自动导引车AGV循环系统的优化及设计硕士学位论文.docx
- 文档编号:14303461
- 上传时间:2023-06-22
- 格式:DOCX
- 页数:67
- 大小:1.99MB
自动导引车AGV循环系统的优化及设计硕士学位论文.docx
《自动导引车AGV循环系统的优化及设计硕士学位论文.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《自动导引车AGV循环系统的优化及设计硕士学位论文.docx(67页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
自动导引车AGV循环系统的优化及设计硕士学位论文
硕士学位论文
(全日制专业学位)
题目:
自动导引车(AGV)循环系统的优化及设计
英文题目:
OptimizationandDesignonAutomated
GuidedVehicleCirculatorySystem
毕业设计(论文)原创性声明和使用授权说明
原创性声明
本人郑重承诺:
所呈交的毕业设计(论文),是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
尽我所知,除文中特别加以标注和致谢的地方外,不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果,也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。
对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体,均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。
作者签名:
日 期:
指导教师签名:
日 期:
使用授权说明
本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计(论文)的规定,即:
按照学校要求提交毕业设计(论文)的印刷本和电子版本;学校有权保存毕业设计(论文)的印刷本和电子版,并提供目录检索与阅览服务;学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文;在不以赢利为目的前提下,学校可以公布论文的部分或全部内容。
作者签名:
日 期:
学位论文原创性声明
本人郑重声明:
所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。
本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
作者签名:
日期:
年月日
学位论文版权使用授权书
本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。
本人授权 大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
涉密论文按学校规定处理。
作者签名:
日期:
年月日
导师签名:
日期:
年月日
注意事项
1.设计(论文)的内容包括:
1)封面(按教务处制定的标准封面格式制作)
2)原创性声明
3)中文摘要(300字左右)、关键词
4)外文摘要、关键词
5)目次页(附件不统一编入)
6)论文主体部分:
引言(或绪论)、正文、结论
7)参考文献
8)致谢
9)附录(对论文支持必要时)
2.论文字数要求:
理工类设计(论文)正文字数不少于1万字(不包括图纸、程序清单等),文科类论文正文字数不少于1.2万字。
3.附件包括:
任务书、开题报告、外文译文、译文原文(复印件)。
4.文字、图表要求:
1)文字通顺,语言流畅,书写字迹工整,打印字体及大小符合要求,无错别字,不准请他人代写
2)工程设计类题目的图纸,要求部分用尺规绘制,部分用计算机绘制,所有图纸应符合国家技术标准规范。
图表整洁,布局合理,文字注释必须使用工程字书写,不准用徒手画
3)毕业论文须用A4单面打印,论文50页以上的双面打印
4)图表应绘制于无格子的页面上
5)软件工程类课题应有程序清单,并提供电子文档
5.装订顺序
1)设计(论文)
2)附件:
按照任务书、开题报告、外文译文、译文原文(复印件)次序装订
指导教师评阅书
指导教师评价:
一、撰写(设计)过程
1、学生在论文(设计)过程中的治学态度、工作精神
□优□良□中□及格□不及格
2、学生掌握专业知识、技能的扎实程度
□优□良□中□及格□不及格
3、学生综合运用所学知识和专业技能分析和解决问题的能力
□优□良□中□及格□不及格
4、研究方法的科学性;技术线路的可行性;设计方案的合理性
□优□良□中□及格□不及格
5、完成毕业论文(设计)期间的出勤情况
□优□良□中□及格□不及格
二、论文(设计)质量
1、论文(设计)的整体结构是否符合撰写规范?
□优□良□中□及格□不及格
2、是否完成指定的论文(设计)任务(包括装订及附件)?
□优□良□中□及格□不及格
三、论文(设计)水平
1、论文(设计)的理论意义或对解决实际问题的指导意义
□优□良□中□及格□不及格
2、论文的观念是否有新意?
设计是否有创意?
□优□良□中□及格□不及格
3、论文(设计说明书)所体现的整体水平
□优□良□中□及格□不及格
建议成绩:
□优□良□中□及格□不及格
(在所选等级前的□内画“√”)
指导教师:
(签名)单位:
(盖章)
年月日
评阅教师评阅书
评阅教师评价:
一、论文(设计)质量
1、论文(设计)的整体结构是否符合撰写规范?
□优□良□中□及格□不及格
2、是否完成指定的论文(设计)任务(包括装订及附件)?
□优□良□中□及格□不及格
二、论文(设计)水平
1、论文(设计)的理论意义或对解决实际问题的指导意义
□优□良□中□及格□不及格
2、论文的观念是否有新意?
设计是否有创意?
□优□良□中□及格□不及格
3、论文(设计说明书)所体现的整体水平
□优□良□中□及格□不及格
建议成绩:
□优□良□中□及格□不及格
(在所选等级前的□内画“√”)
评阅教师:
(签名)单位:
(盖章)
年月日
教研室(或答辩小组)及教学系意见
教研室(或答辩小组)评价:
一、答辩过程
1、毕业论文(设计)的基本要点和见解的叙述情况
□优□良□中□及格□不及格
2、对答辩问题的反应、理解、表达情况
□优□良□中□及格□不及格
3、学生答辩过程中的精神状态
□优□良□中□及格□不及格
二、论文(设计)质量
1、论文(设计)的整体结构是否符合撰写规范?
□优□良□中□及格□不及格
2、是否完成指定的论文(设计)任务(包括装订及附件)?
□优□良□中□及格□不及格
三、论文(设计)水平
1、论文(设计)的理论意义或对解决实际问题的指导意义
□优□良□中□及格□不及格
2、论文的观念是否有新意?
设计是否有创意?
□优□良□中□及格□不及格
3、论文(设计说明书)所体现的整体水平
□优□良□中□及格□不及格
评定成绩:
□优□良□中□及格□不及格
教研室主任(或答辩小组组长):
(签名)
年月日
教学系意见:
系主任:
(签名)
年月日
摘要
随着物流系统的迅速发展,AGV的应用范围也在不断扩展,能够广泛运用于工业、军事、交通运输、电子等领域,具有良好的环境适应能力,很强的抗干扰能力和目标识别能力。
现在汽车产业的不断发展壮大,运送物料也越来越多,引进AGV小车的数量越来越多,使用过程中循环系统也会出现很多问题。
例如:
AGV小车元器件不兼容,通信系统信号不稳定,物料运输错误,以及中央管理系统监控信息不全面等等。
那么循环系统如何进行优化和设计也提上了日程。
针对研究内容本文做了如下三个方面的工作:
(1)电气方面提出了RFID和AGV的设计方案和系统配置,分别从集成方式,阅读器选型,电子标签选型,天线配置等方面描述了RFID和AGV集成系统。
改进的后扫码技术比原来的条形码扫码技术在工作效率,扫码出错率上面明显的改善。
(2)通信系统方面提出一种方案,实现PLC之间及其它控制装置之间的通讯,不仅可以提升PLC控制能力,同时便于计算机对系统装置的有效管理和对系统数据的有效处理,大大提高设备自动化程度,为实现工厂自动化、智能化提供技术支持。
(3)计算机方面设计AGV中央管理系统,编写系统所用的语言是基于开放性源编程语言TCL,建立运算和逻辑来自定义显示画面和SCADA(数据采集与监控系统)系统,从根本上解决了AGV小车的管理难的问题,为AGV车辆的监控提供了安全、稳定、高效的保障。
关键词:
自动导航车,射频识别,中央管理系统,无线网络通信
Abstract
Withtherapiddevelopmentofthelogisticssystem,AGValsoexpandingrangeofapplications.Canbewidelyusedinindustrial,military,transportation,electronicsandotherfields,ithasagoodenvironmentaladaptability,stronganti-interferenceabilityandtargetidentificationcapabilities.Statesinmanyindustrieshavebeenwidelyused.Nowthecontinuousdevelopmentandexpansionoftheautomobileindustry,thetransportationofmaterialsmoreandmore,theintroductionofanincreasingnumberofAGV,thecirculationsystemwillusealotofproblems.Forexample:
AGVcarcomponentsincompatiblecommunicationssystemsjitters,MaterialHandlingerrors,andcentralmanagementsystemtomonitortheinformationisnotcomprehensiveandsoon.Sohowthecirculatorysystemoptimizationanddesignalsoputontheagenda.Researchdoneforthecontentofthisworkthefollowingthreeaspects:
(1)ElectricalaspectsofproposedRFIDandAGVdesignandsystemconfiguration,respectively,fromtheintegratedapproach,thereaderselection,theelectronictagselection,antennaconfiguration,etc.AGVdescribesRFIDandintegratedsystems.Improvedtechnologyafterthescancodethantheoriginalbarcodescancodetechnologyintheworkefficiency,scancodeerrorratesignificantlyimprovedabove.
(2)Proposedaschemeincommunicationsystems,toachievecommunicationbetweenthebetweenthePLCandothercontroldevices,notonlycanenhancethePLCcontrol,whileallowingthecomputersystemmeanseffectivemanagementandefficientdataprocessingsystems,greatlyimprovingdegreeofautomationequipmentfortherealizationoffactoryautomation,intelligentprovidetechnicalsupport.
(3)computer-relateddesignAGVcentralmanagementsystem,preparationofsystemusedlanguageisbasedontheopensourceprogramminglanguageTCL,establisharithmeticandlogictocustomizethedisplayscreenandSCADA(SCADA)system,afundamentalsolutiontotheAGVmanagedifficultproblemcar,tomonitorAGVvehiclesprovideasafe,stableandefficientprotection.
Keywords:
AGV,RFID,Centralcontrolsystem,Wirelessnetworkcommunications
第1章绪论
1.1引言
AGV,也就是自动控制型小车,它是一类依靠电池发动,装备有非连接式导向设备与自动搜索地址体系的无人控制完全自动化的工作设备。
它有以下几点主要特征:
具备小车程序、开启选择设备、安全保障和多种荷载方式,并且能够在工控系统的管理下,按照既定的指示进行工作,自动按照规定好的路线行驶,到达目的地之后,开始进行各种的搬运工作。
AGV体系的相关技术手段与产品类型已经发展成为生产流水线、配置操作线、存储系统化的关键设施与技术保障[1]。
近些年来,各大企业都在研发创新各种全新的AGV小车,AGV的科学技术逐渐得到完善和进步,进而使得高效、安全、自动的生产流水线,自动化水平很高的物流分配体系发展成为现实,从而大大提升了工厂自动化的水平以及制造加工的综合效率。
新世纪以来,人们越来越关注现代化的制造速率,对各大生产流水线工作、物流分配的技术要求也在不断提升。
在种类很多的产品综合制造流水线工作、提高生产总量、组合生产流水线等角度,AGV的崛起和进步很大,和其有关的各类应用也得到了社会的认可和应用,这不单单是高效化工业式发展运营的实际要求,更主要是由于AGV自身所特有的属性所决定的[2]。
研究资料显示:
在生产制造的整个流程里,只有远远低于5%的时间是用在产品加工和生产中,其余的95%都是用在了商品的存储、运载以及等待停留中。
在西方很多国家中,直接人工的费用占制造总费用的比重还不到9%,同时上述比重还在进一步降低,然而,商品的存储、运载所消耗费用的比重却占据了制造总费用比重四成以上。
因此,目前全球所有工业国都在把提高物流水平、减少物流费用当作公司在市场竞争里存活盈利的重要法宝,为了进一步达到高效化的制造加工要求,物流储运正在一步步朝向高效化,安全化以及智能化的角度进步。
AGV小车不单单能够对外界条件的适应性强、安全性好,同时还能够完成制造与运输作用的现代化与智能化,在世界领先的制造加工企业中都得到了广泛的应用[3]。
本文所研究的循环系统中所涉及的方面众多,我们这里主要从电气,通信,计算机这三个方面优化和设计,通过优化与设计大大提高了工作效率,降低人工成本。
逐渐完成智能化、系统化与现代化。
循环系统中的电气优化,主要从RFID与AGV集成系统设计与实现方面着手对循环系统优化。
循环系统中通信系统的优化,主要研究无线通讯设备如何放置才能使信号强度最优,最稳定,通过实验得出最佳位置。
最后把结论全面推广实行,使其被大众广泛使用。
循环系统中的管理系统设计,解决了多量AGV小车难以管理,导致循环系统工作效率较低的问题,提升物流工作的现代化,系统化水平,为今早的完成彻底的现代化,系统化,奠定良好的基础准备。
1.2国内外研究概况与趋势
1950年之后,国外著名电器公司巴雷特集团,退出了全球首个使用磁条电磁感应方式的以定位跟踪为目的的全自动工作车。
二十世纪七十年代后期,具有运载物料功能的AGV在当时发达的欧洲投入生产并被成功引入美国。
在二十世纪八十年代初,AGV的应用领域不断扩大并且工作条件也变得多种多样[4]。
二十一世纪以来,多种全新模式的AGV被广泛应用于各种行业中。
1.2.1国外AGV研究概况与趋势
在国外,AGV技术的应用主要有如下两类:
第一类就是完全自动化,通常都是西方发达国家,上述技术力求实现AGV的完全自动化,几乎没有人工的参与,途径方案与制造流程比较简单,几乎可以满足各种产品输送条件[5]。
上述类别的AGV作用较为繁多,技术方面也较为成熟领先,与此同时,为了进一步完成整体化的设计需求,减少制造投入费用。
推出本行业的相关规范,展开批量化、模块化生产加工的。
西方发达国家的AGV设计中,放弃了对产品包装方面的苛刻要求,运用大组件安装的形式展开规模化生产加工。
系列产品的覆盖面广:
种类多样的行驶方式,牵引模式会议及载荷体系,上述类别的AGV商品的载荷总量能够从六十公斤到六十五吨左右。
尽管这样做,由于技术和功能的受限,这类AGV的售价依然没有明显下降。
这类产品在国内仅有的很少一部分的企业可以制造,但是产品的功能和国外的比较起来还是存在一定的差距的[6]。
第二类是实用型的AGV方式——通常也被称之为AGC,更为亲切合理,基本上都是日本生产加工的,上述方式是以实用、方便、快捷为设计目的,尽可能的让使用者在最短时间之内收回前期投资费用,上述AGV方式被广泛使用在日本与台湾区域的生产车间中,从运用总量方面分析,日本公司制造的AGV产品基本上都是这一类。
这种产品主要应用在单一的加工条件(既定的路线,系统的顺序),AGC只是简单的产品进行传送工作,并不体现出AGC对产品的储存作用,在牵引方面,主要都是使用十分方便的磁带牵引模式。
因为日本的生产加工行业比较先进,AGC加工行业可以为其装配上非常方便的系统模块,令AGC的费用最大程度的减少,这也促进了AGC技术的快速发展和进步[7]。
1.2.2国内AGV研究概况与趋势
我国的AGV技术研究及应用开始的比欧美国家要晚一些。
1976年,三轮式AGV在我国运输设备研究所研发成功,之后,使用在系统化储存室里的AGV是由首都机械制造研究院研发成功,1992年,生产流水线首次运用国产AGV。
我国生产AGV比较知名的企业有:
云南昆船有限公司和上海卓有限公司。
国内生产加工的AGV通常划分为如下两类:
装配型和搬运型。
国内公司生产的AGV在功能实现方面还是和欧美AGV存在巨大差距的。
为了更好的达到国际水平追赶欧美国家,合肥井松自动化公司已经成功自主的研发了第一代激光导航叉取式AGV,同时后叉式AGV也在加紧研发[8]。
1.3AGV关键技术
之前,有世界知名学者对AGV控制体系迫切需要解决的问题,打了个十分贴切的比喻:
WhereamI?
(我在哪里?
)WhereamIgoing?
(我要去哪里?
)HowcanIgetthere?
(我怎么去?
),那么这三个问题指的就是:
AGV的导航(Navigation),AGV的路径规划(Layoutdesigning),AGV的导引控制(Guidance)。
另外还有一些关键技术例如:
移栽技术,电池技术,智能化,以及避障技术[9]。
1.3.1导航技术
AGV小车的控制技术已经慢慢成熟起来,其导引技术俨然已成为AGV小车是否能够更好的适应复杂、恶劣工作环境的关键技术。
表1.1牵引技术主要内容
类别
根据牵引数据的来源
根据牵引线路的方式
牵引方式
外导式
内导式
有线式
无线式
电磁导引
坐标导引
电磁线路
超声波导引
牵引方法
激光/红外线导引
自主导航
色带线路
坐标识别
光学导引
网格线路
惯性导引
根据AGV小车牵引信号的来源方式划分,牵引方式可以划分为外导式与内导式两类。
前者指的是在自动牵引车运行轨道上安装导引信号设备(例如具有变频感应作用的导线、色带以及胶带等),由于装置在AGV中的感应设备使用实时检测牵引数据信号(例如周期、温度、电流等),再把收集到数据信号经过处理运算之后,指挥自动牵引车按照预先设定好的路线工作。
后者指的是在自动牵引车上安装好预定路线坐标,在自动牵引车工作的时候,及时检测AGV小车的具体位置并和初始设定数值对比,进而改变调整AGV小车的工作方式,也就是运用坐标定位的手段,所以后种导引模式也经常被称之为参考定位法。
除此之外,根据AGV牵引路线的多种方式,牵引模式又被划分为两类:
有线方式和无线方式[10]。
如上表1.1所示。
(1)直接坐标导引技术(CoordinateGuidance)
使用定位板块把AGV小车运行的范围区分为多个小范围,对每一个小范围的计数工作进行牵引,通常是光电式(把每个小范围划分为两类颜色,使用光电设备计件)与电磁式(把每个小范围使用金属块划分开,使用电磁感应设备计件)两类模式,优势在于路线更改方便,牵引安全性很好,对周围环境要求不高[11]。
缺点在于路面检测、配置等处理工作众多,牵引作业的准确性与精度不高,此外,不能在条件差的路面中工作。
(2)电磁导引(ElectromagneticGuidance)
电磁导引目前在很多体系中都有广泛的应用,它的基本工作原理是将金属线预先安装到AGV小车前进的路线中,与此同时,负载牵引频率到金属线中,使用辨别牵引频率进而完成对AGV的牵引工作。
其优势在于牵引模式较为隐蔽,不容易被破坏,牵引工作原理对比来说,较为简单安全,控制管理与数据通信及时有效,对声光等外界的干扰可以不计,投资费用少。
缺点在于调整运行路线麻烦,施工复杂难度大。
(3)磁带导引(MagneticTapeGuidance)
与电磁导引十分类似,在路面贴磁带取代将金属线安装在行进路线的下方,使用磁感应原理实现导引工作,它具有良好的灵活性和稳定性,调整已经延展路线十分简单,磁带安装迅速而且效果好,但是本方法对路线四周的金属物的干扰较为敏感,同时对磁带的物理破坏十分敏感,所以这项牵引模式最大的问题就是受外界环境影响比较大[12]。
(4)光学导引(OpticalGuidance)
指的是使用预先涂抹油漆或者贴色带在AGV运行的路线上,根据对录像机保存的图像信息展开运算处理进而完成牵引工作,其优势在于灵活性、可操作性对比来说好很多,路面轨迹设定简单而且操作方便,该项牵引模式对色带的破坏与设备老旧十分敏感,同时对周围环境条件要求比较高,而且工作准确性与可靠性不高,难以完成准确定位的工作要求[13]。
(5)激光导引(LaserGuidance)
激光导引,指的是将激光控制板安置到AGV工作路线的周围,AGV小车使用发射出激光束,同时接收控制板反射的激光束,从而准确定位AGV小车的行驶位置,之后使用一系列的数据计算来实现对AGV小车的牵引。
本项牵引模式的优势在于,AGV定位效果好,路线周围没有其他定位设备,运行路线多样,可以使用在各种的实际工作条件下
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 自动 导引 AGV 循环系统 优化 设计 硕士学位 论文