論鍛造毛坯料自動化轉運系統

王大鵬 趙亮 王曉波

摘 要：AGV系統承擔鍛造毛坯料自下料工位至鍛造等待區的自動轉運。由AGV調度系統根據物料轉運任務，自動派車、依據路線讓車，將相應的物料運載至鍛造等待區，并將空料托盤運回毛坯下料工位。AGV具有高抗震性能，能夠在周邊20米范圍內有沖床/鍛床的強烈震動情況下安全運行。

關鍵詞：AGV;自動化;安全運行

本文中的AGV采用四輪驅動結構，動力強勁;AGV驅動輪采用鋼軌運行結構，不受地面情況影響;調度系統會根據物料轉運指令，自動調度AGV執行轉運任務;AGV自動充電，鋰電池動力，運行效率高節能，可以有效延長AGV蓄電池的續航能力;AGV采用磁釘+激光定位的多機聯動調度，當AGV遇到需要讓車、讓障礙物的情況下，可以主動實行制動、讓車，車輛讓車或者障礙物移除后自動恢復到主通道上，不會發生堵車。

1 AGV綜合指標

額定載重量設定為2500kg;四輪驅動，動力性能好，穩定性好，越障能力地面高低不平或有異物時不容易方向偏差，運行可靠;車輛底盤具有減震裝置，抗震性能好，能夠適應現場震動工況;可起升，具備托盤掛鉤，對貨物有定位作用，載貨運行穩定性好;四向行走，可適應換軌道運行，運行通道窄，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上相互轉移，AGV轉移托盤左右兩方向均可完成;擬采用磷酸鐵鋰電池48V-60AH，續航能力8小時以上。AGV采用自動充電系統。

2 AGV物流系統運行局部平面示意圖

3 AGV物流系統的主體設計

（1）系統總體構成：AGV小車：AGV小車負責各環節的物料自動搬運。AGV中央調度管理系統：AGV車管系統負責AGV小車綜合調配，并負責物流物料信息采集與管理。叫料裝置：安裝在產線工站，每個工站1塊，主要用于產線人員叫料使用，當產線人員需求物料或空托盤時，通過叫料輸入呼叫命令，信息就會在調度系統電腦主屏顯示出來。托盤支架：安裝在工位和待加工區貨位，每個托盤對應1套;每個下料鋸床3套，AGV停在托盤支架對應位置，實現AGV與支架的托盤轉移。鋼軌、鋼軌換向裝置：下料區通道、待加工貨位區通道各1條（2根鋼軌）之間的直角連接部位的鋼軌換向裝置。整個系統配備充電站，含充電站管理軟件。

（2）系統運行流程：

1）執行過程：下料工位-→AGV轉運-→待加工位

2）執行過程：空托盤返回-→ AGV轉運-→下料工位

3）手動遙控操作：調度系統故障時AGV可以轉為手動操作，由遙控器遙控作業。

4）AGV充電：①AGV電量不足時，系統調度AGV至待機工位，充電機對接自動檢測，對接安全后自動開始充電;②AGV充電完成后，充電機自動停機;③AGV充電過程中，接到轉運命令，自動關閉充電機，AGV開始直行轉運任務;AGV直行完畢轉運任務后，行駛至待機工位，繼續執行充電命令，直至蓄電池充滿電為止。

4 AGV調度管理系統設計

（1）管理系統分為調度系統（地面主機電腦）和車輛主控管理系統（安裝在AGV上）。（2）管理系統的運行于Windows7操作系統、開發語言JAVA、激光掃描軟件平臺及調度管理平臺。（3）車管系統不得設置惡意后門程序、隱藏功能。（4）AGV系統動態顯示：車管系統需以動態的方式顯示AGV的實時位置、AGV狀態、任務狀態、電量、故障等信息，各類信息更新時間不應大于1秒，界面美觀大方，配色合理。（5）權限管理功能：車管系統具備權限管理功能，防止無關人員誤操作。（6）交通管制功能：車管系統能夠對AGV進行實時交通管制，保證AGV合理高效運行，避免后續增加AGV車輛后多機聯動發生碰撞、堵車，并能在關鍵路口設置優先方向。（7）日志管理功能：車管系統具備完善的日志記錄和日志診斷功能，詳細記錄AGV的運行事件日志和狀態日志，并具備日志數據存盤功能，供專業人員在維修或維護時解讀。

5 AGV調度管理系統技術性能

（1）地圖路徑編寫功能：車管系統能方便地對AGV運行的地圖和路徑進行編譯。

（2）AGV人工控制：車管系統能對AGV運行任務進行實時監控和干預，能手動控制小車的交通管制狀態。

（3）智能調度：車管系統可智能地對AGV進行調配，合理優先調配任務給距離較近的AGV小車。

（4）車管系統合理控制AGV小車的電量，當AGV小車的電量不足以執行一次完整的任務時，不能從待命區（充電工位）離開執行任務，并報警提示人工充電。

（5）調度管理系統終端顯示：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、工件數量以及工件碼放的位置信息等。可顯示AGV的運行和位置等信息。

（6）系統可智能分配任務優先級，調節生產瓶頸工位為高優先級，優先響應較高優先級的運輸請求，管理員可根據需要刪除某一項任務命令或改變任務命令的某些參數。

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

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

（9）車管系統能對其他通訊設備的狀態、通訊數據進行實時監控顯示。

綜上所述，上述方案在鍛造毛坯轉運過程中替代外形比較大的人工駕駛叉車進行轉運作業，保障物料托盤轉運過程的安全;降低人工勞動強度;智能調度AGV小車的運行，提高系統整體的運轉效率，實現自動化、智能化物料轉運，同時考慮后期進行系統擴展、運行區域擴展、工位路線擴展的便捷性。