論鍛造毛坯料自動(dòng)化轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)

王大鵬 趙亮 王曉波

摘 要：AGV系統(tǒng)承擔(dān)鍛造毛坯料自下料工位至鍛造等待區(qū)的自動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)。由AGV調(diào)度系統(tǒng)根據(jù)物料轉(zhuǎn)運(yùn)任務(wù)，自動(dòng)派車、依據(jù)路線讓車，將相應(yīng)的物料運(yùn)載至鍛造等待區(qū)，并將空料托盤運(yùn)回毛坯下料工位。AGV具有高抗震性能，能夠在周邊20米范圍內(nèi)有沖床/鍛床的強(qiáng)烈震動(dòng)情況下安全運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：AGV;自動(dòng)化;安全運(yùn)行

本文中的AGV采用四輪驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)，動(dòng)力強(qiáng)勁;AGV驅(qū)動(dòng)輪采用鋼軌運(yùn)行結(jié)構(gòu)，不受地面情況影響;調(diào)度系統(tǒng)會(huì)根據(jù)物料轉(zhuǎn)運(yùn)指令，自動(dòng)調(diào)度AGV執(zhí)行轉(zhuǎn)運(yùn)任務(wù);AGV自動(dòng)充電，鋰電池動(dòng)力，運(yùn)行效率高節(jié)能，可以有效延長AGV蓄電池的續(xù)航能力;AGV采用磁釘+激光定位的多機(jī)聯(lián)動(dòng)調(diào)度，當(dāng)AGV遇到需要讓車、讓障礙物的情況下，可以主動(dòng)實(shí)行制動(dòng)、讓車，車輛讓車或者障礙物移除后自動(dòng)恢復(fù)到主通道上，不會(huì)發(fā)生堵車。

1 AGV綜合指標(biāo)

額定載重量設(shè)定為2500kg;四輪驅(qū)動(dòng)，動(dòng)力性能好，穩(wěn)定性好，越障能力地面高低不平或有異物時(shí)不容易方向偏差，運(yùn)行可靠;車輛底盤具有減震裝置，抗震性能好，能夠適應(yīng)現(xiàn)場震動(dòng)工況;可起升，具備托盤掛鉤，對貨物有定位作用，載貨運(yùn)行穩(wěn)定性好;四向行走，可適應(yīng)換軌道運(yùn)行，運(yùn)行通道窄，可直行、橫向行走;配合托盤對接支架，能安全將托盤從支架和AGV上相互轉(zhuǎn)移，AGV轉(zhuǎn)移托盤左右兩方向均可完成;擬采用磷酸鐵鋰電池48V-60AH，續(xù)航能力8小時(shí)以上。AGV采用自動(dòng)充電系統(tǒng)。

2 AGV物流系統(tǒng)運(yùn)行局部平面示意圖

3 AGV物流系統(tǒng)的主體設(shè)計(jì)

（1）系統(tǒng)總體構(gòu)成：AGV小車：AGV小車負(fù)責(zé)各環(huán)節(jié)的物料自動(dòng)搬運(yùn)。AGV中央調(diào)度管理系統(tǒng)：AGV車管系統(tǒng)負(fù)責(zé)AGV小車綜合調(diào)配，并負(fù)責(zé)物流物料信息采集與管理。叫料裝置：安裝在產(chǎn)線工站，每個(gè)工站1塊，主要用于產(chǎn)線人員叫料使用，當(dāng)產(chǎn)線人員需求物料或空托盤時(shí)，通過叫料輸入呼叫命令，信息就會(huì)在調(diào)度系統(tǒng)電腦主屏顯示出來。托盤支架：安裝在工位和待加工區(qū)貨位，每個(gè)托盤對應(yīng)1套;每個(gè)下料鋸床3套，AGV停在托盤支架對應(yīng)位置，實(shí)現(xiàn)AGV與支架的托盤轉(zhuǎn)移。鋼軌、鋼軌換向裝置：下料區(qū)通道、待加工貨位區(qū)通道各1條（2根鋼軌）之間的直角連接部位的鋼軌換向裝置。整個(gè)系統(tǒng)配備充電站，含充電站管理軟件。

（2）系統(tǒng)運(yùn)行流程：

1）執(zhí)行過程：下料工位-→AGV轉(zhuǎn)運(yùn)-→待加工位

2）執(zhí)行過程：空托盤返回-→ AGV轉(zhuǎn)運(yùn)-→下料工位

3）手動(dòng)遙控操作：調(diào)度系統(tǒng)故障時(shí)AGV可以轉(zhuǎn)為手動(dòng)操作，由遙控器遙控作業(yè)。

4）AGV充電：①AGV電量不足時(shí)，系統(tǒng)調(diào)度AGV至待機(jī)工位，充電機(jī)對接自動(dòng)檢測，對接安全后自動(dòng)開始充電;②AGV充電完成后，充電機(jī)自動(dòng)停機(jī);③AGV充電過程中，接到轉(zhuǎn)運(yùn)命令，自動(dòng)關(guān)閉充電機(jī)，AGV開始直行轉(zhuǎn)運(yùn)任務(wù);AGV直行完畢轉(zhuǎn)運(yùn)任務(wù)后，行駛至待機(jī)工位，繼續(xù)執(zhí)行充電命令，直至蓄電池充滿電為止。

4 AGV調(diào)度管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)

（1）管理系統(tǒng)分為調(diào)度系統(tǒng)（地面主機(jī)電腦）和車輛主控管理系統(tǒng)（安裝在AGV上）。（2）管理系統(tǒng)的運(yùn)行于Windows7操作系統(tǒng)、開發(fā)語言JAVA、激光掃描軟件平臺及調(diào)度管理平臺。（3）車管系統(tǒng)不得設(shè)置惡意后門程序、隱藏功能。（4）AGV系統(tǒng)動(dòng)態(tài)顯示：車管系統(tǒng)需以動(dòng)態(tài)的方式顯示AGV的實(shí)時(shí)位置、AGV狀態(tài)、任務(wù)狀態(tài)、電量、故障等信息，各類信息更新時(shí)間不應(yīng)大于1秒，界面美觀大方，配色合理。（5）權(quán)限管理功能：車管系統(tǒng)具備權(quán)限管理功能，防止無關(guān)人員誤操作。（6）交通管制功能：車管系統(tǒng)能夠?qū)GV進(jìn)行實(shí)時(shí)交通管制，保證AGV合理高效運(yùn)行，避免后續(xù)增加AGV車輛后多機(jī)聯(lián)動(dòng)發(fā)生碰撞、堵車，并能在關(guān)鍵路口設(shè)置優(yōu)先方向。（7）日志管理功能：車管系統(tǒng)具備完善的日志記錄和日志診斷功能，詳細(xì)記錄AGV的運(yùn)行事件日志和狀態(tài)日志，并具備日志數(shù)據(jù)存盤功能，供專業(yè)人員在維修或維護(hù)時(shí)解讀。

5 AGV調(diào)度管理系統(tǒng)技術(shù)性能

（1）地圖路徑編寫功能：車管系統(tǒng)能方便地對AGV運(yùn)行的地圖和路徑進(jìn)行編譯。

（2）AGV人工控制：車管系統(tǒng)能對AGV運(yùn)行任務(wù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和干預(yù)，能手動(dòng)控制小車的交通管制狀態(tài)。

（3）智能調(diào)度：車管系統(tǒng)可智能地對AGV進(jìn)行調(diào)配，合理優(yōu)先調(diào)配任務(wù)給距離較近的AGV小車。

（4）車管系統(tǒng)合理控制AGV小車的電量，當(dāng)AGV小車的電量不足以執(zhí)行一次完整的任務(wù)時(shí)，不能從待命區(qū)（充電工位）離開執(zhí)行任務(wù)，并報(bào)警提示人工充電。

（5）調(diào)度管理系統(tǒng)終端顯示：需詳盡顯示AGV的車載信息，包括但不限于托盤編號、物料編號、工件數(shù)量以及工件碼放的位置信息等?？娠@示AGV的運(yùn)行和位置等信息。

（6）系統(tǒng)可智能分配任務(wù)優(yōu)先級，調(diào)節(jié)生產(chǎn)瓶頸工位為高優(yōu)先級，優(yōu)先響應(yīng)較高優(yōu)先級的運(yùn)輸請求，管理員可根據(jù)需要?jiǎng)h除某一項(xiàng)任務(wù)命令或改變?nèi)蝿?wù)命令的某些參數(shù)。

（7）一鍵收線模式：車管系統(tǒng)支持“一鍵收線模式”，此模式下，自動(dòng)將所有小車返回指定的等待區(qū)。

（8）車管系統(tǒng)支持無線通訊、以太網(wǎng)通訊、串口通訊等多種方式，支持主流通訊方式，支持WebService。

（9）車管系統(tǒng)能對其他通訊設(shè)備的狀態(tài)、通訊數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控顯示。

綜上所述，上述方案在鍛造毛坯轉(zhuǎn)運(yùn)過程中替代外形比較大的人工駕駛叉車進(jìn)行轉(zhuǎn)運(yùn)作業(yè)，保障物料托盤轉(zhuǎn)運(yùn)過程的安全;降低人工勞動(dòng)強(qiáng)度;智能調(diào)度AGV小車的運(yùn)行，提高系統(tǒng)整體的運(yùn)轉(zhuǎn)效率，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、智能化物料轉(zhuǎn)運(yùn)，同時(shí)考慮后期進(jìn)行系統(tǒng)擴(kuò)展、運(yùn)行區(qū)域擴(kuò)展、工位路線擴(kuò)展的便捷性。