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(gè)實(shí)例分析了AGV系統(tǒng)在纖維制造業(yè)中的具體應(yīng)用，并對(duì)AGV系統(tǒng)在制造業(yè)的應(yīng)用前景進(jìn)行了具體分析。

　　文|機(jī)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(dòng)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(hù)以及多種移載功能的運(yùn)輸車(chē)。AGV以輪式移動(dòng)為特征，具有行動(dòng)快捷、工作效率高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可行性強(qiáng)、安全性好等優(yōu)點(diǎn)。與物料輸送中的其它設(shè)備相比，AGV的活動(dòng)區(qū)域無(wú)需鋪設(shè)軌道、支座架等固定裝置。

　　纖維自動(dòng)化物流系統(tǒng)，能充分地體現(xiàn)AGV的柔性化特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)高效、經(jīng)濟(jì)、靈活的無(wú)人化生產(chǎn)。本文以浙江新鳳鳴集團(tuán)纖維自動(dòng)化生產(chǎn)流水線為例，重點(diǎn)介紹了AGV在纖維行業(yè)的技術(shù)應(yīng)用。現(xiàn)場(chǎng)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(jì)算機(jī)、物流管理機(jī)、車(chē)載控制器、智能充電裝置、遠(yuǎn)程I/O和無(wú)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(jī)主要負(fù)責(zé)新任務(wù)的下發(fā)、AGV小車(chē)的分配、監(jiān)控設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)、記錄設(shè)備的運(yùn)行信息與日志信息等。

　　物流管理機(jī)與AGV管理機(jī)進(jìn)行交互，主要負(fù)責(zé)庫(kù)存的管理，AGV發(fā)出取貨請(qǐng)求后，允許進(jìn)行取貨，以及在AGV取完貨后確認(rèn)已經(jīng)完成取貨。

　　車(chē)載控制器是AGV小車(chē)運(yùn)行的大腦，用來(lái)向小車(chē)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)發(fā)送信號(hào)，并實(shí)現(xiàn)每臺(tái)小車(chē)和整個(gè)自動(dòng)系統(tǒng)中央控制器的通信，負(fù)責(zé)AGV小車(chē)內(nèi)部程序的運(yùn)行和參數(shù)的設(shè)置。

　　遠(yuǎn)程I/O，可以將其它系統(tǒng)或者設(shè)備的I/O點(diǎn)通過(guò)以太網(wǎng)接入到AGV系統(tǒng)，擴(kuò)展了AGV系統(tǒng)的功能與靈活性。目前常用的MOXA遠(yuǎn)程I/O模塊支持OPC/Modbus等協(xié)議。

　　智能充電裝置在AGV小車(chē)電量較低時(shí)，進(jìn)行AGV小車(chē)蓄電池的自動(dòng)充電。

　　無(wú)線局域網(wǎng)AP負(fù)責(zé)AGV管理和監(jiān)控機(jī)、物流管理機(jī)及AGV小車(chē)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(tái)1為空紗車(chē)存放點(diǎn)，在滿紗車(chē)中的纖維送上貨運(yùn)車(chē)并運(yùn)輸走以后，空紗車(chē)需要人工放到站臺(tái)1，為下一次生產(chǎn)做準(zhǔn)備。

　　站臺(tái)4到站臺(tái)9主要存放滿紗車(chē)，通過(guò)自動(dòng)化流水線生產(chǎn)出來(lái)的纖維，都存放在滿紗車(chē)上，需要通過(guò)人工將滿紗車(chē)?yán)偷秸九_(tái)2或站臺(tái)3。

　　站臺(tái)2和站臺(tái)3上的滿紗車(chē)，會(huì)經(jīng)過(guò)貨車(chē)運(yùn)輸，送給需要的用戶。

　　這樣周而復(fù)始，循環(huán)生產(chǎn)，為市場(chǎng)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(guò)程中，需要大量的人力取送紗車(chē)，在產(chǎn)量較大時(shí)，需要的人力成本會(huì)非常高。采用AGV實(shí)現(xiàn)和自動(dòng)化流水線的對(duì)接，自動(dòng)完成空、滿紗車(chē)的取送任務(wù)，可大大提高勞動(dòng)生產(chǎn)效率，并有效減輕人員的勞動(dòng)強(qiáng)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(jì)效益。

　　三、AGV在纖維行業(yè)的應(yīng)用方案設(shè)計(jì)

　　1.AGV整體搬運(yùn)方案設(shè)計(jì)

　　經(jīng)過(guò)實(shí)地考察和分析，AGV整體搬運(yùn)方案設(shè)計(jì)如下：

　　自動(dòng)化流水線生產(chǎn)完纖維，在裝紗車(chē)站臺(tái)裝滿一個(gè)紗車(chē)之后，自動(dòng)下發(fā)一個(gè)滿紗車(chē)搬運(yùn)任務(wù)給AGV系統(tǒng)，(在自動(dòng)裝紗車(chē)站臺(tái)輸送機(jī)取貨位置安裝有貨檢測(cè))，AGV系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)度AGV小車(chē)到指定輸送機(jī)位置取貨。

　　AGV小車(chē)先運(yùn)行到1號(hào)空紗車(chē)站臺(tái)取一個(gè)空紗車(chē)，然后再運(yùn)行到4號(hào)至9號(hào)站臺(tái)中的任一站臺(tái)，將滿紗車(chē)取放到AGV車(chē)上，再將AGV車(chē)上的空紗車(chē)輸送到自動(dòng)裝紗車(chē)站臺(tái)的輸送機(jī)上，最后用AGV車(chē)將滿紗車(chē)搬運(yùn)至2號(hào)或者3號(hào)站臺(tái)，把纖維存放在放貨區(qū)輸送機(jī)上。AGV小車(chē)取放貨作業(yè)時(shí)與輸送機(jī)進(jìn)行關(guān)聯(lián)互鎖，AGV小車(chē)完成取放貨作業(yè)后，AGV系統(tǒng)通知物流自動(dòng)化系統(tǒng)完成滿紗車(chē)搬運(yùn)作業(yè)。AGV搬運(yùn)設(shè)計(jì)方案，如圖4。

　　2.AGV系統(tǒng)硬件整體架構(gòu)設(shè)計(jì)

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

　　3.AGV軟件流程方案設(shè)計(jì)

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

　　(2)自動(dòng)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(chē)站點(diǎn)、取滿紗車(chē)站點(diǎn)、卸滿紗車(chē)站點(diǎn)，取卸貨作業(yè)類(lèi)型等必要數(shù)據(jù))。

　　(3)AGV系統(tǒng)根據(jù)自動(dòng)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(dòng)化生產(chǎn)線物流系統(tǒng)進(jìn)行交互，直到任務(wù)完成。

　　(4)自動(dòng)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(duì)輸送線執(zhí)行鎖定/解鎖動(dòng)作，在工位就緒時(shí)向AGV發(fā)送指定的指令。

　　AGV軟件流程，如圖6。

　　四、結(jié)論

　　自動(dòng)化集成制造的發(fā)展，使AGV的研究進(jìn)入一個(gè)高潮。AGV在制造業(yè)的生產(chǎn)線中大顯身手，高效、準(zhǔn)確、靈活地完成物料搬運(yùn)任務(wù)。并且可由多臺(tái)AGV組成柔性的物流搬運(yùn)系統(tǒng)，搬運(yùn)路線可以隨著生產(chǎn)工藝流程的調(diào)整而及時(shí)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(jìng)爭(zhēng)力。采用多臺(tái)AGV集成到自動(dòng)化流水線中，可以大大減少生產(chǎn)搬運(yùn)時(shí)間，生產(chǎn)事故也會(huì)大大減少，縮短投資回收時(shí)間，減少使用勞動(dòng)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(chē)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(dòng)化流水線無(wú)縫對(duì)接知識(shí)的有效獲取和恰當(dāng)?shù)膶?shí)現(xiàn)方法，仍然是發(fā)展AGV技術(shù)的重要課題。