AGV小車在叉車裝配線物料配送中的研究與應(yīng)用

肖生柱，覃燕瓊，李姣紅

裝備供應(yīng)鏈

AGV小車在叉車裝配線物料配送中的研究與應(yīng)用

肖生柱，覃燕瓊，李姣紅

（廣西柳工機(jī)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(yīng)用，介紹了AGV小車的方案設(shè)計(jì)、實(shí)施要點(diǎn)以及達(dá)成的效果。通過AGV小車在裝配線上的應(yīng)用，物料配送的準(zhǔn)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(yè)4.0和“中國(guó)制造2025”的推動(dòng)下，智能物流迎來了重大的發(fā)展機(jī)遇，AGV是智能物流裝備的核心設(shè)備。智能物流的任務(wù)是要找到一條盡可能地降低庫(kù)存、提高靈活性、降低成本、生產(chǎn)時(shí)間和資源耗費(fèi)方面的優(yōu)化之路，也是企業(yè)智能升級(jí)的必經(jīng)之路。

目前柳工叉車已經(jīng)有了AGV小車銷售的能力，顧客提出在購(gòu)買AGV小車的時(shí)候公司能一并提供全套的物流配送方案，為了更好的服務(wù)客戶，公司提出了對(duì)AGV小車在叉車裝配線物流運(yùn)輸?shù)难芯繎?yīng)用。

1 物料配送現(xiàn)狀

叉車倉(cāng)庫(kù)物料揀料效率低，配送頻次多，物流倒流、逆流嚴(yán)重，存在安全隱患等現(xiàn)狀問題。

1.1 揀配效率低

在倉(cāng)庫(kù)揀料時(shí)需按照訂單計(jì)劃清單從高位貨架、地位貨架等區(qū)域?qū)⑽锪嫌眯⊥栖嚪謷侔垂の环址旁?個(gè)托盤上，行成了第一次搬運(yùn)，往復(fù)拿放，揀配時(shí)間長(zhǎng)，需要的揀料工人數(shù)多，如圖1所示。

圖1 倉(cāng)庫(kù)內(nèi)揀料示意圖

1.2 配送頻次多，物流距離長(zhǎng)

在裝配線配送物料時(shí)，配送員將物料搬運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)放置點(diǎn)，形成第二次搬運(yùn)，物料配送員與裝配工人現(xiàn)場(chǎng)確認(rèn)物料的種類和數(shù)量，待配送員與現(xiàn)場(chǎng)人員點(diǎn)數(shù)確認(rèn)無誤后，由配送員將物料再次分發(fā)至各個(gè)工位，行成第三次搬運(yùn)，配送頻次高，物流距離長(zhǎng)，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，由于人員崗位變動(dòng)等因素，物料經(jīng)常配送錯(cuò)誤，物料配送準(zhǔn)確性差。

2 AGV物流方案設(shè)計(jì)、實(shí)施

2.1 物料配送種類及配送批次的研究確定

根據(jù)公司各機(jī)型生產(chǎn)任務(wù)，選擇生產(chǎn)批次比較多、每批次量比較大的機(jī)型作為研究對(duì)象，確定配送物料種類為3.5 t以下的機(jī)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(fā)動(dòng)機(jī)、變速箱和橋等大體積物料不在運(yùn)輸范圍內(nèi)。經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量物料的大小和重量，確定配送批次為12臺(tái)套，最大臺(tái)套數(shù)量和整車重量如表1所列。

表1 最大臺(tái)套數(shù)量和整車重量

2.2 AGV小車選型

根據(jù)配送物料車的最大配送臺(tái)套數(shù)的重量選擇AGV型號(hào)，位置編號(hào)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(biāo)準(zhǔn)底座設(shè)計(jì)、制造

根據(jù)AGV小車的外形尺寸及牽引銷等參數(shù)，結(jié)合物料配送品種和批次，設(shè)計(jì)AGV物料車通用標(biāo)準(zhǔn)底座，以便批量應(yīng)用及標(biāo)準(zhǔn)化管理，標(biāo)準(zhǔn)底座示意圖如圖3所示。

圖3 AGV小車標(biāo)準(zhǔn)底座示意圖

2.4 AGV自主定位及導(dǎo)引系統(tǒng)

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

2.4.1 磁帶、磁點(diǎn)導(dǎo)引

該導(dǎo)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(diǎn)，通過磁感應(yīng)信號(hào)實(shí)現(xiàn)導(dǎo)引。目前，磁帶、磁點(diǎn)導(dǎo)引技術(shù)成熟，應(yīng)用也較為廣泛。該引導(dǎo)方式的主要優(yōu)點(diǎn)為改變或擴(kuò)充路徑較容易，磁帶、磁點(diǎn)的安裝簡(jiǎn)單；而主要缺點(diǎn)則為易受AGV行走路徑周圍的金屬物質(zhì)的干擾。此外，因?yàn)榇艓饴叮菀资艿綑C(jī)械損傷和污染，導(dǎo)航的穩(wěn)定性受環(huán)境影響較大，因此近年來此類AGV較多采用磁點(diǎn)方式。

2.4.2 電磁感應(yīng)導(dǎo)引

該導(dǎo)引方式的基本工作原理為：在AGV的行駛路徑上埋設(shè)金屬導(dǎo)線，并加載低頻、低壓電流，使導(dǎo)線周圍產(chǎn)生磁場(chǎng)，AGV上的感應(yīng)線圈通過對(duì)導(dǎo)航磁場(chǎng)強(qiáng)弱的識(shí)別和跟蹤，實(shí)現(xiàn)AGV的導(dǎo)引。目前，電磁感應(yīng)導(dǎo)引技術(shù)比較成熟，應(yīng)用也較為廣泛。該導(dǎo)引方式的主要優(yōu)點(diǎn)為引線隱蔽，不易污染和破損，導(dǎo)引原理簡(jiǎn)單而可靠，無聲光干擾，制造成本較低；而主要缺點(diǎn)則為路徑更改的靈活性差，調(diào)整變動(dòng)不便，感應(yīng)線圈對(duì)周圍的鐵磁物質(zhì)較敏感，對(duì)于一些路線比較簡(jiǎn)單的需要24 h連續(xù)作業(yè)的工況（比如發(fā)動(dòng)機(jī)等裝配生產(chǎn)線）目前配合非接觸供電系統(tǒng)的應(yīng)用在國(guó)外還是比較多的。

2.4.3 激光導(dǎo)引

目前，激光導(dǎo)引技術(shù)比較成熟，應(yīng)用也較為廣泛。該導(dǎo)引方式的主要優(yōu)點(diǎn)為定位精確，能適應(yīng)復(fù)雜的路徑條件及工作環(huán)境，能快速變更行駛路徑和修改運(yùn)行參數(shù)；主要缺點(diǎn)則為激光定位裝置成本較高。

2.4.4 光學(xué)導(dǎo)引

該導(dǎo)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(duì)光學(xué)傳感器采入的色帶圖像信號(hào)進(jìn)行識(shí)別實(shí)現(xiàn)導(dǎo)引。此外，用CCD攝像機(jī)和圖像處理系統(tǒng)替代普通的光學(xué)傳感器可以有效提高導(dǎo)引系統(tǒng)的可靠性。目前，光學(xué)導(dǎo)引技術(shù)成熟，應(yīng)用也較為廣泛。該導(dǎo)引方式與磁帶導(dǎo)引方式比較類似，其主要優(yōu)點(diǎn)為靈活性比較好，地面路線設(shè)置十分簡(jiǎn)單；而主要缺點(diǎn)則為易受色帶污染和磨損的影響，對(duì)環(huán)境要求較高，導(dǎo)引可靠性受制于地面條件，停位精度比較低。

經(jīng)過綜合考慮，選用磁帶、磁點(diǎn)導(dǎo)引系統(tǒng)作為叉車裝配線的定位及引導(dǎo)系統(tǒng)，根據(jù)配送5個(gè)站點(diǎn)的先后順序，設(shè)定42個(gè)地標(biāo)卡，功能分別為：岔道指令、自動(dòng)卸車、自動(dòng)掛車、屏蔽障礙物檢測(cè)并減速、修改速度級(jí)別等指令，以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化物流配送的準(zhǔn)確性、及時(shí)性。

按照根叉車公司生產(chǎn)，據(jù)配送頻次及安全要求，經(jīng)過反復(fù)試驗(yàn)研究，AGV小車的運(yùn)行速度設(shè)定為直線路段30 m/min（速度約1.8 km/h），拐彎轉(zhuǎn)彎路段10 m/min（速度約0.6 km/h）.

3 AGV小車物料研究與應(yīng)用實(shí)施效果

經(jīng)過方案實(shí)施，在配送零件種類不變的情況下，配送點(diǎn)由原來的28個(gè)降低為目前的5個(gè)，物料揀配時(shí)間由原來的240 min降低為現(xiàn)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(xiàn)在的885 m，物料配送時(shí)間由原來的240 min降低到現(xiàn)在的60分鐘，配送使用的工位器具由原來的21個(gè)減低為目前的18個(gè)，年產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益103 688元。

[1]金亞萍.AGV引爆物流智能化革命[J].機(jī)器人產(chǎn)業(yè)，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(yuǎn)人，本科，工藝師，主要從事裝配工藝、質(zhì)量改進(jìn)工作；覃燕瓊（1979-），女，廣西武宣人，本科，高級(jí)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(zhì)量控制、質(zhì)量改進(jìn)工作。