【正文】 應(yīng)的通信 規(guī)定 傳輸 到AGV 操作 體系中 ，而管理 體系 又把信息 傳送 到上位機(jī)開(kāi)始 分析 處理 ，這樣就實(shí)現(xiàn)了 AGV 和 RFID 系統(tǒng)集成。而后者 只需要一般工業(yè)級(jí)別的閱讀設(shè)備 就可以 ，這種閱讀設(shè)備 必須 安 置 在 AGV 車(chē)中 。 第一 ， 本合成 體系 要完成對(duì)物品 的 信息 收集 ，因此第一類(lèi)標(biāo)簽必須粘在物品上。要開(kāi)始貨物分配 工作的基礎(chǔ) 就是對(duì)貨物 的 信息資料 進(jìn)行 錄入 采集 工作。 這就為兩者的實(shí)現(xiàn)提供了客觀條件。 RFID 能夠 完成 目標(biāo)物品的數(shù)據(jù)資料 讀取 工作，這就是 RFID 方式 供應(yīng) 的 一類(lèi) 認(rèn)識(shí)物品 的 全新形式，這類(lèi) 形式 就像人類(lèi) 的眼睛。 在 今后 ， 我國(guó)互聯(lián) 網(wǎng)校企 認(rèn)為， RFID 技術(shù)的 崛起 和進(jìn)步對(duì) 互聯(lián) 網(wǎng) 方面 的 發(fā)展 具有 十分 關(guān)鍵的 作用 。 工作 速率 也比過(guò)去 常用 的 條形碼 掃描 方式 高得多 。 本章小結(jié) 本章主要 從循環(huán)系統(tǒng)中單獨(dú)一臺(tái) AGV 小車(chē)切入，闡述了組成一臺(tái) AGV所需要的零部件， 重點(diǎn) 研究 AGV 小車(chē)的 主控制系統(tǒng) PLC 的工作原理 以及 工位定位原理 。 截至目前 ，在裝配車(chē)間中 很多 都使用地標(biāo) 裝配區(qū)域點(diǎn) 磁條的 模式 ，在 工作路徑 的 右邊 加設(shè)了 和工作 軌道 相互 垂直 排布 的、 具有 一定 間隔距離 的 磁條， 磁條的不同組合信息用來(lái)區(qū)分站點(diǎn)位置，用來(lái)實(shí)現(xiàn) AGV 的定位控制 [34]。 PLC 是 根據(jù)重復(fù) 掃描的 基本 原理，其 運(yùn)作 流程 通常 被 劃分 為 如下三個(gè)步驟 ：刷新 時(shí)期 、 使用者 程序 運(yùn)行 以及 傳輸 刷新 結(jié)果 [31]。 表 AGV 共通件規(guī)格及品牌 標(biāo)號(hào) 部件 規(guī)格 指標(biāo) 單位 數(shù)目 1 控制 PLC CPU224 個(gè) 1 2 顯示界面 TD400C 臺(tái) 1 3 車(chē)架 金屬 框架 ，烤漆 個(gè) 1 4 操作按鈕 個(gè) 4 5 障礙物掃描器 PX22+耳朵光電 個(gè) 1 6 揚(yáng)聲器 音樂(lè)可換 個(gè) 1 7 警示燈 DH52RXUDS2BRYG 個(gè) 1 8 走形感應(yīng)器 個(gè) 1 9 光通訊傳感器 DMSHA1V 個(gè) 1 10 走形馬達(dá) BLK5100 個(gè) 2 AGV 的外觀及 人機(jī)接口設(shè)計(jì) 根據(jù) AGV 的功能要求和實(shí)際應(yīng)用環(huán)境的考慮，設(shè)計(jì)為潛伏式 AGV，采用潛伏式結(jié)構(gòu) AGV 的優(yōu)點(diǎn)是：車(chē)體占用空間小，可在各集配區(qū)域的料架下方行走，有效的節(jié)省生產(chǎn)線裝配區(qū)空間 [28]。 第二章： 對(duì)循環(huán)系統(tǒng)的組成部分 AGV 小車(chē) 所需要的電器元件 做了簡(jiǎn)單的介紹 ， 主要研究 AGV 控制中心 PLC 控制系 統(tǒng)以及工位定位控制系統(tǒng) 。 通信方面提高信號(hào)接收強(qiáng)度，確保信息實(shí)時(shí)交換，保證 AGV 小車(chē)的正常運(yùn)行。 這些問(wèn)題不解決，必然導(dǎo)致生產(chǎn)進(jìn)度緩慢，生產(chǎn)效率低下 [23]。 由于 發(fā)達(dá)國(guó)家 的人力 費(fèi)用 較高， 因此 ， AGV 的 應(yīng)用 就十分 廣泛 ， 大量 使用 在各類(lèi)自動(dòng)化生產(chǎn) 廠中 [22]。 圖 AGV 運(yùn)行的路徑軌跡 湖 北 工 業(yè) 大 學(xué) 碩 士 學(xué) 位 論 文 13 AGV 的路線 計(jì)劃 是按照 AGV 工作的具體 條件 制定 出 AGV工作的道路 示意 圖 AGV 工作的道路軌跡 ， AGV設(shè)備 根據(jù) 地面操控 體系 指示的道路 是一種 自動(dòng) 運(yùn)行 模式 [20]。 湖 北 工 業(yè) 大 學(xué) 碩 士 學(xué) 位 論 文 12 AGV 的定位技術(shù) AGV理論 的 關(guān)鍵就是 定位 和 導(dǎo)航， 這也是 AGV技術(shù) 手段 不斷發(fā)展 前進(jìn) 的 推動(dòng)力 。 電磁感應(yīng)牽引 方式 的使用最為廣泛 ，這表明 電 磁感應(yīng)方面 的專(zhuān)業(yè)手段 已經(jīng)十分成熟。 本項(xiàng)牽引 模式 的 優(yōu)勢(shì)在于 ， AGV 定位 效果好 ， 路線 周?chē)?沒(méi)有 其他定位 設(shè)備 ， 運(yùn)行 路線 多樣 ， 可以使用在各種 的 實(shí)際 工作條件下 。 （ 1） 直接坐標(biāo)導(dǎo)引技 術(shù) （ Coordinate Guidance) 使用 定位 板塊 把 AGV 小車(chē) 運(yùn)行 的 范圍 區(qū)分 為多個(gè) 小 范圍 ， 對(duì) 每一個(gè) 小 范圍 的計(jì)數(shù) 工作 進(jìn)行牽引 ， 通常 是 光電式（ 把 每個(gè) 小 范圍 劃分為兩類(lèi) 顏色， 使用光電 設(shè)備 計(jì)件 ） 與 電磁式（ 把 每個(gè) 小 范圍 使用 金屬塊 劃分開(kāi) ， 使用 電磁感應(yīng) 設(shè)備計(jì)件 ）兩類(lèi) 模式， 優(yōu)勢(shì)在于路線 更改 方便 ， 牽引 安全性很好，對(duì) 周?chē)?環(huán)境 要求不高 [11]。 AGV 關(guān)鍵技術(shù) 之前 ， 有世界 知名 學(xué)者 對(duì) AGV 控制 體系 迫切 需要 解決的 問(wèn)題 ， 打了個(gè)十分 貼切 的比喻 ： Where am I?（我在哪里？） Where am I going?（我要去哪里？） How can I get there?（我怎么去？），那么這三個(gè)問(wèn)題指的就是： AGV 的導(dǎo)航（ Navigation）， AGV 的路徑規(guī)劃（ Layout designing）， AGV 的導(dǎo)引控制（ Guidance）。 這種 產(chǎn)品 主要 應(yīng)用在 單一 的 加工 條件 （ 既定 的 路線 ， 系統(tǒng) 的 順序 ），AGC 只是 簡(jiǎn)單的產(chǎn)品 進(jìn)行 傳送 工作 ， 并不體現(xiàn)出 AGC 對(duì)產(chǎn)品的儲(chǔ)存 作用 ， 在 牽引方面 ，主要 都是使用 十分方便的磁帶牽引 模式 。 國(guó)外 AGV 研究概況與趨勢(shì) 在國(guó)外 ,AGV 技術(shù)的 應(yīng)用主要有如下 兩類(lèi) ： 第一類(lèi) 就 是 完全 自動(dòng) 化，通常都是西方發(fā)達(dá)國(guó) 家 ， 上述 技術(shù) 力求 實(shí)現(xiàn) AGV的 完全 自動(dòng)化， 幾乎沒(méi)有 人工的 參與 ， 途徑 方案 與制造 流程 比較簡(jiǎn)單 ， 幾乎 可以滿足 各種 產(chǎn)品 輸送條件 [5]。 湖 北 工 業(yè) 大 學(xué) 碩 士 學(xué) 位 論 文 7 循環(huán)系統(tǒng)中的電氣優(yōu)化，主要從 RFID 與 AGV 集成系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)方面著手對(duì)循環(huán)系統(tǒng)優(yōu)化。 新世紀(jì) 以 來(lái)， 人們 越來(lái)越 關(guān)注 現(xiàn)代化 的 制造 速 率，對(duì) 各大 生產(chǎn) 流水線工作 、物流 分配 的 技術(shù)要求也在 不斷提升 。針對(duì)研究?jī)?nèi)容本 文做了如下三個(gè)方面的工作 ： (1)電氣方面 提出了 RFID 和 AGV 的設(shè)計(jì)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)。對(duì)本文的研究做出貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。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(kù)進(jìn)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。 (3)計(jì)算機(jī)方面設(shè)計(jì) AGV 中央管 理系統(tǒng)，編寫(xiě)系統(tǒng)所用的語(yǔ)言是基于開(kāi)放性源編程語(yǔ)言 TCL，建立運(yùn)算和邏輯來(lái)自定義顯示畫(huà)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(chē)的管理 難的 問(wèn)題 ，為 AGV 車(chē)輛 的 監(jiān)控 提供了 安全、穩(wěn)定、高效 的保障。在西方 很多 國(guó)家 中，直接人工的 費(fèi)用 占制造總費(fèi)用的比重 還不到 9％，同時(shí)上述 比重 還在進(jìn)一步 降低 ，然而 ，商品的存儲(chǔ)、運(yùn)載所消耗費(fèi)用的比重卻占據(jù)了制造 總費(fèi)用比重 四成以上。 循環(huán)系統(tǒng)中的管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)，解決了多量 AGV 小車(chē)難以管理，導(dǎo)致循環(huán)系統(tǒng)工作效率較低的問(wèn)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 。 西方發(fā)達(dá) 國(guó)家 的 AGV 設(shè)計(jì)中 ，放棄 了 對(duì) 產(chǎn)品 包裝 方面 的 苛刻要 求， 運(yùn)用 大 組件 安裝 的 形式 展開(kāi) 規(guī)模化生產(chǎn)加工 。 1976 年， 三輪式AGV 在 我國(guó) 運(yùn)輸 設(shè)備 研究 所 研發(fā) 成功， 之后 ， 使用 在 系統(tǒng) 化 儲(chǔ)存室 里 的 AGV 是 由首都機(jī)械 制造 研究 院研發(fā)成功 ， 1992 年 ， 生產(chǎn) 流水 線 首次 運(yùn)用 國(guó)產(chǎn) AGV。 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(lèi)別 根據(jù)牽引 數(shù)據(jù) 的來(lái)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(wú)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(shí)別 光學(xué)導(dǎo)引 網(wǎng)格線路 慣性導(dǎo)引 根據(jù) AGV 小車(chē)牽引 信號(hào) 的來(lái)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(lèi)。其 優(yōu)勢(shì)在于牽引 模式較為隱蔽，不 容易 被 破壞 ， 牽引 工作 原理 對(duì)比 來(lái)說(shuō)，較為簡(jiǎn)單 安全 ，控制 管理 與 數(shù)據(jù) 通信及時(shí)有湖 北 工 業(yè) 大 學(xué) 碩 士 學(xué) 位 論 文 10 效 ，對(duì)聲光 等 外界的 干擾可以不計(jì) ， 投資 費(fèi)用 少 。 這項(xiàng) 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(qiáng)， 重組 與 容和 都十分簡(jiǎn)單， 在 多個(gè)領(lǐng)域都被 廣泛 應(yīng)用 ， 歐美 很多 的 AGV 制造 廠商 都 開(kāi)始 使用該項(xiàng)牽引 模式 。 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(jiàn)的引導(dǎo)模式的特點(diǎn) ，如 下 表 所示。 根據(jù) 感應(yīng)設(shè)備 可以接收 到的 數(shù)據(jù) 類(lèi)別， 主要有地標(biāo) 定位、 經(jīng)緯定位 以及全球 定位等。這里簡(jiǎn)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(diǎn)，主要 在于令 AGV 可以順利地按照 規(guī)定好 的 路線運(yùn)行 。 存在 許多突出問(wèn)題 ：①所有 工序 之間 必須 實(shí)現(xiàn)節(jié)奏一致 ，不然 就會(huì)由于 其中 某一工序的問(wèn)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(lèi)突發(fā)狀況等。 特殊場(chǎng)合 用 AGV 自動(dòng) 運(yùn)輸 的 特色 在于 ， 不單單只為了降低工人的 勞動(dòng) 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(shí)際 問(wèn)題 [25]。 論文研究?jī)?nèi)容及布局 本文主要研究設(shè)計(jì) 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。 第五章 : 計(jì)算機(jī)方面設(shè)計(jì) AGV 中央管理系統(tǒng)，編寫(xiě)系統(tǒng)所用的語(yǔ)言是基于開(kāi)放性源 編程語(yǔ)言 TCL，建立運(yùn)算和邏輯來(lái)自定義顯示畫(huà)面和 SCADA (數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng) )系統(tǒng)。 復(fù)位 按鍵 是 針對(duì) 產(chǎn)生 意外 故障 之后 的復(fù)位作用 。 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(guò)程所需要的時(shí)間被稱為掃描周期，三個(gè)階段工作過(guò)程如圖 所示。 湖 北 工 業(yè) 大 學(xué) 碩 士 學(xué) 位 論 文 20 為了防止磁場(chǎng)干擾，磁條距離不易過(guò)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。 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(gè)循環(huán)系統(tǒng)，每個(gè)循環(huán)系統(tǒng)都包括物料裝配區(qū)， 自動(dòng)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(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞 ，匯報(bào)其工作情況和 運(yùn)行方位 ， 同時(shí)接收各種工作指示 。 從 結(jié)構(gòu) 方面來(lái)說(shuō)， RFID 是 一類(lèi) 操作十分容易的無(wú)線 體系 ， 僅有 兩個(gè) 控制 器件， 本 體系 最早 應(yīng)用在 監(jiān)控 、 管理 與 定位物品 中。 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(shuō)明 編號(hào) 模塊名稱 編號(hào) 模塊名稱 1 控制設(shè)備 和 電源模塊 7 驅(qū)動(dòng)輪軸 （ 2 個(gè)） 2 RFID 讀卡 設(shè)備 8 無(wú)線信號(hào) 傳送 與 模塊天線 3 直流減速電機(jī)（ 2 個(gè)） 9 萬(wàn)向輪 4 無(wú)線信號(hào) 傳送 與錄入 模塊 10 測(cè)速模塊 5 感應(yīng) 設(shè)備 11 電子羅盤(pán) 6 光電傳感器模塊（ 2 個(gè)） RFID 和 AGV 集成系統(tǒng)設(shè)計(jì) 1) RFID 和 AGV 集成系統(tǒng)設(shè)想工作流程： 進(jìn)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(guò)倉(cāng)庫(kù)口 的 閱讀設(shè)備 的時(shí)候 ，電子標(biāo)簽的數(shù)據(jù) 資料 將會(huì)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(yùn)行到物品 等待 處，使用車(chē)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(yùn)輸 到目標(biāo)位置 。綜上所述，如果 把 RFID 方式 加入到 AGV 中，這個(gè) 思路 將給 AGV 添加全新 的工作模式 ，為 AGV自動(dòng) 獲取 物品數(shù)據(jù) 資料 供應(yīng)了技術(shù)支持 。 1) 功能需求 本 次 合成體系 的使用范圍是物流分配公司。第一步需要完成搬運(yùn)與裝載的工作，第二步是完成數(shù)據(jù) 資料的 收集 工作 。最后，在貨架中 粘附 對(duì)應(yīng)的電子標(biāo)簽，如此一來(lái) ，可以 為物品 與 AGV 的定位 追蹤 供應(yīng) 依據(jù) 和 幫助 。上述的低頻、高頻以及超高頻正是體系的運(yùn)行頻率