AGV小車在叉車裝配線物料配送中的研究與應用

肖生柱，覃燕瓊，李姣紅

裝備供應鏈

AGV小車在叉車裝配線物料配送中的研究與應用

肖生柱，覃燕瓊，李姣紅

（廣西柳工機械股份有限公司，廣西柳州545007）

敘述了AGV小車在柳工叉車裝配線上的研究與應用，介紹了AGV小車的方案設計、實施要點以及達成的效果。通過AGV小車在裝配線上的應用，物料配送的準確性和效率都得到了提升。

AGV小車；叉車裝配線；物料配送

在工業4.0和“中國制造2025”的推動下，智能物流迎來了重大的發展機遇，AGV是智能物流裝備的核心設備。智能物流的任務是要找到一條盡可能地降低庫存、提高靈活性、降低成本、生產時間和資源耗費方面的優化之路，也是企業智能升級的必經之路。

目前柳工叉車已經有了AGV小車銷售的能力，顧客提出在購買AGV小車的時候公司能一并提供全套的物流配送方案，為了更好的服務客戶，公司提出了對AGV小車在叉車裝配線物流運輸的研究應用。

1 物料配送現狀

叉車倉庫物料揀料效率低，配送頻次多，物流倒流、逆流嚴重，存在安全隱患等現狀問題。

1.1 揀配效率低

在倉庫揀料時需按照訂單計劃清單從高位貨架、地位貨架等區域將物料用小推車分揀，再按工位分放在8個托盤上，行成了第一次搬運，往復拿放，揀配時間長，需要的揀料工人數多，如圖1所示。

圖1 倉庫內揀料示意圖

1.2 配送頻次多，物流距離長

在裝配線配送物料時，配送員將物料搬運至現場臨時放置點，形成第二次搬運，物料配送員與裝配工人現場確認物料的種類和數量，待配送員與現場人員點數確認無誤后，由配送員將物料再次分發至各個工位，行成第三次搬運，配送頻次高，物流距離長，費時費力，由于人員崗位變動等因素，物料經常配送錯誤，物料配送準確性差。

2 AGV物流方案設計、實施

2.1 物料配送種類及配送批次的研究確定

根據公司各機型生產任務，選擇生產批次比較多、每批次量比較大的機型作為研究對象，確定配送物料種類為3.5 t以下的機型物料，物料配送主要為多路閥、齒輪泵、電器元件和其他散件等小體積物料，發動機、變速箱和橋等大體積物料不在運輸范圍內。經過現場測量物料的大小和重量，確定配送批次為12臺套，最大臺套數量和整車重量如表1所列。

表1 最大臺套數量和整車重量

2.2 AGV小車選型

根據配送物料車的最大配送臺套數的重量選擇AGV型號，位置編號3#位的物料車重量為300 kg，選擇載重能力為400 kg的AGV小車，示意圖如圖2所示。

圖2 AGV小車示意圖

2.3 AGV小車標準底座設計、制造

根據AGV小車的外形尺寸及牽引銷等參數，結合物料配送品種和批次，設計AGV物料車通用標準底座，以便批量應用及標準化管理，標準底座示意圖如圖3所示。

圖3 AGV小車標準底座示意圖

2.4 AGV自主定位及導引系統

AGV導引方式[1]的種類很多，目前得到應用或具有應用前景的AGV導引方式主要包括以下幾種類型。

2.4.1 磁帶、磁點導引

該導引方式的基本工作原理為：在AGV的行駛路徑上貼磁帶或打磁點，通過磁感應信號實現導引。目前，磁帶、磁點導引技術成熟，應用也較為廣泛。該引導方式的主要優點為改變或擴充路徑較容易，磁帶、磁點的安裝簡單；而主要缺點則為易受AGV行走路徑周圍的金屬物質的干擾。此外，因為磁帶外露，容易受到機械損傷和污染，導航的穩定性受環境影響較大，因此近年來此類AGV較多采用磁點方式。

2.4.2 電磁感應導引

該導引方式的基本工作原理為：在AGV的行駛路徑上埋設金屬導線，并加載低頻、低壓電流，使導線周圍產生磁場，AGV上的感應線圈通過對導航磁場強弱的識別和跟蹤，實現AGV的導引。目前，電磁感應導引技術比較成熟，應用也較為廣泛。該導引方式的主要優點為引線隱蔽，不易污染和破損，導引原理簡單而可靠，無聲光干擾，制造成本較低；而主要缺點則為路徑更改的靈活性差，調整變動不便，感應線圈對周圍的鐵磁物質較敏感，對于一些路線比較簡單的需要24 h連續作業的工況（比如發動機等裝配生產線）目前配合非接觸供電系統的應用在國外還是比較多的。

2.4.3 激光導引

目前，激光導引技術比較成熟，應用也較為廣泛。該導引方式的主要優點為定位精確，能適應復雜的路徑條件及工作環境，能快速變更行駛路徑和修改運行參數；主要缺點則為激光定位裝置成本較高。

2.4.4 光學導引

該導引方式的基本工作原理為：在AGV的行駛路徑上涂漆或粘貼色帶，通過對光學傳感器采入的色帶圖像信號進行識別實現導引。此外，用CCD攝像機和圖像處理系統替代普通的光學傳感器可以有效提高導引系統的可靠性。目前，光學導引技術成熟，應用也較為廣泛。該導引方式與磁帶導引方式比較類似，其主要優點為靈活性比較好，地面路線設置十分簡單；而主要缺點則為易受色帶污染和磨損的影響，對環境要求較高，導引可靠性受制于地面條件，停位精度比較低。

經過綜合考慮，選用磁帶、磁點導引系統作為叉車裝配線的定位及引導系統，根據配送5個站點的先后順序，設定42個地標卡，功能分別為：岔道指令、自動卸車、自動掛車、屏蔽障礙物檢測并減速、修改速度級別等指令，以實現自動化物流配送的準確性、及時性。

按照根叉車公司生產，據配送頻次及安全要求，經過反復試驗研究，AGV小車的運行速度設定為直線路段30 m/min（速度約1.8 km/h），拐彎轉彎路段10 m/min（速度約0.6 km/h）.

3 AGV小車物料研究與應用實施效果

經過方案實施，在配送零件種類不變的情況下，配送點由原來的28個降低為目前的5個，物料揀配時間由原來的240 min降低為現在的168 min，揀配人員由2人減少為1人，物流配送距離由原來的2 630 m降低為現在的885 m，物料配送時間由原來的240 min降低到現在的60分鐘，配送使用的工位器具由原來的21個減低為目前的18個，年產生經濟效益103 688元。

[1]金亞萍.AGV引爆物流智能化革命[J].機器人產業，2017（02）：36-43.

Research and Application of AGV Car for Transportation in Forklift Assembly Line

XIAO Sheng-zhu，QIN Yan-qiong，LI Jiao-hong
（Liugong Machinery Co.，Ltd.，Liuzhou Guangxi 545007，China）

This paper discusses the application of AGV car in forklift assembly line for transportation，and describes the design scheme of AGV car，main points of implementation and achieved results.Then we found that through the use of AGV car，the accuracy and efficiency of material deliver have been improved.

AGV car；forklift assembly line；material delivery

TH248

B

1672-545X（2017）07-0212-02

2017-04-05

肖生柱（1985-），男，甘肅靖遠人，本科，工藝師，主要從事裝配工藝、質量改進工作；覃燕瓊（1979-），女，廣西武宣人，本科，高級主管工藝師，主要從事工藝管理、工藝定額、工藝策劃工作；李姣紅（1983-），女，河南洛陽人，研究生，工程師，主要從事質量控制、質量改進工作。