黃 悅

（遼寧軌道交通職業(yè)學(xué)院，遼寧 沈陽 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)對自動化要求越來越高，更多的AGV 物流車應(yīng)用于制造業(yè)生產(chǎn)線、物流倉儲、汽車制造等行業(yè)。在“中國制造2025”政策影響，我國AGV 物流車行業(yè)市場自2016年以來迅猛增長，技術(shù)水平在國內(nèi)外也達到一流水平，發(fā)展前景廣闊。

本文設(shè)計研究一種AGV 物流車，并應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)線產(chǎn)品的運輸，物流車配備自動導(dǎo)向系統(tǒng)，可根據(jù)預(yù)定軌道循環(huán)行駛，能夠自動完成各種搬運作業(yè)。利用計算機控制實現(xiàn)無人工引航的情況下沿預(yù)定軌道自動行駛，將產(chǎn)品、物料運送到目的地，行駛路徑可根據(jù)倉儲貨位要求、生產(chǎn)工藝流程等靈活改變。該物流車自動化程度和智能化水平高，具有較高的應(yīng)用價值。

1 AGV 物流車結(jié)構(gòu)設(shè)計

整個AGV 物流車結(jié)構(gòu)主要由計算機控制器、車載機械手、車載移動托盤以及車體和車輪幾個部分組成，其中計算機控制器內(nèi)部設(shè)計了自動導(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)定軌道靈活運行，通過網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)由計算機實現(xiàn)控制，設(shè)計外接口能夠根據(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

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 個直徑為22 mm 的導(dǎo)向車輪，兩側(cè)配備車載機械手，頂部安裝移動產(chǎn)品托盤用來放置待運輸產(chǎn)品或物料，觸摸屏顯示器安裝在車體前面，顯示運行狀態(tài)等信息，車體內(nèi)部配備的計算機控制器是整個物流車的控制核心部分，控制器通過網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊收發(fā)數(shù)據(jù)，控制車體運行和運輸產(chǎn)品等工作。

計算機控制器選用型號為FET335x_V 的飛凌嵌入式CPU 處理器，板卡設(shè)計了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 個主要部分，同時設(shè)計了控制功能接口和擴展接口。工作過程中通過數(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)定磁體軌道運行，根據(jù)需求完成生產(chǎn)線產(chǎn)品運輸和物流倉儲任務(wù)。該系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)合理，功能完善，運行狀態(tài)穩(wěn)定。

1.2 軟件界面設(shè)計

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

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

1.3 接口設(shè)計

物流車計算機控制器板卡設(shè)計了I/O 數(shù)據(jù)接口、機械手控制接口、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，各接口相互對立，避免了信號干擾。

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，實現(xiàn)了物流車工作各部分信號采集；機械手和托盤控制接口分別設(shè)置了AB 3 組脈沖差分信號s_on 控制使能信號和r_dy 伺服準備信號，接口分別采用DB-15P 針型和DB-15S 孔型端子，實現(xiàn)了控制器對機械手和托盤的運動控制；手持調(diào)節(jié)TRC 接口用來外接手持操作站，可根據(jù)需要進行配備，靈活使用；同時設(shè)計了兩路USB 接口，用來拷貝文件和修改物流車運行線路、運行行程、機械手和托盤運動位移等參數(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)場的應(yīng)用主要集中在自動化生產(chǎn)線和智能倉儲中，生產(chǎn)加工過程中的分揀首先通過物流車運輸取料，待分揀完成后由物流車將良品運輸?shù)郊庸C器人取料區(qū)，等待加工裝料；分揀的次品由運輸車運輸?shù)綇U料區(qū)回收處理。

該物流車在智能倉儲方面的應(yīng)用比較靈活，在應(yīng)用過程中通過網(wǎng)絡(luò)控制，通過計算機控制器進行自檢和條件判斷，根據(jù)預(yù)先設(shè)定的軌道運行，可根據(jù)倉庫空間和行程隨時更改軌道，物流車導(dǎo)向系統(tǒng)能夠自動導(dǎo)向運行。同時物流車上裝有視覺系統(tǒng)判斷車載托盤裝載產(chǎn)品個數(shù)，物流車完成立體庫產(chǎn)品的存儲后自動進行下一個周期的運行。在應(yīng)用過程中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

在工農(nóng)業(yè)信息化技術(shù)和計算機網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)飛速發(fā)展形勢下研究設(shè)計一種AGV 物流車并應(yīng)用，經(jīng)過驗證，AGV 物流車運行可靠，滿足智能化生產(chǎn)線的需求，能夠有效解決生產(chǎn)線和倉儲現(xiàn)場環(huán)境要求高、產(chǎn)品數(shù)量多以及操作人員緊缺等問題。

該AGV 物流車利用計算機控制和網(wǎng)絡(luò)功能，在無人工引航的情況下沿預(yù)定軌道自動行駛，在應(yīng)用過程中自動導(dǎo)向，能夠自動完成各種搬運作業(yè)，將產(chǎn)品、物料自動運送到目的地，同時行駛路徑可根據(jù)生產(chǎn)流程和倉儲空間等靈活改變，自動化程度和智能化水平較高，具有良好的實用價值。