工厂AGV结构设计与控制分析

李钊

摘 要：随着现代科学技术不断进步与发展，工厂和车间对自动化要求逐渐提高，在我国汽车装配生产线零配件搬运中，物流效率远不足以达到要求。为使物流效率提高，应对磁导航AGV关键模块的结构进行新的设计，选用可编程逻辑控制器作为AGV的主控制系统，同时对AGV的关键模块编程，优化AGV小车自动化功能，以此来提高工厂物流效率，减轻人力损耗。

关键词：AGV；PLC；结构设计

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.24.132

1 前言

当前，AGV作为一种的新型运输车正广泛应用于工厂中，AGV即自动导引运输车，是指能够根据规定引导线路行驶，具有搬运货物能力，不需要人工驾驶的自动化搬运车，其行驶的动力来源主要是电力。具有速度快、效率高、可控性强、安全性高的优点，能够在很大程度上减轻工厂对劳动力的依赖性，提高工厂工作效率，减少工厂成本支出，对工厂生产发展意义重大。

2 AGV主要导引模式

AGV的导引模式众多，但工厂普遍用的是磁导引。磁导引主要是利用运输路径中的磁场信号来控制车辆前进方向。磁导航成本主要在磁条铺设方面，磁条铺设成功后维护费用低、操作方法简单、使用年限长、路径变更简单，故而磁导航成本相对视觉导引等导引方式成本更低廉，使用范围更广。

3 AGV的模块设计

AGV主要由主控模块、供电模块、安全辅助模块、导向模块、驱动模块、通讯模块、站点识别模块这七个模块组成[1]。其中导向模块、驱动模块、主控模块是AGV的核心模块。

3.1 主控模块

主控模块是整个AGV系统的核心系统，相当于人体大脑一样重要。其负责控制AGV工作，接收来自中央控制室的信号并向小车发出这些指令。同时AGV还向中央控制室反馈自身情况，反馈情况包括小车当前位置、运行状态、行驶速度等。

3.2 导向、驱动模块

导向、驱动模块相当于车的方向控制器，通过接收来自主控模块的信号控制小车的前进、转弯等。

3.3 通讯模块

通讯模块是这个AGV系统与其他系统信号沟通模块，通过AGV单车与总控室之间的通讯，可以实现中央控制室对整个AGV的全面控制。

3.4 安全与辅助模块

安全与辅助模块是设置在AGV小车上的安全措施，目的是为保障工作人员的安全和AGV小车自身安全。

3.5 供电模块

供电模块是AGV小车的供能系统，整个AGV小车的动力来源于此，一般AGV都安装有蓄电池。

4 AGV主控制系统设计要求

控制系统是AGV最重要的系统，对整个AGV进行控制，犹如大脑可以控制其他身体机能[2]。为此，控制系统需要具备以下功能：第一、精确导航。AGV控制系统要具有精确的导航功能，让整个小车能够沿着预先设置的路径行驶。第二、精准定位。AGV在行驶中，不同的方位行驶方向不同，因此，AGV自身要带有定位系统，完成在不同位置行驶或停靠。第三、通讯完整。AGV系统在运行时要接收来自中央控制室的信号，这需要它自身具备通讯系统，便于二者之间实现监督与控制。第四、保护机制。AGV是自动化的装置，有时在系统出现故障时，难免会出现不受控制的情况，设置保护机制，一方面可以保护AGV小车自身不受损坏，另一方面可以保护在工厂与AGV小车一起工作的工作人员不安全，还能在AGV电量不足时，向手机一样自动预警，到充电站自主充电。

5 AGV结构设计方面

5.1 AGV行驶场地要求

AGV在车间内行驶，首先要对行驶车间做出具体要求。货物存放处与货物运输处在两个方向，故此在安装磁条线路时，不能仅仅铺设一条线路，应在之前对小车行驶方向、路径做统一计划。

5.2 PLC选型

PLC即可编程逻辑控制器，它是一种可以用于编程的存储器，在AGV程序中必不可少。PLC首先要输入采样，即输入用户所编制的程序，其次可以进行程序执行，最后是输出刷新阶段。在PLC的选择上，应体积较小、成本较低、运行速度快的控制器，选取三菱FX系列的FX2N型PLC作为AGV的主控制器[3]。FX2N型PLC不仅功能强、运行速度快，而且体积小、价格低，安装在AGV上。

5.3 路径跟踪程序

由于AGV是采用磁导引，需安装磁带，在小车身上也要安装磁感应器，以期其感知周围磁场信号。在磁信号转换期间，以5 m/s的速度采集信息，之后將信息平均化后发送给PLC，由PLC对AGV进行控制。

5.4 启停器控制

要实现AGV自动运行或启停，需要在控制模块中设置工位检测器。当AGV接收到启停命令时。检测器接收到限位启停信息，将信息输送至供电单元，暂停动力输入，小车自动停止。

6 结论

随着科学技术的发展，AGV技术正在不断进步，AGV在实际生产中应用更广泛，不但提高了工作效率，还降低人工成本。但AGV在使用中存在一些还须攻克的问题，如自动化程度不够，不能实现完全自主作业，这些问题需要在以后进一步深入研究。

参考文献：

[1]高毅华.工厂AGV实践及运用[J].航空精密制造技术，2015，51（05）：59-62.

[2]王标，张西巍.基于AGV的动力总成工厂智能物流系统的设计[J]. 自动化应用，2017（11）：143-144+152.

[3]孙帅，焦子韵，刘晓宇，姜晓栋，陈丹丹，朱海荣.智能AGV小车控制系统设计[J].南通职业大学学报，2016，30（01）：96-100.