本文分析了當(dāng)前纖維制造業(yè)生產(chǎn)的現(xiàn)狀、AGV系統(tǒng)的構(gòu)成及工作原理，以一個實例分析了AGV系統(tǒng)在纖維制造業(yè)中的具體應(yīng)用，并對AGV系統(tǒng)在制造業(yè)的應(yīng)用前景進行了具體分析。

　　文|機科發(fā)展科技股份有限公司

　　程者軍

　　AGV(Automated Guided Vehicle)是指裝備有電磁或光學(xué)等自動導(dǎo)引裝置，能夠沿規(guī)定的導(dǎo)引路徑行駛，具有安全保護以及多種移載功能的運輸車。AGV以輪式移動為特征，具有行動快捷、工作效率高、結(jié)構(gòu)簡單、可行性強、安全性好等優(yōu)點。與物料輸送中的其它設(shè)備相比，AGV的活動區(qū)域無需鋪設(shè)軌道、支座架等固定裝置。

　　纖維自動化物流系統(tǒng)，能充分地體現(xiàn)AGV的柔性化特點，實現(xiàn)高效、經(jīng)濟、靈活的無人化生產(chǎn)。本文以浙江新鳳鳴集團纖維自動化生產(chǎn)流水線為例，重點介紹了AGV在纖維行業(yè)的技術(shù)應(yīng)用。現(xiàn)場應(yīng)用情況，如圖1。

　　一、AGV系統(tǒng)工作原理

　　AGV系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)，包含AGV管理和監(jiān)控計算機、物流管理機、車載控制器、智能充電裝置、遠程I/O和無線局域網(wǎng)AP等部分。AGV系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)，如圖2。

　　AGV管理和監(jiān)控機主要負責(zé)新任務(wù)的下發(fā)、AGV小車的分配、監(jiān)控設(shè)備的運行狀態(tài)、記錄設(shè)備的運行信息與日志信息等。

　　物流管理機與AGV管理機進行交互，主要負責(zé)庫存的管理，AGV發(fā)出取貨請求后，允許進行取貨，以及在AGV取完貨后確認已經(jīng)完成取貨。

　　車載控制器是AGV小車運行的大腦，用來向小車的驅(qū)動系統(tǒng)發(fā)送信號，并實現(xiàn)每臺小車和整個自動系統(tǒng)中央控制器的通信，負責(zé)AGV小車內(nèi)部程序的運行和參數(shù)的設(shè)置。

　　遠程I/O，可以將其它系統(tǒng)或者設(shè)備的I/O點通過以太網(wǎng)接入到AGV系統(tǒng)，擴展了AGV系統(tǒng)的功能與靈活性。目前常用的MOXA遠程I/O模塊支持OPC/Modbus等協(xié)議。

　　智能充電裝置在AGV小車電量較低時，進行AGV小車蓄電池的自動充電。

　　無線局域網(wǎng)AP負責(zé)AGV管理和監(jiān)控機、物流管理機及AGV小車之間的互聯(lián)互通。

　　二、纖維生產(chǎn)系統(tǒng)的構(gòu)成

　　某廠纖維生產(chǎn)平面圖，如圖3。

　　站臺1為空紗車存放點，在滿紗車中的纖維送上貨運車并運輸走以后，空紗車需要人工放到站臺1，為下一次生產(chǎn)做準備。

　　站臺4到站臺9主要存放滿紗車，通過自動化流水線生產(chǎn)出來的纖維，都存放在滿紗車上，需要通過人工將滿紗車拉送到站臺2或站臺3。

　　站臺2和站臺3上的滿紗車，會經(jīng)過貨車運輸，送給需要的用戶。

　　這樣周而復(fù)始，循環(huán)生產(chǎn)，為市場和客戶源源不斷輸送需要的纖維產(chǎn)品。

　　在該纖維生產(chǎn)過程中，需要大量的人力取送紗車，在產(chǎn)量較大時，需要的人力成本會非常高。采用AGV實現(xiàn)和自動化流水線的對接，自動完成空、滿紗車的取送任務(wù)，可大大提高勞動生產(chǎn)效率，并有效減輕人員的勞動強度，減少因人工操作失誤造成的次品，為生產(chǎn)企業(yè)創(chuàng)造更大的經(jīng)濟效益。

　　三、AGV在纖維行業(yè)的應(yīng)用方案設(shè)計

　　1.AGV整體搬運方案設(shè)計

　　經(jīng)過實地考察和分析，AGV整體搬運方案設(shè)計如下：

　　自動化流水線生產(chǎn)完纖維，在裝紗車站臺裝滿一個紗車之后，自動下發(fā)一個滿紗車搬運任務(wù)給AGV系統(tǒng)，(在自動裝紗車站臺輸送機取貨位置安裝有貨檢測)，AGV系統(tǒng)自動調(diào)度AGV小車到指定輸送機位置取貨。

　　AGV小車先運行到1號空紗車站臺取一個空紗車，然后再運行到4號至9號站臺中的任一站臺，將滿紗車取放到AGV車上，再將AGV車上的空紗車輸送到自動裝紗車站臺的輸送機上，最后用AGV車將滿紗車搬運至2號或者3號站臺，把纖維存放在放貨區(qū)輸送機上。AGV小車取放貨作業(yè)時與輸送機進行關(guān)聯(lián)互鎖，AGV小車完成取放貨作業(yè)后，AGV系統(tǒng)通知物流自動化系統(tǒng)完成滿紗車搬運作業(yè)。AGV搬運設(shè)計方案，如圖4。

　　2.AGV系統(tǒng)硬件整體架構(gòu)設(shè)計

　　本案例中，AGV系統(tǒng)主要采用局域網(wǎng)實現(xiàn)AGV、AGV管理監(jiān)控計算機、物流管理系統(tǒng)、各生產(chǎn)流水線及數(shù)據(jù)庫之間的通信，硬件整體架構(gòu)設(shè)計方案，如圖5。

　　3.AGV軟件流程方案設(shè)計

　　(1)纖維生產(chǎn)AGV軟件系統(tǒng)與自動化生產(chǎn)線物流系統(tǒng)，采用更新數(shù)據(jù)庫接口表的方式進行數(shù)據(jù)交互。

　　(2)自動化生產(chǎn)線物流系統(tǒng)根據(jù)生產(chǎn)需要向接口表插入作業(yè)數(shù)據(jù)(包含取空紗車站點、取滿紗車站點、卸滿紗車站點，取卸貨作業(yè)類型等必要數(shù)據(jù))。

　　(3)AGV系統(tǒng)根據(jù)自動化生產(chǎn)線物流系統(tǒng)插入接口表中的作業(yè)數(shù)據(jù)分配AGV執(zhí)行任務(wù)，在指定任務(wù)階段采用更新任務(wù)狀態(tài)字段值的方式，與自動化生產(chǎn)線物流系統(tǒng)進行交互，直到任務(wù)完成。

　　(4)自動化生產(chǎn)線物流系統(tǒng)在任務(wù)流程中需要在指定階段采集輸送線狀態(tài)，并根據(jù)AGV流程對輸送線執(zhí)行鎖定/解鎖動作，在工位就緒時向AGV發(fā)送指定的指令。

　　AGV軟件流程，如圖6。

　　四、結(jié)論

　　自動化集成制造的發(fā)展，使AGV的研究進入一個高潮。AGV在制造業(yè)的生產(chǎn)線中大顯身手，高效、準確、靈活地完成物料搬運任務(wù)。并且可由多臺AGV組成柔性的物流搬運系統(tǒng)，搬運路線可以隨著生產(chǎn)工藝流程的調(diào)整而及時調(diào)整，使一條生產(chǎn)線上能夠制造出十幾種產(chǎn)品，大大提高了生產(chǎn)的柔性和企業(yè)的競爭力。采用多臺AGV集成到自動化流水線中，可以大大減少生產(chǎn)搬運時間，生產(chǎn)事故也會大大減少，縮短投資回收時間，減少使用勞動力。目前，AGV除了在纖維制造業(yè)中有應(yīng)用，在通用、豐田、克萊斯勒、大眾等全球主要的汽車廠的制造和裝配線上也得到了普遍應(yīng)用。不斷提升和完善AGV系統(tǒng)，研究和探索AGV系統(tǒng)和自動化流水線無縫對接知識的有效獲取和恰當(dāng)?shù)膶崿F(xiàn)方法，仍然是發(fā)展AGV技術(shù)的重要課題。