AGV在冷軋磨輥間的應用

劉洋 周一鳴

摘要：隨著我國人力成本的不斷上升，降低人工成本，提高工廠的自動化程度越來越受各企業的重視。AGV作為一種自動化的智能移栽設備，可以減輕工人勞動強度，提高作業效率，提高員工作業安全性，其使用效果已經得到了普遍認可，也在越來越多的行業得到廣泛應用。

關鍵詞：AGV;磨輥間;磁導航

針對國內某鋼廠冷軋磨輥間現階段存在的軋輥運輸效率低、員工負荷重、安全性低等問題，提出了使用現代化物流運輸設備AGV，實現磨輥間軋輥的運輸自動化和作業無人化。結合磨輥間實際情況，設計了AGV小車、AGV控制系統和周邊輸送系統。該方法有效地提升了作業效率、管理水平和安全性能，對AGV在磨輥間的使用有一定的參考意義。

一、AGV小車設計

（一）AGV小車性能指標和外形設計

本文因輥框的特殊性，AGV采用背馱式設計。為方便運輸，軋輥放置在輥框內，以輥框為單元進行輸送，根據軋機的換輥需求，每個輥框放置5～6根軋輥。

（二）AGV單車結構設計

AGV單車結構主要由車體、導航系統、運動系統、安全防護系統、電源系統、舉升機構等組成。

（1）車體。車體是AGV的軀體，由車架和相應的機械電氣結構等組成。車架必須根據承載重量、所載貨物形狀、移載機構以及工廠布置狀況等進行設計，以適應物流系統的需要。（2）導航系統。導航系統主要解決AGV的定位問題。AGV只有準確判斷了自身位置及目標位置，才能準確無誤的到達目標位置。常用的導引方式有電磁感應導引、光發射導引、慣性導引、視覺導引、激光導引和磁導引。本文由于磨輥間內設備多，環境復雜，地面會有軋機乳化液及磨床過濾系統產生的油污，且物流交叉較多，需預留變化路徑的能力，因此選擇磁帶導引。磁帶導航是通過在路面上貼磁帶，根據磁帶感應信號來實現車輛控制及導航的非常有應用前景的技術。導航磁條鋪設好后，維護費用非常低，使用壽命長，且移動、修改、增刪、變更路徑比較容易。磁導航具有很高的測量精度和良好的重復性，且不易受光線變化的影響，在運行過程中，磁傳感系統具有很高的可靠性和穩定性。

二、新型驅動單元結構設計

（一）AGV驅動單元組成和工作過程

AGV動力單元主要包括：驅動電機、驅動輪、傳動結構、驅動殼體、連接結構。AGV驅動單元主要依靠驅動電機為動力來源通過鏈傳動、齒輪傳動、帶傳動等傳動機構傳輸動力給驅動輪，通過和車體的連接結構為整個AGV小車提供前進后退的動力。AGV驅動單元是整車運動中關鍵的組成部分。

（二）新型驅動單元結構模型建立

新型驅動單元主要針對載重500kg，運行速度為30m/min的背負式AGV小車進行設計，所設計的獨立懸掛的驅動單元與車體的連接方式為柔性連接，通過最大載荷選擇適用的彈簧。根據參數要求通過AGV所受力的分析計算，及其相關因數影響的考量，從而得到AGV小車所需的總驅動力，再通過效率和傳動比換算進而選擇合適的電機。新型驅動單元的驅動殼體分左右兩部分獨立懸掛，上部通過彈簧和光軸與連接板柔性連接，可以保證驅動單元的上下運動。獨立的驅動殼體與三個光軸以三角形的布局方式連接，保證了整個裝置的穩定性。鏈傳動具有穩定的傳動比和穩定性，所以驅動電機和驅動輪通過鏈傳動的傳動方式連接。驅動殼體的前后端各種有兩個直線導軌。

三、AGV在磨輥間的應用

磨輥間AGV物流運輸情況、軋輥的運輸以輥框為基本單元，每個輥框內放置5～6根工作輥或側支撐輥，使用AGV將舊輥從軋機區域運輸至立體倉庫進行存儲;然后再從立體倉庫運輸至磨床進行磨削;之后AGV再將磨削好的新輥運輸至立體倉庫，通過計算機管理系統進行協調，根據軋機的需要將磨削好的新輥運輸至軋機區域。同時，為實現整個過程的自動化，設置多個交換輥架，AGV可將輥框自動放置在交換輥架上并從交換輥架上自動運走。

磨輥間AGV運輸軋輥的具體步驟：

（一）舊輥從單機架運輸至立庫。操作人員在呼叫終端呼叫所需AGV，計算機管理系統依照指令自動調度相應的AGV小車前往對應站點，將舊輥從交換輥架自動取出，沿已經規劃好的固定路徑運送至磨輥間立體庫。

（二）舊輥從立體庫運輸至磨床（107/108磨床）。AGV中央控制系統依照由ERP系統或立體倉庫中控中心發出的指令，按照一定的出庫原則選定出庫貨物，由堆垛機把貨物從貨格中取出送至立庫區的交換輥架上，然后WMS系統產生出庫任務并將任務送到AGV中央控制系統，AGV中央控制系統分配AGV取貨，按規定的路線將軋輥放到相應的磨床區域。

（三）新輥從磨床運輸至立體庫。軋輥磨削完成后，磨床將完成信號傳到AGV中央控制系統，AGV中央控制系統自動產生配送任務，AGV到達磨床取貨，然后按規定的路線自動將貨物運送至立庫區的交換輥架上，堆垛機收到貨物到達信息后，自動將貨物入庫，放入系統分配的庫位。

（四）新棍從立庫輸送至軋機區。新輥由立體庫區的堆垛機取件放置在出庫工位交換輥架上，然后通過立體庫的倉庫管理系統產出成品出庫任務，然后出庫任務傳送到AGV中央管理系統，AGV中央控制系統自動產生AGV配送任務;由該系統分配AGV執行任務。AGV小車到達出庫工位進行自動取料，沿著已規劃的路徑運輸到軋機區域。

（五）新輥配對。AGV將需要配對的新輥，從108磨床自動運輸至107磨床，采用107磨床的懸臂吊進行人工配對。

四、結束語

AGV在現代制造車間應用比較多，在鋼鐵行業冷軋磨輥間使用尚屬首次，本項目采用重載AGV，可降低物料運輸成本，減輕勞動強度，提高作業效率，減少貨物處理和信息處理過程的差錯并合理有效地結合庫存管理，提高管理水平，提升企業的安全性，降低企業事故的發生率。隨著技術的發展，重載型AGV在現代制造車間中會有越來越多的應用價值。

參考文獻：

[1]黎沁，高東，蘇春洲，劉飛，范乃吉.淺談AGV轉運系統在高功率固體激光裝置中的應用[J].科技資訊，2016，14（34）：64-66+68.

[2]江升，馮哈，陳立健.將AGV自動導引運輸車應用于現代農業育苗工廠的設想[J].福建農機，2016（04）：9-11.