文/赵波、孙刚、吴明华、张秀华·常林托盘

大众娱乐随着汽车市场的快速发展，智能物流装备已成为行业未来的发展方向。 对于冲压车间来说，传统的冲压工艺是零件在冲压线末端生产出来后，由人工包装，然后用叉车运输，将冲压后的零件箱运至仓库。 一汽大众冲压车间于2017年首次采用冲压AGV流程，替代叉车运输，提升冲压智能物流能力。 本文介绍了智能AGV系统及其在冲压车间的应用。

智能AGV系统的应用是冲压车间的一项新的技术变革。 通过智能AGV的应用，冲压车间可以防止叉车进入生产区域，这对车间安全、自动化率提高、节能等方面都有很大帮助。 同时，也为公司下一步实施智能仓储系统奠定了基础。 下面从智能AGV的结构以及不同AGV之间的区别等方面详细介绍智能AGV在冲压车间的应用。

智能AGV结构

大众娱乐如图1所示，AGV系统架构可分为8个部分：中央控制单元、壳体、升降销、动力单元、操作面板、安全防护、安全检测、传感器。 通过磁导航传感器，可以检测磁条在地面上的位置，并由中央控制单元计算出相对位置，从而控制方向盘并调整AGV运行姿态。 通过RFID地标传感器可以获得当前的绝对位置，并根据绝对位置，通过无线网络获取控制系统的任务指令，进行物流运输。 实际的AGV如图2所示。

图1 智能AGV结构图

图2 实际智能AGV

图3 AGV应用形式

冲压车间不同类型AGV的区别

物流行业使用的AGV有多种类型。 按照AGV小车的导航方式可以分为：电磁导航AGV小车、磁条导航AGV小车、二维码导航AGV小车、激光导航AGV小车、惯性导航AGV小车、视觉导航AGV小车。 根据AGV小车转运方式（执行机构或用途）可分为：叉车式AGV小车、牵引式AGV小车、背负式AGV小车、滚筒式AGV小车、起重式AGV小车、组装式AGV小车。

大众娱乐根据AGV结构的不同，冲压车间使用的AGV主要有三种类型：（1）潜伏式双向牵引AGV； (2)潜伏式全向牵引AGV； (3)全向升降背包式AGV。 之所以采用这三种类型的AGV，是因为冲压车间的料箱尺寸和重量各不相同，其他类型的AGV很难覆盖这么多类型的料箱。 而且，冲压盒的数量非常多。 如果冲压包装盒要标准化，仓库面积和包装盒成本都会增加。 潜伏式或背负式AGV可以使用通用托盘，在一定程度上降低AGV对料箱标准化的要求，实现最大的通用性。

由于第三款AGV是第二款AGV的升级版，因此本文重点介绍第一款和第三款AGV在冲压车间应用的区别，如图3所示。

双向牵引AGV是具有向前、向后和转弯运输能力的单转向轮AGV。 由于冲压线末端的空间要求，其操作需要与伸缩机构配合。 在每次操作过程中，员工调用冲压线上的AGV； AGV①将存放料箱的托盘拉至伸缩机构所在位置②； AGV与存放料箱的托盘分离，继续向前运行； 伸缩机构夹住存放料箱的托盘，拉回冲压线，员工进行装饰。

全向升降AGV是双方向盘AGV，有升降电机，可以升降物料箱。 通过双方向盘，全向AGV可以横向移动，因此路线规划更简单。 通过升降，可以减少压线边缘固定机构。 每台AGV都是一个独立的运行单元，大大提高了AGV系统的灵活性。 通过改变磁条路线、改变系统程序，可以重新匹配生产线节奏的变化。

AGV安全系统

大众娱乐与叉车物流相比，智能AGV大大提高了冲压车间的物流安全。 AGV有安全装置。

(1) 激光扫描仪。 AGV行驶时，AGV前方会形成一定的检测区域。 AGV会根据与前方物体的距离减速停止，如图4所示。

(2)报警灯和蜂鸣器。 主要通过灯光闪烁和声音提醒车间工人注意安全。

图4 AGV传感器扫描区域

(3)机械防撞边。 AGV前方设置接触式机械防撞安全触边。 当安全边碰撞到障碍物时，AGV会停下来进行保护。

(4)紧急停止按钮。 特殊情况需要AGV紧急停止，可以通过紧急停止按钮来实现。

AGV监控调度系统

如图5所示，监控调度系统通过无线网络实时监控AGV的运行状态和位置。 并对自动机构、充电设备等进行监控，确保稳定运行。 监控调度系统具备重点路口实时交通管制能力，避免AGV碰撞。 该系统可与冲压MES系统交互，进一步提升冲压车间的数字化能力。

AGV实际应用总结

大众娱乐通过冲压AGV的实际应用，总结经验如下。

(1)节奏和路线规划。

由于冲压车间生产不均匀，一个料盒（冲压侧板件生产）的周期峰值可达40秒，一个料盒（冲压内板件生产）的低谷值为300秒，所以需要设计方案和规划路线。 系统需要确定零件的节奏并调整AGV路线。 不同的节奏使用不同的路线和速度来优化 AGV 的数量。 通过不断的路线优化和调试优化，一汽大众冲压车间仅用29台AGV就完成了两条高速冲压线的物流转运。

(2)减振。

大众娱乐AGV行走轮是刚性行走轮，AGV实际运行过程中会产生很大的振动。 因此，AGV结构设计中需要考虑弹簧减振，以减小振动幅度，从而降低故障率。 每次安装到托盘车上时，定位销也会振动。 需要有缓冲机构来减少定位销的冲击。 同时，多个定位销定位可以提高定位销与托盘车的匹配性，减少匹配工序。 中心的摆动分担力量。

(3)配重。

冲压车间的地板一般采用钢纤维耐磨地板。 当AGV在地面上牵引1吨左右的冲压件时，会从磁条轨道上滑落。 AGV前后需要预留配重空间，用于配重调节。 同时需要选择大功率的方向盘，避免后续配重调整导致动力不足。

(4)负载不平衡。

由于AGV承载的托盘是通用托盘，所以一般是按照最大尺寸来设计的。 为了保证料箱与放置物品的人之间的距离最小，料箱会放置在通用托盘的一侧而不是中央，因此在操作时会出现不平衡负载。 案件。 需要通过脚轮、AGV配重的合理布置以及程序补偿来抵消因负载不平衡造成的不正确的行驶角度。

(5)转弯半径。

冲压线末端的空间有限。 为了保证不占用过多的空间电动托盘搬运车电路图，双向牵引AGV的转弯半径一般要求小于1.5m。 因此，在布置托盘脚轮时，需要将其向中心一定程度布置，以减小转弯半径。

(6)方向盘和磁导航传感器的布置。

大众娱乐作为整个AGV的动力轮，方向盘的位置非常关键。 如果方向盘经过磁条走线区域，就会对磁条造成损坏。 因此，必须考虑磁导航传感器的偏移，以防止方向盘跑过磁条路线。

(7)脱轨问题。

AGV小车在运行过程中，经常会出现脱轨问题。 案例一：单转向轮AGV在向前行驶时脱轨，在布局过程中需要考虑将转向轮尽可能靠前布置。 情况二：如果在退退过程中发生脱轨，由于退退主要发生在冲压抽检、返修等工位，可以考虑增加导向机构进行辅助引导。

(8)速度选择。

大众娱乐AGV小车速度越快越好。 驾驶速度太快会增加制动距离。 同时，惯性还可能导致货物翻倒，造成重大安全隐患。 速度过高还会导致转弯时脱轨、反复加减速、增加能耗。 据测试，冲压AGV的线速度一般不大于1m/s，转弯速度不大于0.4m/s。 这个速度可以保证AGV的稳定运行。

图5 监控调度系统原理图

（九）运行维护。

在项目前期规划时，需要综合考虑AGV生命周期的监管、维护和备件成本。 比如它的动力电池一般3到5年就需要更换一次。

结论

智能AGV的使用确实给冲压车间带来了巨大的效益。

一是安全性大幅提升。 在冲压件的生产过程中，料箱的传递流不是静态的。 例如，生产侧壁零件时，冲压线末端的物流传输量非常大。 侧壁料箱的长度和尺寸较大，但转移空间非常有限。 叉车转运时，经常会发生碰撞等情况。 使用AGV后，就避免了这种情况，降低了设备的维护成本，也降低了可能存在的安全风险。 其次，预计使用AGV可节省20%左右的能源消耗。 此外电动托盘搬运车电路图大众娱乐，AGV的使用还节省了物流运营成本。 最后，智能AGV系统可以与冲压MES系统的数据进行交互。 同时，为下一步实现智能化无人冲压仓储物流奠定基础，提升冲压车间数字化、智能化能力。

关于作者

大众娱乐冲压规划工程师，主要从事冲压车间规划、数字化工厂、新技术应用等。负责参与一汽大众佛山、青岛、天津、长春生产基地规划，主持完成多个天津8100吨高速冲压生产线安装等项目。

赵波