【正文】 輸出結(jié)構框圖如圖 所示， PLC 傳輸 端口 連接示意 圖 如 下圖 所示。實物圖如圖 ： 圖 自動 AGV 小車 的示意 圖 PLC 控制系統(tǒng) PLC 工作原理 根據(jù) 《可編程序 管理 設備 規(guī)范 》 里 ，把 PLC 定義作 ： PLC 是 一類 能夠 編程 代碼 的 儲存 設備 ， 可以使用 在 工業(yè) 管理 中 ， 具備數(shù)據(jù) 處理 作用的 工作體系 。 湖 北 工 業(yè) 大 學 碩 士 學 位 論 文 16 第 2 章 AGV 小車 控制系統(tǒng) AGV 循環(huán)系統(tǒng) 是由每臺 AGV 小車組成的 ， 每臺 AGV小車又是由不同的零部件組成的。著重研 究設計 AGV 中央管理系統(tǒng)，通過工具命令語言 (TCL)編寫湖 北 工 業(yè) 大 學 碩 士 學 位 論 文 15 程序構建了一個管理系統(tǒng)，使系統(tǒng)內(nèi) AGV 的運行情況，故障情況，小車電量以及運行的大概位置反映在中央管理系統(tǒng)的監(jiān)控機界面上，實現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)小車從物料裝配區(qū) — 工位 — 物料裝配區(qū)的無人化操作。主要用于： 核 物質(zhì) 、危險品（有毒 類 物質(zhì)、腐蝕性 物質(zhì) 、易燃 物品 ）等。③連續(xù)的加工流水線間斷了各種通道， 致使供應線路 過長 ，人與車輛通往 麻煩 。在實際的設計思路 里 ，使用 一類 “定位牽引模式 ”，也就是 在 AGV 的行動 路線 上 的 參照點，一直監(jiān)控路線上的模擬 控制 點，上述的 模擬控制 點 AGV 永遠趕超不了，但又一直 位于 AGV 前方不遠的位置 ； AGV行進的方向一直 朝向 模擬 控制 點，使用 上述 規(guī)律性的調(diào)整 工作 ，就能夠令 AGV小車按照規(guī)定 的路線 向前行駛 ，并且產(chǎn)生很小的誤差 [21]。 AGV 的導引 AGV 的導引工作 是 按照 AGV 定位所獲得 的 具體位置數(shù)據(jù)，根據(jù) GV 的方式所供應的理論 值 推算 出 AGV 的具體 值，也就是 推算出 AGV 必須的 轉(zhuǎn)速 與轉(zhuǎn)動角，這也是 AGV 操控手段 的 核心 [19]。在未來， GPS 導引，視覺導引，激光導引和復合導引技術將是 AGV 導引下一步科研的重點和應用的寵兒。 （ 7） 圖像識別導引 (Image Recognition Guide) 對 AGV 小車工作 的 實際 條件 進行實時記錄 和辨別， 完成 AGV小車的 自動 運行工作 ， 這項 牽引方式 具有 一定的 發(fā)展實力 ， 截至目前 ，本 項 工作 方式已經(jīng)被 幾個歐美 發(fā)達 國家 采取 了 軍方 壟斷 ， 將本項 技術 手段使用在 民用 設備中 還 依然 停留在湖 北 工 業(yè) 大 學 碩 士 學 位 論 文 11 研究 階段 ， 至今 ，使用 該項 導航 手段 的 民用 性 AGV 還 沒有推出 [16]。 （ 3） 磁帶 導引 (Magic Tape Guidance) 與 電磁導引 十分 類似 ， 在路面 貼磁帶 取代將 金屬線 安裝 在 行進 路線 的 下方 ，使用 磁感應 原理 實現(xiàn) 導引 工作 ， 它具有 良好 的 靈活性 和 穩(wěn)定性， 調(diào)整 已經(jīng) 延展路線十分簡單 ，磁帶 安裝 迅速 而且效果好 ， 但是 本方法 對 路線四周 的金屬 物 的干擾較為 敏感 ， 同時 對磁帶的 物理破壞十分 敏感， 所以 這項 牽引 模式 最大的問題 就是受外界 環(huán)境 影響 比較大 [12]。后者指的是在自動牽引車上安裝好預定路線坐標，在自動牽引車工作 的時候 ， 及時 檢測 AGV 小車的 具體 位置并和初始設定數(shù)值對比，進而改變 調(diào)整 AGV 小車的工作方式，也就是 運用 坐標定位的手段，所以后種導引模式 也 經(jīng)常被稱之為參考定位法。 國內(nèi) 生產(chǎn) 加工的 AGV 通常 劃分 為 如下 兩 類 ： 裝配型和搬運型 。 盡管 這樣做 ，由于技術和功能 的受限，這類 AGV 的 售價依然沒有明顯下降 。 二十世紀七十年代后期，具有運載物料功能的 AGV 在當時發(fā)達的歐洲投入生產(chǎn)并被成功引入美國。 AGV小車不單單 能夠 對 外界 條件 的適應性強、安全性好， 同時 還 能夠 完成制造 與 運輸 作用 的現(xiàn)代化與 智能 化，在世界領先 的制造 加工企業(yè) 中 都得到 了 廣泛 的應用 [3]。 它有以下幾點主要特征 ： 具備小車程序 、開啟選擇設備、安全保障和 多種 荷載方式，并且 能夠 在工控系統(tǒng)的管理下，按照既定 的 指示 進行工作 ，自動按照 規(guī)定好 的路線行駛，到達 目的地之后 ，開始 進行各種 的搬運工作 ?，F(xiàn)在汽車產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展壯大，運送物料也越來越多，引進 AGV 小車的數(shù)量越來越多，使用過程中循環(huán)系統(tǒng)也會出現(xiàn)很多問題。 分類號 密 級 UDC 學校代碼 10500 碩士學位論文 （全日制專業(yè)學位） 題 目： 自動導引車 (AGV)循環(huán)系統(tǒng)的優(yōu)化及設計 英文題目： Optimization and Design on Automated Guided Vehicle Circulatory System 學位申請人姓名： 申請學位學科專業(yè)： 計算機技術 指 導教師姓名 ： 二 ○一 五 年 十 月 分類號 密 級 UDC 學校代碼 10500 碩士學位論文 題 目 自動導引車 (AGV)循環(huán)系統(tǒng)的優(yōu)化及設計 英文題目 Optimization and Design on Automated Guided Vehicle Circulatory System 研究生姓名（簽名） 指導教師姓名（簽名） 職 稱 申請學位學科名稱 學科代碼 論文答辯日期 學位授予日期 學院負責人（簽名） 評閱人姓名 評閱人姓名 二 ○一 年 月 日 學位論文原創(chuàng)性聲明和使用授權說明 原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的學位論文，是本人在導師指導下，獨立進行研究工作所取得的研究成果。例如： AGV小車元器件不 兼容 ，通信系統(tǒng)信號不穩(wěn)定 ，物料運輸錯誤， 以及中央管理系統(tǒng) 監(jiān)控信息不全面等等。 AGV 體系 的相關 技術 手段與 產(chǎn)品 類型已經(jīng) 發(fā)展成為 生產(chǎn) 流水線、配置操作線、存儲系統(tǒng)化的關鍵 設施 與技術保障 [1]。 本文所研究的 循環(huán)系統(tǒng)中所涉及的方面眾多，我們這里主要從電氣， 通信，計算機這三個方面優(yōu)化和設計，通過優(yōu)化與設計大大提高了工作效率，降低人工成本。在二十世紀八十年代初， AGV 的應用領域不斷擴大并且工作條件也變得多種多樣 [4]。 這 類產(chǎn)品在國內(nèi) 僅有的很少一部分的 企業(yè)可以 制造 ， 但是產(chǎn)品的 功能和國外的 比較起來 還 是存在一定的 差距 的 [6]。 國內(nèi)公司生產(chǎn)的 AGV在 功能 實現(xiàn)方面 還是和歐美 AGV 存在巨大差距的 。除此之外，根據(jù)AGV 牽引 路線 的多種 方式 ，牽引 模式 又被 劃分為兩類 ： 有線方式和無線方式 [10]。 （ 4） 光學 導引 (Optical Guidance) 指的是 使用 預先 涂抹 油漆 或者 貼 色帶在 AGV 運行的路線 上 ， 根據(jù) 對 錄像 機 保存 的 圖像 信息展開 運算 處理 進而 完成 牽引工作 ，其 優(yōu)勢在于 靈活性 、 可操作性對比來說好很多， 路面 軌跡 設定簡單而且 操作 方便 ， 該項牽引 模式 對 色帶的 破壞 與設備老舊十分 敏感 ， 同時 對 周圍 環(huán)境 條件 要求 比較高 ， 而且工 作 準確性與 可 靠性不高 ， 難以完成準確 定位 的 工作要求 [13]。 （ 8） GPS（全球定位系統(tǒng) ） 導 引 (GPS(Global Positioning System) Navigation) 對于 非固定 道路 體系 里 的 操控 對象 ， 通常 都是在追蹤 與 制導 的時候 使用 衛(wèi)星來實現(xiàn) 的 ， 就目前情況來看 ， 這項 技術 手段 還不夠成熟，需要 進一步 完善 改進 ，一般 都是 用 在 戶外 遠距離的 追蹤與 制導，其 準確性是由 衛(wèi)星在 高空中 的 準確性與數(shù)目 決定的 ， 以及控制對象周 邊的 環(huán)境等因素 。 針對本文中 的 項目使用電磁牽引 模式 。 AGV 的導引控制就是 AGV軌跡跟蹤。 AGV 適用性 AGV 應用范圍廣泛，大致可以分為物料搬運，柔性裝配線、加工線，特殊場合使用等幾個方面。④連續(xù)的加工 流水 線必須 使用各種 設備， 前期投資費用 很大 。 課題來源及研究意義 本課題是來源于機電研究設計院的項目《 東風日產(chǎn)鄭州工廠總裝內(nèi)飾線 KIT裝置 》，重點研究設計 AGV 的中央管理系統(tǒng)，該項目已經(jīng)成功運用于鄭州日產(chǎn)乘用車總裝車間生產(chǎn)線。論文布局如下： 第一章 :緒論對 AGV 的概念， AGV 的國內(nèi)外研究概況及趨勢， AGV技術，以及AGV 的實用性做出了一定的說明。本章我們首先研究小車配件，然后研究小車的控制系統(tǒng)中最重的 PLC控制 系統(tǒng)， 最后 研究工位定位系統(tǒng)。 PLC和 PC 機 具備 相似 的 構成 方式 ，都是由 工作 電源 、中央 管理 設備 （ CPU）、 儲存 設備體系 、 傳輸 端口 、 通訊 板塊 以及系統(tǒng) 功能 板塊 構成 。 輸 入 單 元C P U 單 元 輸 出 單 元電 池 容量 開 關手 動 控制 按 鈕P L C導 引檢 測避 障檢 測防 撞檢 測工 位檢 測伺 服 驅(qū)動 器 1伺 服 驅(qū)動 器 2伺 服電 機 2伺 服電 機 1聲 光 報警 裝 置在 線 提 示 音 樂 喇 叭 圖 PLC 傳輸 系統(tǒng) 示意 圖 用戶 程序 輸入端子 輸入光耦 輸入暫存區(qū) 輸出暫存區(qū) 輸出狀態(tài)鎖存器 輸出繼電器 輸出端子 外部輸入 輸出 輸入刷新階段 輸出刷新階段 用戶程序執(zhí) 行階段 湖 北 工 業(yè) 大 學 碩 士 學 位 論 文 19 圖 PLC 輸入 /輸出端口接線圖 工位定位控制原理 在汽車裝配車間生產(chǎn)線上， AGV 需完成將裝配工件的料車從集料區(qū)和多個特定的工位間的移載，并在彎道和直線路徑調(diào)整不同的速度，確保 AGV 小車安全平穩(wěn)運行，故 AGV小車需具備識別工位功能，并完成對應的啟動或停止、速度調(diào)整、牽引、裝卸等動作。如 下 圖 所示 就是 本 課題 中 AGV 磁條 工作 原理 圖 [36]。 湖 北 工 業(yè) 大 學 碩 士 學 位 論 文 22 物 料 區(qū)工 作工 位充 電區(qū) 域A G V 小 車 圖 循環(huán)系統(tǒng)示意圖 RFID 與條形碼的區(qū)別 條形碼和 RFID 方式的不同 主要 在于 ： 讀取數(shù)量，讀取施行，信息容量，二次 使用性，讀 寫水平，可靠 性， 高速讀取能力，正確性，抗干擾能力幾個方面有顯著 差別 [40]，如表 所示。 RFID 標簽的 閱讀設備 是使用天線 和 標簽 開展 無線 通訊 工作的， 能夠 完成對標簽 數(shù)據(jù) 碼 以及 內(nèi)存 信息 的 讀寫 工作 。 2) RFID和 AGV集成系統(tǒng)預計實現(xiàn)的效益： 由于 AGV自身的柔性型 ，以及 RFID手段在數(shù)據(jù) 收集 領域的優(yōu)勢，本次 合成體系 計劃為物流分配 公司 在節(jié)約人力資源，提高 貨物 數(shù)據(jù)的讀取 水平 ，減少工作 量等方面 發(fā)揮出 重要 的作用。 4) RFID 和 AGV 集成系統(tǒng)實現(xiàn)條件： AGV的核心就是控制系統(tǒng)。因此本次 合成體系 實現(xiàn)的首個功能就是完成物品的搬運與裝載 作業(yè) 。這里 使用 的標簽都是被動式標簽。一類 是閱讀設備 錄入 ，另一類是上文 所述 的 RFID 與 AGV 合成 體系 的錄入。因此， 在 本文 中，集成體系 里的 讀取設備 的天線安裝在 AGV 小車的正前端。 湖 北 工 業(yè) 大 學 碩 士 學 位 論 文 27 集成系統(tǒng)實現(xiàn)圖示 如 下 圖 所示， RFID 閱讀設備的接口 與 AGV 關系 體系 的接口 開始 通信 工作 ，這樣一來 ，使用 閱讀設備 收集 到的信息 就 可以使用對