基于AGV的立体仓储系统设计-曾文斌.docx

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1、本科毕业设计（论文）基于AGV的立体仓储系统设计 学 院 机械工程学院 专业班级 机械工程及自动化5班 学生姓名 曾文斌 学生学号 201130086180 指导教师 徐文斌 提交日期 2015年 5 月 10 日 华南理工大学广州学院学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名： 日期：2015年 5 月10 日学位论文版权使用授权

2、书本人完全了解华南理工大学广州学院关于收集、保存、使用学位论文的规定，即：按照有关要求提交学位论文的印刷本和电子版本；华南理工大学广州学院图书馆有权保存学位论文的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；可以采用复印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的的前提下，可以公布论文的部分或全部内容。学位论文作者签名： 日期：2015年 5 月10 日指导教师签名： 日期：2015年 5 月10 日作者联系电话： 13725337871 电子邮箱：80290653摘要本论文主要介绍了基于AGV的立体仓储系统设计，以AGV作为运输中转核心，将仓库与生产车间、原料进出站紧密连接。工业的发展越来越

3、快，生产效率越来越高，仓库的存储容量越来越走向瓶颈，这大大限制了企业的生产效益，仓储系统的立体化发展趋势越发明显，但传统的仓储系统采用叉车进行物流运输，这在成本上有一定要求。AGV成熟应用，把仓储系统推往另一个发展方向，AGV再立体仓储系统中运用越来越广，本论文从立体仓储系统的结构开始介绍，介绍了机械结构中的仓库单元结构架、堆垛机、物流运输滚筒线，紧接着深入解析AGV的立体仓储系统中的应用设计。本论文先探讨了立体仓储系统在工业应用中的应用前景、以及立体仓储系统在发展过程中的演变。紧接着深入解析立体仓储系统的机械结构的各大模块，解析了单元结构架的设计，堆垛机的设计，物流滚筒线的设计，再解析各大部

4、分协调合理发挥最大效益的协作方式。最后深入讲解AGV在立体仓储系统中的设计要点，AGV运输采用三菱FX系列PLC作为控制中心，合理地应用外围模块进行控制设计，包括触摸屏控制界面，三菱模拟量/数字量转换器，直流无刷电机，直流无刷电机驱动器，运用三菱PLC的控制原理，合理地设计PLC程序，协调各部门高效运行。关键词：堆垛机；物流运输滚筒线；立体仓储系统；AGVAbstract This paper mainly introduces the three-dimensional storage system design based on AGV, AGV as transport transit

5、core, the station close connection and out of the warehouse and production workshop, raw material. Industrial development more and more quickly, production efficiency is more and more high, warehouse storage capacity is more and more to the bottleneck, which greatly limits the efficiency of the prod

6、uction enterprises, warehousing system of three-dimensional development trend more obvious, but the traditional storage system with truck transportation and logistics, this cost has certain requirements. AGV mature application, the storage system to another development direction, AGV and tridimensio

7、nal system used more and more widely, this paper from the three-dimensional storage system structure began to introduce, introduces the mechanical structure of the storage unit structure frame, stacker, logistics and transportation drum line, tight then in-depth analytical AGV warehouse system desig

8、n and application. This paper first discusses the tridimensional system application prospect in industrial application, and stereo warehouse system evolution in the development process.Followed by in-depth analysis of three-dimensional storage system for mechanical structure of each module, analysis

9、 of the unit structure design, design of stacker, logistics drum line design, analyzing the most coordinated reasonable play maximum benefit of the collaborative approach.Finally in-depth explanation of AGV in warehouse storage system design points, the AGV transport the Mitsubishi FX series PLC as

10、the control center, the reasonable application of peripheral modules control design, including a touch screen control interface, Mitsubishi analog / digital converter, DC brushless motor, DC brushless motor driver, the use of Mitsubishi PLC control principle, reasonable design of PLC program, coordi

11、nated and efficient operation of various departments.Key words:Stacking machine; Transportation roller; Solid storage system; AGV目录摘 要IAbstractII第一章 绪论11.1 选题的背景及意义11.1.1 选题的背景11.1.2 选题的意义11.2 论文主要工作21.3 本章小结2第二章 立体仓储机械系统设计32.1 立体仓储系统的研究分析32.2 立体仓储系统机械本体概述及硬件选型32.2.1 立体仓储结构概述32.2.2立体仓储结构硬件概述82.3 AGV

12、结构设计及硬件选型82.3.1 AGV机械设计概述82.3.2 AGV硬件说明92.4 本章小结13第三章 AGV的控制系统133.1 AGV在立体仓储系统的应用分析143.2 AGV在立体仓储系统中的控制设计143.2.1 控制设计说明143.3 AGV在立体仓储系统中的软件设计163.3.1 功能分析163.3.2 AGV电路设计163.3.3 AGV运行全局视图183.3.4 程序设计183.5 本章小结19第四章 系统的监控设计194.1 基于AGV的立体仓储系统的监控分析204.1.1 监控分析204.1.2 系统结构模型204.2 立体仓储系统的监控设计214.3 基于AGV的立体

13、仓储系统的监控设计224.3.1 AGV工作流程224.3.2 监控系统设计244.4 本章小结25结 论26参考文献27附录29致谢39第一章 绪论1.1 选题的背景及意义1.1.1 选题的背景 第二次世界大战后生产空前解放，技术发展越来越快，传统仓储系统容量已经无法满足生产力的要求，严重限制生产效益，立体仓储的概念应运而生。早在五十年代初，美国首先采用桥式堆垛起重机的仓库；在50年代和60年代初期，巷道式堆垛起重机的发展越发成熟，出现了由操作员操作的系统。而来到1963年，立体仓储系统进入新的阶段，此时的美国，计算机技术发展已经瑶瑶领先世界，就在计算机控制技术发展下，第一个计算机控制的立体

14、仓储系统应运而生。在此之后，自动化立体仓储系统在欧洲国家和美国等西方国家发展迅速，并形成了专门的行业1。 立体仓储物料搬运设备的和研制、发展起步在我国也不晚，当世界各国都在尝试将立体仓储往成熟化发展，我国的研制也可以追溯到193年，那年开始正式研发桥式堆垛起重机，也在那一年，我国成功研制出第一台堆垛机，而在1973年就开始发展中国的第一太用计算机作控制中心的自动立体仓储系统，早在1980年该仓储系统正式投入生产。截止到2003年，中国自动化立体仓储布局量已经远远超过200座2。 立体仓储系统相比传统的仓储有鲜明的特点：空间的利用程度非常非常高，同时具备非常强的货物出库/入库能力，同时使用计算机

15、控制管理从而进入企业实施现代化管理等特点，这种存储技术已经成为各大企业物流和生产经营管理不可或缺的生产力技术，立体仓储系统的应用越来越受各大企业的重视。1.1.2 选题的意义 基于自动引导小车（AGV）的立体仓储是采用大型仓储货架的拼装，很好地利用三维空间，再加上自动化管理系统，使得货物查找便捷，同时合理的堆垛方案，物料存取速度更快，故基于AGV的立体仓库就比传统仓库的占地面积更小，空间利用率更大，生产效益更高。为各大企业节约仓储土地占用的同时，仓储的空间也实现了充分的利用，资源利用率更高3。工业技术的日益发展，生产效益是企业的第一大升级项目，自动化管理提高了仓库的管理水平。基于AGV的立体仓

16、储系统使用计算机作为控制中心对出/入库信息进行准确无误、实时性更高的数据管理，从而大大降低出现差错的概率，从而保证物料仓储的完整，在提高了工作效率的同时，系统数据管理也更加便捷。而且立体自动化仓储在入库/出库的物料输送中实施全方面、全方位的自动化控制，AGV搬运工作更加安全、可靠，从而降低货品的破损率，并且在特殊设计下，对于一些环境有高性能要求的货品，提供一个良好的保存环境，与此同时降低了工作人员在货品搬运时可能会受到的伤害4。基于自动引导小车的立体仓储可以形成先进的生产链，促进了生产力的进步。1.2 论文主要工作（1）立体仓储结构概述；（2）立体仓储结构的硬件选型；（3）立体仓储系统的控制设

17、计；（4）AGV机械本体设计；（5）AGV机械硬件设计；（6）AGV机械控制设计；（7）立体仓储系统的总控制台控制设计。1.3 本章小结本章节从选题的背景及意义出发，逐渐切入论文的设计内容，纵览工作内容设计的思路，从仓库的架构机械本体设计入手，根据设计需要选用合理的硬件，以及设计稳定的控制程序；同时深入规划堆垛机的设计方案，采用合理的硬件设计，稳定的控制程序，实现堆垛机的功能需求；从仓储系统设计再切入物料运输滚筒线，设计滚筒线机械本体设计，硬件选型及控制程序设计。最后结合从仓储的整个运输系统设计AGV的物料物流，这个环节包括AGV的机械本体设计，AGV硬件选型，AGV的控制。第二章 立体仓储机

18、械系统设计2.1 立体仓储系统的研究分析 自动化立体仓储的建设越来越广泛，在一下的图中可以明确看到各行各业的分布越来越多，主要分布在烟草行业已经达到17%、医药领域占13%、汽车工业占10%、食品饮料占8%、连锁零售占8%、军事工业占8%，与此同时国内的自动化立体仓储建设逐渐渗透到各行、各业，“其他行业”比重虽然占据一大部分但是是比较分散的6。值得关注的是，国内各大物流研究建设在近几年中发展速度迅速，相继有许多单位建成物流实验室，充分地说明我国物流也的步伐将进入一个新的舞台。图2-1 立体仓库应用行业的分布状况 从图上的分析可知，立体仓储的应用各行各业的应用开始变得越来越普遍，而传统的立体仓储

19、系统已经不能满足行业的发展以及社会工业技术的发展，传统的立g体仓储系统采用叉车或者人力搬运进行物流活动，这大大限制了企业的生产效率7。基于AGV的立体仓储系统成为发展的主向，AGV搬运效率高、自动化程度高、可全天无人看管下运行，AGV的成本低，维修费用低、售后简单。基于AGV的立体仓储系统越来越符合时代发展的潮流。2.2 立体仓储系统机械本体概述及硬件选型2.2.1 立体仓储结构概述 确定的结构形式是一个仓库的结构必须包括的部分。结构设计包括两方面的内容，这两个一起决定系统性能的结构组成：第一，选择自动化仓库的类型（系统）；其次，系统的配置，确定数量和巷道货架尺寸8。 随着对仓库的研究的不断深

20、入，为了能够在数据库，模拟，设计处理问题的模型分析，提出了许多人工智能和实验分析方法。研究最广泛的模拟研究，他们重复六个不同的库配置仓库评价实验效果，包括不同类型的输入/输出端口设计，仓储货架，货架的分布结构和货架大小等类型的选择。这两个相关的设计决策可以预测，产品的特性，在历史数据的统计和未来的需求，预算，量所需的存储空间和可行的土地空间的基础上910。类型选择和标准选择对自动化立体仓储系统进行详细的阐述，包括巷道，巷道货架数量，高度，长度和尺寸，仓储货架放进/出的位置和数量，输入/输出库能力，每个巷道布置堆垛机的数量，每个巷道布局的工作人员数量，分类，分类位置分配方法，仓储单元的设计决策。

21、图2-2 立体仓储高架总览2.2.1.1 高货架 仓储货物架的单元空间内货架储存货物的空间，是一个单位的仓储货架货物的位置。每批货物箱可以有一或多个商品。 首先获知出入库货物单位的体积大小，从而确定高架仓储单元格的尺寸。在三维仓储结构的设计时，货格尺寸是一个非常重要的设计内容，这个参数不仅仅影响到仓库面积的规划，同时影响空间利用率等，但对仓库也可以成功地出/入库相关商品。给定的仓储出/入库货物单位的的体积大小，高架单元的尺寸大小主要取决于货物单元在需要存储空间的大小和组件11。周围间隙太大或太小，都是不合理的。如果间隙过大，会造成空间的浪费，降低空间利用率，从而影响仓库容量。如果间隙太小，不足

22、以容纳，由于轨道误差的货架制造和安装误差，间隙，堆垛机的制造误差和重复性误差，在巷道口位置误差，解决物品大小偏移引起的误差，并对堆垛机的存取操作成功完成的影响。图2-3 高货架单元结构图2.2.1.2巷道式堆垛机本课题设计的立体仓储系统的货架间通道采用巷道堆垛机，所用的巷道堆垛机主要是上部承重的下垂式和上部导轨限定的下部承重两种方式。主要用于中、高层立体仓库。图2-4 巷道式堆垛机结构巷道式堆垛机包含：行走驱动部分、电控系统部分、升降驱动部分、地轨、底架、载货台、货叉、立柱、天轨等组成12。行走驱动部分负责驱动整个堆垛机行进，天轨、地轨负责给堆垛机构建前进导向，升降驱动部分负责升降载货台，立柱

23、为整个堆垛结构作支撑，货叉负责取下货架上的货料13。图2-5 堆垛机电机驱动结构 本课题的货架通道与堆垛机的立体仓储系统的设计，所选用的巷道式堆垛机，主承重由上往下垂和上承轨承载下部负载。主要用于高层仓库。 巷道式堆垛机包括：电力驱动部分，电气控制系统，升降驱动部分，铁轨，卡插底盘，承载台，叉，结构梁，天轨等14。 电力驱动部分，轨道驱动部分，堆垛机构沿上导轨，升降驱动部分负责吊装货物的中心，以整个柱层结构梁为支撑，以此来完成货物的出/入库。 由地面轨道堆垛机，换向机构和机架，行走机构，垂直升降机构，处理系统，定位和升降机构，主屏支持组合之间的“直线物流”和“载体”的接入功能，确保准确，流畅，

24、稳定，快速、可靠和完整；相关设备信息交换任务。同时可以最多6层接入网支持。（1）设计参数。行走轮的递送：300mm；负载功率：11.0kw，减速箱的减速比：1 / 11，电机：伺服电机；传动方式：链传动；电机的升降功率：9kw；减速箱：1 / 20；伺服电机最大速度：16m/min；升降方式：链传动，设置导向装置和平衡装置 停止精度：2.0mm；功率：0.4千瓦，传动比：1 / 14，伺服电机最大传输速度：45.4m/min；传动方式的选择：齿轮齿条传动，直线导轨用于定位；提升力：1KW；减速比：1 / 20；传动选择：蜗轮蜗杆，线性轴承导向。（2）框架结构。整个结构框架采用的是铝合金管连接并

25、装配，最终再进行焊接，以其容易程度，架构外观的美观程度，结构设计保证机架的强度和刚度来设计框架结构。顶部和底部加强区域安全，安装单位；行走机构设置操作维修平台和安全围栏。2.2.1.3 滚筒输送机图2-6 滚筒输送机结构员工在分配任务的基础上，把物料托盘放置在输送机。放置后，根据操作完成按钮，货物自动存储，后移交给堆垛机对接工位，堆垛机会来接。并依据货架堆垛机和地址，堆垛机自动到达相对应货品高架，进行添加，拣选工作15。堆垛机自动接收订单拣货出库，根据位置，到达输送机自动卸载货物的中转站。对于出库订单，货物经输送机自动出货，完成出库的任务工作。拣选，添加操作可以分为出库/入库的存储过程。堆垛机

26、接收添加，拣货单，将自动提货按地址，到达输送机的输送带，并输送到AGV物料对接口。当出库任务下达，计算机按任务控制输送机自动发货16。当操作者完成商品的选择，添加完成按钮后，按操作，货物自动存储，后移交给输送机，堆垛机会来接。并依据货架堆垛机和地址，堆垛机自动到达相对应货品高架，进行添加，拣选工作。（1）设计参数。长长的滚筒输送机：90mm；最大传输速度：25m/min，频率控制；传动方式：链长；滚道表面平整度：1.0mm；最大速度：40m/min；堆垛电机抬升方式选择：链传动，与此同时设计导向装置和平衡装置；停止网络方式：6；停止精度：+ 2.0mm17。（2）安全措施。链传动的安装板；顶部

27、和底部加强区域安全，安装单位；外部透明保护板；为阶梯检查维修，安全栏杆和平台安装在上部。（3）框架结构。架体由铝合金管连接与装配与焊接，以其容易容易程度，外观的美观程度，保证机架的强度和刚度方面具有极高的选择。2.2.2立体仓储结构硬件概述2.2.2.1 高货架硬件概述 根据承重要求选用钢材，选材依据（CECS 23：90 钢货架结构设计选材规范）19。2.2.2.2 堆垛机硬件概述 仓库设备应配备根据工艺和各方面的考虑，并根据货物的仓储，对频率和重量单位，确定各配套机械设备性能参数的大小。对于输送机，输送机的宽度是根据货物单元的大小决定，根据仓库的频率要求确定输送机的速度。 硬件设计方面，根

28、据规模，仓库货物的品种，机械设备存储的频率来选择最合适的，和主要参数的确定根据存储的频率；确定各机构的工作速度：单位根据选定的货物举升重量，搬运和输送堆垛装置，起重量是确定的；并依据存储货物单位尺寸，来确定输送机的规格选型，最终确定输送机子系统的输送速度和任务协调。2.2.2.3 输送机硬件概述输送机的类型是比较常见的，包括滚筒输送机，链式输送机，升降平台，配送车辆，提升机，皮带机等。2.3 AGV结构设计及硬件选型2.3.1 AGV机械设计概述AGV和机械手由整合成一部分。机械手可以伸缩，并能实现旋转等多轴全方位的要求；控制系统是整个系统的中枢，采用的是三菱PLC，它将驱动直流无刷电机，处理

29、传感器输入的信号，运行寻磁线的定位算法，并通过中控系统控制机械手的移动和无线通信功能，以及移动的方向，从装卸码头便可实时操作AGV机器人的计算机，可以实现实时控制20。驱动装置由差速轮，直流电源驱动直流无刷电机，高速全范围光电传感器、霍尔传感器和硬件控制电路；采用左右驱动轮的差速驱动保证AGV沿着正确轨道运行，以及对光电进行实时的系统；AGV机器人无线通信系统和上位机（PC机）通信，嵌入式计算机主控计算机和AGV机器人配备无线数据通信卡；供电系统提供直流电源，供电方式是48V蓄电池输出电源，以此保证连续工作12小时以上；安全装置采用红外传感器避障，障碍物检测，同时设计了避撞的机械结构，在AGV

30、碰撞到前方障碍物时，能够实时停下，对人员和设备的安全做最大保护。10液晶显示操作面板9、电量计8、自动挂钩7、准备运行按钮6、反向启动按钮13、PBS红外避障传感器15、挂钩升降按钮14、停止按钮12、安全触边11、急停开关5、正向启动按钮3、驱动升降按钮4、故障清除按钮2、音乐喇叭1、三色灯 图2-7 AGV前面板说明113、PX-22红外避障传感器图2-8 AGV前面板说明22.3.2 AGV硬件说明表2-1 系统AGV功能参数表基本功能潜伏牵引自身重量260kg导引方式磁导航行走方向前进/后退驱动方式4WD最大速度直线40m/min 弯25m/min工作速度直线30m/min 弯20m/

31、min地址读取方式RFID地标载重能力（牵引）大约1000kg水平牵引力753N爬坡能力小于1%最小转弯半径R900（不含拖车）直线导引精度10mm停止精度10mm尺寸长1975mm宽 441mm高297mm电机型号DC无刷电机输出功率100W x 4控制方式微电脑控制驱动模组驱动轮130聚氨酯传动方式链条功能障碍物检测03M感应距离安全缓冲触边有过载保护有信号灯红、黄、绿三色音乐喇叭5种声音选择电量计显示当前电池电量指定目的地最多255个站点设置路口交通管制装置选装异常报警有（音乐喇叭及信号灯）紧急停止开关有操作按钮启动、停止、运行准备、故障清除人机界面液晶显示及键盘输入驱动单元提升有蓄电池

32、DC24V、75AH充电方式离线充电2.3.2.1 PBS传感器表2-2 PBS传感器参数表供电电压24VDC（18-30VDC）供电电流250mA (100mA, 照明关闭），除I/O端子电流和冲流（500mA）激光光源红外线LED监测对象和范围300300mm白纸（与传感器发射表面平行）；0.2 to 3m2m（原点是扫描中心位置），扫描角度1802种扫描模式每个区域可单独设置输出输出光电耦合/NPN开集电极输出（30VDC 4mA），可用于设置监测区域监测区域设置监测区域转换：通过输入1, 2, 3, 4来设定区域；发射停止：输入1, 2, 3, 4同时为ON；输出响应时间180msec

33、 (扫描速度 1 rev./100msec)；输入响应时间周期：1个扫描时间（100msec）指示灯电源（绿）：故障时闪烁；输出1,2,3（黄）：灯亮表示监测到物体连接线长1m环境照明卤素/汞灯：10,000lx, 日光灯：6,000lx环境温湿度-10 to +50 degrees C, 85%RH（无凝露）振动双振幅1.5mm 10 to 55Hz, 每轴2个小时冲击490m/s2, 10次, X, Y, Z方向防护等级IP64(IEC 标准)寿命5 years（电动机寿命）材料前面： Polycarbonate, 后面：ABS重量约500g图2-9 AGV光电传感器 2.3.2.2 可编

34、程控制器选择 FX系列PLC拥有无以匹及的速度，高级的功能逻辑选件以及定位控制等特点；FX2N是从16到256的输入/输出多种选择的应用；FX2N系列是小型化，高速度，高性能，一切都是一个超级小程序装置相当于FX系列最高等级。除了25输入点的独立使用，也适用于连接，在多个基本组件在模拟控制，定位控制等特殊用途，是一种能满足PLC广泛多样化的需求。在基本单元连接的扩展单元或模块，可以灵活组合的输入和输出点16-256。你可以选择16 / 32 / 48 / 64 / 80 / 128点的主机，可以使用扩展模块最低8点扩展。根据电源的输出形式，自由选择。容量：内置800步RAM（输入注释）可以使用

35、储物箱，可以扩展到16K。软元素丰富的应用指令包含一些简单的指令，可以使用高速处理指令，输入滤波常数可变，中断输入处理，输出等。方便教学数字交换机的数据读取，16位数据的读取，读取输入矩阵，7段显示输出。数据处理，数据检索，数据整理，三角函数，平方根，浮点运算等。特殊目的，脉冲输出（为DC5V，千赫/ dc12v-24v），脉冲宽度调制，PID控制。外部设备通信，串行数据传输，ASCII码打印，进制ASCII转换，校验码等。时钟控制内置时钟数据比较，此外，减法，读，写21。三菱PLC-FX2N-80MR基本单元40输入/ 40路继电器输出。2.3.2.3 数模转换模块 Fuzzy-PID复合控

36、制型模拟量输出模块（以下简称Fuzzy-PID复合控制）用于将数字量2转换成电压或电流模拟量输出（0-10VDC或4-20mA），模拟控制外围设备的使用。Fuzzy-PID复合控制可以连接到FX0N，FX1N，FX2N系列可编程控制器和fx2nc22。1）根据连接方法，模拟输出可选择的输出电压或电流输出。在这个时候，这是一套以常见的两通道模拟输出（输出电压和电流输出）。2）两个模拟输出通道可以输出0直流10V，0至5V或420mA DC。提出不符合双通道输出特性。3）的数字模拟转换特性可调。4）该模块需要8个I/O点，他们可以被指定为输入或输出。5）使用/指令和PLC的数据传输。2.4 本章小

37、结 本章节从两部分概述了基于AGV的立体仓储系统的机械本体，第一部分阐述了立体仓储结构，这里又分三个小点，一是立体仓储高架，二是堆垛机，三是物料输送机，仓储高架是立体仓储的骨架，入库的货物经过输送机传送到堆垛机上料点，堆垛机再将货物送到货架上存储。出库同样的，堆垛机从高架上取出任务要求的货物，取下后卸载在输送机上，输送机将货物输送到AGV运送点，AGV上货完成后自动运输到工作点。第二部分是AGV在立体仓储中的概述，这一部阐述AGV的操作组成和安全机制。当输送机将货物运输到AGV上料点，AGV再将货物运载，运到各工位，进行供料，同时，各工位加工成品再运输到仓库，卸载到输送机上，输送机送回到堆垛机

38、上料点，堆垛机再将成品存储到仓库24。由此完成整个物料和成品的出入库。再从立体仓储的硬件选型进行说明，包括高架单元的硬件选型、堆垛机的硬件选型，输送机的硬件选型。第三章 AGV的控制系统3.1 AGV在立体仓储系统的应用分析 仓库物流是仓库的一大功能元素，物流系统的设计设计到物料输入输出的高频率，对物流成本的估算占重要组成部分23。在工业生产非常发达的美国，它的成本的20% 30%用于运费在物流过程中的开销，德国的物流运输成本也是比较高的，占到营业额的13，日本的物流成本也是非常高，占到国民生产总值的10.73%。而在生产过程中，物流在我国的运营成本，处理费用约占加工成本的15%。自从第二十世

39、纪80年代中期以来，57% AGV已经运用于汽车工业，而在德国，则高达64%25。从国外的公司的装配式物料输送系统的统计数据可以看出，自动引导车，即AGV，在铁路，汽车起重机，滚筒输送机、悬挂输送机的占比为41%，29%，9%，10%和11%26。表1可以看出国内外AGV销售在各行业的发展状况，由此我们可以知道AGV发展的势头，是非常迅速，并且稳定发展。表3-1 AGV 在国外各个行业的销售情况年份19931994199519961997汽车制造27.227.628.128.629.1航空国防10.69.99.28.57.9电子行业12.112.312.512.612.8服务行业20.721.

40、021.321.622.0工程机械8.78.68.68.68.6其它行业20.720.620.320.119.63.2 AGV在立体仓储系统中的控制设计3.2.1 控制设计说明表3-2 AGV功能一览表NO.名称功能说明状态1三色灯红灯：当AGV存在异常时亮灯。在液晶显示器上会显示其内容。 停止 | 急停触发：“急停开关”被按下时。 脱线 | 导航器：脱线的状态下。黄灯：当AGV存在异常时亮灯。在液晶显示器上会显示其内容。 暂停 | 障碍物： 检测障碍物停止时。绿灯亮起：当AGV正常时亮灯。在液晶显示器上会显示其内容。运行 | 速度值。例如:运行 | 50%2音乐喇叭播放警告音乐（提醒行人注意

41、避让）3驱动升降按钮用于驱动装置升降，每按一次开关，两个驱动装置同时上升或下降，请在磁条上方升降驱动。行驶过程中，不要按下驱动升降开关。4故障清除按钮清除AGV上一次故障。故障状态时故障灯亮，清除故障后故障灯灭。5正向启动按钮启动AGV正向运行6反向启动按钮启动AGV反向运行7准备运行按钮让AGV进入预备启动状态。运行准备后运转灯亮，未运行准备运行准备灯灭。8自动挂钩自动钩挂物料料车用9电量计显示电池的电量状态显示绿色时，表明电池电量充足；显示黄色时，表明电池电量低；显示红色，表明电池电量极低（需要更换电池）；10液晶显示操作面板显示工作状态，以及对AGV的地标命令进行编程。11急停开关AGV

42、停止、结束准备运行，紧急停止指示灯亮红灯闪烁12安全触边当防撞开关碰撞到障碍物时，AGV会马上停止，状态信号灯亮红灯，红外避障传感器的检测范围没有检测到任何障碍物的AGV启动。防止红外避障传感器失效，盲区等现象，起到安全作用。启动信号失效，处于停止状态13红外避障传感器当检测到有障碍物时给予AGV发出停止信号当检测到有障碍物时“AGV状态信号灯”黄色闪烁或者黄灯常亮。14停止按钮急速停止AGV15挂钩升降按钮用于挂钩升降的开关。每按动一次开关，进行升起或下降动作。当AGV的前方存在障碍物时，中央障碍物传感器以及左右障碍物传感器将会检测到障碍物，AGV停止。清除障碍物后，AGV自动重新起动27。

43、（1）利用“防撞”开关停止：当撞击防撞开关时，可使AGV急速刹车并永久停止，需再次重新启动方可让AGV运转。（2）利用“红外避障传感器”暂时停止：行驶过程中，在AGV前（“红外避障传感器”的检测范围内）放置障碍物后，AGV检测到障碍物后暂时停止。移除障碍物后延时2秒AGV自动启动。同时，液晶显示器显示当前AGV运行速度百分比。（3）利用外接的光电传感器停止：利用接到AGV停止信号外接光电传感器信号可使AGV永久停止。（4）利用“急停开关”永久停止：按动“急停”开关后，结束“运转准备”，电机紧急制动。AGV施加制动后永久停止。（5）利用“停止开关”永久停止：按动“停止”开关后，AGV正常减速停止

44、。停止完成后，AGV施加制动后永久停止。（6）利用RFID地标进行设定时间的暂时停止或永久停止。3.3 AGV在立体仓储系统中的软件设计 3.3.1 功能分析 在仓储系统的整个系统运行过程中，控制的核心技术是非常复杂的，但主要包括在两个方面：一个是自动跟踪定位，在自动仓库堆垛机上是非常重要的，这个要求定位精度要高，而且安全性要高；另一方面，就是RFID自动检测系统，这个可以从侧面反映堆垛机在运行中的定位程度，而在出入库的物料数据有另外一个很大的作用就是更新数据28。 RFID系统主要分为两部分：第一个部分就是应用功能，第二个部分就是读写操作信息操作。电子标签的读写操作，有相对固定的通信格式在相应的系统中，用户只需要完成相应的控制根据通信格式。 通过改变代码中的通信格式命令，可以实现读写等操作命令。主控制器控制读者完成读操作为例来说明设计程序。为了完成PLC ID控制器，PLC控制器发送正确的命令ID控制器，自由的VI指令XMT的控制器（发送命令数据）和RCV（指令接收数据）来完成对ID控制器操作。当货物到达装货港，光电传感器的开关信号触发，PLC执行发送命令端口XMT，命令自动读取端口（自动读取），然后PLC端口