用于自動(dòng)化生產(chǎn)線的子母運(yùn)輸車設(shè)計(jì)

甘雄濤　曹鵬飛　戴啟勝

【摘 要】智能化的運(yùn)輸是智能制造中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，不同的生產(chǎn)線設(shè)計(jì)對(duì)智能運(yùn)輸提出了不同的要求。為解決解決狹長AGV小車直角轉(zhuǎn)彎及運(yùn)轉(zhuǎn)速度不足的問題，設(shè)計(jì)了一種智能化生產(chǎn)線用的自動(dòng)控制子母傳送車。該自動(dòng)控制子母傳送車為一組子車和母車的組合，是可以包含多個(gè)子車和多個(gè)母車組成的系統(tǒng)。子車在生產(chǎn)線的支線上運(yùn)行，沿Y方向移動(dòng)，母車在生產(chǎn)線主線上運(yùn)行，沿X方向移動(dòng)。由于子車和母車沒有電纜連接，母車、子車可以分別在主線和支線上靈活調(diào)動(dòng)，自由組合，具有自動(dòng)化、智能化的云概念特點(diǎn)。

【關(guān)鍵詞】自動(dòng)傳送；智能調(diào)度；子母車

【Abstract】Intelligent transportation is an important part of intelligent manufacturing，different design of production line put forward different requirements for intelligent transportation. In order to solve the problem of right angle turn and insufficient running speed of AGV car， this paper designs an automatic control sub-transmission vehicle for intelligent production line. The automatic control unit is a combination of a set of sub cars and a mother vehicle， which is a system comprising multiple sub cars and a plurality of master cars. The sub car runs on the branch line of the production line and moves along the Y direction. The mother car runs on the main line of the production line and moves along the X direction. Since the sub car and the mother car have no cable connection， the mother car and the sub car can flexibly move on the main line and the branch line respectively， and have the characteristics of automatic and intelligent concept of the cloud.

【Key words】Automatic transmission； Intelligent scheduling； Master car

0 引言

在車間生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)過程中，離不開物料傳送路線、傳送方式的設(shè)計(jì)。隨著人力成本的逐步提升，AGV（Automated Guided Vehicle）自動(dòng)導(dǎo)引運(yùn)輸車越來越受到大家的關(guān)注。自動(dòng)導(dǎo)引運(yùn)輸車，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)以及各種移載功能的運(yùn)輸車，工業(yè)應(yīng)用中不需駕駛員的搬運(yùn)車，以可充電之蓄電池為其動(dòng)力來源。一般可透過電腦來控制其行進(jìn)路線？以及行為，或利用電磁軌道（electromagnetic path-following system）來設(shè)立其行進(jìn)路線，電磁軌道黏貼於地板上，運(yùn)輸車則依循電磁軌道所帶來的訊息進(jìn)行移動(dòng)與動(dòng)作。AGV具有自動(dòng)化程度高，充電自動(dòng)化，美觀，觀賞度高，方便，減少占地面積等優(yōu)點(diǎn)。

1 生產(chǎn)線設(shè)計(jì)

根據(jù)生產(chǎn)的產(chǎn)品特點(diǎn)，我們設(shè)計(jì)了一款“非”字形生產(chǎn)線。生產(chǎn)線包含上線區(qū)、下線區(qū)、物料上線區(qū)、耐壓工位4個(gè)、工序工位114個(gè)。主物料從上線區(qū)上線，配套物料從物料上線區(qū)上線，和主物料一起依次傳送到工序1，工序2，工序3……，最終回到下線區(qū)傳送下線。運(yùn)輸車需要在生產(chǎn)線產(chǎn)品上線下線位置、配套物料貨位、生產(chǎn)工位之間進(jìn)行物料的傳送。

2 設(shè)計(jì)需求

在生產(chǎn)線上，物料轉(zhuǎn)運(yùn)車需要按照規(guī)定的路線，把工位上所需的物料傳送到工位上，把上一工序完成的產(chǎn)品傳送到下一工序。因?yàn)樵摦a(chǎn)線傳送的都是比較重和比較大的物料，為安全考慮讓運(yùn)輸路線與人行通道進(jìn)行分離，也為了節(jié)省空間，傳送路線設(shè)計(jì)成在工位中間的方式（如圖1所示）。上下中間X 方向的為主線，上下6條與主通道成十字交叉的通道為支線。運(yùn)輸通道上設(shè)置滑軌，運(yùn)輸通道與其他區(qū)域隔離。一般的AGV不能實(shí)現(xiàn)直角轉(zhuǎn)彎，且在十字交叉處，滑軌結(jié)合處容易有高度差，導(dǎo)電接觸塊在此處極易損壞而造成故障。

需要設(shè)計(jì)一款子母運(yùn)輸車，母車在主軌道上運(yùn)行，子車在支線軌道上運(yùn)行。以前有的子母轉(zhuǎn)運(yùn)車也能實(shí)現(xiàn)直角方向運(yùn)動(dòng)，但是子車和母車采用電纜連接和通訊，子車不能脫離母車運(yùn)行，子車運(yùn)行的時(shí)候母車必須在原地等待，效率比較低下。我們設(shè)計(jì)的母車和子車需要能夠分開各自單獨(dú)運(yùn)行，只是在需要的時(shí)候子車上到母車上，在主軌道方向運(yùn)行，其他的時(shí)間子車和母車可以各自運(yùn)行，執(zhí)行任務(wù)。而且子車和母車不是一對(duì)一的關(guān)系，假如生產(chǎn)線上有3個(gè)母車和4個(gè)子車，1號(hào)子車可以通過1號(hào)母車傳送到一個(gè)工位，完成工作后1號(hào)子車可以上到2號(hào)母車或者3號(hào)母車到下一個(gè)工位都是可以的。這樣母車和子車配合靈活多樣，也省去了母車等待的時(shí)間，提升了工作效率。

3 子母車設(shè)計(jì)

根據(jù)設(shè)計(jì)需求，我們把母車設(shè)計(jì)成由滑軌供電的方式，子車設(shè)計(jì)成蓄電池供電的方式，子車和母車都采用無線通訊方式，統(tǒng)一由平臺(tái)進(jìn)行智能調(diào)度。如圖2所示，母車上布置鋁合金軌道與子車軌道對(duì)接，母車由滑軌供電，子車上到母車平臺(tái)上后，可由滑觸線進(jìn)行充電。子車內(nèi)側(cè)由軌跡軸承作為軌道導(dǎo)向，確保軌道對(duì)接的平緩與流暢，來回運(yùn)行方向固定，無需做轉(zhuǎn)彎動(dòng)作。如圖3所示，母車上帶喇叭形的接口簧片，子車底部的觸頭進(jìn)入喇叭口即可以形成可靠的接觸。

4 子母車配合動(dòng)作

用生產(chǎn)線例子說明如何通過多車配合，實(shí)現(xiàn)物料的遠(yuǎn)距離運(yùn)輸。假如根據(jù)生產(chǎn)線的運(yùn)輸節(jié)拍需求，計(jì)算出生產(chǎn)線上需要有3個(gè)子車，3個(gè)母車，分別為分別編號(hào)為Z1車、Z2車、Z3車、M1車、M2車、M3車。生產(chǎn)線包含工位區(qū)域A1到A6，B1到B5，一共11個(gè)工作區(qū)域，每個(gè)區(qū)域包含10個(gè)工位，共110個(gè)工位，如圖1所示。主框架物料從上線區(qū)域進(jìn)入生產(chǎn)線，由子車Z1車接收，然后子車Z1上到母車M1車上，運(yùn)行到A1區(qū)域，Z1車從母車M1車上下來，進(jìn)入支線軌道，把主框架物料運(yùn)到A1區(qū)域系統(tǒng)指定的空缺工位，進(jìn)行相關(guān)的安裝操作。工位操作完成后，由Z1車把主物料運(yùn)到主線，上到M2車上，M2車搭載Z1車一起運(yùn)行到A2區(qū)域，Z1車從母車上下來，進(jìn)入支線軌道，把主框架物料運(yùn)到系統(tǒng)指定的空缺工位，進(jìn)行A2區(qū)域的相關(guān)安裝操作。在A2區(qū)域的工位操作完成后，由Z2車進(jìn)入支線，把主物料運(yùn)輸?shù)街骶€，上到M2車上，M2車搭載Z2車一起運(yùn)行到A3區(qū)域，Z2車從母車上下來，進(jìn)入支線軌道，把主框架物料運(yùn)到系統(tǒng)指定的空缺工位，進(jìn)行A3區(qū)域的相關(guān)安裝操作。如此交替循環(huán)，完成A4區(qū)域到A6區(qū)域工位，B1區(qū)域到B5區(qū)域工位的操作。由于子車和母車之間沒有電纜連接，通過無線通信進(jìn)行信息傳送，子車和母車接口是統(tǒng)一的，所以子車和母車可以靈活調(diào)度，不同的子車和母車都可以配合運(yùn)輸，實(shí)現(xiàn)物料遠(yuǎn)距離的運(yùn)輸任務(wù)。根據(jù)工位數(shù)量、運(yùn)行節(jié)拍等，可以靈活確定子車和母車的總數(shù)量。

5 結(jié)束語

子母傳送車的設(shè)計(jì)較好的滿足了車間生產(chǎn)線的需求，節(jié)省空間，安全高效，是一個(gè)比較成功的設(shè)計(jì)方案?，F(xiàn)有的技術(shù)在不斷發(fā)展進(jìn)步，新的事物不斷的出現(xiàn)，無線通訊和控制已經(jīng)比較成熟，在生產(chǎn)中合理利用這些技術(shù)，能夠起到事半功倍的效果。endprint