AGV小车在汽车生产线上忙着干些啥?

AGV小车在汽车生产线上忙着干些啥?

 

自动导航小车(AGV)输送系统在汽车制造业物流输送方面极具优势,在减少生产运营成本、降低劳动强度、提升自动化水平、提高生产安全和提升产品品质等方面有着直接或间接的推动作用...

 

随着现代科学技术的高速发展以及人力成本的不断增加,自动化物流技术在制造业、第三方物流和电子商务等领域也得到了飞速发展,其中,有着移动机器人之称的自动导航小车(AGV)近来年在汽车制造业得到了广泛应用,涉及焊装、总装和零部件等领域,为实现汽车制造的自动化、省人化提供了非常好的解决方案,并且在生产控制中实现了标准化、准时化的车间物流配送。

 

AGV的应用

 

1.AGV的作用和构成

 

AGV是以微控制器为控制核心、蓄电池为动力、装有非接触导引装置和无线通信系统的无人驾驶自动导引运载车,其自动作业的基本功能是导向行驶、认址停准和移交载荷。作为当代物流自动化的有效手段和柔性制造系统的关键设备,AGV及自动输送系统已经得到了越来越广泛的应用。

 

AGV的主要构成如图1所示。

1AGV的主要构成

 

2.AGV的分类

常用的几种划分方式,将AGV作以下分类:

(1)根据负载形式可分为潜伏牵引型、后牵引型、背驼移载型和举升型。

(2)根据驱动形式可分为单驱动、双驱动和多驱动。

(3)根据导航原理可分为磁条导航、磁钉惯性导航和激光导航。

(4)根据转弯方式可分为差速和舵轮。

(5)根据负载量可分为100kg、200kg、500kg、1000kg、2000kg和5000kg等。

(6)根据行进方向可分为单向、双向和万向。

 

AGV的应用

 

AGV的应用主要依据其负载类型、配送方式和路径进行划分,本文根据AGV在汽车制造业的应用场合和应用形式,以不同工艺过程和AGV具体应用形式相结合的思路进行简单介绍。

 

1、在整车厂中的应用

 

目前总装车间对于AGV的应用是最成熟的,其自动化程度也是最高的,运送过程可以实现完全的自动化,不需要人工参与输送,其典型的应用生产线主要包括内饰和底盘等每个整车厂的总装车间都至少有2~3条的内饰和底盘输送装配线,而且大多采用SPS配料形式。这为AGV的自动化输送应用提供了良好的应用环境,同时根据主线体和具体现场环境(空间、设备形式等)的不同,可以采用不同的物料随线输送形式来满足AGV物流输送方案的需求,从而优化方案、简化系统复杂性并减少整体项目投资。内饰线应用的线路及辅助设备规划如图2所示。

 


2内饰线的应用

 

其次是总装车间的分装线体车门线和仪表线(见图3)等分装线。此类线体一般也采用SPS配料,但其单配料的数量和容器的体积较小,一般采用物料箱的形式,而且主线体的输送方式很有特点,再加上物料箱的随线形式和员工取料方式的不同,就产生了另外一种应用形式。AGV与物料承载车不脱离,通过自身或辅助设备,在指定的位置和时间段进行物料承载车和物料箱的分离和平移,从而实现自动物料配送的需求。

 


3仪表线的应用

 

总装车间发动机线也可以采用AGV输送方式进行物料配送,由于发动机一般采用批量定时配送,而且每批次的数量基本一致,质量较大,需要采用大吨位AGV进行单线路循环方式,工位启停需要人工参与,这是目前为最合理的使用方式,既能满足配货需求又能灵活实现非合格品物料回收,不至于对配送产生逻辑或节拍上的延误等。

 

底盘的合装工位段目前对AGV的应用也非常成熟(见图4),是举升式负载AGV的应用典范,整体底盘组件,如前后车桥、发动机和变速器等部件的定位放置到AGV车身上,通过与主线体的同步随行,同时AGV本身的举升机构进行托举,与吊具上车身进行准确定位和自动装配,通过人工固定螺栓的方式进行组件连接,大大减少了人员的劳动强度,提升了装配质量和效率。

 


4底盘合装应用

 

以焊装车间的AGV应用为例介绍一个具体方案。

 

在焊装常规零部件从车间中转库运送到线体的物料输送中引入AGV自动输送系统(见图5),此时的物流输送采用定时配送机制,同时兼顾拉动式生产配送方式的及时需求方式,即根据预先设定好的配送顺序进行装配工位的定时配送,AGV则通过中转库的配送通过上位系统进行统一调度实现资源优化的目的。根据此种应用所设计的路径规划非常复杂,包括多循环、单道岔、双道岔和交叉线路等,要求系统拥有强大的调度、单车以及最佳路径计算等较复杂的计算和统筹功能。

 


5焊接车间应用方案

 

另外在焊装车间的分线到主线的工件转运方面,也可以采用AGV的输送方式,此种应用为批量运输方式,将现场员工发出的信息作为配送启动指令,在运送到位后进行对应工位空工装的返回,满工装和空工装的切换完全由AGV自动完成,空工装是否允许运输由AGV调度系统和主线体控制系统进行信息交互确认后才能够给AGV发送允许运送的指令。

 

2、在零部件企业中的应用

 

以上介绍了一些AGV在整车厂物流输送的典型应用,在零部件企业的物流输送也能够找到适合其应用的场所。

 

在生产布局规划整齐的注塑车间,原料和成品的输送中也可以采用AGV自动输送。由于工艺设计和生产需求,此类车间适合采用单车或多车循环的方式,车的停止点可自动识别,车辆启动可采用定时或人工参与方式,这个取决于生产规范性和准时性执行的程度,一般采用人工参与。

 

座椅的生产车间(见图6)根据生产模式的需要、中转库存位置和布局的实际情况,采取单循环、多循环或复杂路径的方案选择。通过多次调研,自动物流输送在发动机、变速器和线束等众多生产车间均能得到很好的应用。

 


6座椅车间应用

 

应用AGV的注意事项

 

AGV在汽车行业的应用进行简单的归纳整理:根据不同的应用场合,首先确定AGV的输送承载形式;根据原有物料配送机制考虑系统的配送机制;根据承载物料的重量选择AGV的承载能力;根据现场物流空间、交叉物流等因素,合理规划物流路径,同时考虑AGV及其辅助输送工装转弯半径提前规避干涉的风险;根据路径计算AGV的数量,同时考虑弯道、交通管制、特殊路段和避碰等因素;根据路径的复杂程度选择是否采用多车调度系统;考虑辅助装备的选择和确定,如工装物料车排序、多物料车连接/拆分、物料车随线和物料转移等;结合现场实际情况考虑人机交互界面,如人工取/放料的方便性等。

 

结语

 

目前AGV在很多行业均有应用,其带来的价值显而易见,在减少生产运营成本、降低劳动强度、提升自动化水平、提高生产安全和提升产品品质等方面有着直接或间接的推动作用,期待AGV输送系统在汽车制造的更多领域、更深层次中起到重要作用

 

 

 

 

 

AGV应用最经典案例:东风日产大连工厂

 

无人搬运车(Automated Guided Vehicle,简称AGV)

 

指装备有电磁或光学等自动导引装置,能够沿规定的导引路径行驶,具有安全保护以及各种移载功能的运输车,工业应用中不需驾驶员的搬运车,以可充电之蓄电池为其动力来源。一般可透过电脑来控制其行进路线以及行为,或利用电磁轨道(electromagnetic path-following system)来设立其行进路线,电磁轨道黏贴於地板上,无人搬运车则依循电磁轨道所带来的讯息进行移动与动作。

 

AGV以轮式移动为特征,较之步行、爬行或其它非轮式的移动机器人具有行动快捷、工作效率高、结构简单、可控性强、安全性好等优势。与物料输送中常用的其他设备相比,AGV的活动区域无需铺设轨道、支座架等固定装置,不受场地、道路和空间的限制。因此,在自动化物流系统中,最能充分地体现其自动性和柔性,实现高效、经济、灵活的无人化生产。

 

AGV优点

 

(1)自动化程度高;

 

由计算机,电控设备,激光反射板等控制。

当车间某一环节需要辅料时,由工作人员向计算机终端输入相关信息,计算机终端再将信息发送到中央控制室,由专业的技术人员向计算机发出指令,在电控设备的合作下,这一指令最终被AGV接受并执行——将辅料送至相应地点。

 

(2)充电自动化;

 

AGV小车的电量即将耗尽时,它会向系统发出请求指令,请求充电(一般技术人员会事先设置好一个值),在系统允许后自动到充电的地方“排队”充电。

另外,AGV小车的电池寿命很长(10年以上),并且每充电15分钟可工作4h左右。

 

(3)美观,提高观赏度,从而提高企业的形象。

 

(4)方便,减少占地面积;生产车间的AGV小车可以在各个车间穿梭往复。

(以上内容来自:百度百科)

 

下面来看看实例吧!

 
 

AGV应用最经典案例:东风日产大连工厂

体验读图模式

东风日产工厂分布
工厂所在地 产能(2014年) 投产车型
花都 75万 轩逸、阳光、骊威、骐达、逍客、玛驰、启辰晨风
襄阳 25万 天籁、楼兰、英菲尼迪Q50L、英菲尼迪QX50
郑州 20万(将扩展至45万) 新一代奇骏、逍客、启辰D50/R50/R50X、启辰R30
大连 15万(二期扩展至30万) 新一代奇骏

 

AGV专题|综述篇:AGV市场需求与行业发展

主持人:AGV作为物流装备中自动化水平最高的产品,越来越多地应用于汽车制造、烟草、电子、仓储、医疗等多个行业领域。那么,近年来市场对AGV自动搬运技术提出了哪些新的需求?AGV有哪些新的技术突破及发展趋势?AGV在不同行业实现了怎样的应用效果?围绕这些问题,本专题邀请多位行业专家及企业负责人进行了极具针对性的解答及分享。

 

 

文 / 沈阳新松机器人自动化股份有限公司智能移动机器人事业部副总经理 王玉鹏

 

自动导引车(Automated Guided Vehicle,简称AGV),指具有电磁或光学等自动导引装置,能够沿规定的导引路径行驶,具有安全保护以及各种移载功能的运输设备,是实现柔性制造和自动化物流输送的重要工具。AGV产品集中了传感器技术、机械工程、电子工程、计算机工程、自动化控制工程以及人工智能等多学科的研究成果,代表机电一体化的最高成就,是目前科学技术发展最活跃的领域之一。2013年,工信部《工业和信息化部关于推进工业机器人产业发展的指导意见》出台,明确把AGV产品纳入工业机器人范畴,要求到2020年形成较为完善的产业体系。

 

 AGV行业迎来快速发展黄金时期

近几年以来,传统工业应用的AGV技术迅速扩展到民生及消费等领域,比如餐饮导购等服务机器人、养老助残机器人,安保巡检机器人等。正是因为看到了AGV的市场潜力及技术扩展性,除了原有的传统AGV企业在加大投入、扩充产能之外。国内大大小小的AGV厂家数量由过去三、四家迅速扩展到几十家,其中很多企业是从零部件、集成商、用户等角色进入AGV领域的。并且AGV行业还引起资本市场的浓厚兴趣,有些其它行业企业纷纷成立AGV研发部门,甚至通过资本并购,进入这一新兴领域,对AGV行业发展起到良好的推动作用。

 

目前,在工业生产中,AGV多以轮式移动方式为主。在物料输送及工件装配过程中与其它设备相比,AGV活动区域无需铺设轨道、支架底座等固定装置,AGV系统不受场地、物流通道和空间限制,可实现毫米级精确定位。因此,在自动化物流系统中,最能充分体现其柔性,实现高效、经济、灵活的无人化物料运输。特别是近几年以智能工厂、智能生产以及智能物流为代表的“工业4.0”及“中国制造2025”概念的提出,激发了市场应用AGV实现工业自动化功能的需求。在上述因素影响下,AGV的需求量正呈现井喷式增长势头,AGV除了大量应用于汽车和烟草行业,在其他行业的应用也在逐年增加,如食品、医药、电子、化工、金融、军事等行业。

 

 国内AGV企业发展模式

目前,国内AGV企业按照其发展模式基本上可划分为两大类。

 

第一种发展模式是以引进消化吸收国外成熟AGV技术为主,如机科发展、昆船集团等引进美国Kollmorgen公司(NDC)AGV控制与导航技术进行国内组装,成功应用到烟草及金融领域。Kollmorgen公司依托欧美广大的AGV市场需求,研发出了先进而成熟的AGV核心控制技术,拥有多年丰富的AGV应用经验,在全球AGV控制领域占有相当高的市场份额。国内许多物流公司也开始走通过引进国外AGV成熟技术加以应用的途径,进而完善自身产品线,成为国内AGV系统优秀供应商。

 

第二种发展模式是依托科研院所、大学、企业等的自主研发体系。1998年,沈阳新松(由中科院沈阳自动化研究所转制成立)开发出基于磁导航技术的全方位运动型AGV装配系统,并将该系统用于沈阳金杯汽车总装车间。2004年,沈阳新松公司又成功开发出具有自主知识产权的激光导引AGV系统,填补了国内激光导引AGV技术的空白。在这段时间里,昆船集团也在研发具有自主知识产权的AGV系统并得到成功应用。目前,通过多年现场应用的经验积累和技术改善,国内几大领头AGV厂家迈出了自主研发的坚实脚步。

 

 AGV技术发展及创新

(1)导航技术

从导航技术创新来看,AGV发展趋势是逐步向第三代智能移动机器人过渡,要求AGV不仅具有感知功能,而且还要具有一定的决策和规划能力。AGV通过自身对任务的理解,实时判断出控制台下发的作业任务和运动目标,通过环境理解功能算法获得关于环境初始信息及环境变化的信息,自主地决策出到达目标的最优运行路径。越来越多的AGV生产商着眼于未来,研发更多先进的导航技术,由原来固定路径导航逐渐向自由路径导航发展。如自主激光导航、惯性导航、二维码导航、差分GPS导航及自然轮廓导航等等,有的已经有了成熟的实际应用案例,有的已经具备市场应用条件。

 

(2)控制技术

从AGV控制技术发展现状和趋势来看,主要体现出以下几个特点。

 

一是开放式结构、通用性器件与平台的发展,从单片机到PC机到工业控制计算机到PLC,AGV控制器将多元化并存,控制技术更加人性化,AGV控制技术的标准化、网络化和系统集成度将提高。并且,采用模块化结构的应用,大大提高了AGV系统的兼容性和扩展性、易操作性和易维护性,使AGV更为智能,更加易用。

 

二是稳定可靠的分布式总线结构(CANopen)成为主流控制趋势。

 

三是混合供电技术开发适应了不同客户的需求。

 

四是智能传感器技术的发展和在AGV上的应用。AGV除了使用位置、速度、加速度等传统的传感器技术,还融合了机器视觉、力反馈等新型智能传感器所提供的数据来辅助决策运动控制,使AGV适应更为复杂的应用环境。

 

 

(3)本体部件

从AGV本体部件发展趋势来看,由于AGV未来最大的需求市场是家庭及服务行业,因此AGV本体将向灵活性、高速性、友好性、小型化方向发展。要求AGV生产企业对AGV轮系、控制单元、供电系统等部件向微型化、高性能化方向研究和发展,同时要考虑批量产业化生产的需求。

 

(4)负载能力

从AGV负载能力来看,国内企业通过对麦克纳姆轮及液压浮动轮系技术的应用,已经成功开发了负载能力为40~80吨的AGV产品,且可以通过多车协调运动来满足更大负载和更大体积的物体在狭窄空间输送的需求,未来重载运输领域对AGV产品的需求势头强劲。

 

 国内AGV市场需求情况

(1)传统市场

从AGV传统应用市场需求情况来看,如汽车、家电、造纸、医疗、印刷、食品、化工、军事领域,通过几年成熟的市场培育,已经发展到了全产业链推广阶段,未来60%以上AGV市场需求将来自于传统行业。

 

目前,由于传统生产制造企业面临升级改造的压力,改造步伐慢或犹豫不决的企业将逐渐被淘汰,机器人换人势头已经不可避免,因此间接加速了AGV需求的增长。且随着“数字化车间”和“智能物流”趋势的加快,AGV市场需求增长势头愈发迅猛。

 

比如,汽车制造业对AGV的需求一直保持旺盛的增长态势,其中两大领域需求突出:一是新建和改造的汽车总装车间底盘合装对AGV的需求。这一领域需要AGV与汽车装配工艺相结合,对AGV行走控制、装配控制、同步跟踪技术要求非常高,且对AGV设备本身的稳定性和可靠性要求非常严格,这一领域基本被传统有经验的国内外AGV生产厂家垄断。第二是汽车生产过程中物料车的输送应用,也就是对简易型AGV(简称AGC)的需求,这类系统的特点是控制简单,路线固定,不需要复杂的系统调度管理,系统稳定性问题不会第一时间对车间生产造成影响。因此,简易型AGV行业入门门槛较低,产品价值偏低,但市场需求量大。

 

烟草行业作为传统AGV需求大户,因“十二五”技改计划基本完成,2014年整体市场需求与往年相比呈下降趋势,未来几年对AGV的需求主要表现为AGV产品更新换代及少量新厂投资建设。

 

 

其它AGV传统需求行业如家电、造纸、医疗、印刷、食品、化工、军事等行业对AGV的需求也呈旺盛增长趋势。特别是家用电器行业,2014年市场需求成倍增长,但受生产企业利润下降影响,此类需求基本局限于简易型AGV产品。

 

(2)新兴市场

从新兴市场需求情况来看,未来国家电网将扩大巡检型AGV采购规模,码头集装箱装卸用AGV、电商分拣系统AGV等的应用需求将扩大。这几大领域因行业特殊性,市场需求发展态势将取决于AGV产品的可靠性及实用性,有待行业认可及时间检验。

 

2015年新兴市场AGV需求发展趋势集中体现在以下五个方面:

一是AGV与周边设备将更加紧密地结合,AGV必须与应用行业领域的“工艺要求”相结合;

 

二是AGV需求多样化,如侧出叉式、货架式、多车协调式以及高位取货式与传统AGV本体相结合

 

三是AGV导航方式多样化,混合导航、户外导航、自由路径导航将成为需求热点;

 

四是中低端AGV市场的增长及应用迅速普及,市场销售额在未来几年会接近高端市场;

 

五是适合户内、户外应用的重载AGV需求将呈几何倍数增长。

 

随着电商仓储物流系统自动化的发展,智能型搬运设备已经成为物流领域必不可少的工具。传统物流设备容易受场地改变或者工序升级而难以实现二次利用,AGV极具柔性的工作特点则可以很好地解决这一问题,使物流设备利用效率大大提升。机器人将会使得智能化物流系统发挥巨大作用。

 

(3)市场竞争态势

近几年来,国产自主品牌AGV无论市场份额还是产品国产化率都达到了80%,同时国内又新增了一些有能力出口海外市场的AGV厂家,提升了中国AGV产品质量及稳定性的整体形象,间接促进了国内AGV行业的快速发展。

 

国内传统AGV企业基本都有各自固定的客户行业领域,中高端市场对AGV稳定性和可靠性要求比较严格,因此基本由几家国内外领先公司所占领,新进入AGV行业的企业通过简易型AGV市场将迅速扩大业务范围,逐渐向中高端领域靠拢,整体形成公平市场竞争态势。

新兴市场领域对AGV的需求将打破过去行业内出现第一个成功案例后,其它需求企业才效仿采购应用的模式。2014年出现了同一新兴需求行业的几家企业在同一时间段对AGV产生需求,这种市场化集中需求规避了因一家企业AGV应用失败导致整个行业对AGV失去信心的局面。这对AGV企业迅速开拓新兴市场应用起到至关重要作用。

 

 结束语

长期来看,AGV的蓬勃发展源于其在各行业的应用开始普及。在这一过程中,拥有自主技术、雄厚资金、稳定研发技术人员、本土化服务以及对国内生产工艺熟悉等优势的国内AGV企业成为最终的市场受益者。今后,国内企业应当继续加强AGV领域的人才培养,通过建立优化创新人才成长环境,着力培养一批高水平科研带头人,培养能够承担行业创新发展的队伍,同时完善AGV行业技术标准,提供AGV专业人员相互交流平台等,是所有从事AGV领域业内人士的共识。