AGV小车结构原理

背负式AGV搬运小车是针对自动化生产线和自动化物流而开发的系列产品,根据现在工业生产物料工业紧张的需求而研发的温柔搬运智能小车,专为工业物料搬运而生的搬运设备,轻松运载车间物料,把货物装载在背负式AGV小车上,可实现货物的轻松搬运,多台AGV无人搬运车配合使用时可组成装配线,代替流水线,形成柔性生产系统。利用磁条导引的作用,AGV小车通过识别地标选择目的地,AGV小车可以根据设定的站点随意放置物料。在车体上置放料架或周转箱进行往复运动,通过磁条导引识别地标,进行选择性站点停靠。此车亦可做单向AGV使用,最小转弯半径300mm,非常适用于空间不足且搬运频繁的场地使用。

小车采用两后轮独立驱动差速转向,两前轮为万向轮的四轮结构形式。步进电机经减速器后通过驱动轮提供驱动力,当两轮运动速度不同时就可以实现差速转向。  

AGV自动导引车由车体系统、动力系统、驱动装置、转向装置、精确停车装置、车载控制系统、行走系统、安全与辅助系统、运动控制器、通信装置、移载系统、和导航系统等组成。

1、车载控制系统

车载控制系统是AGV的核心部分,一般由计算机控制系统、导航系统、通讯系统、操作面板及电机驱动器构成.计算机控制系统可采用PLC、单片机及工控机等。导航系统根据导航方式不同可分为电磁导航、磁条导航、激光导航和惯性导航等不同形式.通过导航系统能使AGV确定其自身位置,并能沿正确的路径行走。通讯系统是AGV和控制台之间交换信息和命令的桥梁,由于无线电通讯具有不受障碍物阻挡的特点,一般在控制台和AGV之间采用无线电通讯,而在AGV和移载设备之间为了定位精确采用光通讯.操作面板的功能主要是在AGV调试时输入指令,并显示有关信息,通过RS232接口和计算机相连接。AGV上的能源为蓄电池,所以AGV的动作执行元件一般采用直流电动机、步进电动机和直流伺服电机等。

2、车体系统

它包括底盘、车架、壳体和控制器、蓄电池安装架等,是AGV的躯体,具有电动车辆的结构特征。

①车体  包括底盘、车架、壳体和控制室和相应的机械电气结构如减速箱、电机、车轮等所组成,是AGV自动导引车的基础部分。具有电动车辆的结构特征和无人驾驶自动作业的特殊要求。车架常用钢构件焊接而成,重心越低越有利于抗倾翻。板上常安置移载装置、电控系统、按键、显示屏等。

②车架  车架是整个AGV自动导引车的机体部分,主要用于安装轮子、光感应器、伺服电机和减速器。车架上面安装伺服电机驱动器、PCD板和电瓶。对于车架的设计,要有足够的强度和硬度要求,故车架材料选用铸造铝合金,牌号为6061。其中6061质量比较轻,焊接性好。

③车轮  车轮采用实心橡胶轮胎。车体后面两主动轮为固定式驱动轮,与轮毂式电机相连。前面两个随动轮为旋转式随动轮,起支承和平衡小车的作用。

3、行走系统

它一般由驱动轮、从动轮和转向机构组成.形式有三轮、四轮、六轮及多轮等,三轮结构一般采用前轮转向和驱动,四轮或六轮一般采用双轮驱动、差速转向或独立转向方式。

4、移载系统

它是用来完成作业任务的执行机构,在不同的任务和场地环境下,可以选用不同的移载系统,常用的有滚道式、叉车式、机械手式等。

5、安全与辅助系统    

为了避免AGV在系统出故障或有人员经过AGV工作路线时出现碰撞,AGV一般都带有障碍物探测及避撞、警音、警视、紧急停止等装置。另外,还有自动充电等辅助装置。

6、控制台

控制台可以采用普通的IBM-PC机,如条件恶劣时,也可采用工业控制计算机,控制台通过计算机网络接受主控计算机下达的AGV输送任务,通过无线通讯系统实时采集各AGV的状态信息。根据需求情况和当前各AGV运行情况,将调度命令传递给选定的AGVAGV完成一次运输任务后在待命站等待下次任务。如何高效地、快速地进行多任务和多AGV的调度,以及复杂地形的避碰等一系列问题都需要软件来完成。由于整个系统中各种智能设备都有各自的属性,因此用面向对象设计的C++语言来编程是一个很好的选择。在编程时要注意的是AGV系统的实时性较强,为了加快控制台和AGV之间的无线通讯以及在此基础上的AGV调度,编程中最好采用多线程的模式,使通讯和调度等各功能模块互不影响,加快系统速度。

7、通讯系统

通讯系统一方面接受监控系统的命令,及时、准确地传送给其它各相应的子系统,完成监控系统所指定的动作:另一方面又接收各子系统的反馈信息,回送给监控系统,作为监控系统协调、管理、控制的依据。

由于AGV位置不固定,且整个系统中设备较多,控制台和AGV间的通讯最适宜用无线通讯的方式。控制台和各AGV就组成了一点对多点的无线局域网,在设计过程中要注意两个问题:

①无线电的调制问题

无线电通讯中,信号调制可以用调幅和调频两种方式。在系统的工作环境中,电磁干扰较严重,调幅方式的信号频率范围大,易受干扰,而调频信号频率范围很窄,很难受干扰,所以应优先考虑调频方式。而且调幅方式的波特率比较低,一般都小于3200Kbit/s,调频的波特率可以达到9600K bit/s以上。

②通讯协议问题    

在通讯中,通讯的协议是一个重要问题。协议的制定要遵从既简洁又可靠的原则。简洁有效的协议可以减少控制器处理信号的时间,提高系统运行速度。

8、导航系统

AGV导航系统的功能是保证AGV小车沿正确路径行走,并保证一定行走精度。AGV的制导方式按有无导引路线分为三种:一是有固定路线的方式:二是半固定路线的方式,包括标记跟踪方式和磁力制导方式;三是无路线方式,包括地面帮助制导方式、用地图上的路线指令制导方式和在地图上搜索最短路径制导方式。

固定路线的导引方式有电磁制导方式、光学控制带制导方式、激光制导方式和超声波制导方式。

①电磁制导方式

②光学控制带导引方式

③激光制导方式

④超声波制导方式

9、载荷传送装置

AGV的载荷传送装置为一平板,其作用为运输箱体类零件到指定工位。主要用来装载箱体类零件,运送物料等。

10、驱动装置  

驱动AGV自动导引车运行并具有速度控制和制动能力的子系统。主要包括电机、减速器、驱动器、控制与驱动电路等。驱动系统一般为闭环方式与开环方式,前者以伺服直流电机为主,后者以步进电机为主。

11、动力系统  

蓄电池是目前AGV自动导引车使用的唯一电源。用来驱动车体、车上附属装置,如控制、通讯、安全等。  AGV自动导引车周边设施使用一般工业电力,根据用途而有不同要求。如充电间频率发生器、自动门、计算机室、通讯装置以及工作环境所需装置的动力等。根据车型、运行及载荷量而采用不同功率的蓄电他,一般都是蓄电池组合体。常用直流电压为12伏、24伏、48伏及72伏。

AGV是智能化的移动机器人,也是现代工业自动化物流系统的主要设备。