【正文】 AGV 永遠(yuǎn)趕超不了，但又一直 位于 AGV 前方不遠(yuǎn)的位置 ； AGV行進(jìn)的方向一直 朝向 模擬 控制 點(diǎn)，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]。 物料搬運(yùn) 在當(dāng)代物料搬運(yùn)的時(shí)候，在 搬用 工人和運(yùn)輸設(shè)備的總費(fèi)用與運(yùn)用 AGV小車 的費(fèi)用 大體 相同或者 更少的時(shí)候 ， AGV的 社會(huì) 認(rèn)同 程度 就會(huì) 逐漸的提高 。 大量用于以下幾個(gè)方面 ： 化工的原料及成品；儀器儀表行業(yè)的元器件；印刷出版業(yè)的紙張；電子工業(yè)的芯片、計(jì)算機(jī)；食品工業(yè)的罐頭、飲料；紡織工業(yè)的棉紗、布匹；汽車工業(yè)的 零部件；金融系統(tǒng)的紙幣、硬幣、黃金；藥品制造業(yè)的 原料、成藥； 國(guó)防 安全 里 的裝配、軍用產(chǎn)品 等的運(yùn)輸 工作 。 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 各類突發(fā)狀況等。③連續(xù)的加工流水線間斷了各種通道， 致使供應(yīng)線路 過(guò)長(zhǎng) ，人與車輛通往 麻煩 。⑤剛性加工 流水 線可以使 原來(lái) 能夠 同時(shí) 開(kāi)展 的生產(chǎn) 工作 失去可能 。 AGV 使用 以來(lái)，不 單單 可以作為自動(dòng) 工作設(shè)備 來(lái)運(yùn)用， 還可以 被作為是一個(gè)個(gè) 隨時(shí)隨地 移動(dòng)的 工作 平臺(tái)， 它 不僅可以 單獨(dú) 自動(dòng)地 工作 ， 還 可以 人工的 組合 排列 在一起 工作 ， 之間 沒(méi)有 空間 距離， 但 又可以 發(fā)揮實(shí)時(shí) 調(diào)整 作用 。 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]。主要用于： 核 物質(zhì) 、危險(xiǎn)品（有毒 類 物質(zhì)、腐蝕性 物質(zhì) 、易燃 物品 ）等。 研究意義： RFID 和 AGV 集成系統(tǒng)設(shè)計(jì)使得循環(huán)系統(tǒng)貨物運(yùn)輸更加精確，避免出現(xiàn)運(yùn)輸貨 物出錯(cuò)，不僅提高工作效率 ,同時(shí)也減輕工作人員的負(fù)擔(dān)。 設(shè)計(jì) AGV中央管理系統(tǒng)可以使工作車間效率變得更高， 使得小車 更容易管理，方便維修，通過(guò)遠(yuǎn)程監(jiān)控實(shí)時(shí)掌握 AGV 動(dòng)態(tài)，減少人力資源的浪費(fèi)。 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。著重研 究設(shè)計(jì) AGV 中央管理系統(tǒng)，通過(guò)工具命令語(yǔ)言 (TCL)編寫湖 北 工 業(yè) 大 學(xué) 碩 士 學(xué) 位 論 文 15 程序構(gòu)建了一個(gè)管理系統(tǒng)，使系統(tǒng)內(nèi) AGV 的運(yùn)行情況，故障情況，小車電量以及運(yùn)行的大概位置反映在中央管理系統(tǒng)的監(jiān)控機(jī)界面上，實(shí)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(wú)人化操作。 同時(shí)對(duì)本次 研究 的出發(fā)點(diǎn)與 研究 意義進(jìn)行 詳細(xì)的論述 。 第三章： 在 電氣 專業(yè) 角度， 提出了 RFID 與 AGV 的構(gòu)思 模式 和綜合 方案 ，依次從合成 模式 ，閱覽器型號(hào)， 標(biāo)簽 定位，無(wú)線 裝置 等 多個(gè) 角度 論述 了 RFID 與 AGV的 合成體系 。 第五章 : 計(jì)算機(jī)方面設(shè)計(jì) AGV 中央管理系統(tǒng)，編寫系統(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)自定義顯示畫面和 SCADA (數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng) )系統(tǒng)。 湖 北 工 業(yè) 大 學(xué) 碩 士 學(xué) 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(tái) AGV 小車組成的 ， 每臺(tái) AGV小車又是由不同的零部件組成的。 AGV 小車（單臺(tái)） 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(yáng)聲器，警示燈，走形感應(yīng)器，光通訊傳感器 ，走形馬達(dá) [27]。 AGV 的人機(jī)接口裝置在小車前部面板，安裝有啟動(dòng)/停止、異常復(fù)位、急停按鈕，行駛狀態(tài)指示燈、信息顯示屏及電量表。 復(fù)位 按鍵 是 針對(duì) 產(chǎn)生 意外 故障 之后 的復(fù)位作用 。實(shí)物圖如圖 ： 圖 自動(dòng) 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(shè)備 規(guī)范 》 里 ，把 PLC 定義作 ： PLC 是 一類 能夠 編程 代碼 的 儲(chǔ)存 設(shè)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 。內(nèi)部 使用可以 編程 代碼的 儲(chǔ)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(yùn)轉(zhuǎn) 能力很強(qiáng) ， 使用 范圍 也 十分 廣泛 [30]。在刷新 時(shí)期 里 ， PLC 使用依次掃描 的模式處理 傳輸?shù)?信號(hào) 資料， 傳輸 時(shí)期進(jìn)展 完 之后 ， 就 開(kāi)始進(jìn)行 使用者 程序，對(duì) 系統(tǒng) 圖 組成 的 管理 路線 展開(kāi) 邏輯 處理 ， 且掃描按照先左后右、先上后下的順序。 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。 PLC輸入 /輸出結(jié)構(gòu)框圖如圖 所示， PLC 傳輸 端口 連接示意 圖 如 下圖 所示。故站點(diǎn)工位識(shí)別技術(shù)是實(shí)現(xiàn) AGV 的精確定位和有效調(diào)度管理的重要保障 [33] 。站點(diǎn)傳感器感應(yīng)這些不同磁力信號(hào)的信息，可以進(jìn)行相應(yīng)動(dòng)作。 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。 按照 磁條 的 多種分布 方式 ， 劃分 不同的 工作 點(diǎn) 從而 實(shí)現(xiàn)不同的 管理 。 S N NS S N中 速高 速N S N低 速SN N啟 動(dòng)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(yùn)行的過(guò)程中是完全靠地標(biāo)來(lái)改變車體運(yùn)行狀態(tài)的，在實(shí)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(yùn)行區(qū)域的外部，容易造成人為的機(jī)械損傷；當(dāng)定位站點(diǎn)較多時(shí)，實(shí)現(xiàn)起來(lái)較復(fù)雜等 [37]。為 實(shí)現(xiàn) AGV 的精確定位和有效調(diào)度管理 提供了 重要保障 。 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 。當(dāng) AGV 電量低時(shí)，由中央管理系統(tǒng)發(fā)出指令， AGV 更換備用路線去充電區(qū)充電，充電完成后繼續(xù)返回物料裝配區(qū)進(jìn)行工件運(yùn)送 [39]。 表 條形碼和 RFID 方式 檢測(cè) 結(jié)果的不同 傳統(tǒng)條形碼 RFID 技術(shù) 讀取數(shù)量 一個(gè) 多個(gè) 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(yùn)動(dòng)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(jī)器自動(dòng)工作 ，錯(cuò)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(guò)表 從各個(gè)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。 所以接下來(lái)我們將進(jìn)行循環(huán)系統(tǒng)中針對(duì) AGV小車的讀取方式優(yōu)化，采用 RDID 方式讀 取， 并 設(shè)計(jì) RFID 和 AGV 的集成系統(tǒng)。 從 結(jié)構(gòu) 方面來(lái)說(shuō)， RFID 是 一類 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。 在 剛開(kāi)始 的技術(shù) 方面 ，應(yīng)答 設(shè)備 指的是 可以傳送數(shù)據(jù) 回復(fù) 數(shù)據(jù) 的電子 裝置 ，近十年來(lái) ， 因?yàn)?射頻技術(shù) 手段的 快速崛起和發(fā)展，應(yīng)答 設(shè)備 開(kāi)始有了 全新 的 定義 ，又被稱之為智能標(biāo)簽 。 RFID 技術(shù) 能夠辨別出各種 物體 和 標(biāo)簽， 工作 效率很高 [42]。 RFID 安裝位置說(shuō)明 RFID 讀卡設(shè)備被 安置 在 AGV 中，它的 正 前方是小車 的運(yùn) 行 方向， RFID 閱讀設(shè)備 安置 在 AGV 的底部，和 路面 距離大約是 五公分 。 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 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 。根據(jù) 上述 工作 流程， 本體系的工作 原理如上 。 3) RDIF 和 AGV 集成系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想： 在 對(duì) RFID 方式 以及 AGV 的論述 之后，我們能夠獲得 如下的總結(jié) 。 AGV的“眼睛 ”是安置在小車下部的傳感裝置，這類感應(yīng)裝置 只 能感應(yīng)之前 設(shè)置 好的路線，從而為 AGV 供應(yīng) 形式 的依據(jù)。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 。 例如 ，在 叉車中駕駛員的任務(wù) 是 駕駛車輛 把 物品運(yùn)送 到 目的地，之后必須 依靠人工來(lái)獲取物品 的數(shù)據(jù) 資料 ，如果 這種 的方式被上文 中論述 到的 RFID 與 AGV 的合成體系 代 替 ，不僅具有了 叉車的 作用，還可以 大大降低 人力成本，同時(shí) 還 為工作環(huán)境創(chuàng)造了更大的靈活性 。 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(jī)中 。 在此，把 RFID 閱讀設(shè)備 安置 在 AGV 車中，同時(shí) 把 閱讀設(shè)備的接口 與 AGV管理 體系 的接口相互 連接起來(lái) ，就完成 了 RFID 與 AGV 之間的通信 工作 ， RFID 錄入的標(biāo)簽數(shù)據(jù) 使用 接口傳送到 AGV 管理體系，管理 體系 接收 處理 數(shù)據(jù)之后 ， 根據(jù)任務(wù)計(jì)劃 完成 對(duì)應(yīng) 的 系統(tǒng)功能 。 1) 功能需求 本 次 合成體系 的使用范圍是物流分配公司。物流 分配也就是 各類 物品的分配流動(dòng)，物品 要 流動(dòng)就必須 進(jìn)行 搬運(yùn)與裝載 作業(yè) 。在此 所說(shuō) 的管理指的是物流分配 公司 貨物的分配 工作 。因此，本次 合成體系 的次要任務(wù)就 是完成 數(shù)據(jù)資料 的收集 錄入工作 。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 。 標(biāo)簽選型及配置 因?yàn)槲锪鞣职l(fā)中心必須登記錄入很多的物品 數(shù)據(jù) ，因此在標(biāo)簽選擇 的時(shí)候， 首先需要考慮成本問(wèn)題，完成的困難系數(shù) 。 主要粘貼在以下幾個(gè)地方 。這里需要 強(qiáng)調(diào)的 是，上述 粘貼 的不單單是一般概念 上 的粘貼 作業(yè)，還涵蓋懸掛以及電子標(biāo)簽等等。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 。物流分配部門的數(shù)據(jù) 資料 獲取主要 有 兩類。在庫(kù)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。 b) 集成系統(tǒng)工作頻率選擇 在本系統(tǒng)中， 設(shè)備的 工作頻率依據(jù) RFID 體系的運(yùn)行 頻率 來(lái) 制定 。上述的低頻、高頻以及超高頻正是體系的運(yùn)行頻率。 c) RFID 閱讀設(shè)備 與 RFID 電子標(biāo)簽的選擇 通過(guò) 電子標(biāo)簽 的擺放位置我們 能夠 得知 ， AGV 中的閱讀設(shè)備 主要 用于讀取 錄入前方電子標(biāo)簽的信息。按照讀取距離 規(guī)定， 必須 小于 一米，因此在AGV 正應(yīng)對(duì)貨物的時(shí)候，可以 準(zhǔn)確 無(wú)誤 的獲得 前方電子標(biāo)簽的數(shù)據(jù) 資料 。 無(wú) 線 通 訊 接 口防 撞 與 剎 車 控制故 障 檢 測(cè) 與 車身 診 所轉(zhuǎn) 向 電 機(jī) 控 制驅(qū) 動(dòng) 電 機(jī) 控 制主控制器MCU讀 寫 控 制基 帶 處 理射 頻 前 段數(shù) 據(jù) 存 儲(chǔ) 及 備份 圖 系統(tǒng)集成原理圖 如 下 圖 所示， RFID 與 AGV 綜合 體系能夠 在同時(shí)完成 上文 中論述的物流管理部門的兩項(xiàng) 基本工作 要求 ： 搬運(yùn)裝卸和信息采集