AGV小车设计方案改 - 图文(3)

2019-08-03 11:37

Xi’an Jiaotong University

④连续的生产线需要大量设备,投资成本较高。⑤刚性生产线使得一些本可以同步,交叉进行的工作失去机会。 AGV出现之后,不仅作为无人自动搬运车辆使用,也可当作是一个个可移动的装配台、加工台使用,他们既能自由独立地分开作业,又能准确有序地组合衔接,形成没有物理隔断,但是能起动态调节作用,高度柔性的生产线。如轿车总装线,发动机装配线,试车线,机床加工线,家电生产线等。

1974年瑞典的Volvo Kalmar轿车装配厂为了提高运输系统的灵活性,采用基于AGVS为载运工具的自动轿车装配线,该装配线由多台可装载轿车车体的AGVS组成,采用该装配线后,装配时间减少了20%,装配故障减少39%,投资回收时间减小57%,劳动了减少了5%。目前,AGV在世界上主要的汽车厂,如通用、丰田、克莱斯勒、大众等公司的制造和装配线上得到了普遍应用。

(3)特殊场合用

AGV无人自动搬运优势,解决了一些不适宜人在其中生产或工作的特殊环境问题。如核材料、危险品(农药、有毒物品、腐蚀性物品、生物物品、易燃易爆物品)等。在钢铁厂,AGV用于炉料运送,减轻了工人的劳动强度。在核电站和利用核辐射进行保鲜储存的场所,AGV用于物品的运送,避免了危险的辐射。在胶卷和胶片仓库,AGV可以在黑暗的环境中,准确可靠地运送物料和半成品。

国内使用AGV比较多的行业主要有烟草行业和汽车行业,已有20多家采用了AGV。烟草行业由于利润丰厚,是AGV应用最多的领域,约占AGV销售总量的一半左右;AGV在汽车行业虽有应用但数量并不多,因为我国汽车企业规模小,利润比较薄;其他行业虽然也有AGV应用的需求,但是总体来看,国内AGV的应用范围还比较窄,技术和需求还不是很成熟,需要AGV的生产企业做进一步的引导,同时开发出适应不同行业的AGV系统以提高相应行业的生产自动化程度和生产效率。

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1.4 AGV的发展趋势分析:

(1) AGV的技术水平将日益提高

现代AGV技术的最显著特征是具有智能化。车载计算机的硬软件技术日益强大,使AGV具有从网络、无线或红外线信号接受装置接收调度中心或客户指令,自动导引,自动行驶,优化路线,自动作业,运行管理,车辆调度,安全避碰,自动充电,自动诊断等功能,实现了AGV的智能化、信息化、数字化、网络化、柔性化、敏捷化、节能化、绿色化。现代AGV是24小时不知疲倦的聪明车辆(仅在任务间隙时随机进行短时充电),能主动、自序、有节拍按最安全、快捷的路线执行作业。

(2)AGV的动力性能将更趋强劲

AGV设计的难点之一是其动力源装置的设计。动力源的功率大小直接影响AGV的功用,而动力源的体积大小直接影响整车的体积及外观造型。

传统的AGV采用铅酸电池,能量密度小,体积大。随着电池技术的发展,今年来电池逐步由高能酸性电池发展到开始采用高能碱性电池,以提高环保性能,大幅提高充放电比,目前由充电时间/放电时间比为1:1提高到现在的1:12,大幅缩短了AGV的待机充电的时间。

动力电池性能及充放电技术的进步,使得现代AGV的动力性能普遍提高,运载能力与行驶特性进一步优化。

(3) AGV的综合技术将逐步机器人化

AGV本身就是一种移动机器人,是一个集环境感知、动态决策与规划、行为控制与执行等多功能于一体的综合系统。它集中了传感器技术、机械工程、电子工程、计算机工程、自动化控制工程以及人工只能等多学科的研究成果,代表机电一体化的最高成就,是目前科学技术发展最活跃的领域之一。

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AGV的机器人化一直是AGV研究的热点技术。实际上,在机器人发展的整个过程中,其相关技术都先后在AGV中得到了应用。如智能移动机器人技术涉及到的机器人导航与定位,路径规划、运动控制等,均在AGV中得到了体现。使得现代AGV无论是专项技术还是综合性能,均得到了普遍提高,并仍将继续提高。

由于AGV的机器人化,现代AGV已不仅仅是一种沿固定路径行驶的搬运工具,几乎可以适合于各种固定的或不固定的运输场所。

(4) AGV的应用将日益普遍

由于现代化生产观念日益受到重视,对生产线运行、物流系统的柔性要求越来越高。在产品换型、多种产品混合生产线运行、调整产量、重新组合生产线等方面,AGV必将得到迅速发展和普及应用,这不仅是现代化工业迅速发展的需要,更主要是由AGV本身所独具的优越性决定的。

1.5 AGV的市场前景分析:

(1) AGV经济效益分析

AGV作为一种成熟的技术和产品在发达国家已经广泛应用,对企业提高生产效率、降低成本、提高产品质量、提高企业的产品管理水平起到了显著的作用。

随着工业自动化的发展,国内的应用和需求越来越强烈,已经大约有千台AGV在使用,而且市场在逐步扩大。根据市场初步分析,今后5年内,国内各行业对AGV需求量可达数千台,年产值接近2亿元,经济效益十分可观。

(2)AGV市场前景分析

物流是“企业的第三利润源泉”,是“经济领域尚未被开发的黑大陆”,它可以为企业带来巨大的效益。目前,航空领域、印刷行业、烟草行业、摩托车行业,汽车行业、家用电器行业等众多企业已经或者即将投入巨资建立自己的

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自动化仓储物流体系。作为物流系统中的重要组成部分,AGV已经在中国的印刷行业(羊城晚报/四川日报)、汽车行业(金杯汽车/上海通用)、家电行业(海尔)、烟草行业(上海烟厂、云南红塔)得到广泛应用,未来更是有广阔的市场前景。

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二、总体方案设计

2.1 设计方案概述:

小车采用前轮驱动,两个直流电机分别驱动,通过转速

的差异来实现转弯;后轮采用两个随动自由轮。

小车车身前,及两侧安置有4个红外线传感器用于循迹,另有两个个红外线传感器用于避障,当发现前面有障碍物时,AGV小车能自动停止,并不停检测障碍,当没有障碍时再前进。

AGV小车由传感器部分、机械结构、驱动部分和控制部分组成。

2.2 传感器部分初步设计:

考虑到现实生产中大部分AGV小车的实际工作环境,以及成本因素,本方案采用光学控制带引导方式来实现对AGV小车的引导。

2.3 机械结构及驱动部分初步设计:

机械结构及驱动部分包括车体,传动部分,蓄电池,车轮及转向装置,电机。考虑到车体的承载能力,车体采用钢构件焊接而成,其外壳为1mm~3mm的钢板或铝合金板,车架空间安置与驱动和转向直接有关或重量较大的部件(如蓄电池),以利于机械结构设计和降低车体重心,重心越低越有利于抗倾翻。蓄电池采用24v直流工业蓄电池。车轮及转向装置采用差速型驱动,即两台电机各置于左、右两边,利用两台电机的动作与两轮差速的方式达到左右转,前进或停止,差速型电机选用直流减速电机,结构简单。

2.4 控制部分初步设计:

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