基于plc的agv小車設計

agv是自動駕駛汽車。這是一種自動的智能交通設備，利用電池作為電源，以某種監測方法控制運營路徑。它具有良好的柔性和高的可靠性,能夠減少工廠對勞動力的需求,提高產品設備在運輸中的安全性且安裝容易,維護方便。AGV的導引方式多種多樣,根據不同的應用環境應當選擇不同的導引方式。比較常見的導引方式有電磁感應導引、光發射導引、慣性導引、視覺導引、激光導引和磁導引。其中磁導航被認為是一項非常有應用前景的技術,主要通過測量路徑上的磁場信號來獲取車輛自身相對于目標跟蹤路徑之間的位置偏差,從而實現車輛的控制及導航,由于磁導航輸出信號易于采集,因此磁導航AGV控制方法相對于視覺激光導航的傳感器要簡單得多。磁條一旦鋪設好后,維護費用非常低,使用壽命長,且增設、變更路徑較容易。1agv控制模塊磁導航AGV系統的技術構成如圖1所示,主要包括導向模塊、驅動模塊、供電模塊、安全輔助模塊,站點識別模塊,通訊模塊、移載模塊和主控模塊。其中導向單元,驅動單元和主控單元是AGV技術的核心技術。1)主控模塊:主控模塊是整個AGV系統的核心,負責整個AGV的控制工作,協調其他幾個模塊,控制小車的運行,接收來自中央控制室發出的指令,向小車發出行動的命令;向中央控制室傳輸小車自身的狀態,包括目前的位置、速度和運行狀態等;2)導向與驅動模塊:通過磁導航傳感器接收的信號控制小車的轉向系統工作,實現小車的行走和轉彎。3)通訊模塊:通訊單元主要是實現AGV與中央控制室之間的通訊,通訊的方式一般采用以太網來進行通訊,實現AGV單車與整個控制系統之間的信息的交換,也可以通過與總控室之間的通訊,實現總控室對整個AGV系統的控制。4)安全與輔助單元:主要是為了保護AGV小車以及現場的工作人員的安全,而設置的一些保護措施。5)供電模塊:主要負責AGV小車的供電。2磁跟蹤agv方案的設計2.1磁浮列車agv硬件配置設計基本確定了磁導航AGV的主要模塊后,需要對其進行合理的硬件分布設計,以避免小車出現重心不穩的情況,其硬件分布設計如圖2所示。2.2齒輪之間的運動小車前輪轉向系統結構圖如圖3所示。步進電機通過聯軸器與齒輪相連,當步進電機接收到控制器的信號時,會通過接受到的信號,轉化為角位移,而齒輪與齒條是相嚙合的。當齒輪轉動時,齒條會實現移動,從而帶動與齒條相連接的拉桿左右移動,由此實現小車的轉向。2.3增加傳動齒輪輸出后輪的齒輪傳動系統結構如圖4所示:電動機下部為驅動電源,負責為直流電機提供動力。當小車啟動時,電動機的控制繼電器得電,開始轉動,通過聯軸器與減速器輸出級相連,減速器輸出級與傳動齒輪2相連,輸出一個合適的轉速,傳動齒輪2與傳動齒輪1相嚙合,將轉矩傳遞給兩后輪,控制小車的前進、倒退。3上位機自動駕駛功能控制系統是整個AGVS的關鍵,猶如人體的大腦,需要對AGV小車的行走、偏移、避障等行為做出相應的反應,因此,AGV的控制系統需要具備幾個功能:1)能夠沿著預定的路徑進行自主導航,具有一定導航精度;2)能夠自主判斷工位信息,在不同工位之間完成行駛與停靠,具有一定的定位精度;3)能夠與上位機實時通信,接收上位機傳遞的任務信息以及接受遠程監督與控制;4)具有多級安全保護裝置,能夠對障礙物進行自主判斷,具有急停、報警等功能;5)具有手動/半自動/自動等運行模式;6)能自動判斷電池電量信息,在低電狀態下能自主到充電站完成充電動作。3.1內飾一線軌道設計本文主要是根據總裝車間,需要對總裝的物流集配進行整體規劃,針對在內飾一線和內飾二線的運行狀態以及車間內磁條軌道的鋪設軌跡,我們對生產線上的一個軌道進行規劃如圖5所示。在內飾一線和內飾二線的兩端設置兩個集配島,分別用作將內飾線上零部件的集配工作。集配島1處為小車的初始位置,在集配島1處將零件裝入臺車,由AGV小車帶動至工位2點(經過標傳感器停止),在工位點2處將一部分零部件取下,小車再行至工位點1處,將零部件取下,此時,臺車為空,經過地表傳感器,在集配島2處停車,將內飾一線上需要的零部件裝入臺車,如上述過程,最后回到集配島1處,完成一個循環。3.2發揮x2n好本文選用三菱FX系列的FX2N型PLC作為主控制器,擔當AGV系統的決策者,其優點有:1)FX2N是FX系列中功能最強、運行速度最快的PLC。2)FX2N采用了一體化箱體結構,其基本單元將CPU、存儲器、輸入/輸出接口及電源等都集成在一個模塊內,結構緊湊,體積小巧,成本低,安裝方便。3.3路徑跟蹤模式下的電機控制磁帶式的導引方式,需要在預定的軌道上鋪設寬度為200mm的磁帶,小車底部安裝磁敏傳感器,磁敏傳感器應用霍爾效應,能夠感知周圍磁場的強度,通過磁敏傳感器采集到的磁場強度信號經過A/D轉化后,將信號傳輸給PLC的地址。在路徑跟蹤時。我們以5ms的速度對采集到的信號進行采樣,將轉換后的數據存入我們預先設定的寄存器中,通過平均后將平均值發送給PLC控制器,存入D200和D210兩個寄存器,再有PLC對兩個寄存器內的數據進行比較,進行輸出,執行對電機的控制。如圖6所示。在路徑跟蹤模式下,也就是小車在正常運行的狀態下,根據PLC分析對比的結構,對電機進行控制,控制電機轉過一定的角度;在轉彎時,也是同理,由傳感器實時對小車兩個的磁帶的強度進行分析,然后將數據由PLC發送給電機,如此不斷的分析,完成小車轉彎的額定任務。此模塊的指令表如表1所示。此模塊的梯形圖如圖7所示。3.4plc控制裝置要實現AGV自動啟停運行,需要在工位設置工位檢測器。當AGV車底的檢測器能檢測到限位傳感器(SQ1、SQ2、SQ3、SQ4、SQ5)的存在,此時小車需要停車,便輸出一信號給PLC,PLC接收到來自于限位開關(X020、X021、X022、X023、X024)的信號后,發出相應的控制命令,使直流電機制動,使小車停止,設置一個定時器,使小車在每個工位停留30s后,電動機正轉繼電器得電,小車自動啟動,向下一工位移動。此模塊的指令表如表2所示。路徑跟蹤梯形圖如圖8所示。4“裝配線”產品的應用優勢隨著一些新技術、新