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原文传递汽车生产行业精益物流系统中AGV自动导引车的设计研究

论文题名：	汽车生产行业精益物流系统中AGV自动导引车的设计研究
关键词：	汽车制造;生产物流系统;自动导引车;模块化设计
摘要：	中国作为一个汽车零部件加工和整车制造的大国，已在汽车制造的规模上远远领先其他老牌的汽车制造国家。然而，工业化进步既要求是技术的进入，也要求是解放劳动力的进步。而我国将在2017间出现劳动力负增长状况，劳动力会出现短缺，人工成本将上涨，再加上原材料价格、环境保护费用的不断提高，我国作为世界加工厂和汽车制造大国地位将面临挑战，也就是说解决不了上述矛盾，我国的加工制造业就将失去竞争力，从而失去市场。因此，我们有必要从先进的技术上来找到突破口，用计算机技术、机械装置来替代工人的简单劳动，从而降低制造成本。早在70年代，美国就已开始将AGV系统用于工业制造，它作为一种可以用来代替搬运和装卸工人劳动的系统（涵盖多种技术，诸如机械、电子、光学技术等），能够不间断的完成物料输送。当前，如果配以计算机技术，则就形成了高效能的智能机器人系统。我国很多生产效率高的制造企业都在使用AGV。如长春柴油发动机，中国重汽集团杭州发动机，广汽集团等都在总装线上进行对发动机的支撑、移动。特别是中国自主生产的大型客机C919在大部件的组装过程中，广泛使用了AGV，极大的降低了零部件对接、组装的失误，提高了生产效率，降低了人力和生产成本。　　国内目前在AGV技术的设计和应用上主要还是基于单片机的智能化应用，从自动引导车的行进路线上来说有两种，一种是固定路线，一种是无固定路线。后者由于其智能化对提供的协助不高，并能快速实现工作要求，具有很大的发展潜力。到目前为止，无固定行进路线AGV自动引导车基本采用三种相结合的技术来实现，采用地理信息系统（GIS）能够对周围环境进行图像识别，但不能对相关环境做较大改变，特别是控制系统要处理大量的来自外部的图像信息，而且视觉导航对实时性的动作处理要求比较高；采用激光导引会产生精确性问题，这是由于来自外部的照明、物体颜色、材料的表面反射都对激光引导的准确性产生影响；采用记忆识别则会使得自动引导车过于死板或者相同的物体也会有视觉差，而产生不同的识别。　　但是，AGV在工业制造中的重要作用是毋庸置疑的。由于普及性和认识的局限性，还有一些工业制造业企业沿袭过去的老的制造技术，使用过去旧的加工理念，对AGV的价值认识不足，或对AGV技术感到实现困难。基于此，本文作者在深入学习和实践后，重点研究AGV的硬件设计和系统实现，从算法设计和软硬件相结合的角度对AGV进行论述。本文论述中的AGV控制模式将不再是单一的集中控制模式，而是采用分布式控制模式，这样进行设计和实现的优点在于自动引导车的行进路线选择或其运行轨迹管理上具有较大灵活性，也便于监控。本文拟从生产物流系统和AGV软硬件设计两个主要部分进行设计研究：　　（一）生产物流系统的设计　　本设计为了能够实现在类似生产环境下参考通用，所以拟选定一种具备代表性的产品线，运用分析工具进行物流投送规划，然后建立能够推广的模型。之后对所建立的模型进行模拟推演，检验系统运转节拍和调度能力，最后提出对AGV系统的结构和技术要求。　　（二）AGV系统的设计　　AGV系统的设计方面分软硬件两个部分，首先对MCU主控模块，电机驱动，速度检测等多个模块进行设计方案论证，然后对系统所涉及的主要硬件模块和软件模块等进行具体的工作展开。具体包括了I2C模块，卡尔曼滤波，AD转换模块与DMA模块，PWM调速，系统滴答模块，控制算法程序，车载显示模块程序，寻迹模块，转速检测模块，电机驱动模块等。
作者：	刘敏伟
专业：	控制工程
导师：	朱翚
授予学位：	硕士
授予学位单位：	苏州大学
学位年度：	2015
正文语种：	中文