【正文】 的 工作 設(shè)備 。針對研究內(nèi)容本 文做了如下三個方面的工作 ： (1)電氣方面 提出了 RFID 和 AGV 的設(shè)計方案和系統(tǒng)配置，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)。 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 日 湖 北 工 業(yè) 大 學(xué) 碩 士 學(xué) 位 論 文 I 摘 要 隨著物流系統(tǒng)的迅速發(fā)展 ,AGV 的應(yīng)用范圍也在不斷擴展 ， 能夠廣泛運用于工業(yè)、軍事、交通運輸、電子等領(lǐng)域 ， 具有良好的環(huán)境適應(yīng)能力 ， 很強的抗干擾能力和目標(biāo)識別能力 。對本文的研究做出貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。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人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果。本人授權(quán)湖北工業(yè)大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進行檢索，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。那么循環(huán)系統(tǒng)如何進行優(yōu)化和設(shè)計也提上了日程 。 (3)計算機方面設(shè)計 AGV 中央管 理系統(tǒng)，編寫系統(tǒng)所用的語言是基于開放性源編程語言 TCL，建立運算和邏輯來自定義顯示畫面和 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 問題 ，為 AGV 車輛 的 監(jiān)控 提供了 安全、穩(wěn)定、高效 的保障。 近些年來 ， 各大企業(yè) 都在 研發(fā) 創(chuàng)新 各種全 新的 AGV 小車 ， AGV 的科學(xué)技術(shù)逐漸 得到 完善 和 進步 ，進而使得 高效、安全、自動 的 生產(chǎn) 流水線，自動化 水平很高的 物流 分配 體系 發(fā)展成為現(xiàn)實，從而 大大提升 了工廠自動化的水平以及 制造加工 的 綜合 效率。在西方 很多 國家 中，直接人工的 費用 占制造總費用的比重 還不到 9％，同時上述 比重 還在進一步 降低 ，然而 ，商品的存儲、運載所消耗費用的比重卻占據(jù)了制造 總費用比重 四成以上。 逐漸 完成 智能化、 系統(tǒng)化 與 現(xiàn)代化 。 循環(huán)系統(tǒng)中的管理系統(tǒng)設(shè)計，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 的基礎(chǔ) 準(zhǔn)備 。 二十一世紀(jì)以來 ，多種 全新模式 的 AGV 被 廣泛應(yīng)用于各種行業(yè) 中 。 西方發(fā)達 國家 的 AGV 設(shè)計中 ，放棄 了 對 產(chǎn)品 包裝 方面 的 苛刻要 求， 運用 大 組件 安裝 的 形式 展開 規(guī)模化生產(chǎn)加工 。 第二類 是 實用 型 的 AGV 方式 —— 通常 也被稱之為 AGC，更為親切 合理 ，基本上 都是日本 生產(chǎn)加工的 ， 上述 方式 是以 實用 、 方便、快捷 為 設(shè)計 目的 ， 盡可能 的讓 使用者 在最短 時間 之 內(nèi)收回 前期 投資 費用 ， 上述 AGV方式被廣泛使用在 日本 與臺灣 區(qū)域 的 生產(chǎn) 車間中 ，從 運用 總量方面分析 ，日本 公司 制造 的 AGV產(chǎn)品 基本上湖 北 工 業(yè) 大 學(xué) 碩 士 學(xué) 位 論 文 8 都是 這 一類 。 1976 年， 三輪式AGV 在 我國 運輸 設(shè)備 研究 所 研發(fā) 成功， 之后 ， 使用 在 系統(tǒng) 化 儲存室 里 的 AGV 是 由首都機械 制造 研究 院研發(fā)成功 ， 1992 年 ， 生產(chǎn) 流水 線 首次 運用 國產(chǎn) AGV。為了更好的 達到國際水平 追趕歐美 國家 ，合肥井松自動化 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 后叉式 AGV 也在 加緊研發(fā) [8]。 湖 北 工 業(yè) 大 學(xué) 碩 士 學(xué) 位 論 文 9 表 牽引 技術(shù) 主要 內(nèi)容 類別 根據(jù)牽引 數(shù)據(jù) 的來源 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)識別 光學(xué)導(dǎo)引 網(wǎng)格線路 慣性導(dǎo)引 根據(jù) AGV 小車牽引 信號 的來源方式 劃分 ，牽引方式可以 劃分 為外導(dǎo)式與 內(nèi)導(dǎo)式 兩類。如 上 表 所示。其 優(yōu)勢在于牽引 模式較為隱蔽，不 容易 被 破壞 ， 牽引 工作 原理 對比 來說，較為簡單 安全 ，控制 管理 與 數(shù)據(jù) 通信及時有湖 北 工 業(yè) 大 學(xué) 碩 士 學(xué) 位 論 文 10 效 ，對聲光 等 外界的 干擾可以不計 ， 投資 費用 少 。 （ 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， 同時 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) 計算 來 實現(xiàn) 對 AGV 小車 的牽引 。 這項 技術(shù) 手段最早被 應(yīng)用在軍方，其 基本 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， 重組 與 容和 都十分簡單， 在 多個領(lǐng)域都被 廣泛 應(yīng)用 ， 歐美 很多 的 AGV 制造 廠商 都 開始 使用該項牽引 模式 。 對全球 多個 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)檢測牽引、地點預(yù)定 牽引 、檢測牽引依次所占據(jù) 的比重 是 %、 %、 %、 %與 %。 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 常見的引導(dǎo)模式的特點 ，如 下 表 所示。 本文根據(jù)成本，性價比，技術(shù)成熟度等方面的考慮，決定選用電磁導(dǎo)引方式。 根據(jù) 感應(yīng)設(shè)備 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。 這對與電磁以及 磁帶等 有線式導(dǎo)引來說 ，沒有 很多 的 沖突問題，但是 對于 激光以及 慣性等 無線式引導(dǎo) 來說， 卻是困難 重重的 。這里簡單討論 SD（ Steer Driving）型 AGV 的導(dǎo)引算法 :操控 目的 就是 AGV 的參照點，主要 在于令 AGV 可以順利地按照 規(guī)定好 的 路線運行 。 物料搬運 在當(dāng)代物料搬運的時候，在 搬用 工人和運輸設(shè)備的總費用與運用 AGV小車 的費用 大體 相同或者 更少的時候 ， AGV的 社會 認同 程度 就會 逐漸的提高 。 存在 許多突出問題 ：①所有 工序 之間 必須 實現(xiàn)節(jié)奏一致 ，不然 就會由于 其中 某一工序的問題而耽擱了湖 北 工 業(yè) 大 學(xué) 碩 士 學(xué) 位 論 文 14 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。⑤剛性加工 流水 線可以使 原來 能夠 同時 開展 的生產(chǎn) 工作 失去可能 。 特殊場合 用 AGV 自動 運輸 的 特色 在于 ， 不單單只為了降低工人的 勞動 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 條件比較 惡劣等 實際 問題 [25]。 研究意義： RFID 和 AGV 集成系統(tǒng)設(shè)計使得循環(huán)系統(tǒng)貨物運輸更加精確，避免出現(xiàn)運輸貨 物出錯，不僅提高工作效率 ,同時也減輕工作人員的負擔(dān)。 論文研究內(nèi)容及布局 本文主要研究設(shè)計 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。 同時對本次 研究 的出發(fā)點與 研究 意義進行 詳細的論述 。 第五章 : 計算機方面設(shè)計 AGV 中央管理系統(tǒng)，編寫系統(tǒng)所用的語言是基于開放性源 編程語言 TCL，建立運算和邏輯來自定義顯示畫面和 SCADA (數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng) )系統(tǒng)。 AGV 小車（單臺） 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，揚聲器，警示燈，走形感應(yīng)器，光通訊傳感器 ，走形馬達 [27]。 復(fù)位 按鍵 是 針對 產(chǎn)生 意外 故障 之后 的復(fù)位作用 。內(nèi)部 使用可以 編程 代碼的 儲存 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， 運轉(zhuǎn) 能力很強 ， 使用 范圍 也 十分 廣泛 [30]。 完湖 北 工 業(yè) 大 學(xué) 碩 士 學(xué) 位 論 文 18 整的執(zhí)行一次工作過程所需要的時間被稱為掃描周期，三個階段工作過程如圖 所示。故站點工位識別技術(shù)是實現(xiàn) AGV 的精確定位和有效調(diào)度管理的重要保障 [33] 。 湖 北 工 業(yè) 大 學(xué) 碩 士 學(xué) 位 論 文 20 為了防止磁場干擾，磁條距離不易過近，一般設(shè)定為 3040mm為最佳，且粘貼方向垂直于導(dǎo)航磁條方向。 S N NS S N中 速高 速N S N低 速SN N啟 動SN停 止S 圖 AGV 磁條定位示意圖 然而這種傳統(tǒng)的定位方式使得 AGV小車在運行的過程中是完全靠地標(biāo)來改變車體運行狀態(tài)的，在實際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)這種定位方式也存在一些缺陷，比如定位磁條一般粘貼在導(dǎo)引運行區(qū)域的外部，容易造成人為的機械損傷；當(dāng)定位站點較多時，實現(xiàn)起來較復(fù)雜等 [37]。 AGV 循環(huán)系統(tǒng) 如圖 所示中三條線所圍成的區(qū)域是三個循環(huán)系統(tǒng)，每個循環(huán)系統(tǒng)都包括物料裝配區(qū)， 自動充電設(shè)備，以 B區(qū)為例 ， 下 圖 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 進行數(shù)據(jù)傳遞 ，匯報其工作情況和 運行方位 ， 同時接收各種工作指示 。 表 條形碼和 RFID 方式 檢測 結(jié)果的不同 傳統(tǒng)條形碼 RFID 技術(shù) 讀取數(shù)量 一個 多個 讀取 形式 接觸式 非接觸式 信息容量 容量小，約 1100ytes 容量大，約 1288k Bytes 二次 使用性 不能二次 使用 能夠 二次 使用 讀寫能力 只讀 可讀可寫 安全性 低 高 讀取 水平 運動中一般速度 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 機器自動工作 ，錯誤率很小 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 ） 湖 北 工 業(yè) 大 學(xué) 碩 士 學(xué) 位 論 文 23 通過表 從各個方面的比較可以清楚地看到 RFID 與傳統(tǒng)的條形碼之間存在著明顯的優(yōu)劣，容量、安全方面 RFID 高于傳統(tǒng)的掃描條形碼。 從 結(jié)構(gòu) 方面來說， RFID 是 一類 操作十分容易的無線 體系 ， 僅有 兩個 控制 器件， 本 體系 最早 應(yīng)用在 監(jiān)控 、 管理 與 定位物品 中。 RFID 技術(shù) 能夠辨別出各種 物體 和 標(biāo)簽， 工作 效率很高 [42]。 湖 北 工 業(yè) 大 學(xué) 碩 士 學(xué) 位 論 文 24 圖 安裝位置圖 表 安裝位置圖說明 編號 模塊名稱 編號 模塊名稱 1 控制設(shè)備 和 電源模塊 7 驅(qū)動輪軸 （ 2 個） 2 RFID 讀卡 設(shè)備 8 無線信號 傳送 與 模塊天線 3 直流減速電機（ 2 個） 9 萬向輪 4 無線信號 傳送 與錄入 模塊 10 測速模塊 5 感應(yīng) 設(shè)備 11 電子羅盤 6 光電傳感器模塊（ 2 個） RFID 和 AGV 集成系統(tǒng)設(shè)計 1) RFID 和 AGV 集成系統(tǒng)設(shè)想工作流程： 進入物流分配作業(yè)的物品都貼有特定 的 電子標(biāo)簽，當(dāng)物品通過倉庫口 的 閱讀設(shè)備 的時候 ，電子標(biāo)簽的數(shù)據(jù) 資料 將會被讀取 錄入， 閱讀設(shè)備 把 錄入的物品 數(shù)據(jù) 資料 傳送 給物流配送公司的操作 體系 ，操作 體系按照 物品 數(shù)據(jù)資料 給物品 安排位置 ， 并迅速 把 數(shù)據(jù)資料 傳送給 RFID 與AGV 合成 體系 ， AGV 從準(zhǔn)備 狀態(tài) 運行到物品 等待 處，使用車身帶有 的 RFID 閱讀設(shè)備 獲取 物品 數(shù)據(jù) 資料，并按照系統(tǒng)提示把物品 運輸 到目標(biāo)位置 。 3) RDIF 和 AGV 集成系統(tǒng)的設(shè)計思想： 在 對 RFID 方式 以及 AGV 的論述 之后，我們能夠獲得 如下的總結(jié) 。綜上所述，如果 把 RFID 方式 加入到 AGV 中，這個 思路 將給 AGV 添加全新 的工作模式 ，為 AGV自動 獲取 物品數(shù)據(jù) 資料 供應(yīng)了技術(shù)支持 。 通常情況下，管理 體系 存在于工控式系統(tǒng)中，或者 在 單片機中 。 1) 功能需求 本 次 合成體系 的使用范圍是物流分配公司。在此 所說 的管理指的是物流分配 公司 貨物的分配 工作 。第一步需要完成搬運與裝載的工作，第二步是完成數(shù)據(jù) 資料的 收集 工作 。 主要粘貼在以下幾個地方 。最后，在貨架中 粘附 對應(yīng)的電子標(biāo)簽，如此一來 ，可以 為物品 與 AGV 的定位 追蹤 供應(yīng) 依據(jù) 和 幫助 。在庫房的入口位置 使用 前者，前者 需要 大功率 ，廣泛 讀取 作業(yè) 的 閱讀設(shè)備。上述的低頻、高頻以及超高頻正是體系的運行頻率。按照讀取距離 規(guī)定， 必須 小于 一米，因此在AGV 正應(yīng)對貨物的時候，可以 準(zhǔn)確 無誤 的獲得 前方電子標(biāo)簽的數(shù)據(jù) 資料