袁 明 （沈陽(yáng)新松機(jī)器人自動(dòng)化股份有限公司，遼寧 沈陽(yáng) 110168）

YUAN Ming (Shenyang Siasun Robot&Automation Co.,Ltd,Shenyang 110168,China)

1 AGV應(yīng)用環(huán)境

設(shè)備用于自動(dòng)化裝配、周轉(zhuǎn)、檢測(cè)及包裝等，生產(chǎn)節(jié)拍為1件/6min。工作制及工作時(shí)間：主裝配線上半成品裝配單班生產(chǎn)；老化房24小時(shí)運(yùn)行，產(chǎn)品老化時(shí)間6小時(shí)。施工地點(diǎn)為車間三樓，樓板單位面積承重為：510公斤/平方米。

AGV在電源產(chǎn)品組裝線體中運(yùn)行路線如圖1所示：

圖1 AGV在電源產(chǎn)品組裝線體中運(yùn)行路線圖

自動(dòng)化生產(chǎn)線包括下面區(qū)域：

（1） 預(yù)裝區(qū)、組裝區(qū)；（2） 線上老化前檢測(cè)工作站；（3） 暫存區(qū)；（4） 老化區(qū)；（5） 維修區(qū)；（6） 老化后檢測(cè)區(qū)和質(zhì)檢區(qū)；（7） 包裝區(qū)。

AGV自動(dòng)化周轉(zhuǎn)流程說(shuō)明：

AGV托舉周轉(zhuǎn)小車到老化前暫存區(qū)，人工將小車上直流端子插排插到產(chǎn)品上，交流端子手動(dòng)拆開(kāi)下蓋板接線，接線完畢后，待入老化房；老化房?jī)?nèi)產(chǎn)品老化完畢，AGV托舉老化完畢的周轉(zhuǎn)小車進(jìn)入老化后檢測(cè)暫存區(qū)，待檢測(cè)；AGV托舉老化前暫存區(qū)內(nèi)周轉(zhuǎn)小車進(jìn)入老化房定位，人工插端子接線。AGV運(yùn)行需求AGV對(duì)地面有一定需求，要求地面平整度2 000×2 000范圍內(nèi)，老化房及AGV行走地面不平度小于5mm，老化房?jī)?nèi)部鐵板去掉。周轉(zhuǎn)小車描述：周轉(zhuǎn)小車主要用于半成品在老化、檢驗(yàn)環(huán)節(jié)的周轉(zhuǎn)；周轉(zhuǎn)小車分上下層，每層各放置2臺(tái)半成品，其中下層半成品可以通過(guò)滑軌移到小車車體外側(cè)以方便檢驗(yàn)測(cè)試時(shí)查看液晶屏；周轉(zhuǎn)小車車身自帶8套接線總成，4套用于半成品同周轉(zhuǎn)小車間測(cè)試線的快速連接，另4套用于同老化房或送檢、最終檢驗(yàn)工位的接線總成進(jìn)行快速連接；周轉(zhuǎn)小車在 AGV推動(dòng)下經(jīng)導(dǎo)向輪導(dǎo)向進(jìn)入測(cè)試機(jī)構(gòu)，由定位輪定位后，兩側(cè)的航空插頭由人工快速接通，進(jìn)行測(cè)試；老化架需安裝每臺(tái)機(jī)器輸入/輸出的快速夾夾具及對(duì)外通信線。

AGV小車進(jìn)入包裝端，由機(jī)械手將產(chǎn)品取出放入自動(dòng)包裝線上，人工外觀檢測(cè)并擰緊下蓋板螺釘，設(shè)備自動(dòng)開(kāi)箱，自動(dòng)產(chǎn)品6面覆膜，再由產(chǎn)品上線機(jī)器人將覆膜好的產(chǎn)品裝入紙箱，自動(dòng)進(jìn)行封箱以及PET帶綁扎，最后由人工用助力臂將包裝好的成品放置到托盤上，最終由人工運(yùn)送到倉(cāng)庫(kù)。

AGV與周轉(zhuǎn)小車外形圖如圖2所示、升降機(jī)結(jié)構(gòu)如圖3所示、在包裝線的取料位置圖如圖4所示。

圖2 AGV與周轉(zhuǎn)小車外形圖

圖3 AGV升降機(jī)結(jié)構(gòu)圖

圖4 AGV在包裝線的取料位置圖

2 AGV技術(shù)要求

本自動(dòng)化生產(chǎn)線設(shè)計(jì)項(xiàng)目中AGV小車功能：產(chǎn)品的自動(dòng)輸送、運(yùn)輸、周轉(zhuǎn)。AGV功能設(shè)計(jì)如表1所示：

表1 AGV描述

3 AGV機(jī)構(gòu)組成

本項(xiàng)目中的AGV采用激光導(dǎo)航，由在AGV上的激光傳感器不斷地發(fā)送信號(hào)并反射接收。通過(guò)自動(dòng)計(jì)算發(fā)射角度和距離實(shí)現(xiàn)AGV定位，對(duì)比已知地圖和路徑，不斷調(diào)整當(dāng)前行走情況，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)更新定位。車體采用48V直流電源提供給驅(qū)動(dòng)輪動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)前進(jìn)、后退、轉(zhuǎn)彎等動(dòng)作，托舉采用獨(dú)立的升降機(jī)結(jié)構(gòu)由一臺(tái)直流電機(jī)帶動(dòng)兩個(gè)絲杠升降機(jī)同時(shí)實(shí)現(xiàn)上下100MM的升降功能。在AGV的前部和后部分別安裝有激光防碰傳感器，傳感器設(shè)置為兩個(gè)區(qū)域，一個(gè)是減速區(qū)，一個(gè)是停車區(qū)。當(dāng)傳感器減速區(qū)被激活時(shí)，首先機(jī)器人減速直至停車，當(dāng)障礙離開(kāi)后，機(jī)器人可自動(dòng)恢復(fù)運(yùn)行。當(dāng)傳感器停車區(qū)被激活時(shí)，AGV車立即急停，此時(shí)需人工按AGV車的復(fù)位按鈕后，AGV車才能恢復(fù)運(yùn)行。減速區(qū)與停車區(qū)可在4米半徑內(nèi)，180度角度內(nèi)任意設(shè)置。AGV小車內(nèi)部構(gòu)造如圖5所示：

4 系統(tǒng)構(gòu)架

生產(chǎn)線信息化系統(tǒng)設(shè)計(jì)從企業(yè)的實(shí)際生產(chǎn)情況出發(fā)，充分考慮生產(chǎn)線的實(shí)際情況，根據(jù)實(shí)用性、實(shí)時(shí)性、準(zhǔn)確性、可靠性、安全性、易用性和可維護(hù)性等原則來(lái)建立。

4.1 系統(tǒng)總體架構(gòu)設(shè)計(jì)

通過(guò)生產(chǎn)產(chǎn)品工藝，可以了解到中功率自動(dòng)化生產(chǎn)線為離散生產(chǎn)行業(yè)，那么針對(duì)離散行業(yè)的生產(chǎn)特點(diǎn)。信息化系統(tǒng)主要是對(duì)信息量的數(shù)據(jù)收集，并調(diào)度和控制生產(chǎn)設(shè)備。保證整個(gè)生產(chǎn)線的穩(wěn)定運(yùn)行。根據(jù)對(duì)生產(chǎn)線信息化的需求，我們規(guī)劃出架構(gòu)方案，如圖6所示。

圖5 AGV內(nèi)部構(gòu)造圖

圖6 電源產(chǎn)品組裝線體自動(dòng)化生產(chǎn)流程圖

從圖6可以看出整個(gè)方案由生產(chǎn)調(diào)度、可視化看板和信息管理部分構(gòu)成。這三大塊組成了中功率自動(dòng)化生產(chǎn)線的信息化MES系統(tǒng)。通過(guò)每個(gè)功能模塊的銜接，相互之間有著密不可分的關(guān)系。

4.2 信息化系統(tǒng)主要功能

結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)計(jì)劃，銜接每個(gè)工序的流程，使得整個(gè)生產(chǎn)線效率最大化，同時(shí)。合理地管理生產(chǎn)線的設(shè)備信息。尤其是對(duì)預(yù)裝區(qū)每個(gè)工位的出物料情況進(jìn)行統(tǒng)一管理。通過(guò)，工位物料需求信息，及時(shí)通知上道工位，進(jìn)行要料信息通知。這樣，可以保證整個(gè)生產(chǎn)線不存在卡頓現(xiàn)象，使得輸送線體云狀更加流暢。設(shè)備控制是對(duì)專機(jī)設(shè)備進(jìn)行控制，例如機(jī)械手，按照規(guī)定好的路徑，完成自動(dòng)裝配和自動(dòng)取料的任務(wù)。同時(shí)如果遇到異常情況，可以通過(guò)觸摸屏對(duì)設(shè)備進(jìn)行單體運(yùn)行調(diào)試。從而使得生產(chǎn)線變得更加靈活。

通過(guò)與AGV控制臺(tái)的通訊連接，可以很好地對(duì)AGV進(jìn)行任務(wù)下達(dá)。保證生產(chǎn)線的產(chǎn)品能夠及時(shí)地運(yùn)輸?shù)嚼匣窟M(jìn)行老化，同時(shí)，也可以根據(jù)老化房的狀態(tài)，智能地對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行暫存處理。

可視化看板產(chǎn)線看板提供整個(gè)產(chǎn)線的生產(chǎn)信息，方便車間管理者及時(shí)了解產(chǎn)線信息。例如，計(jì)劃生產(chǎn)量，實(shí)際生產(chǎn)量，產(chǎn)品生產(chǎn)型號(hào)等。工位看板是為了方便操作員工，隨時(shí)了解生產(chǎn)變化，對(duì)工藝做出調(diào)整。利用電子作業(yè)指導(dǎo)書，很直觀地看到工藝流程。避免操作失誤，而引起的返工。老化前檢測(cè)平臺(tái)是由耐壓檢測(cè)和老化前檢測(cè)構(gòu)成。主要是集成陽(yáng)光電源提供的設(shè)備，對(duì)可提供接口和二次開(kāi)發(fā)功能的設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。如果不支持接口二次開(kāi)發(fā)的設(shè)備，可以部署設(shè)備自身軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)顯示。老化后檢測(cè)平臺(tái)是設(shè)備老化后進(jìn)行的檢測(cè)，也是通過(guò)陽(yáng)關(guān)電源提供的設(shè)備，對(duì)可提供接口和二次開(kāi)發(fā)功能的設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。并及時(shí)反饋到相關(guān)人員，處理下一步的流程。老化房操作平臺(tái)是集顯示與操作于一體的老化看板級(jí)平臺(tái)。通過(guò)數(shù)據(jù)采集接口對(duì)設(shè)備在老化過(guò)程中的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集。并顯示到操作看板平臺(tái)中。

信息管理對(duì)生產(chǎn)信息數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，包括產(chǎn)品的數(shù)據(jù)信息，條碼信息和檢測(cè)信息等。利用專用的數(shù)據(jù)采集，高效地將生產(chǎn)線數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到自身數(shù)據(jù)庫(kù)中。對(duì)保存的數(shù)據(jù)通過(guò)工程師站進(jìn)行數(shù)據(jù)查詢，當(dāng)產(chǎn)品出現(xiàn)生產(chǎn)問(wèn)題時(shí)，很方便和直觀地了解相關(guān)檢測(cè)數(shù)據(jù)和生產(chǎn)參數(shù)。通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接打印機(jī)，利用工程師站將需要打印的數(shù)據(jù)進(jìn)行報(bào)表打印，生產(chǎn)紙質(zhì)版材料，進(jìn)行存檔。

5 結(jié)束語(yǔ)

由于勞動(dòng)力成本上漲，企業(yè)飛速發(fā)展，產(chǎn)品生產(chǎn)節(jié)拍加快等因素影響，企業(yè)對(duì)自動(dòng)化生產(chǎn)水平要求提高，而AGV作為現(xiàn)代的柔性生產(chǎn)搬運(yùn)工具，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)加工領(lǐng)域，在本項(xiàng)目中AGV成功使用案例，也將推動(dòng)相關(guān)企業(yè)在自動(dòng)化改造的進(jìn)程中獲取寶貴的經(jīng)驗(yàn)，推動(dòng)企業(yè)的生產(chǎn)效率提升。