速后停车.保险杠是最后一道检测,安装在AGV的四周,宽出车体,主要用于AGV低 速运行时的防碰保护如在侧移过

15、程中,保险杠检测到障碍物,受到一定的压 力后将报警并限制AGV停止.在AGV的周边设有急停开关,任何时间按下急停开关,AGV立即停止运行.在AGV安装有醒目的信号灯和声音报警装置,以提醒周围的操作人员.一 旦发生故障,AGV自动用声光报警.同时通过无线通讯系统通知AGV监控系统.AGV监控系统在限制台上显示当前状态和文字提示.监控人员可以根据提示的信息,指挥现场人员排除故障.7. 4自动导引车AGV勺导航系统:磁导航自动导引车AG夜用磁导航,在AG/方装有磁传感器专业公司为AG/门设计的磁导航传感器,该传感器结构紧凑、使用 简单、导航范围宽、导航精度高、灵敏度高、 搞干扰性好,AG她标传感器使

16、用同一系列的 横向产品,安装尺寸更小,可与导航传感器使 用相同的信号磁条.AGV勺地面磁导航系统是AGVE运行过程中所能到达的路径,主要由以下几局部构成：运行路径导航线、地标导航线和弯 道导航线.采用磁导航的方法,运行路径导航线由长 500mm宽50mm厚度为1mm 的磁性橡胶铺设而成,根据路径的具体要求可以进行适当的裁剪. 地标导航线由 长150mm宽50mm厚度为Imrlfi磁性橡胶铺设而成,在地图上地标是各个站点的 标志.弯道导航线由路径导航线和地标导航线构成,如下列图所示：导航线地标导航线及地标AG衽弯道的运行分成下述几个步骤:找到地标.按一定的转弯半径,AGVS码盘的位置编程来完成圆

17、弧的轨迹 寻找导航线,按导航线的路径行走.激光导航系统激光导航系统如下图：激光导航原理AGV的上部安装了激光扫描器,激光扫描器随AGV的行走,发出旋转的激光束.发出的激光束被沿AGV行驶路径铺设的多组反光板全向反光板直接反射回来,触发限制器记录旋转激光头遇到反光板时的角度.限制器根据这些角度值与实际的这组反光板的位置相匹配,计算出AGV的绝对坐标,基于这个原理就可以实现非常精确的激光导引.探测角度：360.激光平安级别：I类激光,绝对平安旋转频率：8HZ保护等级：IP65工作温度：050.工作电压：24 V/48 V定位精度：+/-2mm 反射板距离小于5米时7. 5在线自动充电系统AGV使用

18、高容量锲镉充电电池作为供电电源该种电池一方面在短时间内可提供较大的放电电流,在AGV启动时可提供应驱动系统以较大的加速度,另 一方面该种电池的最大充电电流可到达额定放电电流的 10-20倍,使用大电流充 电即可减少电池的充电时间, AGV的充电运行时间比可到达1: 10, AGV可使 用专用的充电站停车进行在线充电,快速补充损失的电量,使AGV在线连续运行成为了可能.在AGV运行路线的充电位置上安装有地面充电连 接器,在AGV车底部装有与之配套的充电连接器,AGV 运行到充电位置后,AGV充电连接器与地面充电接器 的充电滑触板连接,该种充电连接器的最大充电电流 可到达200安以上.在线自动充电

19、系统由地面充电机、 AGV电量检测 装置和充电治理系统构成. AGV在运行过程中电量检测装置实时监测电池的放电量,当放电量到达指定的数值时,产生充电申请.AGV通过无线局域网向限制台提出充电申请,由限制 台调度AGV到达充电站进行充电；充电机是全自动的,充电机可自动完成电池 电压检测、恒流充电、包压充电,按标准充电曲线完成整个充电过程,限制台 通过I/O点对充电机进行检测,当检测到充电完成时,限制台可以通知AGV完成 充电,AGV可脱离充电位置继续投入运行.7. 6无线局域网通讯系统AGV限制台与AGV间采用无线通讯方式,限制台和 AGV构成无线局域网. 限制台依靠无线局域网向AGV发出系统限

20、制指令,任务调度指令,避碰调度指 令.限制台同时可接收AGV发出的通讯信号.AGV依靠无线局域网向限制台报 告各类指令的执行情况、AGV当前的位置及AGV当前的状态.无线局域网使用工业级专业通讯电台,车载电台与系统通讯接入点之间使用多频点跳频或直序扩频数字通讯,系统具有 60多个频点可选,通讯速度 高、抗干扰性好,且通讯电台支持多主无缝方式漫游,在较大的应用空间内有 非常好的区域扩展水平.执行标准：载频：车载天线：3dB开放空间通讯距离：100米使用国际开放频段,无需向无线电治理委员会申请应用频带.7. 7自诊断系统AGV车载限制器软件和硬件的设计提供了 AGV系统的自检测,自诊断,自 保护水

21、平.在AGV车载界面中可完整的查询AGV中各关键部件的工作状态,且多数信 息均可进行动态观察,使用十分方便.在 AGV限制台内还记录有系统自动运行 过程的状态数据,记录文件的数量可以人工进行调整,保证系统运行的可追溯 性.7. 8人机界面1新松公司设计的AGV系统中所有系统软件包括车载软件、限制台软 件、治理软件、系统参数编辑软件等等均使用方便的中文菜单式操作界面, 提供丰富的操作内容；下列图是AGV限制台AGV状态窗口中的显示内容,操作人 员在限制室内可通过列表详细了解系统中所有 AGV的运行状态,如出现故障, 限制台会及时报警,操作人员又可通过列表快速直观地查询故障车号及原因.2 AGV的

22、运行也使用全中文的操作界面,AGV根据当前的状态动态调整屏幕上 的显示内容,操作人员可以通过该界面掌握 AGV的位置、状态、任务信息、传 感器状态、附属设备状态、故障信息等多种信息,一旦AGV出现故障,操作和维修人员能够通过AGV的故障诊断系统及时准确地查找故障的原因,便于故障 的排除.3维护人员可以通过显示和操作面板设定系统参数,修改系统参数.4操作人员可以通过显示和操作面板设定工作参数,修改工作参数.手工操作遢光导就参教请役置以下激光导航参甜:下一项|确定 |上一呗激光寻孤漫游区域：0 口个反天故:35.始巳 4. 6口口,30. 0特殊操作动态观察返回工二口.口口,Y=0. UUJ手控;

23、前进 一感离偏差当前动作节点717. 9 AGVW发动机的连接装置AGV1发动机的连接装置采用法兰盘连接,法兰盘具有升降、旋转及盘车的功能.在发动机的不同装配工位自动实现姿态的改变, 以适应人机工程的要求.7. 10多种运行模式AGM有手动、离线自动、自动运行三种运行模式,前两种方式均可使AGV脱离网络独立运行,便于系统调试、维护及紧急情况的处理,多种运行方式可最大限度地保证系统可用性,提升系统使用率.7. 11自动导引车AG源统对环境的影响AGVS用直流电机驱动,一体化树脂橡胶车轮,工作时运行噪声很小,远小 于70dBA抱闸只在AGVt于静态时起作用,AGVE使用过程中,仅在充电时电池 有极少量的水汽排出,对运行环境完全不会造成污染.当遇到紧急情况时,由人工按下,转运车将立即停止运行.在转运车的显着位置安装有运行警示灯,当转运车行进时警示灯闪亮,提醒 人们注意.7. 12上线站点号自动识别RFID磁导航AGV上线登录时,需要知道当前点的位置标识.通常由人工输入AGV 当前上线登录的站点编号,由于人为等因素的介入,容易造成站点编号的输入错 误.为了防止人为因素造成的错误,我们的 AGV系统引入了上线站点号自动识 别系统RFID.当AGV需要上线进行登录操作时,AGV通过附近的站点时,可 以自动读取该站点的站点编号,从而防止站点编号的输入错误.7. 13工艺显示终端AGVt带有工