黃 悅

（遼寧軌道交通職業(yè)學(xué)院，遼寧 沈陽(yáng) 110023）

0 引 言

隨著科學(xué)技術(shù)的創(chuàng)新和發(fā)展，工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對(duì)自動(dòng)化要求越來(lái)越高，更多的AGV 物流車應(yīng)用于制造業(yè)生產(chǎn)線、物流倉(cāng)儲(chǔ)、汽車制造等行業(yè)。在“中國(guó)制造2025”政策影響，我國(guó)AGV 物流車行業(yè)市場(chǎng)自2016年以來(lái)迅猛增長(zhǎng)，技術(shù)水平在國(guó)內(nèi)外也達(dá)到一流水平，發(fā)展前景廣闊。

本文設(shè)計(jì)研究一種AGV 物流車，并應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)線產(chǎn)品的運(yùn)輸，物流車配備自動(dòng)導(dǎo)向系統(tǒng)，可根據(jù)預(yù)定軌道循環(huán)行駛，能夠自動(dòng)完成各種搬運(yùn)作業(yè)。利用計(jì)算機(jī)控制實(shí)現(xiàn)無(wú)人工引航的情況下沿預(yù)定軌道自動(dòng)行駛，將產(chǎn)品、物料運(yùn)送到目的地，行駛路徑可根據(jù)倉(cāng)儲(chǔ)貨位要求、生產(chǎn)工藝流程等靈活改變。該物流車自動(dòng)化程度和智能化水平高，具有較高的應(yīng)用價(jià)值。

1 AGV 物流車結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

整個(gè)AGV 物流車結(jié)構(gòu)主要由計(jì)算機(jī)控制器、車載機(jī)械手、車載移動(dòng)托盤以及車體和車輪幾個(gè)部分組成，其中計(jì)算機(jī)控制器內(nèi)部設(shè)計(jì)了自動(dòng)導(dǎo)向系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)模塊以及觸摸屏和手持調(diào)節(jié)TRC 接口。物流車能夠根據(jù)預(yù)定軌道靈活運(yùn)行，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)由計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)控制，設(shè)計(jì)外接口能夠根據(jù)需要外接設(shè)備，應(yīng)用方便，AGV 物流車結(jié)構(gòu)如圖1 所示。

1.1 硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

AGV 物流車車體尺寸為1.8 m×1.0 m×1.2 m，車體下方裝有4 個(gè)直徑為22 mm 的導(dǎo)向車輪，兩側(cè)配備車載機(jī)械手，頂部安裝移動(dòng)產(chǎn)品托盤用來(lái)放置待運(yùn)輸產(chǎn)品或物料，觸摸屏顯示器安裝在車體前面，顯示運(yùn)行狀態(tài)等信息，車體內(nèi)部配備的計(jì)算機(jī)控制器是整個(gè)物流車的控制核心部分，控制器通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊收發(fā)數(shù)據(jù)，控制車體運(yùn)行和運(yùn)輸產(chǎn)品等工作。

計(jì)算機(jī)控制器選用型號(hào)為FET335x_V 的飛凌嵌入式CPU 處理器，板卡設(shè)計(jì)了I/O 數(shù)據(jù)采集部分、CPLD 與FPGA 數(shù)據(jù)處理部分、屏顯示轉(zhuǎn)換部分和電源模塊4 個(gè)主要部分，同時(shí)設(shè)計(jì)了控制功能接口和擴(kuò)展接口。工作過(guò)程中通過(guò)數(shù)據(jù)采集和處理，控制器收發(fā)指令控制車體導(dǎo)向輪按預(yù)定磁體軌道運(yùn)行，根據(jù)需求完成生產(chǎn)線產(chǎn)品運(yùn)輸和物流倉(cāng)儲(chǔ)任務(wù)。該系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)合理，功能完善，運(yùn)行狀態(tài)穩(wěn)定。

1.2 軟件界面設(shè)計(jì)

物流車軟件控制部分主要包括FPGA、CPLD 邏輯處理程序設(shè)計(jì)和顯示屏界面設(shè)計(jì)，CPLD 完成I/O數(shù)據(jù)采集，F(xiàn)PGA 對(duì)數(shù)據(jù)分析存儲(chǔ)后等待CPU 讀取和計(jì)算，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了邏輯功能模塊化、數(shù)據(jù)采集處理智能化。

設(shè)計(jì)了主界面和各功能界面，物流車啟動(dòng)后顯示屏主界面顯示自動(dòng)控制、手動(dòng)控制調(diào)節(jié)、功能顯示以及功能選擇等區(qū)域。主界面功能設(shè)置了運(yùn)行狀態(tài)顯示、手動(dòng)命令輸入、曲線報(bào)表顯示以及分揀和報(bào)警信息等功能，動(dòng)態(tài)曲線和動(dòng)畫效果根據(jù)CPU 發(fā)送的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)變化，數(shù)據(jù)通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)傳輸，界面運(yùn)行穩(wěn)定，畫面清晰，功能顯示明確。

1.3 接口設(shè)計(jì)

物流車計(jì)算機(jī)控制器板卡設(shè)計(jì)了I/O 數(shù)據(jù)接口、機(jī)械手控制接口、車載托盤數(shù)據(jù)控制接口、USB接口以及手持調(diào)節(jié)TRC 接口，各接口相互對(duì)立，避免了信號(hào)干擾。

I/O 數(shù)據(jù)接口設(shè)置了16 位輸入輸出數(shù)據(jù)通道，采用DB-25P 針型端子，實(shí)現(xiàn)了物流車工作各部分信號(hào)采集；機(jī)械手和托盤控制接口分別設(shè)置了AB 3 組脈沖差分信號(hào)s_on 控制使能信號(hào)和r_dy 伺服準(zhǔn)備信號(hào)，接口分別采用DB-15P 針型和DB-15S 孔型端子，實(shí)現(xiàn)了控制器對(duì)機(jī)械手和托盤的運(yùn)動(dòng)控制；手持調(diào)節(jié)TRC 接口用來(lái)外接手持操作站，可根據(jù)需要進(jìn)行配備，靈活使用；同時(shí)設(shè)計(jì)了兩路USB 接口，用來(lái)拷貝文件和修改物流車運(yùn)行線路、運(yùn)行行程、機(jī)械手和托盤運(yùn)動(dòng)位移等參數(shù)，各接口功能穩(wěn)定、完善。

2 AGV 物流車應(yīng)用

AGV 物流車在工農(nóng)業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的應(yīng)用主要集中在自動(dòng)化生產(chǎn)線和智能倉(cāng)儲(chǔ)中，生產(chǎn)加工過(guò)程中的分揀首先通過(guò)物流車運(yùn)輸取料，待分揀完成后由物流車將良品運(yùn)輸?shù)郊庸C(jī)器人取料區(qū)，等待加工裝料；分揀的次品由運(yùn)輸車運(yùn)輸?shù)綇U料區(qū)回收處理。

該物流車在智能倉(cāng)儲(chǔ)方面的應(yīng)用比較靈活，在應(yīng)用過(guò)程中通過(guò)網(wǎng)絡(luò)控制，通過(guò)計(jì)算機(jī)控制器進(jìn)行自檢和條件判斷，根據(jù)預(yù)先設(shè)定的軌道運(yùn)行，可根據(jù)倉(cāng)庫(kù)空間和行程隨時(shí)更改軌道，物流車導(dǎo)向系統(tǒng)能夠自動(dòng)導(dǎo)向運(yùn)行。同時(shí)物流車上裝有視覺系統(tǒng)判斷車載托盤裝載產(chǎn)品個(gè)數(shù)，物流車完成立體庫(kù)產(chǎn)品的存儲(chǔ)后自動(dòng)進(jìn)行下一個(gè)周期的運(yùn)行。在應(yīng)用過(guò)程中AGV 物流車工作效率和智能化水平較高、滿足工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的應(yīng)用要求。

3 結(jié) 語(yǔ)

在工農(nóng)業(yè)信息化技術(shù)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)飛速發(fā)展形勢(shì)下研究設(shè)計(jì)一種AGV 物流車并應(yīng)用，經(jīng)過(guò)驗(yàn)證，AGV 物流車運(yùn)行可靠，滿足智能化生產(chǎn)線的需求，能夠有效解決生產(chǎn)線和倉(cāng)儲(chǔ)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境要求高、產(chǎn)品數(shù)量多以及操作人員緊缺等問(wèn)題。

該AGV 物流車?yán)糜?jì)算機(jī)控制和網(wǎng)絡(luò)功能，在無(wú)人工引航的情況下沿預(yù)定軌道自動(dòng)行駛，在應(yīng)用過(guò)程中自動(dòng)導(dǎo)向，能夠自動(dòng)完成各種搬運(yùn)作業(yè)，將產(chǎn)品、物料自動(dòng)運(yùn)送到目的地，同時(shí)行駛路徑可根據(jù)生產(chǎn)流程和倉(cāng)儲(chǔ)空間等靈活改變，自動(dòng)化程度和智能化水平較高，具有良好的實(shí)用價(jià)值。