Nghiên cứu và thiết kế các giải pháp xe dẫn đường tự động

  • Post Author:
  • Post Category:Post

Phương tiện dẫn đường tự động đơn giản không còn là một phiên bản đơn giản của phương tiện được dẫn đường tự động với hiệu suất giảm, mà có một thiết bị điều khiển tích hợp và có tính mô-đun cao; hệ thống điều khiển và thiết kế điện được tiêu chuẩn hóa để xe dẫn hướng tự động có thể được lắp ráp và kết nối bằng dây chuyền sản xuất. Giảm đáng kể giá thành sản phẩm; cấu trúc mô-đun của phương tiện được dẫn đường tự động có thể dễ dàng tích hợp vào thân cơ khí tùy chỉnh tương ứng hoặc khung đơn giản; nó thông qua các thiết bị hướng dẫn tự động điện từ hoặc quang học, có thể lái xe dọc theo đường hướng dẫn quy định và có bảo vệ an toàn Và các phương tiện vận chuyển với các chức năng chuyển giao khác nhau. Đồng thời, hệ thống điều khiển phương tiện tự động cũng bao gồm hệ thống quản lý điều khiển và điều khiển cấp trên, có thể thực hiện các nhiệm vụ linh hoạt của nhiều phương tiện và phân bổ tuyến đường và quản lý giao thông giữa các phương tiện được dẫn đường tự động.

1.Ý tưởng thiết kế và phương pháp hiện thực hóa chính của Phần mềm hệ thống xe hướng dẫn tự động

1.1 Kế hoạch xử lý vật liệu của hệ thống xe dẫn đường tự động
  • Thiết bị hoặc người vận hành tuyến xác nhận thông tin sẵn sàng vật liệu thông qua liên lạc dữ liệu hoặc nút thủ công tại điểm tải phương tiện được dẫn đường tự động;
  • Thông tin sẵn sàng về vật liệu sẽ được truyền đến bảng điều khiển xe được dẫn đường tự động, và sau đó bảng điều khiển xe được dẫn đường tự động sẽ điều động xe được dẫn đường tự động rời khỏi thùng hàng đầy đủ;
  • xe dẫn hướng tự động vận chuyển xe chở nguyên liệu đầy đủ đến điểm dỡ hàng. Nguyên tắc chọn điểm dỡ hàng là gần nhất và không tải; khi nó đến, nó bắt đầu hoạt động nhắc nhở âm thanh và ánh sáng cảnh báo;
  • Điểm dỡ hàng có thể được cấu hình với màn hình LED để cuộn để hiển thị các nhiệm vụ, bao gồm số xe được dẫn đường tự động, số giá, tình trạng khẩn cấp, người thực hiện và các thông tin khác; mỗi màn hình LED chỉ hiển thị vị trí của điểm dỡ hàng tương ứng mà xe nâng có thể dỡ hàng; xe nâng có thể được trang bị PDA Scroll để hiển thị các tác vụ. Người lái xe nâng sử dụng hộp nút không dây để chọn nhiệm vụ thuận tiện nhất và khẩn cấp nhất theo trạng thái vị trí của mình, tham khảo màn hình PDA và đèn LED; khi người lái xe nâng chọn một nhiệm vụ, nhiệm vụ được hiển thị trên màn hình LED Màn hình sẽ hiển thị rằng nó đã được thực hiện bởi xe nâng, và đèn LED và các PDA xe nâng khác cũng sẽ hiển thị rằng ai đó đã thực hiện nó và không thể chọn được nữa. Nếu việc cập bến được thực hiện theo cơ chế bên đường, phương tiện được dẫn đường tự động tương ứng sẽ báo cáo bảng điều khiển đã sẵn sàng cho trạng thái dỡ hàng và bảng điều khiển sẽ điều phối hành động cập bến. Trong quá trình này, việc xác nhận và bảo vệ tín hiệu khóa liên động được hoàn thành;
  • Nhiệm vụ vận chuyển kệ rỗng sẽ được sắp xếp trước theo thời điểm hiện tại như quãng đường di chuyển;
  • Nếu cần thay giá đỡ, mặt đất có thể được trang bị đầu đọc RFID để đọc thông tin về giá và thực hiện xác minh nhiệm vụ. Nếu đúng, xe dẫn đường tự động sẽ đưa ra cảnh báo ngắn và rời đi, nếu không, một nhiệm vụ mới sẽ được tạo ra để thay thế giá đỡ sai. Nhiệm vụ cũng sẽ được hiển thị trên đèn LED và PDA, và chiếc xe được dẫn đường tự động sẽ tiếp tục báo động cho đến khi nó được đặt chính xác trên giá. Sau khi giá vật liệu được đặt chính xác, trạng thái nhiệm vụ hiển thị LED và PDA sẽ hoàn thành.
1.2 Chế độ phân phối nhiệm vụ của hệ thống xe dẫn đường tự động

Việc phân bổ nhiệm vụ của hệ thống trên xe được dẫn đường tự động thông qua chế độ chi tiết:

Trong công việc cụ thể, nó có thể được chia thành nhiệm vụ chuyển tải toàn bộ từ điểm xếp hàng đến điểm dỡ hàng, và một nhiệm vụ khác từ điểm dỡ hàng đến điểm xếp hàng. Mỗi xe dẫn đường tự động không cố định để phục vụ một tuyến nhất định.

Mô hình này có nhiều ưu điểm:
  • Một khi phương tiện được dẫn đường tự động bị hỏng trong quá trình thực hiện nhiệm vụ, nó sẽ có tác động nhỏ đến quá trình sản xuất và vận hành tổng thể, khối lượng công việc cần sự can thiệp của thủ công là nhỏ.
  • Mỗi phương tiện được dẫn đường tự động linh hoạt hơn trong việc sắp xếp các nhiệm vụ, giúp cải thiện tỷ lệ sử dụng của các phương tiện được dẫn đường tự động.
  • bến phương tiện được dẫn đường tự động được thiết lập trong dây chuyền điều hành phương tiện được dẫn đường tự động. Khi năng lực sản xuất không yêu cầu quá nhiều xe dẫn đường tự động, bảng điều khiển xe dẫn đường tự động có thể tự động điều động xe dẫn đường tự động dư thừa đến các bến để chờ.
1.3 Chế độ chuyển đổi vật liệu của hệ thống xe dẫn đường tự động
  • Bảng điều khiển hệ thống xe hướng dẫn tự động có thể chấp nhận sự sắp xếp sản xuất của máy tính chủ (ví dụ: lấy từ hệ thống Hệ thống Thực thi Sản xuất của xưởng) và bảng điều khiển có thể đặt trước dữ liệu nhịp của các loại vật liệu khác nhau. Trong các trường hợp bình thường, việc chuyển đổi vật liệu có thể được thực hiện mà không cần can thiệp bằng tay;
  • Hệ thống quản lý phân xưởng cần đặt trước thời gian trước khi chuyển nguyên liệu, và gửi trước hướng dẫn thay đổi chế độ đến bảng điều khiển xe có hướng dẫn tự động;
  • Máy quản lý của hệ thống xe hướng dẫn tự động có thể lập lịch trình linh hoạt mà không cần can thiệp thủ công đặc biệt.

2. Thành phần của hệ thống xe dẫn đường tự động

hệ thống dẫn đường tự động, chủ yếu bao gồm hệ thống điều khiển phương tiện được dẫn đường tự động, hệ thống quản lý điều hành, hệ thống thông tin liên lạc, xe dẫn đường tự động, hệ thống sạc tự động, v.v.

2.1 hệ thống điều khiển xe có hướng dẫn tự động và hệ thống quản lý điều độ xe có hướng dẫn tự động

Giao diện điều khiển dựa trên kiến trúc PC và có lợi thế về giá tốt và khả năng mở rộng hiệu suất. Hệ thống điều khiển phương tiện được dẫn đường tự động và hệ thống quản lý điều khiển phương tiện được dẫn đường tự động là trung tâm quản lý điều hành của hệ thống phương tiện được dẫn đường tự động, chịu trách nhiệm xử lý dữ liệu của hệ thống thu thập dữ liệu và trao đổi thông tin với thiết bị của bên thứ ba và máy tính cấp trên. Tạo các nhiệm vụ vận hành xe được dẫn đường tự động, giải quyết các vấn đề tránh va chạm giữa nhiều phương tiện được dẫn đường tự động, v.v.

Do phương pháp điều khiển tập trung, bàn điều khiển sẽ trở thành cốt lõi của phong trào hệ thống AGC. Nó trao đổi dữ liệu dung lượng lớn và tốc độ cao với máy chủ chính để hoàn thành việc chia sẻ dữ liệu thông tin chuyển động AGC. Bàn điều khiển có giao diện với hệ thống quản lý lập lịch trình sản xuất của máy tính chủ (chẳng hạn như Hệ thống thực thi sản xuất) để nhận lệnh lập lịch và báo cáo hoạt động của các phương tiện được dẫn đường tự động. Bàn điều khiển đáp ứng các yêu cầu của môi trường công nghiệp và có đủ tốc độ tính toán và khả năng quản lý. Bảng điều khiển sẽ hiển thị trạng thái làm việc của hệ thống trên màn hình trong khi lên lịch cho phương tiện được dẫn đường tự động trực tuyến trong thời gian thực, bao gồm số lượng phương tiện được dẫn đường tự động trực tuyến, trạng thái của vị trí (bao gồm cả vị trí của mốc nơi tự động phương tiện được hướng dẫn được định vị), và số lần chuyển đã hoàn thành.

Hệ thống điều khiển chịu trách nhiệm chính trong việc quản lý giao thông trong hoạt động của xe dẫn đường tự động. Đảm bảo khoảng cách tối thiểu giữa xe dẫn đường tự động và xe dẫn đường tự động trong quá trình vận hành, để tránh va chạm và va chạm từ phía sau. Có một tệp cài đặt thông số tránh va chạm trong bảng điều khiển phương tiện được dẫn đường tự động, tệp này có thể thiết lập các nguyên tắc tránh va chạm khác nhau cho các khu vực khác nhau để kiểm soát hiệu quả các điều kiện khác nhau, khoảng cách an toàn của xe được dẫn đường tự động. Bàn điều khiển sẽ quản lý phương tiện được dẫn đường tự động ra vào hệ thống để đảm bảo hệ thống hoạt động an toàn.

Hệ thống quản lý lập lịch trình phương tiện được dẫn đường tự động áp dụng phương pháp quản lý lập lịch trình tập trung, có thể đưa ra các nhiệm vụ vận chuyển, trạng thái làm việc của phương tiện được dẫn đường tự động, điều kiện hoạt động, v.v. theo hệ thống quản lý sản xuất và truyền các lệnh và nhiệm vụ đến phương tiện được dẫn đường tự động đã chọn thông qua hệ thống thông tin liên lạc. Phương tiện được dẫn đường tự động đã chọn được quản lý theo bàn điều khiển. Lệnh của hệ thống hoàn thành việc giao động cơ. Sau khi hoàn thành nhiệm vụ, xe dẫn đường tự động thông báo cho bàn điều khiển về trạng thái hoàn thành nhiệm vụ và trở về vị trí chờ để chờ thực hiện nhiệm vụ tiếp theo.

Thiết kế của hệ thống dẫn đường tự động sẽ tự động hoàn thành chức năng bộ nhớ cache của trạm bảo dưỡng, nghĩa là, khi chức năng này được mở nếu trạm bị chặn, hệ thống có thể tự động lên lịch cho phương tiện được dẫn đường tự động tiếp theo vào khu vực bộ nhớ cache và giải phóng tự động phương tiện được hướng dẫn vào thời điểm thích hợp để khôi phục hệ thống hoạt động bình thường, phương pháp này có thể giảm thời gian ngừng dây chuyền sản xuất trong một số điều kiện nhất định và nâng cao năng lực sản xuất chung của phân xưởng.

2.2 Hệ thống liên lạc không dây

Bảng điều khiển xe được dẫn đường tự động và xe được dẫn đường tự động áp dụng giao tiếp không dây, bảng điều khiển và xe dẫn đường tự động tạo thành mạng cục bộ không dây. Bảng điều khiển dựa vào mạng cục bộ không dây để đưa ra hướng dẫn điều khiển hệ thống, hướng dẫn lập lịch tác vụ và hướng dẫn lập lịch trình tránh va chạm cho xe được dẫn đường tự động. Bàn điều khiển cũng có thể nhận được các tín hiệu liên lạc được gửi bởi xe dẫn đường tự động. Phương tiện được dẫn đường tự động dựa vào mạng LAN không dây để báo cáo việc thực hiện các lệnh khác nhau, vị trí hiện tại của phương tiện được dẫn đường tự động, trạng thái hiện tại của phương tiện được dẫn đường tự động, v.v. cho bảng điều khiển. Nếu việc liên lạc giữa bảng điều khiển của xe được dẫn đường tự động và xe được dẫn đường tự động bị gián đoạn, nó sẽ không làm cho xe được dẫn đường tự động bị va chạm hoặc chết máy; khi liên lạc được khôi phục, phương tiện được dẫn đường tự động có thể tự động thiết lập giao tiếp với bảng điều khiển mà không cần tắt và khởi động lại.

3. Phân tích các điểm chính trong thiết kế thân xe dẫn hướng tự động

Thiết kế xe dẫn hướng tự động nên tuân theo thiết kế mô-đun, và toàn bộ bao gồm các bộ phận cơ khí và điện. Phần cơ khí nói chung bao gồm khung xe được dẫn hướng tự động, cụm bánh xe dẫn động, bánh sau, thiết bị định vị và dẫn hướng bộ nạp, ngăn chứa pin, ngăn điều khiển, v.v. Phần điện thường bao gồm các mô-đun pin, hệ thống điều khiển xe dẫn hướng tự động, hệ thống servo, radio trạm, cảm biến và dây nịt.

3.1 Thiết kế kiểm soát an toàn

Vì khu vực vận hành của phương tiện được dẫn đường tự động được chia thành khu vực không người lái và có người lái, để đảm bảo an toàn cho chính phương tiện được dẫn đường tự động trong quá trình vận hành, đặc biệt là sự an toàn của nhân viên tại chỗ và sự an toàn của các thiết bị khác nhau, phương tiện được dẫn đường tự động nên có các biện pháp an toàn cấp.

Bảo vệ phần mềm: bao gồm bảo vệ đường điều hướng lệch, bảo vệ mất mốc, bảo vệ lỗi vành đai điều hướng, bảo vệ lỗi thành phần, bảo vệ lỗi giao tiếp, bảo vệ mất mục tiêu nhẹ, bảo vệ vượt quá dung sai và bảo vệ ngừng trệ, v.v.

Bảo vệ phần cứng:

  1. Lắp đặt công tắc dừng khẩn cấp trên thân của phương tiện được dẫn đường tự động. Nhấn công tắc này bất cứ lúc nào và xe được dẫn đường tự động sẽ dừng chạy ngay lập tức. xe dẫn đường tự động lắp đặt đèn tín hiệu bắt mắt và thiết bị báo động âm thanh để nhắc nhở những người điều khiển xung quanh.
  2. Trên thân xe có dẫn hướng tự động, các cản va chạm cơ học và chống va chạm không tiếp xúc (tùy chọn) được đặt theo hướng về phía trước, đồng thời các tín hiệu chống va chạm và cản được kết nối với mạch an toàn của xe được dẫn hướng tự động. Hệ thống tránh va chạm không tiếp xúc không an toàn có thể được lắp đặt trong các khu vực không có người lái và các cản va chạm cơ học và chống va chạm không tiếp xúc an toàn (tùy chọn) phải được lắp đặt trong các khu vực có người ở. Đồng thời, phải thiết kế các chức năng nhắc vận hành như đèn cảnh báo hoặc còi. Thiết bị.
  3. Trong thiết kế điện của xe dẫn hướng tự động, ngoài bộ điều khiển an toàn như PLC an toàn, bộ điều khiển thông thường cần sử dụng rơ le an toàn để điều khiển mạch truyền động, giúp nâng cao mức độ điều khiển an toàn. Khi tín hiệu dừng khẩn cấp trên thân xe được dẫn hướng tự động được kích hoạt, mạch đặt lại an toàn cần được thiết kế để xác nhận việc đặt lại theo cách thủ công, để xe được dẫn hướng tự động có thể tiếp tục chạy nhằm tăng độ an toàn cho hoạt động.

Khi hệ thống máy tính bị lỗi, bộ phận bảo vệ ngoại tuyến, bộ phận an toàn tránh va chạm, công tắc khẩn cấp, v.v. sẽ điều khiển phương tiện được dẫn đường tự động dừng hoặc hoàn thành các thao tác cơ bản. Khi xảy ra hỏng hóc, xe dẫn đường tự động sẽ tự động sử dụng âm thanh và ánh sáng để báo động. Đồng thời, hệ thống giám sát phương tiện được dẫn đường tự động được thông báo thông qua hệ thống liên lạc không dây. Hệ thống giám sát xe có hướng dẫn tự động hiển thị trạng thái hiện tại và lời nhắc bằng văn bản trên bảng điều khiển. Nhân viên giám sát có thể chỉ đạo nhân viên tại chỗ khắc phục sự cố theo thông tin nhanh chóng. Nếu phương tiện được dẫn đường tự động bị lỗi, bạn có thể sử dụng bộ điều khiển bằng tay để điều khiển phương tiện được dẫn đường tự động. Khi phương tiện được dẫn đường tự động gặp sự cố và hệ thống cấp điện hoặc nguồn điện bị hỏng, trong thiết kế cơ khí phải có một lối đi thuận tiện để dễ dàng đẩy phương tiện được dẫn đường tự động đến khu vực bảo dưỡng.

3.2 Đánh dấu thiết kế

phương tiện được dẫn đường tự động phải thiết kế bảng tên tương ứng, bao gồm: kiểu xe, thông tin thông số cơ bản, tốc độ đi bộ an toàn và các thông số khác. Biển tên phải được đặt ở vị trí dễ thấy, rõ ràng, dễ đọc và không thể tẩy xóa (ví dụ: không thấm nước).

Đồng thời, các dấu hiệu cảnh báo phải được thiết kế cho các thành phần có nguy cơ tiềm ẩn hoặc ngẫu nhiên, phải đáp ứng các yêu cầu của GB / T 26560-2011. Các dấu hiệu cảnh báo liên quan đến các mối nguy hiểm phải được dán trên hoặc gần các phụ kiện nguy hiểm liên quan của rô bốt di động. Nội dung sau hoặc nội dung tương đương phải được đánh dấu gần pin hoặc ngăn chứa pin, chẳng hạn như “Cảnh báo: Nguy cơ cháy hoặc nổ! Chỉ thay thế bằng pin cùng loại.”

Đối với máy quét laser không an toàn, nên đánh dấu rõ ràng để ngăn tia laser gây hại cho mắt người.

4. Phần kết luận

Hệ thống xe dẫn đường tự động được giới thiệu trong bài viết này, trong khi duy trì chi phí thấp và tính linh hoạt của phương tiện dẫn đường tự động truyền thống, cũng có các chức năng lập lịch và điều khiển tự động và thông minh cao, để xe dẫn đường tự động có thể được cấu hình trong một số lượng lớn các nhà máy thông minh và thực sự nhận ra quản lý linh hoạt.

Do thành phần và ý tưởng thiết kế của khung điều khiển của hệ thống xe dẫn đường tự động, tuân theo các thông số kỹ thuật và tiêu chuẩn hóa thiết kế robot, hệ thống trở nên tương đối đơn giản trong quá trình chuyển đổi và bảo trì hậu cần sản xuất sau này, ngay cả khi các thay đổi chức năng lớn được thực hiện. sẽ không lãng phí quá nhiều Nhân lực và tài chính đã thực sự phát huy được đặc tính đơn giản và linh hoạt của phương tiện dẫn đường tự động.