3噸AGV設計方案

1.設備適用環(huán)境

環(huán)境溫度:-10℃~+55℃

海拔高度:不超過1000m

相對濕度:月平均不大于90%,最高相對濕度不大于95%

使用電源:AGV充電機使用交流電三相五線制供電,線電壓380V±10% AC,50Hz,控制臺使用單相電壓 220V±10%,50Hz

路面傾斜度:<3%

AGV工作噪聲:≤70dBA。

 

2. 設備基本技術(shù)參數(shù)

2.1. 外形尺寸

AGV外形(長X寬X高):3000X2270X2200(mm)(以最終設計為準)

2.2.設備重量

設備重量: 約2500Kg.

2.3.性能指標

AGV主體部分的技術(shù)指標如下:

系統(tǒng)控制方式:采用控制站集中調(diào)度管理方式,實時監(jiān)視AGV系統(tǒng)的運行狀態(tài),實現(xiàn)柔性控制。(根據(jù)現(xiàn)場情況制定方案,也可單機控制)

通?訊?方?式:控制臺與AGV采用無線局域網(wǎng)通訊交換信息。

AGV導航方式:激光導航

AGV驅(qū)動方式:單舵輪驅(qū)動

運?動?方?向:前進,后退,轉(zhuǎn)彎 。

載重能力?:3000kg

AGV車自重?: 約2500 Kg

最?大?速?度?:36m/min(速度0-36?m/min可調(diào))

導?航?精?度?:±10 mm

停?車?精?度?:±10mm

控制轉(zhuǎn)彎半徑: 1500mm

貨叉舉升高度:1000mm

充?電?方?式?:自動充電

安 全?裝?置?:非接觸式防碰傳感器、急停開關(guān)。

3.設備整機結(jié)構(gòu)及各系統(tǒng)組成

3.1.結(jié)構(gòu)

設備由AGV車,導航系統(tǒng),充電系統(tǒng),AGV控制臺,無線通訊系統(tǒng),任務管理系統(tǒng),AGV車載控制系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)組成。

3.1.1. AGV車

AGV具有無軌、智能、站點自動識別、自動導引、無線通訊能力,荷載能力3000kg。 AGV在自動運行時可以前進、后退、轉(zhuǎn)彎,可滿足該系統(tǒng)的實際需要。驅(qū)動輪使輪外層使用樹脂橡膠材料做成,具有強度高、耐磨損、穩(wěn)定性高、具有一定的彈性等優(yōu)點,非常適合于AGV系統(tǒng)的使用,車輪單元獨立組成一個完整的驅(qū)動機械系,在一個輪支架內(nèi)安裝有伺服電機、同軸減速器、抱閘、旋轉(zhuǎn)編碼器及測速機等,車輪結(jié)構(gòu)緊湊、空間占用少、可控性高、性能可靠、維護簡單。全方位驅(qū)動輪集成了行駛與轉(zhuǎn)向兩個單元,轉(zhuǎn)向單元使用一個獨立的伺服電機裝有旋轉(zhuǎn)編碼器及高精度位置檢測電位計,轉(zhuǎn)向單元可在±90o的范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動,控制驅(qū)動電機的驅(qū)動軸向,配合驅(qū)動單元的正反轉(zhuǎn),可使車輪沿任意方向運動。AGV通過高速無線電臺與AGV控制臺建立無線局域網(wǎng),接受AGV控制臺實時控制,這種通訊方式采用2.4GHz國際開放通訊頻帶,使用時不需要向無委會進行申請,在開放空間直線通訊距離為100m;AGV在四個方向上均安裝非接觸式防碰傳感器,當AGV發(fā)現(xiàn)運行前方一定距離內(nèi)有物體阻擋時,AGV可以減速或暫停運行,待物體移開時,AGV可自動恢復運行;AGV電氣系統(tǒng)設計采用CAN總線技術(shù)實現(xiàn)系統(tǒng)集成模塊化設計,便于維護同時應具有故障報警及自診斷定位功能。

 

3.1.2.導航系統(tǒng)

本系統(tǒng)采用激光導航系統(tǒng),使用旋轉(zhuǎn)式激光測量AGV所在位置,AGV可通過導航系統(tǒng)反饋的位置信息計算出AGV所在的位置及方向,進而根據(jù)內(nèi)部地圖來控制AGV的運行。

新松公司的激光導航AGV使用專用激光測量傳感器,該傳感器使用紅外波段,低能量脈沖式激光,且不使用傳統(tǒng)的點式光源的光路,激光的光路發(fā)散,可保證在任何情況下均不會對人眼造成傷害,該傳感器使用“測距+測角”的測量算法,使用專用處理器計算位置信息,即保證了系統(tǒng)的測量速度,又提高了測量的可性和精度,位置測量精度最高可達3mm,角度精度為0.1o,可充分保證AGV的控制精度。

采用激光導航的方法,反光板是其中的主要構(gòu)成元素,反光板由寬75mm的平面反光膜或圓柱形反光膜構(gòu)成,安裝在專用型材支架上。反光板可以劃分成很多區(qū)域??梢员容^靈活的改變路徑,使系統(tǒng)的柔性更大。

如圖所示:

 

3.1.3.充電系統(tǒng)

AGV使用鉛酸電池(或鎳鎘電池)作為供電電源,AGV可進行在線或離線充電,補充損失的電量。在AGV運行路線的充電位置上安裝有地面充電連接器,在AGV車底部裝有與之配套的充電連接器,AGV運行到充電位置后,AGV充電連接器與地面充電接器的充電滑觸板連接,該種充電連接器的最大充電電流可達到200安以上。AGV在運行過程中電量檢測裝置實時監(jiān)測電池的放電量,當放電量達到指定的數(shù)值時,產(chǎn)生充電申請。AGV通過無線局域網(wǎng)向控制臺提出充電申請,由控制臺調(diào)度AGV到達充電站進行充電;充電機是全自動的,充電機可自動完成電池電壓檢測、恒流充電、恒壓充電,按標準充電曲線完成整個充電過程,控制臺通過I/O點對充電機進行檢測,當檢測到充電完成時,控制臺可以通知AGV完成充電,AGV可脫離充電位置繼續(xù)投入運行。只有當AGV充電連接器與地面的充電滑觸板連接上時充電滑觸板才帶電,其余時候充電電源處于常斷狀態(tài)。

3.1.4.AGV控制臺

AGV系統(tǒng)控制臺使用PC總線的工控機,具有系統(tǒng)監(jiān)視、任務分配、避碰管理、充電管理、人工操作、系統(tǒng)故障報警等功能。AGV控制臺通過無線局域網(wǎng)與系統(tǒng)中的AGV進行實時通訊,了解所有AGV的當前運行狀態(tài)并控制AGV的運行,系統(tǒng)中在線AGV的實時狀態(tài)可顯示在操作界面上(界面示意如圖);AGV控制臺通過IO信號連接系統(tǒng)中的充電機,可實時監(jiān)視充電機的狀態(tài)。控制臺負責AGV運行中的交通管理。保證運行中的AGV與AGV間不發(fā)生碰撞和AGV追尾等事故??刂婆_將對進入系統(tǒng)和退出系統(tǒng)的AGV進行管理,以保證系統(tǒng)安全運行。 AGV調(diào)度管理系統(tǒng)采用集中調(diào)度管理方式,控制臺根據(jù)生產(chǎn)管理系統(tǒng)下達的運輸任務,AGV的工作狀態(tài)、運行情況,通過通訊系統(tǒng)將命令和任務傳遞給被選中的AGV,被選中的AGV根據(jù)控制臺的命令完成附件的輸送任務。任務完成后,AGV通知控制臺任務完成情況,并回到待命位置,等待下一次任務。

3.1.5.無線通訊系統(tǒng)

AGV控制臺與AGV間采用無線通訊方式,控制臺和AGV構(gòu)成無線局域網(wǎng)。控制臺依靠無線局域網(wǎng)向AGV發(fā)出系統(tǒng)控制指令,任務調(diào)度指令,避碰調(diào)度指令。控制臺同時可接收AGV發(fā)出的通訊信號。AGV依靠無線局域網(wǎng)向控制臺報告各類指令的執(zhí)行情況、AGV當前的位置及AGV當前的狀態(tài)。

無線局域網(wǎng)使用工業(yè)級專業(yè)通訊電臺,車載電臺與系統(tǒng)通訊接入點之間使用多頻點跳頻(或直序擴頻)數(shù)字通訊,系統(tǒng)具有60多個頻點可選,通訊速度高、抗干擾性好,且通訊電臺支持多主無縫方式漫游,在較大的應用空間內(nèi)有非常好的區(qū)域擴展能力。

執(zhí)行標準:???????? 802.11x

載頻:???????????? 2.4GHZ(5.8GHZ)

車載天線: 3dB

開放空間通訊距離: 100米

使用國際開放頻段,無需向無線電管理委員會申請應用頻帶。

3.1.6.任務管理系統(tǒng)

用于處理車間與AGV輸送系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù),根據(jù)車間生產(chǎn)信息生成輸送任務,任務管理計算機與AGV控制臺之間建立TCP/IP通訊連接,通過局域網(wǎng)與AGV控制臺交換信息,與車間管理系統(tǒng)之間可以通過標準數(shù)據(jù)庫、TCP/IP、CAN總線、工業(yè)現(xiàn)場總線等多種方式建立數(shù)據(jù)通道,使車間內(nèi)的自動設備與AGV系統(tǒng)之間能夠有機地結(jié)合成一個完整的系統(tǒng)。

整個系統(tǒng)的信息結(jié)構(gòu)示意如下圖;

 

 

 

3.1.7.AGV車載控制系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

AGV車載計算機是控制系統(tǒng)的核心,它通過接口和各功能模塊連結(jié),實時監(jiān)控各功能模塊的工作狀態(tài),對異常情況按預定方案進行處理,保證AGV周邊設備和人員的安全。

AGV系統(tǒng)在運行中需要與其他設備進行銜接,數(shù)據(jù)采集主要保證AGV系統(tǒng)與其他設備間銜接的準確性和安全性。數(shù)據(jù)采集主要包括:

1)AGV需求呼叫;

2)充電器工作狀態(tài)的檢測,檢測充電器的工作狀態(tài),保證AGV正常充電

3.2. 控制系統(tǒng)

3.2.1.電氣系統(tǒng)

AGV電氣系統(tǒng)設計采用CAN總線技術(shù)實現(xiàn)系統(tǒng)集成模塊化設計,由中央處理單元、通訊單元、傳感器單元、控制單元、執(zhí)行機構(gòu)和動力單元六部分構(gòu)成,控制連接關(guān)系統(tǒng)如圖。

3.2.2.軟件系統(tǒng)

新松公司設計的AGV系統(tǒng)中所有系統(tǒng)軟件(包括車載軟件、控制臺軟件、管理軟件、系統(tǒng)參數(shù)編輯軟件等等)均使用方便的全中文菜單式操作界面。提供了豐富的操作內(nèi)容;AGV控制臺使用大屏幕圖形顯示系統(tǒng)中所有AGV所在的位置及狀態(tài),AGV的實時運行位置及狀態(tài)通過不同的顏色動態(tài)改變;圖示為AGV控制臺AGV狀態(tài)窗口中的顯示內(nèi)容,

操作人員在控制室內(nèi)可通過列表詳細了解系統(tǒng)中所有AGV的運行狀態(tài),如出現(xiàn)故障,控制臺會及時報警,操作人員又可通過列表快速直觀地查詢故障車號及原因。

AGV的運行也使用全中文的操作界面,。AGV根據(jù)當前的狀態(tài)動態(tài)調(diào)整屏幕上的顯示內(nèi)容,操作人員可以通過該界面掌握AGV的位置、狀態(tài)、任務信息、傳感器狀態(tài)、附屬設備狀態(tài)、故障信息等多種信息,一旦AGV出現(xiàn)故障,操作和維修人員能夠通過AGV的故障診斷系統(tǒng)及時準確地查找故障的原因,便于故障的排除。

維護人員可以通過顯示和操作面板設定系統(tǒng)參數(shù),修改系統(tǒng)參數(shù)。

操作人員可以通過顯示和操作面板設定工作參數(shù),修改工作參數(shù)。

3.3. 模式說明

AGV具有手動、離線自動、自動運行三種運行模式,前兩種方式均可使AGV脫離網(wǎng)絡獨立運行,不需要利用任何附加設備,完全使用AGV本身的菜單就可以完成AGV的手動操作及離線任務,便于系統(tǒng)調(diào)試、維護及緊急情況的處理,多種運行方式可最大限度地保證系統(tǒng)可用性,提高系統(tǒng)使用率。

3.4.信息化接口

1.無線環(huán)境:允許AGV系統(tǒng)使用IEEE802.11b標準的一個通道(占用22M帶寬)或IEEE802.11標準中的至少三個跳頻點(每個頻點占用1M帶寬)。

2.控制組網(wǎng):建立任務管理計算機與地面設備之間的控制通訊連接,方式可選(數(shù)據(jù)庫共享、TCP/IP、CAN總線、現(xiàn)場總線)。

3.IP資源:如需AGV系統(tǒng)接入車間網(wǎng)絡或IP地址資源必須由業(yè)主統(tǒng)一分配,需為每臺AGV分配2個IP地址,AGV控制臺需分配4個IP地址,所有分配的地址必須在同一局段內(nèi)。

3.5.安全性

3.51.安全操作

AGV系統(tǒng)具有完善的多級安全報警機制,包括控制臺系統(tǒng)監(jiān)控、非接觸式防碰保險杠、急停按鈕等,可以在各種情況下保證AGV系統(tǒng)以及AGV周邊操作人員及設備的安全

3.52.安全防護裝置

為確保AGV在運行過程中自身安全,特別是現(xiàn)場人員的安全及各類設備的安全,AGV將采取多級安全措施。

當發(fā)現(xiàn)障礙物時,非接觸遠程傳感器發(fā)出信號,運行中的AGV減速運行,直至停車。當前面的障礙物清除后,AGV自動啟動運行。AGV安裝有離線保護系統(tǒng),一旦發(fā)生導引信號故障或?qū)б齻鞲衅鞴收?,AGV將立即停車。發(fā)生故障的AGV可以使用手控操作器操縱AGV離開工作區(qū)到安全位置。AGV安裝醒目的信號燈和聲音報警裝置,以提醒周圍的操作人員注意。

AGV一旦發(fā)生故障,AGV自動用聲光報警。同時通過無線通訊系統(tǒng)通知AGV監(jiān)控系統(tǒng)。AGV監(jiān)控系統(tǒng)在控制臺上顯示當前狀態(tài)和文字提示。監(jiān)控人員可以根據(jù)提示的信息,指揮現(xiàn)場人員排除故障。。

3.6. 自診斷功能

AGV車載控制器軟件和硬件的設計提供了AGV系統(tǒng)的自檢測,自診斷,自保護能力。

在AGV車載界面中可完整的查詢AGV中各關(guān)鍵部件的工作狀態(tài),且多數(shù)信息均可進行動態(tài)觀察,使用十分方便。在AGV控制臺內(nèi)還記錄有系統(tǒng)自動運行過程的狀態(tài)數(shù)據(jù),記錄文件的數(shù)量可以人工進行調(diào)整,保證系統(tǒng)運行的可追溯性。

3.7.對人身安全和環(huán)保的影響

3.7.1 所有機械結(jié)構(gòu)都按照相應有關(guān)專業(yè)或規(guī)范進行設計,對每一構(gòu)件都具有足夠的強剛度和穩(wěn)定性。

3.7.2 系統(tǒng)具有完善的多級安全報警機制,包括控制臺系統(tǒng)監(jiān)控、非接觸式防碰保險杠、接觸式防碰保險杠、急停按鈕等,可以在各種情況下保證AGV系統(tǒng)以及AGV周邊操作人員及設備的安全

3.7.3 在AGV車體周邊設有急停按鈕,按下急停按鈕整車停止動作,并發(fā)出聲光報警。

3.7.4按規(guī)定設有接地、相序、短路、缺相、欠壓、過壓、過熱、超速、限位、過流和過載保護,用電器和電源間的隔離保護等。

3.7.5 控制臺的防護等級為IP54。

3.7.6 地面充電盤只有在AGV充電時才充許帶電

4.設備方案基礎:

AGV總體對地面的要求不高,公司的AGV具有很強的自主運行能力,可以設定部分路段進行無導航行走,地面要求每平米不平度小于3㎜。承載能力3.5ton/m2,許用壓強1.5Mpa。地面要求能夠釋放自動導引車靜電,絕緣電阻小于108Ω。

 

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