Đồ án xe tự hành AGV di chuyển theo line - Phần thiết kế và chế tạo

Uniduc JSC - 2021-02-02 14:26:09 | 943 lượt xem

Mục lục

Xem thêm: Xe tự hành AGV (automated guided vehicle) - robot tự hành AGV

Xem thêm: Robot AGV 2021 phiên bản mới nhất dùng cho xưởng sản xuất

Để thiết kế một đồ án xe tự hành AGV hoàn chỉnh  bàn phải trải qua nhiều công đoạn khác nhau. Trong đó phần thiết kế và chế tạo là khâu quan trọng và cuối cùng để đưa ra mẫu xe có số liệu ứng với thực tế tại các nhà máy. Cơ sở để thiết kế và chế tạo xe tự hành là gì? Vậy nội thiết kế và chế tạo bao gồm những gì? Hãy cùng tìm hiểu qua bài viết dưới đây.

I. Phân tích cơ sở dữ liệu trong đồ án xe tự hành AGV

1. Phân tích dữ liệu thực tế

Cơ sở cho việc thiết kế và chế tạo là dựa trên dự liệu thực thế của nhà máy. Nội dung bao gồm:

- Kế hoạch sản xuất cho mỗi ngày.

- Số lượng hàng trong mỗi thùng.

- Số lượng cần chuyển.

- Số lượng cần chuyển cho mỗi chuyến.

- Khoảng cách di chuyển.

- Số lần vận chuyển trong một ngày.

- Khoảng cách di chuyển trong một ngày là bao nhiêu?

- Thời gian vận chuyển cho môi lần.

- Kích cỡ của thùng hàng.

- Kích cỡ cần thiết của xe AGV 

- Kích cỡ cần thiết của xe chất hàng.

Từ những số liệu thực tế của đơn vị sản xuất cần vận chuyển để đưa ra giải pháp thiết kế cho AGV sao cho phù hợp. Xe thiết kế phải đảm bảo được sự linh hoạt cũng như chi phí kinh tế. Việc thiết kế bàn phím được gắn trực tiếp lên xe AGV  rất thuận tiện cho việc thay đổi xưởng làm việc. Đồng thời, người kỹ thuật viên cũng điều chỉnh đường đi cho xe thông qua màn hình LCD.

2.Phân tích hệ thống và nguyên lý hoạt động

Phần tích và xây dựng hệ thống bao gồm những nội dung chính sau đây:

Thiết kế và xây dựng hệ thống làm việc

- Hệ thống line: Chức năng dẫn hướng cho xe hoạt động theo hình trình được lập trình sẵn. Hệ thống này có chi phí rẻ được rất nhiều công ty chọn lựa.

 - Hệ thống RFID: Hệ thống này có chức năng chính trong việc dẫn hướng cho xe tự hành. Nó cho phép xe xác định vị trí của mình đang ở đâu và di truyền đúng lịch trình. RFID dùng sóng RF để truyền và nhận dữ liệu, thẻ RFID dán trên các vị trí trong đường đi. 

 - Hệ thống các bến nhận xe: Đây là hệ thống các rãnh giúp người vận đặt xe đúng vị trí mà không cần phải căn chỉnh.

 - Vị trí đặt xe ban đầu:  Vị để xe có thể sạc dễ dàng nhanh chóng nhất.

3. Nguyên lý hoạt động của xe

Xe tự hành AGV di chuyển theo các đường line sẽ nhận biết vị trí của mình thông qua hệ thống RFID khu vực có xe chở hàng. Sau khi đã xác định xe AGV có hàng nhờ cảm biến gắn trên xe. Cơ cấu nâng, định vị, cơ cấu trục quay sẽ làm việc để giữ chắc xe hàng phía trên.

Sau đó xe tiếp tục di chuyển theo line và xác định vị trí bằng hệ thống RFID để vào kho, dừng lại nơi SCAN TEM. Sau khi thực hiện scan tem công nhân vận hàng sẽ chọn nút select để đưa hàng đến vị trí và di chuyển xe lại vị trí yêu cầu. 

II. Thiết kế và chế tạo hệ thống cơ khí cho đồ án xe tự hành AGV

Phần cơ khí của xe gồm những thông số và được tính toán như sau:

thiết kế xe tự hành agv

1. Tính toán để chọn động cơ chính cho xe

Trong phần này bạn cần tính toán các thông số sau đây: 

  • Tính lực cản tĩnh theo khối lượng chuyên chở, xe và trạng thái đường đi.

  • Tính mô men động cơ sinh ra để thắng lực cản.

  • Tính công suất của động cơ khi chuyển động có thêm tải. Công suất của động cơ cần chọn lựa dựa trên các thông số lớn nhất do yêu cầu cần đặt ra.

Trong quá trình chuyền động xe chịu tác động bởi nhiều lực từ bên ngoài. Để đảm bảo công suất cho xe AGV vận chuyển tốt nên chọn công suất lớn hơn tính toán. Từ công suất chọn thông số điện áp sau đó tính ra dòng điện cần thiết cho động cơ. 

2. Chọn ắc quy cho xe

Chọn ắc quy cho xe bạn nên tính được thời lượng dùng dựa trên:

  • Dung lượng bình.

  • Hiệu điện thế.

  • Hiệu suất của hệ thống

  • Công suất tiêu thụ của tải.

Tư thời gian yêu cầu cho quá trình vận chuyển tiến hành tính ngược dung lượng bình ắc quy cần thiết cho xe tư hành. 

3. Thiết kế hệ thống truyền động trong đồ án xe tự hành agv

3.1  Chọn động cơ và phân tích tỷ số truyền

Trong đồ án thiết kế xe tự hành AGV thì chọn động cơ là một việc hết sức quan trọng trong kỹ thuật, tính kinh và độ tin cậy của xe,. Động cơ xe tự hành cần đảm bảo các yếu tố sau đây:

- Động cơ phải có đủ công suất kéo. 

- Tốc độ phải phù hợp và đáp ứng được yêu cầu hiệu chỉnh trong quá trình làm việc.

- Thỏa mãn yêu cầu về việc tăng tốc và hãm tốc độ. 

 - Phù hợp với nguồn năng lượng điện sử dụng (loại dòng điện, điện áp cung cấp). Thích hợp với điều kiện làm việc (trong xưởng công nghiệp, nhiều bụi, nhiệt độ, độ ẩm…).

 - Giá thành phù hợp nhưng vẫn đảm bảo yêu cầu. 

Việc chọn động cơ bạn cần tính toán chính xác tốc độ quay của bánh xe thông qua vận tốc, đường kính bánh xe và tải trọng xe mang. Sau đó tính tỷ số truyền chung thông qua mối tương quan giữa số vòng quay của động cơ và số vòng quay của bánh xe.

3.2  Thiết kế bộ truyền xích

Vì các xe tự hành AGV có tải trọng nhỏ và vận tốc thấp nên ta sử dụng xích ống con lăn. Tùy vào tốc độ mà ta chọn răng đĩa có số răng khác nhau.

3.3  Chọn ổ lăn

- Trục cấp I và II có lực tác dụng dọc theo trục nên ta chọn ổ bi đỡ chặn.

- Trục I chọn ổ bi theo tiêu chuẩn kí hiệu: 6000 với đường kính ngoài 26mm, đường kính lỗ là 10mm. 

- Trục II chọn ổ bi theo tiêu chuẩn kí hiệu: 6200 với đường kính ngoài 30mm, đường kính lỗ là 10mm

3.4  Thiết kế chế tạo bánh xe

Việc thiết kế và chọn bánh xe rất quan trọng vì nó ảnh hưởng trực tiếp đến công suất của động cơ, khả năng tăng tốc và sự linh hoạt trong vận chuyển. Thông thường chọn các loại bánh có đường kính tầm 200mm bên ngoài được bọc cao su để tăng độ bám và tinh linh hoạt.

3.5  Chế tạo khung xe

Khung là thành phần rất quan trọng của xe tự hành AGV.  Vì đây là cơ cấu  chứa đựng tất cả các thành phần về chuyển động cũng như phần điều khiển. Vấn đề thiết kế và chế tạo khung xe ảnh hướng đến sự ổn định, tính linh hoạt của xe. Do đó, khi thiết kế yêu cầu cần đảm bảo độ chắc chắn.

III. Thiết kế và chế tạo mạch điều khiển

Vấn đề  thiết kế mạch điện thường sử dụng phần mềm  ORCAD. Đây là phần mềm sử dụng phổ biến hiện nay. 

1. Driver điều khiển động cơ 

Việc nghiên cứu và thiết kế driver điều khiển cho động cơ là một quá trình phức tạp và hết sức quan trọng. Vì nó trực tiếp ảnh hưởng đến quá trình làm việc của xe AGV cũng như tính kinh tế đầu tư. Vi điều khiển atemega 8 làm chíp xử lý tín hiệu phản hồi từ encoder của động cơ được sử dụng hiện nay.  Việc truyền dữ liệu và  thay đổi tốc độ động cơ rất chính xác

Driver gồm có hai phần: 

- Mạch điều khiển: Bao gồm khối nguồn, bộ tạo dao động, cùng với chíp vi xử lý atemega 8 để xuất tín hiệu điều khiển động cơ. 

- Mạch động lực: Gồm có hai loại Fet IRF9540 và IRF3205 dùng để cung cấp nguồn điện cho động cơ chạy. 

2. Board nhận và xử lý tín hiệu RFID 

Mạch điều khiển sử dụng công nghệ chip atemega 8 để nhận tín hiệu từ các board RFID. Việc nhận thông tin qua chuẩn truyền thông nối tiếp RS232 từ đó tín hiệu được xuất về bộ xử lý trung tâm. Bo xử lý cũng là một thành phần quan trọng cần lưu ý khi xây dựng đồ án xe tự hành agv

Board RF control nhận và xử lý tín hiệu quy định đường đi và gọi xe AGV 

Trong nội dung đồ án xe tự hành AGV thì Board RF control là một hệ thống thông minh có nhiệm vụ xử lý các tín hiệu gọi xe AGV từ hệ thống dây chuyền trong công ty. Ngay sau khi người vận hành nhấn nút gọi xe AGV, board RF control nhận lập tức truyền tín hiệu đến cho xe AGV. Xe sẽ tiến hạnh chạy đến nơi có xe đã đầy hàng. Khi AGV hoàn tất các quy trình chạy giao hàng môt tín hiệu báo cho hệ thống RF control biết và nhận lệnh tiếp theo từ RF control.

Thông thường Board RF control sẽ bao gồm các phần sau đây:

- Khối nguồn nuôi.

- Chíp vi điều khiển atemega 16 để điều khiển việc truyền và nhận tín hiệu.

- bộ phận đèn báo hệ thống dây chuyền (line trong công ty) có xe hàng cần đưa về kho.

- Module APC220-43 dùng thu phát tín hiệu không dây. 

Hệ thống sử dụng RS232 để truyền thông tin các bít đã được mã hóa thành tín hiệu truyền qua lại giữa RF master và RF slave. RF master làm nhiệm vụ lưu trữ các thông tin từ RF slave theo thứ tự một cách chính xác. 

Khi xe AGV hoàn tất các nhiệm vụ RF AGV xuất tín hiệu quy trình đã hoàn tất cho RF master và nhận nhiệm vụ mới.   

Trên đây là toàn bộ thông tin thiết kế và chế tạo trong xây dựng đồ án xe tự hành AGV di chuyển theo line. Hy vọng, với thông tin bài viết trên sẽ giúp ích cho vấn đề nghiên cứu và tìm hiểu của bạn đọc. Nếu công ty bạn đang có ý định về đầu từ xe tự hành hãy liên hệ đến công ty cổ phần Uniduc để được tư vấn.

Bạn hãy đăng kí kênh Youtube của Uniduc để xem được tin tức những robot mới nhất của Uniduc nghiên cứu phát triển TẠI ĐÂY

Chúc bạn thành đạt trong công việc và hạnh phúc trong cuộc sống!

UNIDUC - Chuyên Dây Chuyền Sản Xuất Khẩu Trang Y tế, Robot.

Địa chỉ: 22 Đường 54, Thảo Điền, Quận 2, TP Hồ Chí Minh, Việt Nam

Hotline Tư Vấn Miễn Phí: 089 6688 629 (Mr Đức)

Email:  [email protected]

Website: https://uniduc.com/vi/

Đăng kí nhận tin mới



Đánh giá bài viết

0%

0 Tổng người đánh giá
5
0%
4
0%
3
0%
2
0%
1
0%