林冉軼

（重慶中煙工業(yè)有限責(zé)任公司涪陵卷煙廠，重慶 408000）

0 引言

自動導(dǎo)引車（Automatic Guided Vehicle，AGV）是指裝備有電磁或光學(xué)等自動導(dǎo)引裝置，能夠沿規(guī)定的導(dǎo)引路徑行駛，具有安全保護(hù)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(tǒng)控制，借助自動導(dǎo)航裝置，能夠獨立自動尋址，完成無人駕駛及作業(yè)的設(shè)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(yīng)用到物流倉儲業(yè)、危險場所和特種行業(yè)、煙草、醫(yī)藥、化工、冶金、造紙、食品等行業(yè)。煙草制造行業(yè)具有物料流量大，運送環(huán)節(jié)多，生產(chǎn)過程自動化，柔性化程序高，信息控制管理系統(tǒng)要求嚴(yán)等特點，AGV 作為現(xiàn)代物流先進(jìn)設(shè)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(hù)過程中，積累一些實踐經(jīng)驗。針對AGV 常見故障進(jìn)行分析探討，并提出切合實際的維修對策，在降低設(shè)備故障率的同時，有效的保證生產(chǎn)物料供應(yīng)的連續(xù)性。

1 AGV 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與工作原理

1.1 AGV 的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)（圖1）

AGV 系統(tǒng)主要由管理調(diào)度計算機WCS（Warehouse Control System，倉庫控制系統(tǒng)）、AGV 管理控制及監(jiān)控計算機（NT8000）、AGV、無線AP、充電樁以及網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備組成。AGV 系統(tǒng)是在AGV 管理控制及監(jiān)控計算機的控制下工作，其任務(wù)指令通過以太網(wǎng)及無線AP 下達(dá)到AGV 車載系統(tǒng)上。

1.2 AGV 的工作原理

系統(tǒng)工作時，AGV 管理控制及監(jiān)控計算機通過無線局域網(wǎng)自動將任務(wù)分配給離任務(wù)作業(yè)點最近的且處于自動無故障狀態(tài)的AGV。AGV 根據(jù)任務(wù)指令按預(yù)先制定的路徑自動行駛到作業(yè)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(jìn)行掃描和計算來導(dǎo)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(tǒng)結(jié)構(gòu)

AGV 與管理控制計算機通過無線局域網(wǎng)進(jìn)行實時通信，AGV 隨機將自身的狀態(tài)和任務(wù)完成情況上報給并顯示在CWAY（NT8000 上的圖形控制系統(tǒng)軟件）上。管理和控制系統(tǒng)會自動對AGV 的運行進(jìn)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(tǒng)也能夠自行處理，確保AGV 運行通暢。當(dāng)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(jìn)行充電，當(dāng)AGV 沒有接到任務(wù)時，AGV 會自動回到充電樁進(jìn)行充電。

1.3 AGV 的業(yè)務(wù)流程

卷包車間機臺操作工通過位于生產(chǎn)現(xiàn)場的要料系統(tǒng)終端的觸摸屏進(jìn)行要料或退空托盤的操作。輔料庫上位系統(tǒng)接收到要料請求后，產(chǎn)生出庫任務(wù)，并將任務(wù)依次分給堆垛機、輸送機和AGV，當(dāng)物料送達(dá)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(wù)指令分配給AGV。當(dāng)AGV 將輔料托盤運送到機臺的指定貨位，并向輔料上位系統(tǒng)發(fā)送任務(wù)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(xiàn)場要料系統(tǒng)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(yīng)故障

故障現(xiàn)象：圖形監(jiān)控界面CWAY 上無任務(wù)，且車輛無響應(yīng)。

故障原因：通信問題或充電樁狀態(tài)異常。

故障分析：①當(dāng)CWAY 上的任務(wù)菜單顯示任務(wù)信息后，AGV 才離開充電樁開始工作。如果CWAY 的任務(wù)顯示欄沒有任務(wù)，說明NT8000 沒有收到WCS 下發(fā)的任務(wù)。應(yīng)優(yōu)先查看System Manager Console 上NT8000 與AGV 小車、WCS、CWAY和充電樁的通信狀態(tài)是否正常。如果對應(yīng)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(wù)后停在原地不自動回充電樁。應(yīng)檢查CWAY上對應(yīng)充電樁的狀態(tài)，確認(rèn)充電樁未處于關(guān)閉狀態(tài)。

2.2 走停頓挫故障

故障現(xiàn)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(fā)。

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(dāng)安全激光掃描儀觸發(fā)減速或停車后，待障礙解除后可以自動恢復(fù)運行，但防撞膠條一旦觸發(fā)，必須手動復(fù)位后才能運行。

安全激光掃描儀通過檢測預(yù)制線路上地面的障礙物，使車輛減速或停車，其檢測區(qū)域分為警示區(qū)域和安全區(qū)域，且警示區(qū)域和安全區(qū)域的大小隨小車速度的變化而變化。如果在警示區(qū)域內(nèi)檢測到了障礙物，小車將會減速。如果在安全區(qū)域內(nèi)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(dǎo)致AGV 小車誤認(rèn)為檢測到了障礙物，出現(xiàn)車輛運行頓挫的情況。

2.3 不在系統(tǒng)里故障

故障現(xiàn)象：從圖形監(jiān)控界面CWAY 上觀察該車無故障報警，但車輛有任務(wù)卻不動作。車載信息顯示屏上顯示不在系統(tǒng)里或未知位置的圖標(biāo)。

故障原因：由于AGV 小車行進(jìn)路線與預(yù)設(shè)路線產(chǎn)生偏離。

故障分析：①激光反射板狀態(tài)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(xù)的三角幾何運算來實現(xiàn)AGV 的導(dǎo)引。若該區(qū)域內(nèi)的激光反光條與預(yù)制位置發(fā)生較大偏差（反射條移動或者被遮擋、缺失等），將導(dǎo)致系統(tǒng)停車。②車輛被阻擋急停。AGV 小車在即將轉(zhuǎn)彎前如突然觸發(fā)其安全激光掃描儀的安全區(qū)域，會導(dǎo)致車輛在自動狀態(tài)下的急停，待急停條件解除后，小車需直線行約2 m 后再進(jìn)行重新尋址工作，但此時在彎道處直行已偏離預(yù)設(shè)路線，雖然系統(tǒng)試圖自行糾偏仍然無法回到預(yù)設(shè)路線上，導(dǎo)致故障停車。

2.4 有錯誤故障

故障現(xiàn)象：從圖形監(jiān)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(tài)檢測器與系統(tǒng)上車輛信息狀態(tài)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(tài)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(dǎo)致檢測開關(guān)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(yīng)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(shè)備上電，應(yīng)先開啟AGV 管理控制及監(jiān)控計算機打開CWAY 軟件后，再開啟WCS 軟件。每次設(shè)備開電后應(yīng)檢查NT8000 與WCS 的狀態(tài)是否處于Connected狀態(tài)，如是Listen 狀態(tài)，則應(yīng)再次重啟WCS，使其通信狀態(tài)變?yōu)镃onnected；②在每次關(guān)閉AGV 電腦前，應(yīng)確定CWAY 上是否有關(guān)閉的路線或者是充電樁，并做好記錄，待下次設(shè)備開電時，進(jìn)行對應(yīng)恢復(fù)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(yè)，保證安全激光掃描儀發(fā)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(yīng)使用不掉纖維的布進(jìn)行清理。

（3）針對不在系統(tǒng)里故障，可采取以下措施。①加強AGV 運行區(qū)域內(nèi)人員的安全意識的培訓(xùn)，當(dāng)人員通過或靠近時，應(yīng)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(qū)域內(nèi)的激光反射條進(jìn)行完好性檢查并核對數(shù)量，確保激光反射條數(shù)量與預(yù)制數(shù)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(dāng)高度檢測異常時，應(yīng)確認(rèn)高度檢測無異物遮擋；②手動調(diào)整空托盤位置使其觸發(fā)到位檢測，AGV 即可恢復(fù)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(tài)，若有異常及時調(diào)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(xiàn)顛簸，考慮更換已損壞的車輪。

4 結(jié)束語

AGV 作為當(dāng)代物流處理自動化的有效手段和柔性制造系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備，通過對AGV 小車的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、工作原理等多方面進(jìn)行剖析，著重分析AGV 小車使用過程中容易出現(xiàn)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。