卷煙輔料庫(kù)自動(dòng)導(dǎo)引車常見(jiàn)故障與維修

林冉軼

（重慶中煙工業(yè)有限責(zé)任公司涪陵卷煙廠，重慶 408000）

0 引言

自動(dòng)導(dǎo)引車（Automatic Guided Vehicle，AGV）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)以及各種移載功能的運(yùn)輸車。它是以電池為動(dòng)力，通過(guò)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)控制，借助自動(dòng)導(dǎo)航裝置，能夠獨(dú)立自動(dòng)尋址，完成無(wú)人駕駛及作業(yè)的設(shè)備。

AGV 具有自動(dòng)化程度高、安全性能好、線路靈活等特點(diǎn)，目前已廣泛應(yīng)用到物流倉(cāng)儲(chǔ)業(yè)、危險(xiǎn)場(chǎng)所和特種行業(yè)、煙草、醫(yī)藥、化工、冶金、造紙、食品等行業(yè)。煙草制造行業(yè)具有物料流量大，運(yùn)送環(huán)節(jié)多，生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化，柔性化程序高，信息控制管理系統(tǒng)要求嚴(yán)等特點(diǎn)，AGV 作為現(xiàn)代物流先進(jìn)設(shè)備能較好地滿足上述特點(diǎn)的要求。從2015 年涪陵卷煙廠完成易地技改搬遷后，卷煙輔料庫(kù)裝備了7 臺(tái)芬蘭ROCLA 公司的AGV 小車。在近4 年的使用和維護(hù)過(guò)程中，積累一些實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。針對(duì)AGV 常見(jiàn)故障進(jìn)行分析探討，并提出切合實(shí)際的維修對(duì)策，在降低設(shè)備故障率的同時(shí)，有效的保證生產(chǎn)物料供應(yīng)的連續(xù)性。

1 AGV 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與工作原理

1.1 AGV 的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)（圖1）

AGV 系統(tǒng)主要由管理調(diào)度計(jì)算機(jī)WCS（Warehouse Control System，倉(cāng)庫(kù)控制系統(tǒng)）、AGV 管理控制及監(jiān)控計(jì)算機(jī)（NT8000）、AGV、無(wú)線AP、充電樁以及網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備組成。AGV 系統(tǒng)是在AGV 管理控制及監(jiān)控計(jì)算機(jī)的控制下工作，其任務(wù)指令通過(guò)以太網(wǎng)及無(wú)線AP 下達(dá)到AGV 車載系統(tǒng)上。

1.2 AGV 的工作原理

系統(tǒng)工作時(shí)，AGV 管理控制及監(jiān)控計(jì)算機(jī)通過(guò)無(wú)線局域網(wǎng)自動(dòng)將任務(wù)分配給離任務(wù)作業(yè)點(diǎn)最近的且處于自動(dòng)無(wú)故障狀態(tài)的AGV。AGV 根據(jù)任務(wù)指令按預(yù)先制定的路徑自動(dòng)行駛到作業(yè)地點(diǎn)，在行駛過(guò)程中AGV 利用車身頂部的激光掃描頭，對(duì)路徑周圍的激光反射條進(jìn)行掃描和計(jì)算來(lái)導(dǎo)航并修正自身的偏差，從而保證行走和定位的精度。

圖1 AGV 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

AGV 與管理控制計(jì)算機(jī)通過(guò)無(wú)線局域網(wǎng)進(jìn)行實(shí)時(shí)通信，AGV 隨機(jī)將自身的狀態(tài)和任務(wù)完成情況上報(bào)給并顯示在CWAY（NT8000 上的圖形控制系統(tǒng)軟件）上。管理和控制系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)對(duì)AGV 的運(yùn)行進(jìn)行交通管理，如果在某些路段由于車輛過(guò)于集中而形成交通堵塞，管理和控制系統(tǒng)也能夠自行處理，確保AGV 運(yùn)行通暢。當(dāng)AGV 電池的電量不足時(shí)會(huì)自動(dòng)請(qǐng)求充電，并自動(dòng)行駛到充電樁進(jìn)行充電，當(dāng)AGV 沒(méi)有接到任務(wù)時(shí)，AGV 會(huì)自動(dòng)回到充電樁進(jìn)行充電。

1.3 AGV 的業(yè)務(wù)流程

卷包車間機(jī)臺(tái)操作工通過(guò)位于生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的要料系統(tǒng)終端的觸摸屏進(jìn)行要料或退空托盤的操作。輔料庫(kù)上位系統(tǒng)接收到要料請(qǐng)求后，產(chǎn)生出庫(kù)任務(wù)，并將任務(wù)依次分給堆垛機(jī)、輸送機(jī)和AGV，當(dāng)物料送達(dá)輸送機(jī)與AGV 對(duì)接的出庫(kù)站臺(tái)上時(shí)。AGV 管理控制計(jì)算機(jī)將任務(wù)指令分配給AGV。當(dāng)AGV 將輔料托盤運(yùn)送到機(jī)臺(tái)的指定貨位，并向輔料上位系統(tǒng)發(fā)送任務(wù)完成信息，要料過(guò)程完畢。待機(jī)臺(tái)上的輔料快用完時(shí)，操作工在現(xiàn)場(chǎng)要料系統(tǒng)終端觸摸屏上點(diǎn)擊退空托盤操作，先由AGV 取回空托盤，送回高架庫(kù)回庫(kù)站臺(tái)。

2 AGV 常見(jiàn)故障分析

2.1 車輛無(wú)響應(yīng)故障

故障現(xiàn)象：圖形監(jiān)控界面CWAY 上無(wú)任務(wù)，且車輛無(wú)響應(yīng)。

故障原因：通信問(wèn)題或充電樁狀態(tài)異常。

故障分析：①當(dāng)CWAY 上的任務(wù)菜單顯示任務(wù)信息后，AGV 才離開(kāi)充電樁開(kāi)始工作。如果CWAY 的任務(wù)顯示欄沒(méi)有任務(wù)，說(shuō)明NT8000 沒(méi)有收到WCS 下發(fā)的任務(wù)。應(yīng)優(yōu)先查看System Manager Console 上NT8000 與AGV 小車、WCS、CWAY和充電樁的通信狀態(tài)是否正常。如果對(duì)應(yīng)的Status 欄顯示Connected，才表示通信正常。如果顯示為L(zhǎng)isten 表示未連上。②AGV小車完成送貨任務(wù)后停在原地不自動(dòng)回充電樁。應(yīng)檢查CWAY上對(duì)應(yīng)充電樁的狀態(tài)，確認(rèn)充電樁未處于關(guān)閉狀態(tài)。

2.2 走停頓挫故障

故障現(xiàn)象：AGV 啟動(dòng)或加速后立即減速或急停，車輛一走一頓。

故障原因：AGV 小車安全裝置被頻繁觸發(fā)。

故障分析：AGV 小車的安全裝置影響車輛行駛的主要有兩個(gè)，一個(gè)是安全激光掃描儀，另一個(gè)U 形的防撞膠條。當(dāng)安全激光掃描儀觸發(fā)減速或停車后，待障礙解除后可以自動(dòng)恢復(fù)運(yùn)行，但防撞膠條一旦觸發(fā)，必須手動(dòng)復(fù)位后才能運(yùn)行。

安全激光掃描儀通過(guò)檢測(cè)預(yù)制線路上地面的障礙物，使車輛減速或停車，其檢測(cè)區(qū)域分為警示區(qū)域和安全區(qū)域，且警示區(qū)域和安全區(qū)域的大小隨小車速度的變化而變化。如果在警示區(qū)域內(nèi)檢測(cè)到了障礙物，小車將會(huì)減速。如果在安全區(qū)域內(nèi)檢測(cè)到了障礙物，AGV 將會(huì)立即制動(dòng)。

如果安全激光掃描頭鏡面有積塵或污漬，會(huì)導(dǎo)致AGV 小車誤認(rèn)為檢測(cè)到了障礙物，出現(xiàn)車輛運(yùn)行頓挫的情況。

2.3 不在系統(tǒng)里故障

故障現(xiàn)象：從圖形監(jiān)控界面CWAY 上觀察該車無(wú)故障報(bào)警，但車輛有任務(wù)卻不動(dòng)作。車載信息顯示屏上顯示不在系統(tǒng)里或未知位置的圖標(biāo)。

故障原因：由于AGV 小車行進(jìn)路線與預(yù)設(shè)路線產(chǎn)生偏離。

故障分析：①激光反射板狀態(tài)異常。AGV 是通過(guò)用車身頂部的激光掃描頭采集反射激光束定位，并通過(guò)連續(xù)的三角幾何運(yùn)算來(lái)實(shí)現(xiàn)AGV 的導(dǎo)引。若該區(qū)域內(nèi)的激光反光條與預(yù)制位置發(fā)生較大偏差（反射條移動(dòng)或者被遮擋、缺失等），將導(dǎo)致系統(tǒng)停車。②車輛被阻擋急停。AGV 小車在即將轉(zhuǎn)彎前如突然觸發(fā)其安全激光掃描儀的安全區(qū)域，會(huì)導(dǎo)致車輛在自動(dòng)狀態(tài)下的急停，待急停條件解除后，小車需直線行約2 m 后再進(jìn)行重新尋址工作，但此時(shí)在彎道處直行已偏離預(yù)設(shè)路線，雖然系統(tǒng)試圖自行糾偏仍然無(wú)法回到預(yù)設(shè)路線上，導(dǎo)致故障停車。

2.4 有錯(cuò)誤故障

故障現(xiàn)象：從圖形監(jiān)控界面CWAY 上觀察車報(bào)有錯(cuò)誤的故障顯示。

故障原因：AGV 小車上的狀態(tài)檢測(cè)器與系統(tǒng)上車輛信息狀態(tài)不一致。

故障分析：①AGV 貨叉在取貨過(guò)程中高度激光檢測(cè)信號(hào)異常，例如高度檢測(cè)器被輔料的包裝物遮擋。②AGV 在載貨狀態(tài)時(shí)，貨叉上貨物到位檢測(cè)信號(hào)異常，例如在空托盤回庫(kù)過(guò)程中，由于車輛行駛顛簸導(dǎo)致檢測(cè)開(kāi)關(guān)未能檢測(cè)到空托盤。

3 常見(jiàn)故障解決對(duì)策

（1）針對(duì)車輛無(wú)響應(yīng)故障，可采取以下措施。①注意WCS 軟件與AGV 軟件的啟動(dòng)順序。每次設(shè)備上電，應(yīng)先開(kāi)啟AGV 管理控制及監(jiān)控計(jì)算機(jī)打開(kāi)CWAY 軟件后，再開(kāi)啟WCS 軟件。每次設(shè)備開(kāi)電后應(yīng)檢查NT8000 與WCS 的狀態(tài)是否處于Connected狀態(tài)，如是Listen 狀態(tài)，則應(yīng)再次重啟WCS，使其通信狀態(tài)變?yōu)镃onnected；②在每次關(guān)閉AGV 電腦前，應(yīng)確定CWAY 上是否有關(guān)閉的路線或者是充電樁，并做好記錄，待下次設(shè)備開(kāi)電時(shí)，進(jìn)行對(duì)應(yīng)恢復(fù)顯示的操作。

（2）針對(duì)AGV 走停頓挫故障，可采取以下措施。①每周安排AGV 輪保作業(yè)，保證安全激光掃描儀發(fā)射鏡面以及車身罩殼清潔無(wú)積塵；②在清理安全激光掃描儀時(shí)，應(yīng)使用不掉纖維的布進(jìn)行清理。

（3）針對(duì)不在系統(tǒng)里故障，可采取以下措施。①加強(qiáng)AGV 運(yùn)行區(qū)域內(nèi)人員的安全意識(shí)的培訓(xùn)，當(dāng)人員通過(guò)或靠近時(shí)，應(yīng)時(shí)刻觀察注意周圍AGV 小車的運(yùn)動(dòng)方向，主動(dòng)避讓，保持1m 以上的安全距離；②定期對(duì)AGV 行駛區(qū)域內(nèi)的激光反射條進(jìn)行完好性檢查并核對(duì)數(shù)量，確保激光反射條數(shù)量與預(yù)制數(shù)量一致，且反射條表面干凈無(wú)破損。

（4）針對(duì)有錯(cuò)誤故障，可采取以下措施。①當(dāng)高度檢測(cè)異常時(shí)，應(yīng)確認(rèn)高度檢測(cè)無(wú)異物遮擋；②手動(dòng)調(diào)整空托盤位置使其觸發(fā)到位檢測(cè)，AGV 即可恢復(fù)運(yùn)行；③定期檢查車輛上貨叉上貨物到位檢測(cè)器以及貨叉升降檢測(cè)的狀態(tài)，若有異常及時(shí)調(diào)?；蚋鼡Q；④定期檢查車輪的使用磨損狀況，如日常運(yùn)行中車輛出現(xiàn)顛簸，考慮更換已損壞的車輪。

4 結(jié)束語(yǔ)

AGV 作為當(dāng)代物流處理自動(dòng)化的有效手段和柔性制造系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備，通過(guò)對(duì)AGV 小車的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、工作原理等多方面進(jìn)行剖析，著重分析AGV 小車使用過(guò)程中容易出現(xiàn)的故障，并針對(duì)這些問(wèn)題提出對(duì)策，為打造智能化卷煙工廠，提供了一種探索實(shí)踐的方法。