基于plc的agv小车设计

基于plc的agv小车设计

agv是自动驾驶汽车。这是一种自动的智能交通设备，利用电池作为电源，以某种监测方法控制运营路径。它具有良好的柔性和高的可靠性,能够减少工厂对劳动力的需求,提高产品设备在运输中的安全性且安装容易,维护方便。AGV的导引方式多种多样,根据不同的应用环境应当选择不同的导引方式。比较常见的导引方式有电磁感应导引、光发射导引、惯性导引、视觉导引、激光导引和磁导引。其中磁导航被认为是一项非常有应用前景的技术,主要通过测量路径上的磁场信号来获取车辆自身相对于目标跟踪路径之间的位置偏差,从而实现车辆的控制及导航,由于磁导航输出信号易于采集,因此磁导航AGV控制方法相对于视觉激光导航的传感器要简单得多。磁条一旦铺设好后,维护费用非常低,使用寿命长,且增设、变更路径较容易。1agv控制模块磁导航AGV系统的技术构成如图1所示,主要包括导向模块、驱动模块、供电模块、安全辅助模块,站点识别模块,通讯模块、移载模块和主控模块。其中导向单元,驱动单元和主控单元是AGV技术的核心技术。1)主控模块:主控模块是整个AGV系统的核心,负责整个AGV的控制工作,协调其他几个模块,控制小车的运行,接收来自中央控制室发出的指令,向小车发出行动的命令;向中央控制室传输小车自身的状态,包括目前的位置、速度和运行状态等;2)导向与驱动模块:通过磁导航传感器接收的信号控制小车的转向系统工作,实现小车的行走和转弯。3)通讯模块:通讯单元主要是实现AGV与中央控制室之间的通讯,通讯的方式一般采用以太网来进行通讯,实现AGV单车与整个控制系统之间的信息的交换,也可以通过与总控室之间的通讯,实现总控室对整个AGV系统的控制。4)安全与辅助单元:主要是为了保护AGV小车以及现场的工作人员的安全,而设置的一些保护措施。5)供电模块:主要负责AGV小车的供电。2磁跟踪agv方案的设计2.1磁浮列车agv硬件配置设计基本确定了磁导航AGV的主要模块后,需要对其进行合理的硬件分布设计,以避免小车出现重心不稳的情况,其硬件分布设计如图2所示。2.2齿轮之间的运动小车前轮转向系统结构图如图3所示。步进电机通过联轴器与齿轮相连,当步进电机接收到控制器的信号时,会通过接受到的信号,转化为角位移,而齿轮与齿条是相啮合的。当齿轮转动时,齿条会实现移动,从而带动与齿条相连接的拉杆左右移动,由此实现小车的转向。2.3增加传动齿轮输出后轮的齿轮传动系统结构如图4所示:电动机下部为驱动电源,负责为直流电机提供动力。当小车启动时,电动机的控制继电器得电,开始转动,通过联轴器与减速器输出级相连,减速器输出级与传动齿轮2相连,输出一个合适的转速,传动齿轮2与传动齿轮1相啮合,将转矩传递给两后轮,控制小车的前进、倒退。3上位机自动驾驶功能控制系统是整个AGVS的关键,犹如人体的大脑,需要对AGV小车的行走、偏移、避障等行为做出相应的反应,因此,AGV的控制系统需要具备几个功能:1)能够沿着预定的路径进行自主导航,具有一定导航精度;2)能够自主判断工位信息,在不同工位之间完成行驶与停靠,具有一定的定位精度;3)能够与上位机实时通信,接收上位机传递的任务信息以及接受远程监督与控制;4)具有多级安全保护装置,能够对障碍物进行自主判断,具有急停、报警等功能;5)具有手动/半自动/自动等运行模式;6)能自动判断电池电量信息,在低电状态下能自主到充电站完成充电动作。3.1内饰一线轨道设计本文主要是根据总装车间,需要对总装的物流集配进行整体规划,针对在内饰一线和内饰二线的运行状态以及车间内磁条轨道的铺设轨迹,我们对生产线上的一个轨道进行规划如图5所示。在内饰一线和内饰二线的两端设置两个集配岛,分别用作将内饰线上零部件的集配工作。集配岛1处为小车的初始位置,在集配岛1处将零件装入台车,由AGV小车带动至工位2点(经过标传感器停止),在工位点2处将一部分零部件取下,小车再行至工位点1处,将零部件取下,此时,台车为空,经过地表传感器,在集配岛2处停车,将内饰一线上需要的零部件装入台车,如上述过程,最后回到集配岛1处,完成一个循环。3.2发挥x2n好本文选用三菱FX系列的FX2N型PLC作为主控制器,担当AGV系统的决策者,其优点有:1)FX2N是FX系列中功能最强、运行速度最快的PLC。2)FX2N采用了一体化箱体结构,其基本单元将CPU、存储器、输入/输出接口及电源等都集成在一个模块内,结构紧凑,体积小巧,成本低,安装方便。3.3路径跟踪模式下的电机控制磁带式的导引方式,需要在预定的轨道上铺设宽度为200mm的磁带,小车底部安装磁敏传感器,磁敏传感器应用霍尔效应,能够感知周围磁场的强度,通过磁敏传感器采集到的磁场强度信号经过A/D转化后,将信号传输给PLC的地址。在路径跟踪时。我们以5ms的速度对采集到的信号进行采样,将转换后的数据存入我们预先设定的寄存器中,通过平均后将平均值发送给PLC控制器,存入D200和D210两个寄存器,再有PLC对两个寄存器内的数据进行比较,进行输出,执行对电机的控制。如图6所示。在路径跟踪模式下,也就是小车在正常运行的状态下,根据PLC分析对比的结构,对电机进行控制,控制电机转过一定的角度;在转弯时,也是同理,由传感器实时对小车两个的磁带的强度进行分析,然后将数据由PLC发送给电机,如此不断的分析,完成小车转弯的额定任务。此模块的指令表如表1所示。此模块的梯形图如图7所示。3.4plc控制装置要实现AGV自动启停运行,需要在工位设置工位检测器。当AGV车底的检测器能检测到限位传感器(SQ1、SQ2、SQ3、SQ4、SQ5)的存在,此时小车需要停车,便输出一信号给PLC,PLC接收到来自于限位开关(X020、X021、X022、X023、X024)的信号后,发出相应的控制命令,使直流电机制动,使小车停止,设置一个定时器,使小车在每个工位停留30s后,电动机正转继电器得电,小车自动启动,向下一工位移动。此模块的指令表如表2所示。路径跟踪梯形图如图8所示。4“装配线”产品的应用优势随着一些新技术、新