智能AGV小車在物流系統(tǒng)應(yīng)用的常見故障及維修策略

文 / 張靖

一、引言

物流系統(tǒng)是自動化立體倉庫的重要組成部分，具有提高倉儲自動化水平、管理水平，提高物流效率等優(yōu)點，是一種多層存放貨物的高架倉儲系統(tǒng)，由倉庫管理系統(tǒng)（WMS)、倉庫控制系統(tǒng)（WCS）、貨架、堆垛機、機器人、穿梭車、輸送設(shè)備等組成，倉庫內(nèi)所有設(shè)備在計算機管理下，自動完成貨物的出入庫作業(yè)、對貨物進行自動化管理，并與企業(yè)管理系統(tǒng)進行聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)管理現(xiàn)代化，是實現(xiàn)現(xiàn)代化管理的重要手段。

智能AGV小車是物流系統(tǒng)的主要作業(yè)機械，廠輔料庫出庫作業(yè)主要由智能AGV小車獲取站臺物料信息，響應(yīng)機臺或者系統(tǒng)發(fā)出的呼求信息，來自動完成輔料的輸送及空托盤及退料作業(yè)的完成。智能AGV小車具有工作效率高、控制精度高、使用操作方便等優(yōu)點，大大減輕了工人的勞動強度。隨著智能AGV小車使用年限的增加及運行機械精度的降低，其維修難度越來越大。

二、智能AGV小車工作原理和主要結(jié)構(gòu)

1. 智能AGV小車的工作原理

單臺AGV運行期間，車載無線通信裝置與系統(tǒng)主控計算機保持實時交互通信，定期報告其當前工作狀態(tài)和行走位置，并接受系統(tǒng)下發(fā)的作業(yè)指令和路徑導引。

如圖1所示，在系統(tǒng)向指定AGV發(fā)出搬運指令后，該臺AGV根據(jù)預(yù)先存儲的現(xiàn)場地圖比對當前所處位置并向上通報，系統(tǒng)計算得出最佳行駛路線，引導AGV到達指定站臺位置。AGV進行定位比對后，移載機構(gòu)自行驅(qū)動貨叉完成裝載，然后按照系統(tǒng)引導駛向目標卸貨點。到達完成卸貨過程后，向主控計算機報告其位置和狀態(tài)，當前作業(yè)任務(wù)完成。

圖1 智能 AGV小車工作原理圖

2. 智能AGV小車的工作流程

輔料庫管軟件（WMS）收到機臺呼叫終端發(fā)出的要料/退盤;倉庫控制軟件（WCS）將機臺需求分解為出/入庫站臺和機臺托盤位之間的單向搬運指令，并傳遞給AGV管理系統(tǒng)（Cway）; Cway通過無線網(wǎng)絡(luò)安排現(xiàn)場待機AGV進行搬運（見圖2）。

圖2 智能 AGV小車工作流程圖

3. 智能AGV小車的主體結(jié)構(gòu)

智能AGV小車的主體結(jié)構(gòu)主要分為四大部分：安全聯(lián)鎖、驅(qū)動控制、電源供給和車體控制部分，細分為諸多小的項目（見圖3）。

圖3 智能AGV小車主體結(jié)構(gòu)

在生產(chǎn)過程中，智能AGV小車的常見故障報警一般分為三類：（1）安全保護部分被觸發(fā)，導致急停的紅燈報警；（2）智能AGV小車自身的輪系產(chǎn)生故障，導致小車運行過程中車體抖動引發(fā)的報警；（3）COM故障報警；（4）信息通訊原因?qū)е碌闹悄蹵GV小車報警。

（1）安全保護部分被觸發(fā)，導致急停的紅燈報警。

智能AGV小車的安全防護單元主要由非接觸一級防護、接觸二級防護、急停按鈕和聲光報警指示組成。由于智能AGV小車運行的軌跡是在較大的卷包車間范圍內(nèi)，而且是自動行駛，車間的固定設(shè)備較多，人員流動性大，所有它必須配備有完善的安全監(jiān)測裝置，有前置激光檢測器、側(cè)翼觸壓開關(guān)、尾部障礙檢測、鏈條提升極限開關(guān)及兩個急停開關(guān)等保護裝置（見圖4）。如果觸發(fā)它們，小車進行自身保護，不能復(fù)位，停止運行。只有排除這些故障，才可復(fù)位運行。

圖4 智能AGV小車安全報警裝置圖

（2）智能AGV小車自身的輪系產(chǎn)生故障，導致小車運行過程中車體抖動引發(fā)的報警。

智能AGV小車機械方面主要體現(xiàn)在：智能AGV小車在運行過程中，車體抖動厲害，會導致回收空托盤過程中托盤掉落等現(xiàn)象。

AGV小車在運動過程的輪系組成主要有主驅(qū)動輪、輔助輪和貨叉輪（見圖5），任何一個輪子損壞都會導致車體抖動，致使產(chǎn)生一些錯誤報警，出現(xiàn)抖動時，應(yīng)及時檢查輪子的受損情況，及時準備備件進行更換。

圖5 智能AGV小車輪系示意圖

（3）COM故障報警。

智能AGV小車電器控制比較精密，它既可以單體運行，又可以受控制系統(tǒng)發(fā)送指令運行，最常見的就是COM報警即AGV小車反饋的編碼器錯誤故障，這種故障報警最頻繁，而且顯示信息比較單一，只有作出合理判斷，才可以快速排除故障。

一般轉(zhuǎn)向電機鏈條脫落、轉(zhuǎn)向電機減速機上的鏈輪未鎖緊以及編碼器連線斷或者把編碼器定位銷變型，致使實時角度反饋錯誤。AGV小車主要驅(qū)動部分有行走驅(qū)動、轉(zhuǎn)向驅(qū)動和貨叉驅(qū)動，其中最難的就是轉(zhuǎn)向驅(qū)動，因為其鏈條是掛在沒有齒的轉(zhuǎn)盤上的裝置，安裝和調(diào)整的精度要求比較高，體現(xiàn)出來最頻繁的報警信息就是COM故障，伴隨的一些故障現(xiàn)象如鏈條脫落、鏈輪未鎖緊、轉(zhuǎn)向電機軸的鍵槽磨損、轉(zhuǎn)向電機碳刷磨損、轉(zhuǎn)向編碼器的連線斷等，因此出現(xiàn)這些現(xiàn)象的維修措施是安裝調(diào)整一定要到位，放線角度一定要合理，確保零位正常、轉(zhuǎn)動部分要靈活，轉(zhuǎn)動流暢。2022年1月，5#AGV小車上電以后，復(fù)位啟動時報警COM，無法運行，最后通過調(diào)整轉(zhuǎn)向電機角度，修正零位位置后，恢復(fù)正常。

（4）信息通訊原因?qū)е碌闹悄蹵GV小車報警，主要有以下幾種常見現(xiàn)象及維修策略。

倉庫控制系統(tǒng)通過以太網(wǎng)連接至西門子工業(yè)級路由網(wǎng)關(guān)，AGV小車和PLC和HMI通過各自的以太網(wǎng)接口連接至路由網(wǎng)關(guān)，接收上位機（WCS）的出、回庫分配指令以及向上位機傳送運載和載荷或報警狀態(tài)。在信號傳輸過程中，由于受到外界環(huán)境干擾，會出現(xiàn)信號傳輸失敗的現(xiàn)象，主要由以下幾種情況：

①AGV小車控制系統(tǒng)無法與上位機聯(lián)機，小車在出庫或者回庫站臺不自動取放貨，造成此故障原因和處理措施歸納為以下幾點：

一是AGV工控機WCS是否報錯或死機；

二是工作方式選擇不對，應(yīng)選為聯(lián)機狀態(tài)；

三是AGV小車的無線通信是否報錯或者損壞錯位，應(yīng)重新設(shè)定或者更換；

四是通訊模板損壞，更換通訊模板。

②AGV小車在自動運行過程中脫網(wǎng)、迷路等現(xiàn)象。

智能AGV小車在卷包車間生產(chǎn)平面上工作，機臺及墻面的反光板較多，車間的生產(chǎn)環(huán)境帶來的靜電和粉塵會造成反光板表面有灰塵，或者由于機組搬遷導致反光板位置移動，都會造成AGV小車找不見位置，產(chǎn)生迷路報警。2021年9月，曾經(jīng)出現(xiàn)卷包車間設(shè)備更新?lián)Q代，機組位置調(diào)整導致反光板位置移動偏差較大，導致該區(qū)域AGV小車迷路比較頻繁，對小車運行路徑進行重新現(xiàn)場診斷，調(diào)整反觀板的位置，該區(qū)域的AGV小車運行恢復(fù)正常，無頻繁的迷路報警產(chǎn)生。最好的維修策略是首先加強AGV小車維護保養(yǎng)工作，制定好定期清掃和固定反光板的保養(yǎng)制度；其次，與生產(chǎn)制造車間溝通協(xié)調(diào)工作，設(shè)備的移動或改造應(yīng)與部門協(xié)調(diào)一致，做好預(yù)備工作；最后，AGV小車的路徑管理程序要間隔一定的周期，與生產(chǎn)廠家協(xié)調(diào)，做好路徑優(yōu)化工作，使AGV小車運行的路線更流暢，更合理。

圖6 智能COM現(xiàn)象示意圖

三、總結(jié)

本文分析和總結(jié)了自動化立體倉庫中ROCLA AGV小車在生產(chǎn)過程中的常見故障及維修策略，為物流設(shè)備維修人員快速定位故障原因和提出解決方法提供了有效的參考和依據(jù)，大大縮短智能AGV小車的維修時間，為生產(chǎn)提供了有力的保障。在實際生產(chǎn)運行中，智能AGV小車出現(xiàn)的故障較多，還需要進一步認真分析，歸納總結(jié)經(jīng)驗，以供大家參考和共同學習。