【正文】 圖 綜合 體系的工作 示意 圖 實(shí)驗(yàn) 結(jié)果 下面我們用安裝傳統(tǒng)掃描條形碼的方式的 AGV 小車和安裝 RFID 與 AGV 集成系統(tǒng)的 AGV 小車，同時(shí)運(yùn)行 1筆數(shù)據(jù)， 10 筆數(shù)據(jù)， 100 筆數(shù)據(jù)， 200 比數(shù)據(jù)進(jìn)行湖 北 工 業(yè) 大 學(xué) 碩 士 學(xué) 位 論。 湖 北 工 業(yè) 大 學(xué) 碩 士 學(xué) 位 論 文 27 集成系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)圖示 如 下 圖 所示， RFID 閱讀設(shè)備的接口 與 AGV 關(guān)系 體系 的接口 開始 通信 工作 ，這樣一來 ，使用 閱讀設(shè)備 收集 到的信息 就 可以使用對應(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)開始 分析 處理 ，這樣就實(shí)現(xiàn)了 AGV 和 RFID 系統(tǒng)集成。因此， 在 本文 中，集成體系 里的 讀取設(shè)備 的天線安裝在 AGV 小車的正前端。結(jié)合各種成本問題，完成的困難 系數(shù) 以及 RFID 閱讀設(shè)備的安置 地點(diǎn) 與 錄入 點(diǎn)必須 小于一米 ， 所以 在 本文 中 ，使用的 是 工作 頻率 的被動(dòng)式標(biāo)簽，會(huì)因此 ， 本次 收據(jù) 收集 設(shè)備 使用 的 工作 頻率是 。按照上文 中所描述 的 使用了被動(dòng)式的數(shù)據(jù)標(biāo)簽，但 被動(dòng)式 標(biāo)簽通常 劃分 為低頻、高頻與超高頻三類。而后者 只需要一般工業(yè)級別的閱讀設(shè)備 就可以 ，這種閱讀設(shè)備 必須 安 置 在 AGV 車中 。一類 是閱讀設(shè)備 錄入 ，另一類是上文 所述 的 RFID 與 AGV 合成 體系 的錄入。 a) 閱讀器選型及配置 按照 上文 中 所述 的本次系統(tǒng)的實(shí)際 需要 ，閱讀設(shè)備基本 完成 對 電子標(biāo)簽的數(shù)據(jù) 收集工作 。第二，必須在托盤中 粘附 相關(guān) 的 電子標(biāo)簽 。 第一 ， 本合成 體系 要完成對物品 的 信息 收集 ，因此第一類標(biāo)簽必須粘在物品上。這里 使用 的標(biāo)簽都是被動(dòng)式標(biāo)簽。為了完成本項(xiàng) 工作 ，必須 開始 標(biāo)簽選擇，閱讀設(shè)備 配置 以及通信 方式 設(shè)計(jì)。 湖 北 工 業(yè) 大 學(xué) 碩 士 學(xué) 位 論 文 26 2) 系統(tǒng)配置 按照上文中 描述 的兩個(gè) 基本功能要求 ，開始 本合成體系 的配置 工作。要開始貨物分配 工作的基礎(chǔ) 就是對貨物 的 信息資料 進(jìn)行 錄入 采集 工作。因此本次 合成體系 實(shí)現(xiàn)的首個(gè)功能就是完成物品的搬運(yùn)與裝載 作業(yè) 。物流分布公司負(fù)責(zé) 物流 分配與 項(xiàng)目 管理的工作 。 RFID 和 AGV 集成系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn) 根據(jù)上文所述的設(shè)計(jì)方案 與 實(shí)際情況 ， 在 下文中筆者主要 通過功能要求、系統(tǒng)配置、標(biāo)簽選型以及頻率選用四個(gè)方面 完成 對本 次合成 體系 的設(shè)計(jì) 工作 。 這就為兩者的實(shí)現(xiàn)提供了客觀條件。 4) RFID 和 AGV 集成系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)條件： AGV的核心就是控制系統(tǒng)。 而這樣帶來的好出也顯而易見。然而 AGV對物品 是 沒有認(rèn)識的，也可以說它只能被動(dòng)的接受物品，不能 自動(dòng) 的 讀取 數(shù)據(jù)。 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 認(rèn)識物品 的 全新形式，這類 形式 就像人類 的眼睛。 2) RFID和 AGV集成系統(tǒng)預(yù)計(jì)實(shí)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(lǐng)域的優(yōu)勢，本次 合成體系 計(jì)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。當(dāng) AGV 運(yùn)行至規(guī)定 位置之后 ，車身帶有 的 RFID 閱讀設(shè)置 后者 貨 品 數(shù)據(jù) 資料 ， 在和體系 傳送 的 指湖 北 工 業(yè) 大 學(xué) 碩 士 學(xué) 位 論 文 25 示 對比 之后，確認(rèn)無誤把物品擺放到位。這樣 以來 ，就能夠 快速讀取錄入標(biāo)簽的數(shù)據(jù)， 如 下 圖 所示，相關(guān) 的 模塊名稱 詳見 下 表 。 在 今后 ， 我國互聯(lián) 網(wǎng)校企 認(rèn)為， RFID 技術(shù)的 崛起 和進(jìn)步對 互聯(lián) 網(wǎng) 方面 的 發(fā)展 具有 十分 關(guān)鍵的 作用 。 RFID 標(biāo)簽的 閱讀設(shè)備 是使用天線 和 標(biāo)簽 開展 無線 通訊 工作的， 能夠 完成對標(biāo)簽 數(shù)據(jù) 碼 以及 內(nèi)存 信息 的 讀寫 工作 。 體系使用 一個(gè)詢問 設(shè)備 與 多個(gè)應(yīng) 答 設(shè)備構(gòu)成 。 RFID 技術(shù) 從 基本 原理 方面 分析 ， RFID 可以 說是一種條碼，條碼技術(shù) 指的是把 已編碼完善 的條形碼 粘附在 目標(biāo) 物質(zhì) 上，并且 運(yùn)用專門 的掃描 設(shè)備使用 光信號 把 數(shù)據(jù) 資料 由條形磁 轉(zhuǎn)到 讀寫 設(shè)備 中； RFID 則 是 利用 專門 的 RFID 讀寫 設(shè)備 以及 特別 的 能夠 粘附在目標(biāo) 物質(zhì) 上 的 標(biāo)簽， 使用 頻率 數(shù)據(jù)把數(shù)據(jù)資料 由 RFID 標(biāo)簽 轉(zhuǎn)到 RFID讀寫 設(shè)備 中 [41]。 工作 速率 也比過去 常用 的 條形碼 掃描 方式 高得多 。 湖 北 工 業(yè) 大 學(xué) 碩 士 學(xué) 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(gè)方面有顯著 差別 [40]，如表 所示。 當(dāng)接收到貨物搬運(yùn)指令后， AGV 到達(dá)裝載貨物區(qū)域， AGV 從物料裝配區(qū)由工人把所需要的工件配齊，然后按下 AGV上的綠 色放行按鈕， AGV 開始勻速行駛，當(dāng) AGV運(yùn)行到安裝在工位上的定位傳感器時(shí)，觸發(fā)定位傳感器， AGV自動(dòng)執(zhí)行停止動(dòng)作停下來，這時(shí)工位上的工人把所需要的零件取下來，然后按下綠色放行按鈕， AGV 繼續(xù)向前勻速行駛， AGV 自動(dòng)運(yùn)行到下一個(gè)工位，依次重復(fù)上述動(dòng)作，直到最后一個(gè)工位的工人把零件取下來后，按下綠色放行按鈕， AGV 自動(dòng)返回物料裝配區(qū)， 物料配置 部門 工人再次 配置 物料，進(jìn)行二次 循環(huán) 工作 。 湖 北 工 業(yè) 大 學(xué) 碩 士 學(xué) 位 論 文 21 第 3 章 循環(huán)系統(tǒng)中的電氣優(yōu)化 在循環(huán) 系統(tǒng) 中經(jīng)常以為某個(gè)工件送錯(cuò)位置而影響工作效率，進(jìn)而影響工作進(jìn)度，甚至導(dǎo)致下面工作無法進(jìn)行，這一切的源頭是人工掃描工件信息錯(cuò)誤 （條形碼掃描） ，雖然說人具有很高的能動(dòng)性，但是恰恰是這樣特性，也導(dǎo)致了出錯(cuò)幾率更高， 這一章主要從電氣方面進(jìn)行優(yōu)化，設(shè)計(jì)研究 RFID和 AGV 的集成系統(tǒng)，通過自動(dòng)讀取方式， 降低 掃描出錯(cuò)率，提高工作效率，使 AGV 小車更好的適應(yīng)循環(huán)系統(tǒng)中的工作 [38]。 本章小結(jié) 本章主要 從循環(huán)系統(tǒng)中單獨(dú)一臺 AGV 小車切入，闡述了組成一臺 AGV所需要的零部件， 重點(diǎn) 研究 AGV 小車的 主控制系統(tǒng) PLC 的工作原理 以及 工位定位原理 。如 下 圖 所示 就是 本 課題 中 AGV 磁條 工作 原理 圖 [36]。 在具體 工作 里 ， AGV 小車的 兩端 都裝配有 位置感應(yīng) 設(shè)備 ， 可以 檢測 并且 感應(yīng)到 100gauss 之下 的磁場， 表示出南極 和北極。根據(jù)現(xiàn)場的實(shí)際情況，路徑明確，各工位位置固定，以及規(guī)劃出何處可以高速行走加快效率，何處需要低速慢行，何處需要停止裝卸貨物等信息，所以站點(diǎn)傳感器只需通過識別地面上已鋪設(shè)好的不同順序的三條磁條實(shí)現(xiàn)對小車加速、減速、停止等狀態(tài)的控制 [35]。 截至目前 ，在裝配車間中 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區(qū)分站點(diǎn)位置，用來實(shí)現(xiàn) AGV 的定位控制 [34]。 輸 入 單 元C P U 單 元 輸 出 單 元電 池 容量 開 關(guān)手 動(dòng) 控制 按 鈕P L C導(dǎo) 引檢 測避 障檢 測防 撞檢 測工 位檢 測伺 服 驅(qū)動(dòng) 器 1伺 服 驅(qū)動(dòng) 器 2伺 服電 機(jī) 2伺 服電 機(jī) 1聲 光 報(bào)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(xué) 碩 士 學(xué) 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(gè)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(yùn)行，故 AGV小車需具備識別工位功能，并完成對應(yīng)的啟動(dòng)或停止、速度調(diào)整、牽引、裝卸等動(dòng)作。 圖 PLC 三個(gè)階段的工作過程 PLC 輸入 /輸出設(shè)計(jì) PLC 輸入單元主要由人機(jī)界面控制按鈕、導(dǎo)引及避障檢測裝置、電機(jī)控制器部分輸出、接近開關(guān) 等，輸出端口的連接主要包括故障指示燈報(bào)警裝置、電機(jī)控制器的輸出部分等 [32]。當(dāng) 使用者編程讀取 完 之后 ， PLC就 展開 傳輸 更新 ， 按照 錄入 I/范圍 之內(nèi)所有的 信號 資料， 統(tǒng)計(jì) 得出 最終 數(shù)據(jù) 資料 ，并 開啟 外部 設(shè)備 ， 完整 整個(gè)邏輯 管理工作 。 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]。 PLC和 PC 機(jī) 具備 相似 的 構(gòu)成 方式 ，都是由 工作 電源 、中央 管理 設(shè)備 （ CPU）、 儲存 設(shè)備體系 、 傳輸 端口 、 通訊 板塊 以及系統(tǒng) 功能 板塊 構(gòu)成 。 人機(jī)界面的信息顯示屏可以對 AGV 運(yùn)行狀態(tài)和故障信息進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)視，操作人員可以根據(jù)顯示信息實(shí)時(shí)掌控 AGV 小車的狀態(tài)。 開啟 /終止 、 急剎車按鍵都是 體系 用作 正常 啟閉 與緊急 剎車 的， 停止 按鍵 使用 AGV 的控制 進(jìn)行停車，按下 停止鍵之后能夠 使 AGV 普通 停止 ，不需要 切斷 工作 電源，緊湖 北 工 業(yè) 大 學(xué) 碩 士 學(xué) 位 論 文 17 急 剎車 按鍵用在 突發(fā) 事件中， 快速 切斷 AGV 的 工作 ， 當(dāng)緊急停車 按鈕按下后，AGV 切斷一切設(shè)備的動(dòng)力供給，啟動(dòng)制動(dòng)器并報(bào)警，直到排除緊急停車原因且按下啟動(dòng)按鈕之后 AGV 才重新運(yùn)行 [29]。 表 AGV 共通件規(guī)格及品牌 標(biāo)號 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 1 3 車架 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]。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)。 第 六 章 :對 循環(huán)體系的合理化 工作進(jìn)行 匯總 ， 同時(shí) 對 本課題之后的 研究 工作進(jìn)行 展望 。 第四章： 通信系統(tǒng)方面提出一種方案， 實(shí)現(xiàn) PLC 之間及其它控制裝置之間的通訊，不僅可以提升 PLC 控制能力，同時(shí)便于計(jì)算機(jī)對系統(tǒng)裝置的有效管理和對系統(tǒng)數(shù)據(jù)的有效處理，大大提高設(shè)備自動(dòng)化程度， 為 完成 生產(chǎn)制造 廠 的現(xiàn)代化 、自動(dòng)化、 信息 化 供應(yīng) 相關(guān)的技術(shù) 保障 。 第二章： 對循環(huán)系統(tǒng)的組成部分 AGV 小車 所需要的電器元件 做了簡單的介紹 ， 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) 。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(shù)，以及AGV 的實(shí)用性做出了一定的說明。然后設(shè)計(jì) AGV 與 RDID 集成系統(tǒng)，進(jìn)而優(yōu)化循環(huán)系統(tǒng)中的通信系統(tǒng)， 使其信號強(qiáng)度最優(yōu)，最穩(wěn)定 。 整個(gè)循環(huán)系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)使得循環(huán)系統(tǒng)更加高效，便捷，自動(dòng)化，智能化。 通信方面提高信號接收強(qiáng)度，確保信息實(shí)時(shí)交換，保證 AGV 小車的正常運(yùn)行。 課題來源及研究意義 本課題是來源于機(jī)電研究設(shè)計(jì)院的項(xiàng)目《 東風(fēng)日產(chǎn)鄭州工廠總裝內(nèi)飾線 KIT裝置 》，重點(diǎn)研究設(shè)計(jì) AGV 的中央管理系統(tǒng)，該項(xiàng)目已經(jīng)成功運(yùn)用于鄭州日產(chǎn)乘用車總裝車間生產(chǎn)線。 避免工人在其中產(chǎn)生的安全隱患。 廣泛應(yīng)用在 ：車輛連接 線，發(fā)動(dòng)機(jī) 配置 線、 車床生產(chǎn) 線 以及家用電器制造 線等 [24]。 這些問題不解決，必然導(dǎo)致生產(chǎn)進(jìn)度緩慢，生產(chǎn)效率低下 [23]。④連續(xù)的加工 流水 線必須 使用各種 設(shè)備， 前期投資費(fèi)用 很大 。