AGV智能搬运系统在白车身调整线的应用

冯林林，陆德利

（上汽通用五菱汽车股份有限公司，广西柳州545000）

AGV智能搬运系统在白车身调整线的应用

冯林林，陆德利

（上汽通用五菱汽车股份有限公司，广西柳州545000）

介绍了各种类型AGV的功能对比及选型，并将其应用于汽车焊装领域中的白车身调整线中，实现白车身调整线短周期、高柔性的目标，从而降低调整线的投入成本、运行成本。

AGV；物流；调整线；智能搬运

在中国汽车工业持续、快速的发展势头下，各大汽车生产工厂为了加快研发、生产的速度，更快的推出新型汽车，占有细分市场，纷纷引入了更加先进的生产模式，改进生产线的柔性化策略，缩短新产品的研发周期，更加快速的将新产品推向市场。本文就是基于柔性化的制造理念，引入更加先进的物流搬运模式，并应用在汽车白车身调整线中。

近年发展起来的汽车白车身调整线，一般采用滚床与滑撬输送方式，用滑撬支撑车身，传动滚轮支撑滑橇向前输送，工位截距及有效操作工位与滑橇长度相关，在调整线建设完成后，更改难度大。在调整线的入口和出口位置，通过升降机实现白车身的上下线。

1 AGV简介及分类

自动导航车（Automated Guided Vehicle）简称：AGV，能够沿指定的导引路径行驶，具有安全保护及各种移载功能的无人运输车，是轮式机器人在工业中的特殊运用。

AGV出现于20世纪50年代，经过60年的发展，已经从最初带有导轨的简易牵引式机车，发展为现在的集成计算机无线控制系统的新型智能化搬运设备。

1.1 AGV的各项基本配置

见图1 AGV的各项基本配置包含以下部分：（1）动力系统：AGV的行走动力，一般为电机驱动、锂电池供电的模式；

（2）控制系统：AGV的“大脑”，直接控制AGV的启停、加减速等功能；

（3）牵引系统：AGV的移载模式，决定AGV的主要分类；

（4）安全系统：AGV自身的安全识别系统，与工厂所需的安全要求相关；

（5）走行系统：AGV的行走路径，启停位置等。如图1所示。

图1 AGV示意图（某工厂白车身调整线AGV的数模设计图）

1.2 AGV的主要分类

目前，AGV的主要分类（见图2）主要如下：

（1）平板式AGV：可承载货物，载重1 000 kg，最高速可达60 m/min.

（2）带移载装置的AGV：这种AGV上自带有传送带或滚轮，常与地面其他同类传输工具配合使用，载重1 000 kg，最高速可达60m/min.

（3）货叉型AGV：顾名思义，具有叉车功能，自动叉运货物的AGV，载重1 000 kg，最高速可达60m/min.

（4）牵引式AGV：此类为最传统的AGV类型，常用于替代人工物流电瓶车，牵引重量1 000 kg，牵引最高速可达60 m/min.

（5）带举升装置的AGV：此类AGV自带有举升装置，常用于汽车发动机、变速箱等的安装线使用，载重1 000 kg，最高速可达30 m/min

（6）潜伏性AGV：此类AGV体积较小，常用于带料框的小型物料转运，牵引重量500 kg，最高速可达50 m/min.如图2所示。

图2 各类型AGV

1.3 AGV行走方式

AGV的行走方式主要有：磁性引导、视觉导引、激光定位导引、超声波定为导引、光条纹定位导引。其中，磁性引导是通过在AGV上安装磁性感应装置，并在地面贴导引磁条或在地下预埋导引磁线的方式，使AGV自动行驶在既定轨道上，达到自动导引的目的。其中在地面贴导引磁条的行走方式具有低成本、易安装、高柔性、易修改的优点，被广泛应用于AGV中。具体如表1所列。

表1 两种磁导引方式对比

1.4 AGV充电方式

（1）侧向推进式充电。充电控制柜与电动推杆碰触单元分离，电动推杆推动端子与电池上的触点接触进行充电的形式。这种结构的限制就是电缆过长，电压衰减，会导致端子处的充电电压过低，导致充电缓慢。经过计算，充电控制柜供电电压为24 V，AGV满足节拍时间的情况下，要求最小充电电压为22 V，理论上电缆最长不能超过10m.

（2）地面预埋电刷式充电。此种充电方式是将充电电缆预埋在地下，充电触点在AGV行走路线上露出地表，AGV底部自带充电电刷，待AGV到位后，充电电刷与地面触点接触即可完成充电。

2 AGV的现状

国产AGV的发展较国外相对滞后，目前多用于仓储、物流运输及一些工厂内的零部件安装中。

最典型的将AGV运用于仓储物流的莫过于全球最大的网络零售商卓越亚马逊的精益仓储了。亚马逊在仓储中投入了约3万自动化的搬运机器人，有了这些机器人，减少了大量的人工费用及仓储空间，直接让运营费减少了约20%.

牵引式AGV的应用比较广泛，国内外各行业都有应用，可以直接替代电瓶车拉动物料运输，极大程度地降低了人力成本

在汽车领域，带举升装置的AGV被广泛应用于总装车间，发动机、变速箱等底盘上的大型部件都需要此类AGV协助安装，并大大提升了生产节拍。

3 AGV在车身调整线的应用

3.1 AGV选型及拖运白车身形式

白车身调整线的主要工作内容包含四门两盖、翼子板、加油口等的安装。本文中的举例为小型电动汽车，包含二保焊补焊及左右前侧门、后盖的安装及调整工作。

首先，为了保持整线的最小截距，需要将AGV放置于白车身下部，这样就会有两种AGV的形式供选择：潜入型和平板承载型。此两种类型的AGV优劣势对比如表2所列。

表2 潜入型与平板承载型AGV对比

由此可见，基于布局空间及成本综合考量，确定使用潜入型AGV，即由承载小车来承载白车身，AGV潜入承载小车下方，只提供动力。

3.2 AGV调整线运行

AGV在调整线的运行采用无线局域网和工控机控制，随时监控小车运行状态与位置，一旦小车出现异常会发出声光并在屏幕上显示当前状态和文字提示。监控人员可以根据提示的信息，排除故障。

工控机主机采用研华品牌，内存4G、双核处理器、硬盘不小于500G、P4主机。显示器采用三星17“液晶屏幕。监控系统PLC采用AB系列，PLC預留15%~20%之I/O用于备用。控制元件采用赫斯曼、施耐德等知名品牌确保控制系统运行稳定可靠。AGV运行地图、运行状态、故障信息、系统信息等随时可以在PC机上简易操作查询。PC机可以通过以太网与远程计算机连接通信。

系统具备AGV运行跟踪功能，可通过计算机实时调度在线AGV的同时并在屏幕上显示系统工作状态，包括在线AGV的数量、位置、状态等。监控系统负责AGV运行中的安全，保证运行中的AGV与AGV间不发生碰撞和AGV追尾等事故。对进入系统和退出系统的AGV进行管理以保证系统安全运行。

每台AGV前部配有激光感应器，侧面装载北洋传感器，行走的磁条线路预埋RFID地标。AGV通过通道时实施交通管制，AGV提前发出交通信号，提示过往的人员及车辆，当前方有障碍物时，AGV将立即停止等待。在AGV需要进行充电及白车身上下线位置，通过RFID地标及北洋传感器传输到位信号，完成AGV与焊接线的信号交互，见图3.

图3 监控调度系统原理（某工厂白车身调整线AGV的电控系统设计图）

4结束语

AGV的出现对工业自动化的发展有着很大的推动作用，随着科学技术的不断发展，AGV有着非常广阔的发展前景，将来还会有GPS导航导引、体积更小、承载能力更强、成本更低的AGV出现，并带动工业自动化前进的步伐。

[1]高毅华.工厂AGV实践及运用[J].航空精密制造技术，2015，51（5）：59-62.

[2]张正义.AGV技术发展综述[J].物流技术与应用，2005（7）：67-73.

Automated Guided Vehicle’s App lication in the Ad just Line

FENG Lin-lin，LU De-li
（SAICGM Wuling Automobile Co.，Ltd.，Liuzhou Guangxi545000，China）

Introduct different types of AGV and selection of AGV，put it into use in the body adjusted line of body shop，realize goals of shorter cycle，higher flexible for adjusted line，reduce the input cost and operating cost.

AGV；logistics；adjust line；intelligent transportation

U468.2

B

1672-545X（2016）12-0167-03

2016-09-04

冯林林（1988-），男，河南洛阳人，本科，工程师，研究方向：汽车白车身焊装线布局规划设计及焊接设备选型应用。