Đang tải... (xem toàn văn)
1.2 Mục đích nghiên cứuThiết kế và tạo ra một chiếc xe có khả năng dò đường như một robot tự động và phải tránh được các chướng ngại vật nhờ vào các cảm biến.Nâng cao năng suất lao động, thời gian và số chuyến vận chuyển sản phẩm tăng lên và đem lại lợi nhuận cho doanh nghiệp.Đề tài gồm nhiều môn học chuyên ngành liên quan vì vậy qua đề tài giúp nhóm hiểu rõ, nắm sâu hơn về những kiến thức đã đượchọc.1.3 Nội dung và phạm vi nghiên cứuNghiên cứu và tạo ra một kết cấu cơ khí hợp lý và vững chắc cho AGV.Thiết kế bộ driver điều khiển động cơ dùng mạch cầu H và kết hợp với bộ PID điều khiển một cách chính xác vị trí, tốcđộ.Thiết kế các module cảm biến giúp xe xác định đường đi, vật cản và nhận định chính xác xe khi kếtnối..Thiết kế mạch đo dung lượng của Acquy, kết hợp lập trình tạo nên một xe AGV có khả năng sạc bình tự động nhằm đảm bảo năng lượng cho xe hoạtđộng.Cách kết nối các mạch lại với nhau để tạo một AGV hoànchỉnh.
1 Chương 1: Giới thiệu chung 1.1 Lý chọn đề tài Đất nước ta giai đoạn công nghiệp hóa đại hóa Để tiến kịp nước khu vực giới, công nghiệp nước nhà cần tiếp cận công nghệ thiết bị đại Các cán kĩ thuật cần trang bị kiến thức mới, đẩy nhanh trình phát triển đất nước Kĩ thuật robot ứng dụng rộng rãi nhiều lĩnh vực nhiều nước, đem lại hiệu to lớn sản xuất công nghiệp, quốc phòng, y tế, xã hội, thám hiểm vũ trụ Tuy nhiên, tình hình sử dụng robot sản xuất Việt Namcòn Việc ứng dụng robot công nghiệphiện lĩnh vực mẻ công nghiệp nước nhà Trong xu hướng phát triển chung việc nghiên cứu sử dụng robot Việt Nam chắn phát triển AGV loại robot sử dụng nước ngành công nghiệp dùng để chuyên chở tự động Tuy nhiên Việt Nam công nghệ chưa áp dụng nhiều thựctế Hiện nay, hầu hết ngành công nghiệp Việt Nam có quy mô lớn chất lượng chưa cao hạn chế khoa học kĩ thuật, máy móc thiết bị thô sơ nên suất lao động đạt mức trung bình lợi nhuận giảm phải thuê mướn lượng công nhân lớn Do đề tài nhóm tác giảmang tên “THIẾT KẾ, CHẾ TẠO XE AGV” 1.2 Mục đích nghiên cứu - Thiết kế tạo xe có khả dò đường robot tự động phải tránh chướng ngại vật nhờ vào cảm biến - Nâng cao suất lao động, thời gian số chuyến vận chuyển sản phẩm tăng lên đem lại lợi nhuận cho doanh nghiệp - Đề tài gồm nhiều môn học chuyên ngành liên quan qua đề tài giúp nhóm hiểu rõ, nắm sâu kiến thức đượchọc 1.3 Nội dung phạm vi nghiên cứu - Nghiên cứu tạo kết cấu khí hợp lý vững cho AGV - Thiết kế driver điều khiển động dùng mạch cầu H kết hợp với PID điều khiển cách xác vị trí, tốcđộ THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO XEAGV - Thiết kế module cảm biến giúp xe xác định đường đi, vật cản nhận định xác xe kếtnối - Thiết kế mạch đo dung lượng Acquy, kết hợp lập trình tạo nên xe AGV có khả sạc bình tự động nhằm đảm bảo lượng cho xe hoạtđộng - Cách kết nối mạch lại với để tạo AGV hoànchỉnh 1.4 Ý nghĩa khoa học - Mang đến bước tiến vượt trội việc áp dụng khoa học công nghệ đại vào quy trình sản xuất, tảng sở để xây dựng quy trình tự động hóa với thiết bị máy móc tốt tương lai - Thể lĩnh tầm hiểu biết ngày nâng cao sinh viên nắm bắt kiến thức khoa học kỹ thuật vận dụng cách sáng tạo, có hiệu vào thực tiễn cuộcsống 1.5 Ý nghĩa thực tiễn - Tự động hóa sản xuất hàng hóa nâng cao suất lao động, cải thiện chất lượng sản phẩm - Về ý nghĩa nhân văn, thay thể người vị trí nguy hiểm, dễ gây tai nạn lao động trình làmviệc 1.6 Nhiệm vụ nghiên cứu • AGV đề tài nghiên cứu xe chở hàng công nghiệp không người lái Nó có kích thước khác để mang tải trọng từ vài kg đến tải trọng hàng trăm tấn.Tuy nhiên khuôn khổ đồ án tốt nghiệp với khả hạn hẹp, nên để đề tài có tính khả thi cao, nhóm đề nhiệm vụ việc thiết kế chế tạo xe AGV sau: - Chế tạo kết cấu kết cấu khí cho xe AGV loại xe chở có khay để hàng với tải trọng 150kg (không tính trọng lượng xe).Đảm bảo được độ vững xe hàng hóa trình di chuyển, tạo ổn định thuận lợi cho phần điềukhiển - Thiết kế mạch điện tử cho AGV hoạt động ổnđịnh - Lập trình điều khiển cho AGV chạy bám theo vạch kim loại với tốc độ ổn định 25m/phút Thiết kế cho AGV có khả phát vật cản trình di chuyển đồng thời đưa cảnh báo an toàn THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO XEAGV thông qua còi báo đènbáo - Tìm hiểu thiết kế nguồn lượng cho xe nguồn chiều DC 1.7 Phương pháp nghiên cứu: - Tìm hiểu thông qua sách, báo, viết chuyên đề thông qua mạng internet nhằm rút mô hình phù hợpnhất - Học hỏi thầy có nhiều kinh nghiệm lĩnh vực robocon để có hướng giải nhanh tốthơn 1.8 Bố cục đề tài Nội dung báo cáo gồm 4chương: • Chương 1: Giới thiệu chung • Chương 2: Tổng quan xe tự hành AVG • Chương 3: Mô hình hóa mô hệ thống • Chương 4: Thiết kế hệ thống Phần cuối báo cáo danh mục tài liệu thamkhảo THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO XEAGV CHƯƠNG2: Tổng quan xe tự hành AVG 2.1 Xe AGV gì? Khái niệm xe tự hành AGV (Automated Guided Vehicle) khái niệm chung tất hệ thống có khả vận chuyển mà không cần người lái Trong công nghiệp AGV hiểu xe chuyên chở tự động áp dụng lĩnh vực: - Cung cấp xếp linh kiện khu vực kho sảnxuất - Chuyển hàng trạm sảnxuất - Phân phối, cung ứng sản phẩm, đặc biệt bánbuôn - Cung cấp, xếp lĩnh vực đặc biệt bệnh viên, siêu thị, văn phòng Qua tất ứng dụng trên, AGV thể rõ hiệu như: giúp giảm thiệt hại kiểm kê, xếp sản xuất linh hoạt hơn, giảm thiểu nguồn nhân lựcv.v… AGV giúp giảm chi phí chế tạo, tăng hiệu sản xuất Chúng chế tạo để chuyển hàng, kéo hàng, nâng hoàng cấp phát cho số vị trí làm việc định 2.2 Lịch sử phát triển • Hệ thống xe dẫn hướng tự động (AGVS) tồn từ năm 1953 Barrett Electronics Of Northbrook, bang Illinois – USA, Savant Automation of Walker, bang Michigan – USA Một nhà phát minh với giấc mơ sáng chế phương pháp tự động hóa người xe tải kéo mà sử dụng nhà máy nhiều năm Lúc đầu xe kéo nhỏ chạy theo đường dẫn Hệ thống hướng dẫn tạo xuất cảm biến dò theo từ trường AGV tồn mức năm 70 Công nghệ lúc điều khiển hệ thống để mở rộng khả tính linh hoạt Xe không dùng để kéo rơ móc kho, mà sử dụng trình sản xuất, làm việc, hệ thống lắp ráp ôtô • Qua nhiều năm, công nghệ trở nên tinh vi hơn, ngày AGV chủ yếu định vị hệ thống Lazer LGV (Lazer Guided Vehicle) Trong trình tự hành, LGV lập trình để giao tiếp với robot khác nhằm đảm bảo sản phẩm chuyển qua trạm, kho nơi mà sau chúng lại chuyển đến vị trí khác Ngày nay, AGV đóngvai trò quan trọng thiết kế nhà máy nhà kho, đưa hàng hóa đến địa điểm cách antoàn 2.3 Phân loại AGV 2.3.1 Phân loại theo chức năng: có kiểuAGV • Xe kéo (TowingVehicle) Xe kéo xuất bay thịnh hành Loại kéo nhiều loại toa hàng khác chở từ 8000 đến 60000pounds Ưu điểm hệ thống xekéo: - Khả chuyên chởlớn - Có thể dự đoán lên kế hoạch tính hiệu việc chuyên chở đảm bảo antoàn - Tăng tính antoàn • Xe chở (Unit LoadVehicle) Xe chở trang bị tầng khay chứa nâng, hạ chuyền động băng tải, đai xích Loại có ưu điểm: - Tải trọng phân phối di chuyển theo yêucầu - Thời gian đáp ứng nhanhgọn - Giảm hư hại tàisản - Đường linhhoạt - Giảm thiểu tắc nghẽn giao thông chuyênchở - Lập kế hoạch hiệuquả • Xe đẩy (CartVehicle) Xe đẩy cho có tính linh hoạt cao rẻ tiền Chúng sử dụng để chuyên chở vật liệu hệ thống lắpráp Xe nâng (ForkVehicle) Có khả nâng tải trọng đặt sàn bục cao hay khối hàng đặt trêngiá 2.3.2 Phân loại theo dạng đường • Loại chạy không chạy theo đường dẫn (Free pathnavigation) Có thể di chuyển đến vị trí không gian hoạt động Đây loại xe AGV có tính linh hoạt cao định vị vị trí nhờ cảm biến quay hồichuyển (Gyroscop sensor) để xác định hướng di chuyển, cảm biến laser để xác định vị trí vật thể xung quanh trình di chuyển, hệ thống định vị cục (Local navigation Location) để xác định tọa độ tức thời,…Việc thiết kế loại xe đòi hỏi công nghệ cao phức tạp so với loại AGVkhác Loại chạy theo đường dẫn (Fixed pathnavigation) • Xe AGV thuộc loại thiết kế chạy theo đường dẫn định sẵn gồm loại đường dẫn nhưsau: - Đường dẫn từ: Là loại đường dẫn có cấu tạo dây từ (Magnetic wire) chôn ngầm sàn Khi di chuyển, nhờ có cảm biến cảm ứng từ mà xe di chuyển theo đường dây dẫn Loại đường dẫn không nằm bên mặt sàn nên có mỹ quan tốt, không ảnh hưởng đến công việc vận hành khác Tuy nhiên sử dụng phải tiêu tốn lượng cho việc tạo từ tính dây, đồng thời đường dẫn cố định thay đổi - Đường ray dẫn: Xe AGV chạy ray định trước mặt sàn Loại sử dụng hệ thống chuyên dụng Nó cho phép thiết kế xe đơn giản di chuyển với tốc độ cao tính linh hoạtthấp - Đường băng kẻ sàn: Xe AGV di chuyển theo đường băng kẻ sẵn sàn nhờ loại cảm biến nhận dạng vạch kẻ Loại có tính linh hoạt cao trình sử dụng người ta thay đổi đường cách dễ dàng nhờ kẻ lại vạch dẫn Tuy nhiên sử dụng, vạch dẫn bị bẩnhayhư hạigâykhókhănchoviệcđiềukhiểnchínhxácxe 2.4 Tình hình nghiên cứu nước Qua tìm hiểu sách báo, internet phương tiện thông tin, truyền thông, chúng em thấy đề tài chế tạo xe tự hành đề tài mới, đề cập đến công nghiệp nước ta, cụ thểlà: 2.4.1 Ở nước: Ngành tự động hóa nước bước khởi đầu nên có nghiên cứu xe tự hành (AGV) Do việc ứng dụng AGV công nhgiệp nước ta hạnchế 2.4.2 Ở nước: Hiện với trình độ khoa học kĩ thuật phát triển lĩnh vực tự động hóa, đề tài Automatic Guided Vehicle (AGV) có nghiên cứu ứng dụng vào thực tế AGV góp mặt hầu hết ngành công nghiệp thay sức lao động người lĩnh vực khác y tế, nhà xưởng, kho hàng AGV xuất với đủ hình dạng, kích thước từ nhỏ bé đến to lớn 2.5 Mục tiêu hướng tới đề tài - Thiết kế xe AGV robot không người lái nhằm tạo bước cải tiến quy trình sản xuất thay phần công việc cho công nhân đảm bảo an toàn lao động - Đưa tự động hóa vào sản xuất để giảm lao động chân tay đem lại lợi nhuận cho doanh nghiệpgấp nhiều lần thay ngườicông nhân Chương 3: Mô hình hóa mô hệ thống 3.1 Các thành phần xe AGV Tổng thể xe AVG nhưsau: • Bộ truyền chuyển động: Có nhiệm vụ truyền động từ động qua giảm tốc đến bánh xe giúp xe di chuyển cách linh hoạt đạt vận tốc lực kéo phù hợp, đáp ứng yêu cầu côngviệc • Bộ định vị khớp kết nối: Có nhiệm vụ giúp xe định vị xe chở phía sau xe nhằm đến vị trí thực kết nối, ghép nối xe chở AGV Chốt giữ cho phần kết nối chắn tạo khớp xoay giúp cho việc chuyển động góc cua linh hoạthơn • Bánh xe chủ động lớn, dày có độ bám đường tốt nhằm đảm bảo xe không bị trượt đường di chuyển phải kéo theo trọng lượng • Bánh xe vô hướng giúp cho việc dò tìm đường linh hoạt hơn, giúp AGV di chuyển linh hoạt khúc cua hay quayđầu • Hệ thống loại cảm biến giúp AGV nhận biết line chạy, xe phát chướng ngại đường di chuyển củaxe • Bộ nguồn gồm có acquy 12V/100A chuyển đổi nguồn 5V cho vi điều khiển hoạtđộng • Bộ driver điều khiển động có nhiệm vụ thay đổi chiều quay tốc độ động • Bộ board mạch chủ để điều khiển hoạt động xe AGV thông qua giao tiếp với bộdriver Hình 3.1 Cấu tạoAGV 3.2 Quy trình hoạt động: Một ca làm việc bắt đầu vị trí bãi xe không cuối line sản xuất, vị trí đặt AGV ban đầu AGV đến bến khu vực chờ xe có hàng, thực kết nối với xe chất đầy hàng kéo xe đến đầu line sản xuất AGV thực thả xe vào vị trí định sẵn bến xe có hàng Tiếp tục, xe đến khu vực chờ xe không hàng, thực kết nối với xe dỡ hết kéo xe cuối line sản xuất, thả xe vào khu vực xếp xe vận chuyển AGV tiếp tục tiến khu vực chờ xe có hàng tiếp tục thực côngviệc Hình 3.2 Hệ thống line quytrình hoạt động củaAGV 10 3.3 Phần điều khiển xe AGV 15 Hình 4.2: Bánh xe chủ động thiếtkế • Bánh xe vô hướng: Để xe bẻ lái thực dò line cách linh hoạt bánh trước AGV thiết kế sử dụng bánh vô hướng, xoay theo góc độnào Hình 4.3: Bánh xe vô hướng thiết kế 16 Hình 4.4: Mô hình khí hoàn chỉnh 4.1.3 Phần chọn động Đối với cấu di chuyển xe, lực cản tĩnh phụ thuộc vào khối lượng chuyên chở khối lượng xe, trạng thái đường (cong, thẳng, ổ gà, dốc ) Do lực cản tính theo công thứcsau: Trongđó: G – khối lượng chuyên chở,kg; Gx –khối lượng xe,kg; Rb –bán kính bánh xe,m; -4 -4 β -hệ số ma sát trượt,(8.10 ÷15.10 ) rct –bán kính cổ trục bánh xe,m; -4 f –hệ số ma sátlăn(5.10 ); kms – hệ số có tính đến ma sát mép bánh xe đường ray (1,2÷1,5); Mô men động sinh để thắng lực cản chuyển độngđó bằng: 17 Trongđó: F –lực cản chuyển động,N; i –tỉ số truyền từ trục động đến bánhxe; η –hiệu suất cơcấu; Công suất động di chuyển có tảibằng: Thực tế ta cóđược: G :khối lượng chuyên chở (bao gồm xe chở hàng thùng hàng): 150(kg); Gx –khối lượng xe: 50(kg); Rb –bán kính bánh xe: 100 (mm) = 0.1(m); β -hệ số ma sát trượt: 8.10 -4 rct –bán kính cổ trục bánh xe: (mm) = 0,005 (m); f –hệ số -4 ma sát lăn:5.10 ; kms – hệ số có tính đến ma sát mép bánh xe đường ray:(1,3); Với: F –lực cản chuyển động = 10,6[N] i –tỉ số truyền từ trục động đến bánh xe =24 η –hiệu suất cấu =0,9 Mô men sinh để thắng lực cản chuyểnđộng: 18 P= 10-3[kw]= 10-3=0,0715 [kw]=71,5 [w] Với vận tốc 1,5(m/s)=5.4(km/h) Vì để đảm bảo công suất cho xe AGV nên chọn loại động có công suất 100 (W), 24 (V) Đáp ứng yêu cầu tốc độ khả chịu tải xe AGV Dòng điện cần thiết để cấp cho độngcơ: Hình4.5: Động servo Thông số kĩthuật: Động Servo 100w -24VDC Current : 5.5A Tốc độ: 2500 rpm Encoder: 1000xung Động DC servo 55ZYTD51 động servo nam châm vĩnh cửu có chổi than Động dùng cho ứng dụng đòi hỏi xác Động đượcgắn encoder kèm theo để phản hồi vị trí cho điềukhiển Các ưuđiểm: Tính kỹ thuật cao Chi phíthấp 19 Nhiễu tạpnhỏ Kèm theo encoder (1000 xung), l i vị trí giới hạn đến mộtxung 4.1.4 Phần thiết kế ổ bi • Trục I II có lực tác dụng dọc theo trục nên ta chọn ổ bi đỡchặn • Trục I chọn ổ bi theo tiêu chuẩn kí hiệu: 6000 với đường kính 26mm, đường kính l là10mm • Trục II chọn ổ bi theo tiêu chuẩn kí hiệu: 6200 với đường kính 37mm, đường kính l là12mm 4.2 Phần điều khiển 4.2.1 Acquy khối nguồn 5V -Acquy : xe AGV phải đáp ứng trình sử dụng bình ắc quy thời gian 4h làm việc Công thức tính thời lượng dùng ắc quy tính nhưsau: T= [giờ] (3.5) Trongđó: T –thời gian cần có điện hệ thống,giờ; Ah –dung lượng bình ắc quy,Ah; U – hiệu điện ắc quy, V; pt – hiệu suất hệ thống: 0,8 P – công suất tiêu thụ tải,W; Vậy loại bình ắc quy 12VDC để đáp ứng yêu cầu làm việc 8hthì dung lượng ắc quy cần thiết sẽlà: Ah= = =20,8[Ah] 20 Hình 4.6:Acquy khô 12V/100Ah 21 -Mạch Nguồn5V • Nguồn lấy từ acquy 12V/100Ah vào mạch chuyển đổi điện áp xuống 5V đưa vào vi điều khiển nguồn không ổn định vi điều khiển bị treo dẫn đến xe ngưng làm việc Trong phần em sử dụng LM2596 chịu dòng cao lên đến 3A sau mạch nguồn dùngLM2596 Hình 4.7: Sơ đồ mạch nguồn5V 4.3 Khối dò line dùng cảm biến kimloại Cảm biến kim loại làm nhiệm vụ dò line kim loại, xuất tín hiệu vi xử lý trung tâm Bộ vi xử lý trung tâm nhận tín hiệu xử lý xuất tín hiệu điều khiển tốc độ hai động chạy theo đường line Nhóm lựa chọn cảm biến tiệm cận (Proximity Sensor) loại từ cảm (Inductive) Chọn loại E2A-M30KN30 có khả phát vật thể kimloại Hình 4.4: Một số loại cảm biến kimloại Thông số lựa chọncảm biến kim loại : 22 - Khoảng cách phát hiệnvật - Điện áp ngõvào - Ngõ cảm biến (NPN hayPNP) - Tần số đápứng Cảmbiến kimloại Hình 4.8:Thiết kế cấu gắn cảmbiến Mạch dò line cảm biến kim loại giải pháp phần dò đường, thông thường trước ta dùng cảm biến quang khả ổn định không cao nhiễu nhiều, khác biệt cường độ ánh sáng vùng robot dễ bị lạc đường Mạch dò line cảm biến cảm ứng từ có ưu điểm chống nhiễu tốt môi trường công nghiệp, việc sử dụng cảm biến tiệm cận giúp cho mạch bị ảnh hưởng yếu tố bên Vì lý đó, mạch dò line cảm ứng từ trở thành xu hướng lựa chọn hàng đầu cho việc dò đường AGV thếgiới Mạch hoạt động theo nguyên lý chuyển đổi tín hiệu nhận từ dãy bao gồm cảm biến xếp thành hàng ngang với khoảng cách hợp lý so với bề rộng line Khi cảm biến nhận line xuất tín hiệu +24VDC gửi mạch chuyển Mạch chuyển chuyển tín hiệu +24VDC thành tín hiệu +5VDC để phân tích thực hiên điều khiển AGV 23 Hình 4.9: Mạch chuyển đổi tín hiệu 24V xuống 5V 4.4 Khối driver điều khiển Diver nhận tín hiệu từ vi xử lý trung tâm, xuất tín hiệu điều khiển tốc độ chạy động Diver cho phép hãm dừng động cách nhanhchóng Qua tìm tìm tòi nghiên cứu tài liệu cẩn thận kĩ lưỡng, nhóm sử dụng chip vi điều khiển họ AVR atemega để thiết kế driver điều khiển tốc độ động theo phương pháp PID vận tốc Sử dụng chuẩn truyền USART (nối tiếp không đồng bộ) để truyền liệu thay đổi tốc độ độngcơ Hình 4.10:Cấu trúc điều chỉnh tốc độ độngcơ Phương pháp điềuchỉnh: Hệ thống điều chỉnh tốc độ xe AGV thực điều chỉnh tốc độ xe thông qua điều chỉnh tốc độ động truyền động cho hai bánh phía sau Cấu trúc hệ thống điều chỉnh tốc độ hệ kín Tốc độ xe AGV đo nhờ Encoder Đầu Encoder 24 lượng xung phát tỷ lệ với số vòng quay hay vận tốc đầu vào Giá trị tốc độ phản hồi mà encoder đo đưa tới điều khiển Bộ điều chỉnh tính toán cho giá trị đầu gán vào điều xung Xung từ điều khiển thựchiệnđóngcắtvanbándẫntạoragiátrịđiệnápđầuraUthayđổicấp cho động Như hệ thống điều chỉnh tốc độ phản hồi mạch kínthìgiátrịvậntốcluônổnđịnhvàbámtheogiátrịlượngđặt Việc nghiên cứu thiết kế driver điều khiển động trình quan trọng, ảnh hưởng lớn đến trình làm việc xe AGV tính kinh tế côngty Nhóm sử dụng vi điều khiển atemega làm chíp xử lí tín hiệu phản hồi từ ecoder động cơ, từ truyền liệu làm thay đổi tốc độ động (xem phần đính kèm code driver độngcơ) Diver gồm có haiphần: Mạch điềukhiển: Bao gồm khối nguồn, tạo dao động, với chíp vi xử lý atemega để xuất tín hiệu điều khiển độngcơ Mạch độnglực Hình 4.11:Sơ đồ nguyên lý điều khiển khiển độngcơ 4.5 Hệ ThốngRFID RFID (Radio Frequency Identification) phương pháp nhận dạng tự động dựa việc lưu trữ liệu từ xa sử dụng thiết bị thẻ RFID đầu đọcRFID Thông tin truyền qua khoảng cách nhỏ mà không cần 25 tiếp xúc vật lý nàocả • Nhận dạng tự động (Automatic Identification) hay gọi ngắn gọn "ID tự động" thuật ngữ công nghệ chủ dùng để giúp máy nhận dạng đối tượng Nhận dạng tự động thường thực tự động thu thập liệu Đó phương pháp công ty dùng để nhận dạng đồ vật hay hàng hóa, thu thập thông tin chúng nhập liệu đưa vào máy tính mà không cần làm thủ công Mục tiêu "ID tự động" tăng tính hiệu quả, giảm l i liệu đầu vào sử dụng lao động dư thừa cho chức giá trị gia tăng cấp dịch vụ cho khách hàng Các công nghệ chủ xếp vào nhóm "ID tự động" gồm có: mã vạch (Bar Codes), thẻ thông minh, nhận dạng tiếng nói, số công nghệ sinh trắc học (biometric), nhận dạngđặc trưng quang học (Optical character Recognition - OCR) nhận dạng tần số vô tuyến (Radio Frequency Identification –RFID) Hệ thống RFID gồm hai thành phần: Thứ thẻ nhỏ (cỡ vài cm) có gắn chip silicon ăng ten radio thứ hai đọc cho phép giao tiếp với thẻ nhãn truyền liệu tới hệ thống máy tính trungtâm Thành phần hệ thốngRFID: 1.Thẻ RFID Thiết bị đọc thẻReader Máychủ Thiết bị ngoại viServer • Các thiết bị đọc phát lượng xạ quanh nó, thẻ RFID hấp thụ lượng trao đổi thông tin với thiết bị đọc Sau xin trình bày Board nhận sử lý tín hiệu RFID thiếtkế Mạch sử dụng chíp atemega để nhận tín hiệu từ board RFID thông qua chuẩn truyền thông nối tiếp RS232 từ xuất tín hiệu xử lý trungtâm HệthốngRFIDđượcsửdụngđểAGVcóthểnhậnbiếtđượccáckhúccuahayvịtrí cácbếnđxe,vịtrísạcbìnhtựđộng 4.6 Khối Nút Nhấn Và Khối HiểnThị 4.6.1 Nút nhấn: Nút nhấn loại khí cụ điện để đóng ngắt từ xa thiết bị điện từ khác, dụng cụ báo hiệu, để chuyển đổi mạch điện điều khiển tín hiệu, liên động, bảo vệ… mạch điện chiều điện áp đến 440V điện áp xoay chiều điện áp đến 500V, tần số 50-60Hz Nút nhấn thường dùng để khởi động, dừng đảo chiều quay động điện 26 cách đóng ngắt mạch cuộn dây contactor, khởi động từ mắc mạch động lực độngcơ Hình 4.12: Một số nút nhấn thịtrường Thông số lựachọn - Dòng điện qua cặp tiếpđiểm - Đường kính nútnhấn - Màu sắc nútnhấn 4.6.2 Khối hiểnthị Hình 4.13 LCD16x2 LCD khối hiển thị thông dụng để thông tin cho người sử dụng biết xe chế độ hoạt động lượng bình để kịp thời quay vi trí sạc tự động thiết kế mặtsàn 4.7 Khối Xử Lý TrungTâm 4.7.1 Giới thiệu chung vềAVR 27 Hình 4.14:Vi điều khiểnAVR - AVR họ vi điều khiển hãng Atmel (Hoa Kì) sản xuất AVR chip vi điều khiển bits với cấu trúc tập lệnh đơn giản hóa Họ vi điều khiển AVR họ vi điều khiển có cấu trúc hiệnđại - So với họ vi điều khiển 8bits khác, AVR có nhiều tính hẳn, đầy đủ chức dễ sửdụng: - Gần không cần mắc thêm linh kiện sử dụng AVR, chí không cần tạo nguồn xung clock cho chip (thường khối dao động thạchanh) - Thiết bị lập trình (mạch nạp) cho AVR dễ làm, có loại sử dụng vài điện trở làm AVR h trợ lập trình onchip Bootloader không cần mạchnạp… - Bên cạnh lập trình ngôn ngữ máy hay gọi ASM, cấu trúc AVR thiết kế tương thích với ngôn ngữC - Nguồn tài nguyên tài liệu, source code, ứng dụng tìm kiếm nhiều trêninternet - Một người không cần biết cấu trúc AVR lập trình cho AVR phần mềm CodeVisionAVR (C),AVRStudio… - Tốc độ xử lý AVR nhanh họ vi điều khiển khác từ đến 12 lần, mà AVR xem dòng vi điều khiển mạnh sau vi điều khiểnARM - Hầu hết AVR có tính sau: + Có thể sử dụng xung clock lên đến 20MHz, sử dụng xung clock nội lên đến 8MHz (sai số3%) 28 + Bộ nhớ chương trình Flash có dung lượng lớn lập trình lại nhiều lần, có SRAM (Ram tĩnh) lớn đặc biệt có nhớ lưu trữ lập trình đượcEEPROM + Nhiều ngõ vào (I/OPORT) + Có timer/counter 8bits, 16 bits tích hợp vớiPWM + Các chuyển đổi Analog – Digital phângiải 10 bits, nhiều kênh + Có chức AnalogComparator + Giao diện nối tiếp USART (tương thích chuẩn nối tiếp RS232) + Giao diện nối tiếp Tw –Wire–Serial (tương thích chuẩn I2C) Mater Slaver + Giao diện nối tiếp Serial Peripheral Interface(SPI) 4.7.2 Tìm Hiểu VềAtmega64 Hình 4.15: Sơ đồ chânAtmega64 28 Atmega 64 vi xử lý RISC với kiến trúc Harvard thuộc họ AVR đượcsản xuất công ty ATMEL với tính mạnh mẽ, có 130 lệnh xử lý hầu hết chu kỳ xungnhịp • Những đặc điểm tính Atmega64 Atmega64 có 64 chân có 53 chân I/O, điện áp hoạt động: 2,7V - 5,5V với dòng ATmega64L, 4,5V - 5,5V với dòngATmega64 32x8 ghi thông dụng ghi điềukhiển Có thể hoạt động lên tới 16 triệu lệnh/1giây (16 MIPS) - sử dụng thạch anh16MHz 64KBytes nhớ Flash cho chươngtrình 2KBytesEEPROM 4KBytes SRAMnội Có thể mở rộng lên tới 64KBytes nhớngoại Ghi/Xóa: 10.000 Flash / 100.000EEPROM Giao tiếp SPI cho viêc lập trinh chíp - In-Sytem Programming (Mạch nạp AVR910 - sử dụng SPI để nạp chương trình chochíp) Timer/Counter 8-bit chế độ Separate Prescalers, Compare Modes Timer/Counter 16-bits chế độ Separate Prescalers, Compare Modes and CaptureMode kênh điều xung PWM8-bits kênh điều xung PWM lập trình từ tới 16bits kênh ADC 10bits giao tiếpUART Master/Slaver thông qua giao tiếpSPI Lập trình Watchdog Timer với giao động trênchíp Dao động thạch anh ngoài: 0-8MHz với dòng ATmega64L, 0-16MHz với dòngATmega64 Bộ xử lý trung tâm phần điều khiển chính, não xe AGV lấy tín hiệu từ cảm biến bên để xử lý đưa phương án điều khiển xe [...]... siêuâm 14 Chương 4: Thiết kế hệ thống 4.1 Lựa chọn và thi công cơ khí 4.1.1 Phần khung xe Phần khung xe là một phần rất quan trọng của AGV, nâng đỡ toàn bộ các bộ phận của xe Vì vậy, khung phải đảm bảo đáp ứng đủ mọi điều kiện về độ cứng vững tuy nhiên phải nhỏ gọn để phù hợp với điều kiện môi trường làm việc nhỏ hẹp nơi phân xưởng sảnxuất Hình 4.1Khung xe thiếtkế Khung xe được chế tạo bằng vật liệu... bảo độ bền cho khungxe 4.1.2 Phần BánhXe Bánh xe là một bộ phận cực kì quan trọng, giúp toàn bộ kết cấu xe có thể di chuyển trơn tru Đồng thời cũng là bộ phận nâng đỡ kết cấuxe Trong AGV sử dụng hai loại bánhxe: • Bánh xe chủ động: Là loại bánh xe chắc chắn có đường kính ngoài 200mm, bề rộng bánh là 50mm Lốp của bánh được đóng bắng cao su nhằm đem lại độ bám đường tốt nhất khi mà xe phải kéo theo một... Bánh xe chủ động thiếtkế • Bánh xe vô hướng: Để xe có thể bẻ lái và thực hiện dò line một cách linh hoạt thì bánh trước của AGV được thiết kế sử dụng bánh vô hướng, có thể xoay theo bất cứ góc độnào Hình 4.3: Bánh xe vô hướng thiết kế 16 Hình 4.4: Mô hình cơ khí hoàn chỉnh 4.1.3 Phần chọn động cơ Đối với cơ cấu di chuyển của xe, lực cản tĩnh phụ thuộc vào khối lượng chuyên chở và khối lượng của xe, ... bản 12 Stamps và Picaxe để thực hiện các xunglệnh Hình 3.4:Cách kết nối chân cho cảm biến siêu âmSRF05 Chế độ 1 – tương ứng SRF04 – tách biệt kích hoạt và phảnhồi Chế độ này sử dụng riêng biệt chân kích hoạt và chân phản hồi, và là chế độ đơn giản nhất để sử dụng Tất cả các chương trình điển hình cho SRF04 sẽ làm việc cho SRF05 ở chế độ này Để sử dụng chế độ này, chỉ cần chân chế độ không kết nối... điều khiển của xe Trong xe AGV mạch điều khiển đóng vai trò quan trọng không kém gì phần cơ khí, nó được xem như là CPU điều khiển mọi hoạt động của xe Bộ điều khiển bao gồm mạch xử lý trung tâm, tiếp nhận các dữ liệu thông qua các cảm biến đưa về sau đó phân tích và đưa ra phương án điều khiển AGV một cách tốiưu 3.4 Phần đảm bảo an toàn SRF05 là một bước phát triển từ SRF04, được thiết kế để làm... chuyên chở (bao gồm xe chở hàng và thùng hàng): 150(kg); Gx –khối lượng của xe: 50(kg); Rb –bán kính bánh xe: 100 (mm) = 0.1(m); β -hệ số ma sát trượt: 8.10 -4 rct –bán kính cổ trục bánh xe: 5 (mm) = 0,005 (m); f –hệ số -4 ma sát lăn:5.10 ; kms – hệ số có tính đến ma sát giữa mép bánh xe và đường ray:(1,3); Với: F –lực cản chuyển động = 10,6[N] i –tỉ số truyền từ trục động cơ đến bánh xe =24 η –hiệu suất... chở,kg; Gx –khối lượng của xe, kg; Rb –bán kính bánh xe, m; -4 -4 β -hệ số ma sát trượt,(8.10 ÷15.10 ) rct –bán kính cổ trục bánh xe, m; -4 f –hệ số ma sátlăn(5.10 ); kms – hệ số có tính đến ma sát giữa mép bánh xe và đường ray (1,2÷1,5); Mô men của động cơ sinh ra để thắng lực cản chuyển độngđó bằng: 17 Trongđó: F –lực cản chuyển động,N; i –tỉ số truyền từ trục động cơ đến bánhxe; η –hiệu suất của cơcấu;... chế độ này, chỉ cần chân chế độ không kết nối - SRF05 có một nội dừng trên chân này Chế độ 2 – Dùng một chân cho cả kích hoạt và phản hồi Chế độ này sử dụng một chân duy nhất cho cả tín hiệu kích hoạt và hồi tiếp, và được thiết kế để lưu các giá trị trên chân lên bộ điều khiển nhúng Để sử dụng chế độ này, chân chế độ kết nối vào chân mát Tín hiệu hồi tiếp sẽ xuất hiện trên cùng một chân với tín hiệu... thắng lực cản chuyểnđộng: 18 P= 10-3[kw]= 10-3=0,0715 [kw]=71,5 [w] Với vận tốc 1,5(m/s)=5.4(km/h) Vì vậy để đảm bảo công suất cho xe AGV nên chọn loại động cơ có công suất 100 (W), 24 (V) Đáp ứng được yêu cầu về tốc độ cũng như khả năng chịu quá tải đối với xe AGV Dòng điện cần thiết để cấp cho độngcơ: Hình4.5: Động cơ servo Thông số kĩthuật: Động cơ Servo 100w -24VDC Current : 5.5A Tốc độ: 2500 rpm Encoder:... và thiết kế driver điều khiển động cơ là một quá trình quan trọng, ảnh hưởng rất lớn đến quá trình làm việc của xe AGV cũng như tính kinh tế của côngty Nhóm sử dụng vi điều khiển atemega 8 làm chíp xử lí tín hiệu phản hồi từ ecoder của động cơ, từ đó truyền dữ liệu làm thay đổi tốc độ động cơ (xem phần đính kèm code driver độngcơ) Diver gồm có haiphần: Mạch điềukhiển: Bao gồm khối nguồn, bộ tạo