自动导引运输车在绿色智能铸造工厂的应用

2022-04-26袁旭鹏田学智

铸造设备与工艺 2022年1期

袁旭鹏，田学智，常涛

（共享智能铸造产业创新中心有限公司，宁夏银川 750021）

关键字：AGV；绿色；智能；产业化；应用

随着科学技术的发展，高科技产品不断被运用到传统行业中，自动导引运输车（Automated Guided Vehicle，以下简述AGV）在绿色铸造行业的运用，为绿色智能铸造过程中的砂芯搬运提供了极大的便利。我国目前有铸造企业2.7 万多家，每年生产的铸件和从事铸造行业的人数都居世界第一位，是真正的铸造大国。但是在这些企业中有60%是以“多品种、小批量”生产，以传统的手工铸造为主，物流运输多以行车搬运为主，存在劳动强度较大、影响安全性因素多、运输节奏慢等问题。在铸造工厂中引入自动导引运输车并与控制系统集成，通过系统软件控制小车的自动搬运砂芯、砂箱、型板等，能够提高物流运输节奏，同时减少人员参与运输，避免了通过行车调运的安全风险，提升了铸造过程的智能化水平。

1 AGV 机器人的概念

到今天为止，AGV 在物料运输工厂的运用已经60 多年了。从第一辆牵引式到今天的智能化，AGV运输系统已经发展成为物流系统中主导的专业之一，并逐渐向产业化发展，成为企业智能化装备不可缺少的组成部分。AGV 是通过智能单元的控制系统、AGV 地面导航系统及AGV 自身控制系统三者之间的相互协作完成。智能单元通过无线网络与AGV 交换信息，调度AGV 按照规划好的路径运行，导航系统实时监测和反馈导航杆反馈的信息，确保AGV 行驶正确。同时AGV 是以电池为动力，当电量不足或低于设定值时，会按照设定好的程序自动完成充电。

2 AGV 机器人在绿色智能铸造工厂的应用实例

银川某绿色智能铸造工厂采用3DP 打印技术，用3DP 设备直接打印出铸造用的砂型，代替传统铸造先制作模具，再进行造型和制芯的工艺流程。该工厂引进可载重10 吨的AGV，通过AGV 将打印完毕的砂箱转运至缓存工位进行储存，当清砂站需要清箱时，再将缓存的砂箱运由缓存工位，送至清砂站。AGV 替代了行车吊运，使得生产过程更加安全、便捷、高效。图1 所示为绿色智能铸造工厂模型。

2.1 AGV 机器人的工作流程

2.1.1 物流转运

按照智能工厂工艺布局图，首先按照布局图规划及编译AGV 行驶的路径，并建立AGV 调度系统并与对接的设备/工位建立连接。当需要AGV 搬运货物时，在设备/货物工位的控制终端/物理按钮呼叫AGV，调度系统接收到呼叫指令后将搬运货物的起点、终点位置发送给AGV，AGV 按照规划好的路径在调度系统的指挥下自动精确的完成运输任务。

2.1.2 信息流流转

在AGV 上安装扫码枪，在需搬运的货物（砂箱、模板、托盘）上安装可识别的条码，当AGV 搬取货物时，可通过扫码识别货物信息，并将识别的信息传递给调度系统，调度系统将信息传递给上位系统或接收获取的设备，实现信息流的流转及确认。

2.1.3 调度系统

调度系统具有物流管理、AGV 调度、库位在线监控等功能：

1）可进行多台AGV 的同时调度、指挥、交叉作业运行；

2）能够显示转运任务的起点、终点、托盘编码、转运时间、过程异常与否等信息；

3）能够同时接收多条AGV 的转运任务，并对转运任务进行优先级判定，依照优先级高低依次控制AGV 完成转运任务；

4）建立现场虚拟库位，与现场实物库一一对应，实现对出入库位的信息进行管控；

5）支持异常任务的手动处理和异常信息的展示；

6）能够展示AGV 的实时状态，包括自动、手动运行模式、限位信号、电量、故障等信息；

7）支持手动创建AGV 转运任务。

2.1.4 安全

AGV 上可安装安全防护装置并编码设置安全区域，在物体进入预编程的危险区域时停止运输车。如果一个或两个安全装置制动了AGV，会报警停止运行并警告操作员，AGV 将不能继续开动，直到操作员复位。

2.1.5 事例说明

图2 所示为智能铸造工厂AGV 机器人的工作区域图，当操作者在A 区域的操作按钮呼叫AGV后，调度系统自动判断B 工位托盘的放置情况，创建AGV 运行指令，AGV 接收到指令后，运行至A 区域，将A 区域的有货托盘转运至B 区域，同时调度系统自动创建并向AGV 下达B 区域空托盘转运回A 区域的指令，实现物流的自动转运。智能单元调度系统可设置转运命令的优先级，当多个工位同时下达转运命令时，调度系统根据优先级按高低顺序向AGV 发送转运指令，直至所有转运任务执行完毕。