卷煙輔料庫自動導引車常見故障與維修

林冉軼

（重慶中煙工業有限責任公司涪陵卷煙廠，重慶 408000）

0 引言

自動導引車（Automatic Guided Vehicle，AGV）是指裝備有電磁或光學等自動導引裝置，能夠沿規定的導引路徑行駛，具有安全保護以及各種移載功能的運輸車。它是以電池為動力，通過計算機系統控制，借助自動導航裝置，能夠獨立自動尋址，完成無人駕駛及作業的設備。

AGV 具有自動化程度高、安全性能好、線路靈活等特點，目前已廣泛應用到物流倉儲業、危險場所和特種行業、煙草、醫藥、化工、冶金、造紙、食品等行業。煙草制造行業具有物料流量大，運送環節多，生產過程自動化，柔性化程序高，信息控制管理系統要求嚴等特點，AGV 作為現代物流先進設備能較好地滿足上述特點的要求。從2015 年涪陵卷煙廠完成易地技改搬遷后，卷煙輔料庫裝備了7 臺芬蘭ROCLA 公司的AGV 小車。在近4 年的使用和維護過程中，積累一些實踐經驗。針對AGV 常見故障進行分析探討，并提出切合實際的維修對策，在降低設備故障率的同時，有效的保證生產物料供應的連續性。

1 AGV 系統結構與工作原理

1.1 AGV 的系統結構（圖1）

AGV 系統主要由管理調度計算機WCS（Warehouse Control System，倉庫控制系統）、AGV 管理控制及監控計算機（NT8000）、AGV、無線AP、充電樁以及網絡通信設備組成。AGV 系統是在AGV 管理控制及監控計算機的控制下工作，其任務指令通過以太網及無線AP 下達到AGV 車載系統上。

1.2 AGV 的工作原理

系統工作時，AGV 管理控制及監控計算機通過無線局域網自動將任務分配給離任務作業點最近的且處于自動無故障狀態的AGV。AGV 根據任務指令按預先制定的路徑自動行駛到作業地點，在行駛過程中AGV 利用車身頂部的激光掃描頭，對路徑周圍的激光反射條進行掃描和計算來導航并修正自身的偏差，從而保證行走和定位的精度。

圖1 AGV 系統結構

AGV 與管理控制計算機通過無線局域網進行實時通信，AGV 隨機將自身的狀態和任務完成情況上報給并顯示在CWAY（NT8000 上的圖形控制系統軟件）上。管理和控制系統會自動對AGV 的運行進行交通管理，如果在某些路段由于車輛過于集中而形成交通堵塞，管理和控制系統也能夠自行處理，確保AGV 運行通暢。當AGV 電池的電量不足時會自動請求充電，并自動行駛到充電樁進行充電，當AGV 沒有接到任務時，AGV 會自動回到充電樁進行充電。

1.3 AGV 的業務流程

卷包車間機臺操作工通過位于生產現場的要料系統終端的觸摸屏進行要料或退空托盤的操作。輔料庫上位系統接收到要料請求后，產生出庫任務，并將任務依次分給堆垛機、輸送機和AGV，當物料送達輸送機與AGV 對接的出庫站臺上時。AGV 管理控制計算機將任務指令分配給AGV。當AGV 將輔料托盤運送到機臺的指定貨位，并向輔料上位系統發送任務完成信息，要料過程完畢。待機臺上的輔料快用完時，操作工在現場要料系統終端觸摸屏上點擊退空托盤操作，先由AGV 取回空托盤，送回高架庫回庫站臺。

2 AGV 常見故障分析

2.1 車輛無響應故障

故障現象：圖形監控界面CWAY 上無任務，且車輛無響應。

故障原因：通信問題或充電樁狀態異常。

故障分析：①當CWAY 上的任務菜單顯示任務信息后，AGV 才離開充電樁開始工作。如果CWAY 的任務顯示欄沒有任務，說明NT8000 沒有收到WCS 下發的任務。應優先查看System Manager Console 上NT8000 與AGV 小車、WCS、CWAY和充電樁的通信狀態是否正常。如果對應的Status 欄顯示Connected，才表示通信正常。如果顯示為Listen 表示未連上。②AGV小車完成送貨任務后停在原地不自動回充電樁。應檢查CWAY上對應充電樁的狀態，確認充電樁未處于關閉狀態。

2.2 走停頓挫故障

故障現象：AGV 啟動或加速后立即減速或急停，車輛一走一頓。

故障原因：AGV 小車安全裝置被頻繁觸發。

故障分析：AGV 小車的安全裝置影響車輛行駛的主要有兩個，一個是安全激光掃描儀，另一個U 形的防撞膠條。當安全激光掃描儀觸發減速或停車后，待障礙解除后可以自動恢復運行，但防撞膠條一旦觸發，必須手動復位后才能運行。

安全激光掃描儀通過檢測預制線路上地面的障礙物，使車輛減速或停車，其檢測區域分為警示區域和安全區域，且警示區域和安全區域的大小隨小車速度的變化而變化。如果在警示區域內檢測到了障礙物，小車將會減速。如果在安全區域內檢測到了障礙物，AGV 將會立即制動。

如果安全激光掃描頭鏡面有積塵或污漬，會導致AGV 小車誤認為檢測到了障礙物，出現車輛運行頓挫的情況。

2.3 不在系統里故障

故障現象：從圖形監控界面CWAY 上觀察該車無故障報警，但車輛有任務卻不動作。車載信息顯示屏上顯示不在系統里或未知位置的圖標。

故障原因：由于AGV 小車行進路線與預設路線產生偏離。

故障分析：①激光反射板狀態異常。AGV 是通過用車身頂部的激光掃描頭采集反射激光束定位，并通過連續的三角幾何運算來實現AGV 的導引。若該區域內的激光反光條與預制位置發生較大偏差（反射條移動或者被遮擋、缺失等），將導致系統停車。②車輛被阻擋急停。AGV 小車在即將轉彎前如突然觸發其安全激光掃描儀的安全區域，會導致車輛在自動狀態下的急停，待急停條件解除后，小車需直線行約2 m 后再進行重新尋址工作，但此時在彎道處直行已偏離預設路線，雖然系統試圖自行糾偏仍然無法回到預設路線上，導致故障停車。

2.4 有錯誤故障

故障現象：從圖形監控界面CWAY 上觀察車報有錯誤的故障顯示。

故障原因：AGV 小車上的狀態檢測器與系統上車輛信息狀態不一致。

故障分析：①AGV 貨叉在取貨過程中高度激光檢測信號異常，例如高度檢測器被輔料的包裝物遮擋。②AGV 在載貨狀態時，貨叉上貨物到位檢測信號異常，例如在空托盤回庫過程中，由于車輛行駛顛簸導致檢測開關未能檢測到空托盤。

3 常見故障解決對策

（1）針對車輛無響應故障，可采取以下措施。①注意WCS 軟件與AGV 軟件的啟動順序。每次設備上電，應先開啟AGV 管理控制及監控計算機打開CWAY 軟件后，再開啟WCS 軟件。每次設備開電后應檢查NT8000 與WCS 的狀態是否處于Connected狀態，如是Listen 狀態，則應再次重啟WCS，使其通信狀態變為Connected；②在每次關閉AGV 電腦前，應確定CWAY 上是否有關閉的路線或者是充電樁，并做好記錄，待下次設備開電時，進行對應恢復顯示的操作。

（2）針對AGV 走停頓挫故障，可采取以下措施。①每周安排AGV 輪保作業，保證安全激光掃描儀發射鏡面以及車身罩殼清潔無積塵；②在清理安全激光掃描儀時，應使用不掉纖維的布進行清理。

（3）針對不在系統里故障，可采取以下措施。①加強AGV 運行區域內人員的安全意識的培訓，當人員通過或靠近時，應時刻觀察注意周圍AGV 小車的運動方向，主動避讓，保持1m 以上的安全距離；②定期對AGV 行駛區域內的激光反射條進行完好性檢查并核對數量，確保激光反射條數量與預制數量一致，且反射條表面干凈無破損。

（4）針對有錯誤故障，可采取以下措施。①當高度檢測異常時，應確認高度檢測無異物遮擋；②手動調整空托盤位置使其觸發到位檢測，AGV 即可恢復運行；③定期檢查車輛上貨叉上貨物到位檢測器以及貨叉升降檢測的狀態，若有異常及時調校或更換；④定期檢查車輪的使用磨損狀況，如日常運行中車輛出現顛簸，考慮更換已損壞的車輪。

4 結束語

AGV 作為當代物流處理自動化的有效手段和柔性制造系統的關鍵設備，通過對AGV 小車的系統結構、工作原理等多方面進行剖析，著重分析AGV 小車使用過程中容易出現的故障，并針對這些問題提出對策，為打造智能化卷煙工廠，提供了一種探索實踐的方法。