Lazeriu{0}} valdomos AGV (automatizuotos valdomos transporto priemonės), kaip pagrindinė išmaniosios gamybos ir išmaniosios logistikos įranga, labai priklauso nuo mokslinio ir standartizuoto dizaino, kad būtų pasiektas didelis tikslumas ir didelis lankstumas. Remiantis lazerinės navigacijos AGV projektavimo standartais ir inžinerijos praktika, šiame straipsnyje pateikiama nuodugni pagrindinių projektavimo aspektų analizė ir įgyvendinimo detalės, atsižvelgiant į pagrindinius techninius matmenis, pvz., padėties nustatymo tikslumą, mechaninę struktūrą ir elektrinę konfigūraciją. Tai yra profesionali nuoroda pramonės inžinieriams.
I. Lazerio padėties nustatymo tikslumas: našumo standartai idealiomis sąlygomis ir reikalavimai didelio tikslumo scenarijams
Lazerinės navigacijos AGV padėties nustatymo tikslumas yra pagrindinis veiklos rodiklis. Jis yra glaudžiai susijęs su lazerio regėjimo lauku (FOV), taip pat įtakoja bandymo sąlygos, transporto priemonės konstrukcija ir veikimo aplinka.
1.1 Pagrindiniai tikslumo parametrai (idealios sąlygos)
Naudojant padėklų kėlimo AGV kaip bandomąją transporto priemonę, buvo atlikta dešimt pakartotinių važiavimų tuo pačiu maršrutu idealiomis sąlygomis (be okliuzijos, plokščios grindys, be elektromagnetinių trukdžių). Skirtingoms lazerio FOV konfigūracijoms buvo gautos šios pamatinės vertės:
| Lazerinis FOV ( laipsnis ) | Padėties tikslumas (mm) | Kampinis tikslumas ( laipsnis ) |
|---|---|---|
| 200 | ±12 | ±0.2 |
| 180–190 | ±14 | ±0.3 |
| 160–170 | ±18 | ±0.3 |
| 150 | ±24 | ±0.3 |
Pastaba:
Šios vertės yra apytikslios tikslumo nuorodos, gautos laboratorinėmis sąlygomis, ir jų negalima naudoti tiesiogiai pagal{0}}priėmimo vietoje kriterijus. Realiuose pritaikymuose tikslumas turi būti visapusiškai įvertintas ir pakoreguotas atsižvelgiant į aplinkos išdėstymą, kliūčių pasiskirstymą, grindų būklę ir veikimo greitį.
1.2 Reikalavimai didelio tikslumo scenarijams
Esant didelio-tikslumo scenarijams, pvz., tikslios surinkimo linijos ir didelio{1}}tankio sandėliavimo sistemos, privalomos šios sąlygos:
Lazerinis FOV lygus arba didesnis nei 270 laipsnių, siekiant išplėsti nuskaitymo aprėptį ir sumažinti akląsias zonas;
Privalomas lazerinės navigacijos projekto galimybių analizės vykdymas, sutelkiant dėmesį į kliūčių pasiskirstymą, grindų sąlygas ir elektromagnetinius trukdžius, kad būtų užtikrintas tinkamas sistemos suderinimas.
Žvelgiant iš techninės perspektyvos, lazerio padėties nustatymo tikslumą kartu lemia taškinių debesų tankis, funkcijų{0}}atitikties perteklius ir pozos įvertinimo tikslumas. Didesnis FOV padidina efektyvių nuskaitymo taškų skaičių ir pagerina funkcijų-atitikimo stabilumą, taip sumažinant padėties nustatymo klaidą. Santykį galima apytiksliai išreikšti taip:
Ep=k / θ;
kur Ep reiškia padėties nustatymo paklaidą, θ yra lazerio matymo laukas (FOV), o k yra aplinkos korekcijos koeficientas. Idealiomis sąlygomis k paprastai svyruoja nuo 1,2 iki 1,5, o sudėtingose aplinkose jis gali viršyti 2,0.
II. Lazerio diegimo padėtis ir -vaizdo{2}}optimizavimo laukas
Lazerio įrengimo padėtis tiesiogiai veikia nuskaitymo aprėptį ir ilgalaikį -padėties stabilumą, todėl ji turi būti suprojektuota glaudžiai derinant su AGV korpuso struktūra.
2.1 Pagrindinės diegimo schemos
| Montavimo padėtis | Dizaino svarstymai | Rekomenduojamas FOV | Orientacijos reikalavimas |
|---|---|---|---|
| Išilgai transporto priemonės vidurio linijos | Struktūrinės išpjovos turi būti rezervuotos, kad visiškai atlaisvintumėte nuskaitymo kampą ir išvengtumėte kūno okliuzijos | 270 laipsnių | Mygtukas nukreiptas į išorę, sulygiuotas su transporto priemonės kursu arba priešais jį |
| Transporto priemonės kampelis | Norint užtikrinti netrukdomą nuskaitymo kelią ir stabilų tvirtinimą, reikalingos tam skirtos įdubos | 270 laipsnių | Mygtukas nukreiptas į išorę, sulygiuotas su transporto priemonės kursu arba priešais jį |
2.2 Pagrindiniai diegimo reikalavimai
Montavimo aukštis:Žemo-profilio AGV lazerio galvutė turi būti sumontuota daugiau nei 20 cm virš žemės, kad būtų išvengta kliūčių nuo šiukšlių ir sumažintų atspindinčius trukdžius.
Horizontalaus reguliavimo galimybė:Tvirtinimo konstrukcija turi palaikyti horizontalų kalibravimą, pageidautina naudojant spyruoklinius{0}}slankiuosius arba reguliuojamus varžtus, kad skenavimo plokštuma būtų lygiagreti grindims.
Skenavimo plokštumos prošvaisa:Lazerinio skenavimo plokštuma turi išlaikyti mažiausiai 15 cm atstumą nuo optinio ryšio jutiklių, kad būtų išvengta signalo trukdžių.
Pagrindinis principas:
Įrengiant lazerį, pirmenybė turėtų būti teikiama maksimaliai efektyviai nuskaitymo aprėpčiai, tuo pačiu sumažinant išorinius trukdžius, nepakenkiant paleidimo patogumui ir veikimo stabilumui.
III. Lazerinio tvirtinimo kronšteino konstrukcinis dizainas
Lazerio tvirtinimo kronšteinas turi atitikti tris pagrindinius reikalavimus: konstrukcijos tvirtumas, lengvas reguliavimas ir atsparumas trukdžiams.
3.1 Diegimo nuorodos pasirinkimas
Laikiklis turi būti tvirtinamas tiesiai prie važiuoklės, o ne prie nuimamų kėbulo plokščių, kad po techninės priežiūros neįvyktų pakartotinis kalibravimas.
Norint išvengti laikysenos poslinkio dėl ilgalaikės vibracijos, rekomenduojami -stiprūs varžtai ir anti- poveržlės.
3.2 Horizontalaus reguliavimo mechanizmas
Rekomenduojama trijų{0}}taškų atramos reguliavimo struktūra, leidžianti tolygiai kalibruoti naudojant paskirstytus reguliavimo varžtus, kurių tikslumas yra iki ±0,1 laipsnio.
Reikėtų sukurti standartizuotus horizontalius kalibravimo įrenginius, kurie leistų sutrumpinti reguliavimo laiką nuo 1–2 valandų iki maždaug 15–20 minučių.
Reguliavimo mechanizmas turi turėti savaime{0}}užsifiksuojančią konstrukciją, pvz., fiksavimo veržles, kad būtų išvengta vibracijos{1}}sukeliamų nuokrypių.
3.3 Apsaugos nuo -trukdžių
Kad būtų išvengta signalo trukdžių, lazerio tvirtinimo kronšteinas turi būti pakankamai atskirtas nuo optinio ryšio jutiklių ir saugos lazerinių skaitytuvų, horizontaliu – 15 cm, o vertikaliu – ne mažesniu kaip 10 cm atstumu.
IV. Grindų lygumo ir kompensavimo priemonių poveikis
Grindų lygumas yra esminis aplinkos veiksnys, turintis įtakos lazerio padėties nustatymo tikslumui, todėl į jį reikia atsižvelgti atliekant kiekybinę analizę ir optimizuojant struktūrą.
4.1 Kiekybinis grindų nelygumo poveikis
Kai grindų nelygumai lemia nuolydžio kampą, susidariusią padėties nustatymo paklaidą galima įvertinti taip:
Pvz.,=H × tan( );
čia H yra lazerio galvutės įrengimo aukštis (milimetrais) ir nuolydžio kampas (laipsniais).
Pavyzdžiui, kai H=300 mm ir=0.5 laipsniai, Eg yra maždaug 2,6 mm.
Kai padidėja iki 1 laipsnio, Pvz. padidėja iki maždaug 5,2 mm, o tai jau artėja prie klaidos slenksčio vidutinio{2}} ir mažo{3}} tikslumo programoms.
4.2 Imituoto bandymo scenarijaus kūrimas
Sukurkite reguliuojamą{0}}nuolydžio bandymo platformą su nuo 0 iki 3 laipsnių diapazonu, apimančią tipiškus pramoninių grindų nuolydžius;
Įrašyti padėties nustatymo paklaidą esant įvairiems nuolydžiams ir darbo greičiams, pvz., 0,5 m/s, 1,0 m/s ir 1,5 m/s;
Sukurkite klaidų kompensavimo modelį, pagrįstą bandymo duomenimis, ir integruokite jį į AGV valdymo sistemą, kad algoritmiškai ištaisytumėte žingsnio{0}}sukeltus nuokrypius.
V. Mechaninio projektavimo erdvės rezervavimo gairės
Tinkamas vietos rezervavimas mechaninio projektavimo etape turi tiesioginės įtakos paleidimo efektyvumui ir ilgalaikei priežiūrai{0}}.
5.1 Pramoninio kompiuterio vietos rezervavimas
Mažiausiai 15 cm x 15 cm veikimo erdvės turėtų būti rezervuota aplink sąsajos sritis, kad būtų lengviau derinti ir prižiūrėti;
Montavimo vietoje turi būti vengiama tiesioginio dulkių ir alyvos užteršimo, paliekant bent 5 cm tarpą šilumai išsklaidyti.
5.2 Navigacijos lazerinės erdvės rezervavimas
Prieš lazerį esanti sritis, ypač mygtuko sritis, neturi būti uždara. Rekomenduojami kilnojamieji dangčiai arba atviros konstrukcijos;
Atidarymo plotis turi būti ne mažesnis nei projektuojamas skenavimo plotis, atitinkantis lazerinį FOV, kad būtų išvengta struktūrinių kliūčių kalibravimo metu.
5.3 Saugos vietos rezervavimas lazeriu
Saugos lazerio paleidimo kabeliai turi būti iš anksto{0}}įvedami į kabelių kanalus arba specialias jungiamąsias dėžes, kad būtų išvengta eksploatavimo uždarose erdvėse;
Kabelio ilgis turi būti ne mažesnis kaip 1,5 m, naudojant lanksčius, ekranuotus kabelius su dideliu atsparumu lenkimui.
VI. Elektros įrangos parinkimas ir montavimas
Elektros sistemos projektavimas yra labai svarbus darbo saugai ir padėties nustatymo patikimumui, o saugos lazeriniai skaitytuvai yra pagrindinis dėmesys.
6.1 Apsauginio lazerio kiekio pasirinkimas
| Transporto priemonės dydis ir saugus lazerio aprėptis | Atrankos principas |
|---|---|
| Transporto priemonės dydis mažesnis nei saugos lazerio aprėptis | Visiškai aprėpti be aklųjų zonų pakanka vieno saugos lazerio |
| Transporto priemonės dydis didesnis nei saugos lazerio aprėptis | Kad būtų užtikrinta 360 laipsnių apsauga, reikalingi du ar daugiau įrenginių, kurių nuskaitymo kampai persidengia bent 10 laipsnių |
6.2 Saugos lazerio įrengimo reikalavimai
Įprastas įrengimo aukštis svyruoja nuo 20 iki 30 cm, subalansuojant kliūčių aptikimo galimybę ir klaidingo -sujungimo prevenciją;
Kai sumontuoti keli įrenginiai, visos skenavimo plokštumos turi būti išlygiuotos tame pačiame horizontaliame lygyje, o nuokrypis ne didesnis kaip ±0,5 laipsnio;
Montavimo vietos turi būti atokiau nuo vibracijos šaltinių, tokių kaip varikliai ir hidrauliniai siurbliai. Kai reikia, rekomenduojamos vibraciją{1}}slopinančios trinkelės.
6.3 Elektros prijungimo specifikacijos
Turi būti naudojami vytos poros ekranuoti kabeliai, kurių ekranas įžemintas viename taške, o įžeminimo varža neviršija 4 omų;
Sąsajos apsaugos laipsnis turi būti ne žemesnis nei IP65, kad būtų išvengta dulkių ir alyvos patekimo;
Atsarginės elektrinės sąsajos turėtų būti rezervuotos, kad būtų palaikoma būsima funkcinė plėtra.
VII. Pagrindinių projektavimo principų santrauka
Lazerinės navigacijos AGV projektavimas yra suderinto optimizavimo procesas mechaninėse, elektrinėse ir algoritminėse srityse. Pagrindiniai principai apima:
Pirmiausia tikslumas:Pagerinkite padėties nustatymo tikslumą optimizuodami FOV, įrengimo dizainą, montavimo struktūrą ir algoritminį kompensavimą;
Lengva priežiūra:Rezervuokite pakankamai darbo vietos svarbiems komponentams ir skatinkite standartizuotas montavimo ir paleidimo procedūras;
Saugumas ir patikimumas:Tinkamai parinkdami ir sumontuodami saugų lazerį, užtikrinkite visišką{0}}srities apsaugą ir suprojektuokite elektros sistemas su stipria anti-trukdžių galia;
Scenarijaus pritaikymas:Prieš projektuodami atlikite išsamius svetainės tyrimus ir įgyvendinkite pritaikytą optimizavimą, pagrįstą grindų sąlygomis, kliūčių išdėstymu ir veikimo greičiu.
Laikantis šių projektavimo standartų ir inžinerinių detalių, galima žymiai pagerinti lazerinių navigacinių AGV{0}}pritaikymą vietoje ir veikimo stabilumą, suteikiant patikimus ir veiksmingus medžiagų tvarkymo sprendimus išmaniai gamybai ir sumaniai logistikai.
