一种改进自动导航小车续航能力的方法及其装置

摘要

本发明公开了一种改进自动导航小车续航能力的方法及其装置，通过对AGV的工作模式控制和停靠站点的合理布置，既满足了生产要求，也提高了AGV工作可靠性和工作效率，实现该方法的装置包括：铺设用于确定AGV行驶路线的矩形地面导航磁条；在矩形地面导航磁条上划分出编号顺序从0开始的若干个站点，在0号站点上安装AGV的自动充电装置；用于对AGV工作模式进行控制的控制器；用于检测AGV充电状态的充电检测电路；用于强制起动AGV的强制起动键；用于在发动机动力总成吊装完成时通知控制器的吊装完成键；控制器分别连接充电检测电路、强制起动键和吊装完成键。

权利要求

1.一种改进自动导航小车续航能力的方法，用于提高汽车发动机总装生产线上AGV的续航能力，所述AGV具有自动充电装置，其特征在于包括下述步骤：

1)围绕生产线布置一矩形地面导航磁条，作为所述AGV循环行驶的闭合路线；

2)根据生产工序和每个工序特点，在所述矩形地面导航磁条上划分出编号顺序从0开始的若干个站点，所述0号站点作为充电站点，并在该0号站点由人工将发动机动力总成吊装到AGV的夹具托盘上；

3)所述自动充电装置设置在所述0号站点，在AGV进入0号站点后对AGV进行自动充电；

4) 对AGV工作模式做如下控制：

a)当检测到AGV处于充电状态而发动机动力总成吊装还未完成时，使AGV处于原地待命状态，只有按动强制起动键AGV才起动；

b)当检测到AGV处于充电状态而发动机动力总成吊装已完成时，使AGV继续保持充电状态；

c)当检测到AGV充电已完成并且发动机动力总成吊装完成时，使AGV起动，直到再次进入0号站点开始再次充电。

2.根据权利要求1所述一种改进自动导航小车续航能力的方法，其特征在于：所述AGV的数量是4个，顺序排列在所述矩形地面导航磁条上，每个AGV都具有4）中所述的工作模式控制。

3.根据权利要求2所述一种改进自动导航小车续航能力的方法，其特征在于：在所述0号站点后方有另一台AGV等待进入0号站点并且本AGV发动机动力总成吊装已经完成时，本AGV起动前行。

4.一种改进自动导航小车续航能力的装置，其特征在于包括：铺设用于确定AGV行驶路线的矩形地面导航磁条；

根据生产工序和每个工序特点，在所述矩形地面导航磁条上划分出编号顺序从0开始的若干个站点，在所述0号站点上安装AGV的自动充电装置；

用于对AGV工作模式进行控制的控制器；

用于检测AGV充电状态的充电检测电路；

用于强制起动AGV的强制起动键；

用于在发动机动力总成吊装完成时通知控制器的吊装完成键；

所述控制器分别连接所述充电检测电路、强制起动键和吊装完成键。

5.根据权利要求4所述一种改进自动导航小车续航能力的装置，其特征在于：所述AGV的数量是4个并顺序排列在所述矩形地面导航磁条上。

6.根据权利要求4所述一种改进自动导航小车续航能力的装置，其特征在于：所述控制器还连接一AGV光电检测开关，所述AGV光电检测开关安装在相邻0号站点的后方站点，用以检测后面待充电的AGV。

7.根据权利要求4所述一种改进自动导航小车续航能力的装置，其特征在于：所述充电检测电路包括串接在电池组输出回路中的采样电阻及运算放大器，所述采样电阻的一端与电池组的负极串接、另一端连接到电池组负极输出端，所述运算放大器的反相输入端连接所述电池组负极输出端、同相输入端通过分压电阻连接所述采样电阻与电池组负极串接的连接点，所述运算放大器采用开环运算放大器，运算放大器的输出连接所述控制器。

8.根据权利要求4或6所述一种改进自动导航小车续航能力的装置，其特征在于：所述控制器还连接发动机动力总成吊装完成指示灯。

9.根据权利要求8所述一种改进自动导航小车续航能力的装置，其特征在于：所述控制器是单片机。

说明书

一种改进自动导航小车续航能力的方法及其装置

技术领域

[0001] 本发明涉及自动导航小车，尤其涉及一种用于改善汽车生产线上自动导航小车续航能力不足的方法及装置。

背景技术

[0002] 国内汽车主机厂目前一般都采用国际先进的自动导航小车（AGV）。但是，AGV在发动机合装区经常存在举升机提升困难，有时在提升过程中突然停止工作，按键不起作用，只有关机重新启动并在手动状态下才能启动的问题。而此时AGV并没行走，只有一个举升机电机在工作，负载相对较小才勉强能提升，若重启动次数太多就会瘫痪，故障指示为舵角超偏差，这类故障严重影响生产效率。经深入分析造成上述故障的根本原因是AGV充电量不足。

[0003] 公开日为2013年04月03日、公开号为CN103022586A的专利文献公开了这样的技术方案，一种AGV自动充电方法及装置，包括：当AGV电池组电量低于设定的阈值时，发送充电请求；接收到充电请求后储存当前任务节点并发出充电指令；AGV根据充电指令在导航模块的导引下向充电站移动；AGV到达对接区域与充电站进行近程对接；对接后对AGV进行充电，实现自动地给AGV充电，避免人工充电时破坏AGV的任务完整性。但是该技术方案的不足之处在于，AVG需要离开生产线到充电位进行充电，充电结束后再返回生产线上的离开时工位继续工作，不但需要独立的充电时间降低工作效率，还会使AGV要么带着负载去充电额外浪费电能，要么增加卸载工序，而且在多AGV工作时还需专用的充电站导引线路，因此，其使用不是很方便，也影响工作效率。

发明内容

[0004] 本发明主要目的在于提供一种改进自动导航小车续航能力的方法及其装置，通过对AGV的工作模式控制和停靠站点的合理布置，既满足了生产要求，也提高了AGV工作可靠性和工作效率。

[0005] 本发明针对现有技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的，一种改进自动导航小车续航能力的方法，用于提高汽车发动机总装生产线上AGV的续航能力，AGV具有自动充电装置，包括下述步骤：

[0006] 1)围绕生产线布置一矩形地面导航磁条，作为AGV循环行驶的闭合路线；

[0007] 2)根据生产工序和每个工序特点，在矩形地面导航磁条上划分出编号顺序从0开始的若干个站点，0号站点作为充电站点，并在该0号站点由人工将发动机动力总成吊装到AGV的夹具托盘上；

[0008] 3)自动充电装置设置在0号站点，在AGV进入0号站点后对AGV进行自动充电；

[0009] 4)对AGV工作模式做如下控制：

[0010] a)当检测到AGV处于充电状态而发动机动力总成吊装还未完成时，使AGV处于原地待命状态，只有按动强制起动键AGV才起动；

[0011] b)当检测到AGV处于充电状态而发动机动力总成吊装已完成时，使AGV继续保持充电状态；

[0012] c)当检测到AGV充电已完成并且发动机动力总成吊装完成时，使AGV起动，直到再次进入0号站点开始再次充电。

[0013] 该技术方案，通过站点优化布置，在不影响生产节拍情况下，让AGV在0号站点有足够时间充电，为此对AGV的工作模式加以控制。

[0014] AGV充电站在0号站点，也是发动机动力总成吊装区，传统的操作方式为，工作人员把发动机动力总成往AGV上吊装完成后，马上就去按放行按键，而AGV一接到放行指令马上就结束充电往前行走，走到其他站点闲等；而此时的AGV续航电量只勉强充到3级（满电量是4级），有时只充了2级，导致AGV在电量不足情况下工作。本技术方案增加工作模式控制为：a)当AGV处于充电状态而发动机动力总成吊装还未完成时，使AGV处于原地待命状态；b)当AGV处于充电状态而发动机动力总成吊装已完成时，使AGV继续保持充电状态不起动离开，同时在其他站点缩短闲等时间（根据工序特点进行合理化站点布置来实现）；c)AGV充电已完成并且发动机动力总成吊装完成时，使AGV起动并前进。以此来保证AGV的充电时间，能满足了生产节拍要求，也保证了AGV充足的电力续航能力。

[0015] 作为优选，AGV的数量是4个，顺序排列在矩形地面导航磁条上，每个AGV都具有4）中所述的工作模式控制。以进一步提高生产效率。每个AGV都在0号站点充电，并在该
0号站点由人工将发动机动力总成吊装在AGV夹具托盘上，每个AGV的工作模式相同，即a)当检测到AGV处于充电状态而发动机动力总成吊装还未完成时，使AGV处于原地待命状态，只有按动强制起动键AGV才起动；b)当检测到AGV处于充电状态而发动机动力总成吊装已完成时，使AGV继续保持充电状态；c)当检测到AGV充电已完成并且发动机动力总成吊装完成时，使AGV起动，直到再次进入0号站点开始再次充电。

[0016] 作为优选，在0号站点后方有另一台AGV等待进入0号站点并且本AGV发动机动力总成吊装已经完成时，本AGV起动前行。在特殊情况下，会发生后面有AGV等待充电的情况，此时在发动机动力总成吊装完成后即使电量未完全充满，本AGV也立刻起动。

[0017] 一种改进自动导航小车续航能力的装置，是以上所述方法的实现装置，包括：

[0018] 铺设用于确定AGV行驶路线的矩形地面导航磁条；

[0019] 在矩形地面导航磁条上划分出编号顺序从0开始的若干个站点，在0号站点上安装AGV的自动充电装置；

[0020] 用于对AGV工作模式进行控制的控制器；

[0021] 用于检测AGV充电状态的充电检测电路；

[0022] 用于强制起动AGV的强制起动键；

[0023] 用于在发动机动力总成吊装完成时通知控制器的吊装完成键；

[0024] 控制器分别连接充电检测电路、强制起动键和吊装完成键。

[0025] 该装置中，采用地面磁条进行行驶路线导航，围绕发动机动力总成装配流水线制定闭合的AGV行驶路线，在行驶路线上合理划分站点尽量缩短在0号站点以外站点的闲等时间，并规定在0号站点进行充电；采用控制器对闭合行驶路线上的AGV进行工作模式控制，控制器通过充电检测电路检测AGV充电是否完成，在充电未完成时，即使按动发动机动力总成吊装完成键，AGV也不起动；此时只有按动强制起动键AGV才能起动，以应付特殊工况；而在控制器检测到充电已完成时，按动发动机动力总成吊装完成键，AGV即可起动前行。从而保证AGV进行满电量充电。

[0026] 作为优选，AGV的数量是4个并顺序排列在矩形地面导航磁条上。以进一步提高生产效率。

[0027] 作为优选，控制器还连接一AGV光电检测开关，AGV光电检测开关安装在相邻0号站点的后方站点，用以检测后面待充电的AGV。当检测到后方有AGV等待进入0号站点充电时，如果此时发动机动力总成吊装已经完成则使AGV起动。

[0028] 作为优选，充电检测电路包括串接在电池组输出回路中的采样电阻及运算放大器，采样电阻的一端与电池组的负极串接、另一端连接到电池组负极输出端，运算放大器的反相输入端连接电池组负极输出端、同相输入端通过分压电阻连接采样电阻与电池组负极串接的连接点，运算放大器采用开环放大，运算放大器的输出连接控制器。

[0029] 作为优选，控制器还连接发动机动力总成吊装完成指示灯。在发动机动力总成吊装完成键被按动后，控制器将发动机动力总成吊装完成指示灯点亮进行提示。

[0030] 作为优选，控制器是单片机。以简化装置结构和提高工作可靠性。

[0031] 本发明带来的有益效果是，在不影响生产节拍情况下，通过站点优化布置和AGV工作模式控制，解决了现有AGV设备的设计缺陷，非常有效地改善了AGV的续航能力，杜绝了因电池组电量不足造成的生产停线，也克服了电池组过放电影响电池使用寿命问题；使生产效率大幅提高，同时降低了AGV的维护费用，装置的安装和使用都非常方便。

附图说明

[0032] 图1是本发明的一种流程图；

[0033] 图2是本发明的一种装置原理图；

[0034] 图3是本发明的装置的一种控制流程图。

[0035] 图中：U2是运算放大器，U3是单片机，RC是采样电阻。

具体实施方式

[0036] 下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体说明。

[0037] 实施例1：图1所示是本发明的流程图。本实施例中设置站点21个，有4个AGV ，其基本步骤是：

[0038] S101：围绕汽车发动机动力总成总装生产线设置矩形地面导航磁条，作为AGV的封闭性运行轨道；

[0039] S102：根据工序特点将矩形地面导航磁条划分为编号为0-20的21个站点，起始的0号站点作为充电站点和发动机动力总成吊装站点，4台AGV顺序排列在矩形地面导航磁条轨道上；

[0040] S103：AGV自动充电装置安装在0号站点，当AGV进入0号站点后自动对所装载的电池组充电；

[0041] S104：0号站点充电开始；

[0042] S105：发动机动力总成吊装开始；

[0043] S106：判断发动机动力总成吊装是否完成，未完成则转S107，完成时则转S108；

[0044] S107：判断是否有强制起动键被按动，是则转S111，否则转S105继续完成吊装；

[0045] S108：判断充电是否完成，完成充电则转S111，否则转S109；

[0046] S109：判断是否有强制起动键被按动，有则转S111，否则转S110；

[0047] S110：判断是否后面有AGV等待进入0号站点，有则转S111，否则转S104继续充电，直至充电完成转S111；

[0048] S111：AGV起动前行。

[0049] 实施例2：如图2所示，是一种改进自动导航小车续航能力的装置，自动充电装置安装在0号站点。控制器采用单片机。

[0050] 生产线上有4台AGV；生产线上安装矩形地面导航磁条，并划分为21个站点（0-20）；四台AGV在沿着地面矩形导航磁条进行自动行走，自动停歇，并在0号站点进行依次充电。

[0051] AGV进入0号站点进行充电，与此同时操作人员将发动机动力总成通过电动升降葫芦吊挂落到AGV小车上的夹具托盘上。

[0052] AGV没有在充电状态下（即正常工作情况下），采样电阻RC上流过电流方向是A流向B，即电压是A正B负；AGV停机状态下采样电阻上压降1.1mV，最大工作负荷状态下采样电阻上压降是9mV。AGV在充电盘上开始充电时，采样电阻RC上电流方向是B流向A，即电压是B正A负，同正常工作状态极性相反。运算放大器U2采用TL062来完成，电路采用开环放大，反相端2连接采样电阻RC的A端，同相端3连接R8、R9分压中心点并与采样电阻RC的B端相连，以保证运放建立静态工作点；D3、D4是限幅保护电路，R13建立正反馈电路，不让运算放大器U2进入放大状态，并确保U2反转有-1mV到+1mV回差；D5、D6是电压钳位，保证当U2输出高电平时，电压钳制在4.8V左右。当AGV在非充电状态下，采样电阻RC上电压极性在A正B负（1mV-9mV），U2的1脚输出低电平0V。

[0053] U3是单片机，当AGV在充电状态的时候，采样电阻RC上电压极性是A负B正（-67 mV到—24 mV），U2的1脚输出高电平4.8V，单片机U3的7脚检测到AGV充电状态，执行所规定的条件判断。

[0054] 充电器脉冲频率为25KHZ，当单片机U3的7脚测到第一个高电平，确认充电开始，在充电初始阶段，脉宽较宽，经过充电器电感滤波后，在采样电阻RC上的实际电压波形最低点降到1mV以下，经过U2放大后，在1脚输出始终是高电平，只有在充电的末阶段时，由于电瓶上的电压上升，充电转为电流充电，输出脉宽变窄，瞬间电压有时在-1mV以下，经过U2的1脚输出变为低电平，这个低电平并不代表充电已经结束，在此时必须连续40uS时间内反复采样，只要还有一个是高电平状态，就代表充电还未结束，只有在40uS时间内采集都是低电平时，代表充电结束。

[0055] 单片机U3采用 PIC12CE5系列单片机：1脚和8脚分别连接电源正、负极；S1、S2是AGV发动机举升机“上升”“下降”键（附加的二个按钮开关），连接单片机U3的2脚构成AGV强制启动键（在充电状态下，没有特殊情况，一般不操作它）；S3键连接单片机U3的3脚，S3是吊装完成键，按下S3代表发动机动力总成吊装完成，当满足起动条件时，5脚输出一个高电平，由KJ2起动KJ4起动AGV；K4是AGV光电检测开关的触点，AGV光电检测开关安装在20号站点，以检测0号站点后面是否有另一台AGV在等待，K4连接单片机U3的4脚，当4脚接到高电平信号，若3脚已接到操作吊装完成信号，那么6脚就输出一个高电平，并且保持这个高电平3秒时间；如果7脚已经采集到充电结束，并得到吊装已经完成信号，那么
6脚就输出一个高电平，并且保持3秒时间；6脚高电平时点亮吊装完成指示灯；如果5脚没有输出高电平，即还未吊装完成，不管是否充电已经结束，或4脚采集到高电平即后面有AGV跟随，5脚均不输出高电平，即AGV保持在充电盘上不动。KJ4两个常开触点分别并接AGV发动机托盘上升、下降键按钮。

[0056] 图3所示为本装置的控制流程图。基本步骤包括：

[0057] S1：初始化，不起动输出；

[0058] S2：初始化，吊装无完成指示；

[0059] S3：判断充电开始，充电开始后转S4；

[0060] S4：判断吊装是否完成，如果吊装完成则转S6进行吊装完成指示；否则转S5；

[0061] S5：判断是否强制起动，是则转S11，否则转返回S4完成吊装；

[0062] S7：判断是否后面有AGV等待，是则转S11，否则转S8；

[0063] S8：判断是否强制起动，是则转S11，否则转S9；

[0064] S9：判断是否有断续充电，是则转回S6，否则转S10；

[0065] S10：判断连续采样40微妙是否有高电平出现，是则返到S6，否则转S11；

[0066] S11：起动AGV。