淺談如何提升AGV小車的效率

周正偉　李顯偉　許雙全

摘 要：AGV小車技術(shù)是當今汽車工業(yè)必不可少的技術(shù)，而三舉升AGV小車的應(yīng)用更使汽車發(fā)動機及后橋的裝配效率得到大大的提高。本文以上汽通用五菱寶駿基地總裝車間的AGV小車系統(tǒng)為例，講述了在AGV控制原理基礎(chǔ)上，通過各種改善，使AGV小車運行效率得到明顯提升。

關(guān)鍵詞：AGV；運行效率；原理；改善

中圖分類號：TP242 文獻標識碼：A

1 AGV小車系統(tǒng)的控制原理

上汽通用五菱寶駿基地總裝車間的AGV小車系統(tǒng)包括13臺AGV小車、小車控制臺、無線電臺、充電器、小車地圖組成。小車控制臺通過無線電臺向13臺AGV小車發(fā)射和接收信號，以小車在地圖上的運行位置，并控制小車運行及停止、故障報警等。

2 AGV小車本體的外觀結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)構(gòu)成

AGV是由機械部分和電氣部分組成。機械部分包括AGV車體、舉升機構(gòu)、控制箱、驅(qū)動輪、從動輪、保險杠、電池箱和充電連接器。電氣部分包括AGV控制器（包括主控制器VCU300和運動控制單元MCU50），伺服驅(qū)動器，電源和傳感器。

2.1 機械部分

AGV小車的機械部分主要由車體部分、舉升部分兩部分構(gòu)成。

車體部分包括車體框架、行走驅(qū)動輪、行走隨動輪、靜電輪、車體保險杠、車體操作面板。舉升部分包括前后舉升機構(gòu)及舉升操作面板。

2.2 電氣部分

AGV小車的電氣構(gòu)成主要由電源、控制器、伺服系統(tǒng)、傳感器等構(gòu)成，其控制原理如圖1所示。

控制器包括主控制器VCU300和運動控制單元MCU50。VCU300使用PC104工業(yè)計算機作為核心處理器，WinCE操作系統(tǒng)，配合車體控制軟件控制AGV運行；MCU50可精確控制2路伺服驅(qū)動軸，同時具有增量式編碼器信號的反饋輸入，完成位置信號的閉環(huán)控制，另外，MCU50還具有4路模擬信號輸入、2路模擬信號輸出、16路數(shù)字信號輸入和8路數(shù)字信號輸出，可滿足多種傳感器及外設(shè)信號的輸入輸出需要。VCU300和MCU50通過CAN總線進行通信傳輸，高效準確的控制AGV正常運行。伺服系統(tǒng)用于驅(qū)動AGV車輪電機及舉升電機等直流電機。傳感器包括導航傳感器、地標傳感器、RFID站點識別傳感器、PSD傳感器、接近傳感器等。

3 AGV小車運行情況

隨著AGV小車的使用，AGV小車故障頻繁，運行效率低，故障率高達40%，為總裝車間所有設(shè)備故障之最，停線率亦高達 2.14%，經(jīng)實施各種運行效率提升的改善措施，AGV小車故障率降至2%，停線率也明顯降低，并趨于穩(wěn)定。2015年AGV小車各月份停線時間及停線率見表1。

4 AGV小車運行效率提升措施

AGV小車的高故障率嚴重影響總裝車間的汽車產(chǎn)能輸出，小車故障主要有控制臺報小車安全距離不夠故障，小車各驅(qū)動伺服軸超差，小車載人舉升、發(fā)動機舉升、后橋舉升各舉升伺服超差，發(fā)動機舉升或后橋舉升無法上升，小車前保險杠被按下，小車急停被按下無法復(fù)位，各小車舉升上升或下降速度不一致等。針對各故障，制定了一系列措施，具體如下。

4.1 校正地圖

由于控制臺地圖各站點之間的距離與小車實際運行地圖的有較大偏差，但底盤一通過不同車型時，因軸距不一，控制臺常報小車安全距離不夠，造成大鏈停止，每天至少停線3分鐘。經(jīng)測量，在發(fā)動機及后橋合裝段的7、8號站點實際地圖493cm，控制臺地圖離僅475cm，誤差達到18cm，而8到14號各站點間實際距離比控制臺上的少3cm左右。經(jīng)精確計算，在控制臺地圖編輯軟件上重新畫地圖，確定各站點位置，安全距離不夠故障得到解決。

4.2 調(diào)節(jié)綠伺服（TPM400）

小車在運行過程中常報伺服軸超差故障，為了降低該故障，統(tǒng)一對所有小車的伺服進行調(diào)節(jié)，使各伺服運行狀態(tài)達到最佳。

首先連接好TPM400專用數(shù)據(jù)線，通過PC Probit，選擇“Comm”菜單中的“Connect”，連接TPM400和電腦，可以讀到TPM400的配置。進入到Configuration Screen （配置界面），在Throttle Configuration （控制參數(shù)配置）內(nèi)選擇好給定輸入類型Bi（雙向）輸入，在Throttle Dead-bands （給定死區(qū)）內(nèi)設(shè)置給定的中點電壓可以通過按下“Read”的按鈕設(shè)定中點（在AGV主界面下），最大值項設(shè)為0，最小值項設(shè)為5，Stop （停止）設(shè)為90，Run （運行）設(shè)為20。同時啟動給定失敗保護。在Voltage Configuration （電壓設(shè)置）使用原出廠設(shè)置。在Current Configuration （電流參數(shù)設(shè)置）中根據(jù)電機型號設(shè)置峰值電流和電機額定電流，對于沒有通過TPM400控制抱閘的系統(tǒng)可以將Regen Current （再生電流）項設(shè)為20，將Coasting Current （惰性電流）設(shè)為400。Allow Time （允許時間）和Reset Time （復(fù)位時間）均設(shè)為0 以避免系統(tǒng)震蕩。點擊Apply All，應(yīng)用所有。

AGV在運行過程中，常因操作工誤碰防撞開關(guān)造成伺服軸超差故障，為了減少這一問題，對防撞開關(guān)進行結(jié)構(gòu)優(yōu)化，縮短開關(guān)觸發(fā)桿長度，如圖2、圖3所示。經(jīng)調(diào)節(jié)綠伺服和優(yōu)化防撞開關(guān)，小車伺服軸超差故障大幅減少。

4.3 更換程序并增加車型選擇按鈕

AGV使用過程中，每周都會AGV小車在合裝段，出現(xiàn)伺服超差故障，小車停止，但是大鏈未停，或者小車舉升將車身頂起，脫離定位銷，導致吊具上車身被拉歪，造成停線的同時也存在安全隱患，后更改AGV小車程序，增加載人平臺伺服超差故障報警，當此故障出現(xiàn)時，小車控制臺給大鏈信號，使大鏈停止，并在小車上增加車型選擇按鈕，使各車型發(fā)動機舉升高度受限，基本消除了這一隱患的存在。

4.4 降低舉升碰下限位故障

發(fā)動機及后橋舉升存在零位開關(guān)和下限位開關(guān)，正常情況下，舉升碰到零位開關(guān)就停，但由于慣性，舉升下降經(jīng)常碰到下限位開關(guān)，此時舉升將不能上升，只能屏蔽下限位開關(guān)。在分析后，將零位開關(guān)上調(diào)，是其到下限位開關(guān)的距離由原來2cm變?yōu)?cm，并將接近零位開關(guān)的速度由2cm/s改為1.7cm/s，舉升碰下限位故障基本消除。

4.5 確認放行優(yōu)化

AGV在合裝完后需要按等各舉升下降到位，確認放行，小車才能開出合裝段，但小車確認放行裝在小車前部，操作工每次裝配完后都需從小車后部走到小車前部按確認放行，增加步行10m，浪費時間。將確認放行按鈕放在小車后橋舉升按鈕盒上，并在程序中進行更改，操作工無需等待各舉升下降到位，裝配完后直接按下確認放行即可，節(jié)約了時間，人機工程也得到改善。

4.6 其他效率提升措施

除此之外，還進行了前保險杠的位置優(yōu)化，防止器刮到地面，地坪的處理，托盤的改造，載人舉升死擋的調(diào)節(jié)等。

結(jié)語

通過實施各項AGV運行效率措施，AGV停線率得到大幅減少，但AGV很多故障的維修難度大，是目前我們遇到的最大困難。如何降低其故障的發(fā)生頻率及在最短時間將其故障修復(fù)，仍是我們今后重要研究的內(nèi)容。

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