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国内首条汽车冲压车间线末收料AGV系统

2015/12/9 15:28:06来源:沈阳新松机器人自动化股份有限公司智能移动事业部副总经理作者:王玉鹏
  传统汽车冲压车间在压机压出汽车零部件后,都是通过人工叉车从线末端叉取料车到物料暂存区,现场存在物流工艺落后、污染大、工人劳动强度大等诸多弊端。2014年上海通用武汉分公司冲压车间经过多轮论证,决定引用40台新松AGV进行物料输送。由于冲压车间场地条件限制以及复杂的生产工艺流程,该项目难度极大。新松公司经过为期一年的安装调试运行,使AGV系统在该基地冲压车间的产能(据2015年9月的最新数据)平均每天超过16000冲次,峰值接近17000冲次,完全达到预期目标。目前该项目通过了武汉通用验收,是国内首条应用在汽车冲压车间线末端收料AGV系统的成功案例。

  一、AGV系统组成

  本系统由中央控制系统、线边换料机构(SPS)、充电站、任务提示及放行部分、AGV组成(见图1),环线布局见图2。

图1  AGV系统


图2  AGV系统环线布局

  中央控制系统:是整个系统的“大脑”,采用集中控制方式,整个系统的所有设备自建局域网络,任务的调配及发送均由该系统生成。

  线边换料机构(SPS):由执行机构、安全光幕、操作按钮盒及线末Op柜组成,是空、满料箱交换的执行机构,采用由PLC控制变频器+电机的方式实现动作。

  充电站:提供在线充电,确保AGV的续航能力,实现AGV全天候无间断的工作能力。

  任务提示及放行部分:由任务提示屏幕及放行按钮组成,屏幕上提示线边当前及今后生产需求料箱的数量及种类等信息,以及当前操作料架是否正确等信息;放行按钮是叉车工操作完成的确认按钮。

  AGV:根据系统的需求,本系统采用潜入式AGV,利用升降销的升降来交换Dolly小车(料车)实现空满料架的交换。

 
  二、设备参数

  由于本系统AGV为承载主体,所以主要介绍AGV的参数:

  最大运行速度:42m/min;

  最大拖拽能力:≥1吨;

  车体高度:0.3m;

  行走精度:±10mm;

  停车精度:±5mm;

  运行方式:手动/自动/半自动;

  行走方向:支持双向运行;

  导航方式:磁导航。

  三、工艺需求及目标达成

  正常的生产工艺流程是根据生产计划,由操作工人在人机工程界面将即将生产的板料订单(包含板料类型和板料数量)输入系统,系统根据之前的工艺布局及订单信息,在换料点生成运输料架任务,由叉车工人将需求板料对应的空料架放置在AGV Dolly上,系统将判断人工放置的料架是否正确,判断正确后,由AGV运送到指定工位,再由线边推拉机构进行空满料箱的交换,将空料箱换至工位上,再由人工将压机生产的板料摆放在料架中,当料架摆满时,由工人按下工位上的放行按钮,通过SPS将满料箱换走,重新补进空料箱,满料箱则由AGV运送到下料点,再由叉车工人进行料箱交换,进入下一个工作循环。

  但由于生产过程中情况瞬息万变,冲压车间的生产对于线末收料系统的要求实时性比较高,而且需求随时需要修正。比如生产产量更改,提前进行换模,生产中有非标料架以及生产出不合格产品等情况,系统都可以适应这些意外的工况。并且,根据生产及检验工艺的变化,该系统支持添加更改板料工艺的功能,熟悉系统的工程师可以根据需求自行增加或更改板料的工艺需求。

  四、新老工艺比较

  在采用AGV物流系统之前,老系统为全线人工叉车搬运实现线末板料入库的需求。

  1.采用的设备

  老系统:人工和叉车。由于生产节拍很快,板料下线量很大,所以需要大量的叉车进行线边工位的料箱交换、搬运及入库。

  新系统:AGV等自动化设备。因为是系统整体调度,所以除了入库任务仍保留少量叉车之外,其余各种任务全部由AGV及线边机构来完成。AGV的数量根据下线的节拍及运输的路线长短来决定。

  2.空间使用率

  老系统:因为叉车体积很大,控制由人工操作,所以往返转弯的时候需要很大的操作空间,再加上叉车数量有很多,车辆对向行驶或者交叉操作都需要很大的空间。

  新系统:除了库区留有人工叉车,保留叉车通道,整个系统全部由AGV来进行物料运输及周转,AGV体积很小而且按规划路线行走,系统整体调度避碰,因此,空间的利用率可以进行规划,做到最优。

  3.运输效率及可靠性

  老系统:人工运输,由于路线复杂,下线速度又快,所以叉车交叉行驶,容易出现错误,而且全天八小时高强度工作,工人容易注意力不集中,有极大的安全隐患。

  新系统:整个线末收料系统全部实现自动化,作业人员只在安全区域对人机工程进行操作,系统效率高而且自动化设备不会像人一样产生疲劳,可靠性相较老系统高很多,由于整个运行区域无人化,因此杜绝了发生人员事故等安全隐患。

  五、系统特色及优势

  AGV系统采用集中调度控制,所以工作效率很高系统可以根据工况和生产的需求,及时做出调整,减少中间环节,响应速度极快,柔性高;较之人工操作,自动化系统的安全性和稳定性很高。

  AGV线末收料系统,根据生产状态的实时变化,集中、及时地调度控制系统及设备满足生产,在目前所有的冲压车间收料系统中是自动化程度最高的一种,从空间使用率、柔性及作业效率来看均是最优方案。
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