基于PMAC运动控制卡的AGV控制系统设计

　　引言

　　自动引导车(Automated Guided Vehicle, AGV)是一种以电池为动力,安装有非接触导向装置的无人驾驶自动化搬运车辆。它主要的特点在于小车根据预先设定的程序和行驶路径,在计算机系统的控制下自动行驶到指定地点,从而完成一系列作业任务[1]。随着物流及其相关技术的快速发展, AGV已广泛用于柔性制造系统(FMS)、柔性搬运系统和自动化仓库等现代物流系统中。其高效、灵活的特点大大提高了生产自动化程度。

　　作者介绍了一种以PMAC为核心的AGV控制系统,通过建立工作现场数字化地图,构建AGV的路径数据库,采用RS232串行通信方式将数据下载至AGV,由PMAC按照规划路径实现AGV运动控制,从而完成作业任务。

　　1　控制系统硬件

　　1·1　AGV主要组成

　　AGV主要由车体、车载电源、行走控制系统组成,其中行走控制系统主要由直流伺服电机、伺服放大器、PMAC运动控制卡、方向和速度传感器以及避障传感器组成。设计采用六轮-双轮驱动式AGV,其中车体中间两轮为驱动轮,前后各有两个导向轮,AGV的行驶状态依靠调节两个驱动轮转速来实现。

　　1·2　系统硬件结构设计

　　AGV控制器采用PMAC (ProgrammableMuli-AxisController)运动控制卡来实现, PMAC是美国DeltaTau数字系统公司推出的一种可编程多轴运动控制器,它使用Motorola公司的DSP56300处理器作为CPU,通过灵活的高级语言, 1块PMAC可以实现最多8个坐标系同时运动,它可以通过存储在其内部的程序单独操作^[3]。

　　利用PMAC提供的丰富I/O扩展功能构建的开放式AGV控制系统,所用到的PMAC接口包括JDISP、JOPTO、JM ACH1、JMACH2以及RS232通讯扩展接口, AGV控制系统结构图如图1所示。JDISP接口主要通过附件12A作为液晶显示设备显示AGV运行状态的变量值。JOPTO接口提供8个普通的数字输入和输出接口,以TTL电平的形式提供通用I/O接口,通过串联多路复用I/O板附件34A为AGV提供报警器、指示灯、控制面板以及手持控制盒所需的接口。

　　JMACH1、JMACH2是主要的工作接口,一方面提供0~5V的数字正交编码器信号,光电隔离专用的数字输入标志,放大器使能、方向使能和比较相等信号输出;另一方面进行高精度的模拟输出对伺服放大器进行控制。PMAC附件8D为PMAC的JMACH接口提供信号和电源支持扩展接口[4],利用附件8D与PMAC的JMACH1接口连接为AGV提供伺服器动控制以及相应的编码输入;方向和速度传感器、超声波传感器与PMAC的JMACH2直接连接作为方向和速度、避障传感器,提供AGV相应的运动状态信息。

　　2　AGV控制软件设计

　　AGV控制软件是根据上位管理计算机发送的物料搬运指令统筹调度车辆,实现AGV在管理控制系统的调度下沿规定的路线自动、高效地完成工件搬运,并及时进行自动充电和控制相关设备的上位机控制软件。