AGV智能搬運系統(tǒng)在白車身調(diào)整線的應(yīng)用

馮林林，陸德利

（上汽通用五菱汽車股份有限公司，廣西柳州545000）

AGV智能搬運系統(tǒng)在白車身調(diào)整線的應(yīng)用

馮林林，陸德利

（上汽通用五菱汽車股份有限公司，廣西柳州545000）

介紹了各種類型AGV的功能對比及選型，并將其應(yīng)用于汽車焊裝領(lǐng)域中的白車身調(diào)整線中，實現(xiàn)白車身調(diào)整線短周期、高柔性的目標(biāo)，從而降低調(diào)整線的投入成本、運行成本。

AGV；物流；調(diào)整線；智能搬運

在中國汽車工業(yè)持續(xù)、快速的發(fā)展勢頭下，各大汽車生產(chǎn)工廠為了加快研發(fā)、生產(chǎn)的速度，更快的推出新型汽車，占有細(xì)分市場，紛紛引入了更加先進(jìn)的生產(chǎn)模式，改進(jìn)生產(chǎn)線的柔性化策略，縮短新產(chǎn)品的研發(fā)周期，更加快速的將新產(chǎn)品推向市場。本文就是基于柔性化的制造理念，引入更加先進(jìn)的物流搬運模式，并應(yīng)用在汽車白車身調(diào)整線中。

近年發(fā)展起來的汽車白車身調(diào)整線，一般采用滾床與滑撬輸送方式，用滑撬支撐車身，傳動滾輪支撐滑橇向前輸送，工位截距及有效操作工位與滑橇長度相關(guān)，在調(diào)整線建設(shè)完成后，更改難度大。在調(diào)整線的入口和出口位置，通過升降機實現(xiàn)白車身的上下線。

1 AGV簡介及分類

自動導(dǎo)航車（Automated Guided Vehicle）簡稱：AGV，能夠沿指定的導(dǎo)引路徑行駛，具有安全保護(hù)及各種移載功能的無人運輸車，是輪式機器人在工業(yè)中的特殊運用。

AGV出現(xiàn)于20世紀(jì)50年代，經(jīng)過60年的發(fā)展，已經(jīng)從最初帶有導(dǎo)軌的簡易牽引式機車，發(fā)展為現(xiàn)在的集成計算機無線控制系統(tǒng)的新型智能化搬運設(shè)備。

1.1 AGV的各項基本配置

見圖1 AGV的各項基本配置包含以下部分：（1）動力系統(tǒng)：AGV的行走動力，一般為電機驅(qū)動、鋰電池供電的模式；

（2）控制系統(tǒng)：AGV的“大腦”，直接控制AGV的啟停、加減速等功能；

（3）牽引系統(tǒng)：AGV的移載模式，決定AGV的主要分類；

（4）安全系統(tǒng)：AGV自身的安全識別系統(tǒng)，與工廠所需的安全要求相關(guān)；

（5）走行系統(tǒng)：AGV的行走路徑，啟停位置等。如圖1所示。

圖1 AGV示意圖（某工廠白車身調(diào)整線AGV的數(shù)模設(shè)計圖）

1.2 AGV的主要分類

目前，AGV的主要分類（見圖2）主要如下：

（1）平板式AGV：可承載貨物，載重1 000 kg，最高速可達(dá)60 m/min.

（2）帶移載裝置的AGV：這種AGV上自帶有傳送帶或滾輪，常與地面其他同類傳輸工具配合使用，載重1 000 kg，最高速可達(dá)60m/min.

（3）貨叉型AGV：顧名思義，具有叉車功能，自動叉運貨物的AGV，載重1 000 kg，最高速可達(dá)60m/min.

（4）牽引式AGV：此類為最傳統(tǒng)的AGV類型，常用于替代人工物流電瓶車，牽引重量1 000 kg，牽引最高速可達(dá)60 m/min.

（5）帶舉升裝置的AGV：此類AGV自帶有舉升裝置，常用于汽車發(fā)動機、變速箱等的安裝線使用，載重1 000 kg，最高速可達(dá)30 m/min

（6）潛伏性AGV：此類AGV體積較小，常用于帶料框的小型物料轉(zhuǎn)運，牽引重量500 kg，最高速可達(dá)50 m/min.如圖2所示。

圖2 各類型AGV

1.3 AGV行走方式

AGV的行走方式主要有：磁性引導(dǎo)、視覺導(dǎo)引、激光定位導(dǎo)引、超聲波定為導(dǎo)引、光條紋定位導(dǎo)引。其中，磁性引導(dǎo)是通過在AGV上安裝磁性感應(yīng)裝置，并在地面貼導(dǎo)引磁條或在地下預(yù)埋導(dǎo)引磁線的方式，使AGV自動行駛在既定軌道上，達(dá)到自動導(dǎo)引的目的。其中在地面貼導(dǎo)引磁條的行走方式具有低成本、易安裝、高柔性、易修改的優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用于AGV中。具體如表1所列。

表1 兩種磁導(dǎo)引方式對比

1.4 AGV充電方式

（1）側(cè)向推進(jìn)式充電。充電控制柜與電動推桿碰觸單元分離，電動推桿推動端子與電池上的觸點接觸進(jìn)行充電的形式。這種結(jié)構(gòu)的限制就是電纜過長，電壓衰減，會導(dǎo)致端子處的充電電壓過低，導(dǎo)致充電緩慢。經(jīng)過計算，充電控制柜供電電壓為24 V，AGV滿足節(jié)拍時間的情況下，要求最小充電電壓為22 V，理論上電纜最長不能超過10m.

（2）地面預(yù)埋電刷式充電。此種充電方式是將充電電纜預(yù)埋在地下，充電觸點在AGV行走路線上露出地表，AGV底部自帶充電電刷，待AGV到位后，充電電刷與地面觸點接觸即可完成充電。

2 AGV的現(xiàn)狀

國產(chǎn)AGV的發(fā)展較國外相對滯后，目前多用于倉儲、物流運輸及一些工廠內(nèi)的零部件安裝中。

最典型的將AGV運用于倉儲物流的莫過于全球最大的網(wǎng)絡(luò)零售商卓越亞馬遜的精益?zhèn)}儲了。亞馬遜在倉儲中投入了約3萬自動化的搬運機器人，有了這些機器人，減少了大量的人工費用及倉儲空間，直接讓運營費減少了約20%.

牽引式AGV的應(yīng)用比較廣泛，國內(nèi)外各行業(yè)都有應(yīng)用，可以直接替代電瓶車?yán)瓌游锪线\輸，極大程度地降低了人力成本

在汽車領(lǐng)域，帶舉升裝置的AGV被廣泛應(yīng)用于總裝車間，發(fā)動機、變速箱等底盤上的大型部件都需要此類AGV協(xié)助安裝，并大大提升了生產(chǎn)節(jié)拍。

3 AGV在車身調(diào)整線的應(yīng)用

3.1 AGV選型及拖運白車身形式

白車身調(diào)整線的主要工作內(nèi)容包含四門兩蓋、翼子板、加油口等的安裝。本文中的舉例為小型電動汽車，包含二保焊補焊及左右前側(cè)門、后蓋的安裝及調(diào)整工作。

首先，為了保持整線的最小截距，需要將AGV放置于白車身下部，這樣就會有兩種AGV的形式供選擇：潛入型和平板承載型。此兩種類型的AGV優(yōu)劣勢對比如表2所列。

表2 潛入型與平板承載型AGV對比

由此可見，基于布局空間及成本綜合考量，確定使用潛入型AGV，即由承載小車來承載白車身，AGV潛入承載小車下方，只提供動力。

3.2 AGV調(diào)整線運行

AGV在調(diào)整線的運行采用無線局域網(wǎng)和工控機控制，隨時監(jiān)控小車運行狀態(tài)與位置，一旦小車出現(xiàn)異常會發(fā)出聲光并在屏幕上顯示當(dāng)前狀態(tài)和文字提示。監(jiān)控人員可以根據(jù)提示的信息，排除故障。

工控機主機采用研華品牌，內(nèi)存4G、雙核處理器、硬盤不小于500G、P4主機。顯示器采用三星17“液晶屏幕。監(jiān)控系統(tǒng)PLC采用AB系列，PLC預(yù)留15%~20%之I/O用于備用。控制元件采用赫斯曼、施耐德等知名品牌確?？刂葡到y(tǒng)運行穩(wěn)定可靠。AGV運行地圖、運行狀態(tài)、故障信息、系統(tǒng)信息等隨時可以在PC機上簡易操作查詢。PC機可以通過以太網(wǎng)與遠(yuǎn)程計算機連接通信。

系統(tǒng)具備AGV運行跟蹤功能，可通過計算機實時調(diào)度在線AGV的同時并在屏幕上顯示系統(tǒng)工作狀態(tài)，包括在線AGV的數(shù)量、位置、狀態(tài)等。監(jiān)控系統(tǒng)負(fù)責(zé)AGV運行中的安全，保證運行中的AGV與AGV間不發(fā)生碰撞和AGV追尾等事故。對進(jìn)入系統(tǒng)和退出系統(tǒng)的AGV進(jìn)行管理以保證系統(tǒng)安全運行。

每臺AGV前部配有激光感應(yīng)器，側(cè)面裝載北洋傳感器，行走的磁條線路預(yù)埋RFID地標(biāo)。AGV通過通道時實施交通管制，AGV提前發(fā)出交通信號，提示過往的人員及車輛，當(dāng)前方有障礙物時，AGV將立即停止等待。在AGV需要進(jìn)行充電及白車身上下線位置，通過RFID地標(biāo)及北洋傳感器傳輸?shù)轿恍盘?，完成AGV與焊接線的信號交互，見圖3.

圖3 監(jiān)控調(diào)度系統(tǒng)原理（某工廠白車身調(diào)整線AGV的電控系統(tǒng)設(shè)計圖）

4結(jié)束語

AGV的出現(xiàn)對工業(yè)自動化的發(fā)展有著很大的推動作用，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，AGV有著非常廣闊的發(fā)展前景，將來還會有GPS導(dǎo)航導(dǎo)引、體積更小、承載能力更強、成本更低的AGV出現(xiàn)，并帶動工業(yè)自動化前進(jìn)的步伐。

[1]高毅華.工廠AGV實踐及運用[J].航空精密制造技術(shù)，2015，51（5）：59-62.

[2]張正義.AGV技術(shù)發(fā)展綜述[J].物流技術(shù)與應(yīng)用，2005（7）：67-73.

Automated Guided Vehicle’s App lication in the Ad just Line

FENG Lin-lin，LU De-li
（SAICGM Wuling Automobile Co.，Ltd.，Liuzhou Guangxi545000，China）

Introduct different types of AGV and selection of AGV，put it into use in the body adjusted line of body shop，realize goals of shorter cycle，higher flexible for adjusted line，reduce the input cost and operating cost.

AGV；logistics；adjust line；intelligent transportation

U468.2

B

1672-545X（2016）12-0167-03

2016-09-04

馮林林（1988-），男，河南洛陽人，本科，工程師，研究方向：汽車白車身焊裝線布局規(guī)劃設(shè)計及焊接設(shè)備選型應(yīng)用。