??企 業(yè) 介 紹??

沈陽華晨金杯汽車有限公司成立于1991年7月，公司的前身是沈陽金杯客車制造有限公司，于1996年更名。公司注冊資本4.44億美元，目前，在職員工近8000人。華晨金杯擁有兩個(gè)整車品牌、三大整車產(chǎn)品：這兩個(gè)整車品牌及“中華”和“金杯”系列；三大整車產(chǎn)品包括擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的中華品牌系列轎車、國內(nèi)同類型中市場占有率接近60％的金杯海獅輕型客車、以及引進(jìn)豐田高端技術(shù)生產(chǎn)的金杯閣瑞斯多功能商務(wù)車。華晨金杯瞄準(zhǔn)世界汽車的一流企業(yè)，投入7000萬元巨資引進(jìn)日本豐田公司的管理方式，并將先進(jìn)的MRPII管理信息系統(tǒng)應(yīng)用于企業(yè)管理。同時(shí)，公司還大力倡導(dǎo)團(tuán)隊(duì)精神。敬業(yè)精神和不斷改善精神，使公司整體素質(zhì)迅速提高，企業(yè)管理步入科學(xué)化。

??項(xiàng) 目 背 景??

沈陽華晨金杯汽車有限公司海獅總裝II廠成功實(shí)施了非接觸式供電的AGV合裝系統(tǒng)。傳統(tǒng)的AGV是以電池為動力，裝有非接觸導(dǎo)向裝置和獨(dú)立尋址系統(tǒng)的無人駕駛自動運(yùn)輸車。由于采用電池供電，因此，傳統(tǒng)的AGV的功率和行駛距離受到極大的限制，AGV的利用率也不高。為了提高AGV的利用率，就必須對AGV的電池進(jìn)行經(jīng)常性的充電。為了保證AGV 在生產(chǎn)線上不用移出生產(chǎn)過程就可以完成充電，必須在安裝整個(gè)生產(chǎn)過程系統(tǒng)中，在允許 AGV暫停的地方（比如分段運(yùn)輸區(qū)，轉(zhuǎn)向區(qū)，裝載停止區(qū)等）設(shè)置并安裝電池充電站，定時(shí)定點(diǎn)對AGV進(jìn)行充電。AGV車動力電源一般用的是傳統(tǒng)的“高倍率開口鎘鎳電池”，以適應(yīng)其快速充電和較大電流放電的要求。但受“鎘鎳電池”記憶效應(yīng)的影響，使用、維護(hù)比較麻煩。同時(shí)由于“鎘鎳電池”中鎘的污染，不適應(yīng)環(huán)保的要求。此外，充電站數(shù)量的增多，也增加了AGV運(yùn)輸系統(tǒng)的總建設(shè)成本。

隨著IPT（Inductive Power Transfer）非接觸供電技術(shù)的發(fā)展，將IPT非接觸供電技術(shù)應(yīng)用于AGV物流運(yùn)輸系統(tǒng)，將極大改善目前AGV供電系統(tǒng)的缺陷。這種供電系統(tǒng)可以在AGV不帶電池的情況下為小車提供驅(qū)動電源和控制電源，也可以在不設(shè)充電站的情況下為AGV的電池進(jìn)行連續(xù)或定時(shí)充電。但是非接觸供電受地下供電電纜限制,不利于進(jìn)行現(xiàn)場改造,路線柔性變化降低。

新松非接觸供電AGV在汽車底盤合裝上的應(yīng)用

非接觸式供電系統(tǒng)原理

系統(tǒng)供電柜能產(chǎn)生高頻持續(xù)循環(huán)的交流電源。供電電纜以兩根鋪設(shè)，一根是輸出電流，一根是返回電流，電流呈反向流動。這樣能使得在兩根電纜之間形成雙倍強(qiáng)烈的磁場，而在兩電纜外部沒有磁場。通過AGV車體上取電裝置(類似變壓器原理)，將磁場轉(zhuǎn)換電能，并逆變成直流供AGV使用。

新松公司依據(jù)強(qiáng)大的技術(shù)優(yōu)勢及創(chuàng)新能力，并根據(jù)多年的AGV技術(shù)積累和應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，為沈陽華晨金杯汽車有限公司海獅總裝II廠成功實(shí)施了非接觸式供電的AGV合裝系統(tǒng)。該項(xiàng)目一期共設(shè)計(jì)1套供電裝置供2個(gè)環(huán)線使用，調(diào)度管理4臺AGV分別用于發(fā)動機(jī)總成和后橋總成的合裝。以滿足一期296秒的生產(chǎn)節(jié)拍。該系統(tǒng)在滿足既有車型的前提下，考慮了將來新增車型的需要。

系統(tǒng)構(gòu)成及各功能

該系統(tǒng)由4臺剪式單舉升AGV，1套AGV地面供電、導(dǎo)引系統(tǒng)，1套AGV控制臺，1套數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和AGV調(diào)度管理系統(tǒng)和通訊系統(tǒng)等構(gòu)成。

AGV：AGV完成發(fā)動機(jī)總成和后橋的裝配定位、輸送和輔助裝配工作。

AGV地面供電、導(dǎo)引系統(tǒng)：地面導(dǎo)引系統(tǒng)是AGV運(yùn)行的路線和軌跡，通過供電電纜實(shí)現(xiàn)電磁導(dǎo)引。

AGV控制臺和調(diào)度管理系統(tǒng)：AGV控制臺和調(diào)度管理系統(tǒng)負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理，與上位機(jī)交換信息，生成AGV的運(yùn)行任務(wù)，解決多AGV之間的避碰問題等。

通訊系統(tǒng)：通訊系統(tǒng)由無線局域網(wǎng)組成。AGV與控制臺之間采用無線電臺進(jìn)行信息交換，通訊協(xié)議為TCP/IP協(xié)議?？刂婆_與上位機(jī)之間采用以太網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。

AGV工作過程描述

AGV控制臺通過對射開關(guān)檢測到輸送鏈上車體的位置信號后，分別調(diào)度在等待站點(diǎn)已載有發(fā)動機(jī)總成(后橋)的AGV按預(yù)定時(shí)間、速度進(jìn)入輸送鏈下方，在預(yù)定區(qū)域捕獲預(yù)先固定在汽車車身上的合作目標(biāo)，保持穩(wěn)定跟蹤狀態(tài)后，人工控制舉升，AGV自動打開滑動平臺鎖銷。由裝配工人安裝固定螺栓，完成裝配后人工發(fā)出安裝結(jié)束信號。根據(jù)發(fā)此結(jié)束信號，AGV自動落下升降機(jī)構(gòu)后復(fù)位，滑動平臺自動閉鎖，AGV加速離開裝配工位，在裝載站點(diǎn)裝好發(fā)動機(jī)總成(后橋)后，AGV向控制臺發(fā)出裝載完成信息，AGV按控制臺的指令行駛到等待地點(diǎn)，進(jìn)入下個(gè)循環(huán)。

AGV控制臺根據(jù)主裝懸掛車體到達(dá)的信號向在等待點(diǎn)的合裝小車發(fā)出行駛信號，若主裝配線上是空吊具，則AGV小車仍處于等待狀態(tài)。當(dāng)發(fā)動機(jī)總成(后橋)不能及時(shí)供應(yīng)時(shí)，可通過設(shè)置在裝配工位旁邊的輸送鏈急停開關(guān)由人工控制，停止輸送鏈運(yùn)行。當(dāng)AGV因特殊原因進(jìn)入報(bào)警工位而未完成合裝時(shí)，AGV系統(tǒng)及輸送鏈報(bào)警，輸送鏈同時(shí)停線。以完成裝配。

AGV系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)

AGVS控制方式：控制臺集中調(diào)度、監(jiān)控、管理控制

AGV控制方式具備功能：全自動／離線模式／手動

通訊方式：無線局域網(wǎng)

AGV導(dǎo)航方式：電磁導(dǎo)航

AGV驅(qū)動方式：雙輪差動

負(fù)載能力：AGV最大負(fù)載能力1000kg

運(yùn)動方向：前、后、轉(zhuǎn)彎行走

最大直線速度：直線60m／min

轉(zhuǎn)彎半徑：1.5m

導(dǎo)航精度：±10mm

停車精度：±10mm

防碰裝置：激光防碰+接觸式保險(xiǎn)杠  

舉升裝置：電動剪式舉升，舉升行程1000mm，舉升力1噸，升降速度4.5米/分鐘

活動平臺： X（車長方向）±120 mm、 Y（車寬方向）±50 mm、水平旋轉(zhuǎn)  ±2度

供電方式：非接觸式供電

車體尺寸：2500 mm×1200 mm×800 mm／1800mm(長×寬×高(舉升前／舉升后))

AGV車載控制器

新松公司根據(jù)當(dāng)前AGV技術(shù)的最新發(fā)展形勢，投入巨大的人力物力資源，結(jié)合多年的設(shè)計(jì)及應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)出了新的一款嵌入式CAN總線的主控制器，該主控制器使用工業(yè)級嵌入式主機(jī)做為主計(jì)算機(jī)，在控制器內(nèi)集成了主機(jī)、電子盤、網(wǎng)卡、CAN通訊端口、串口等高速運(yùn)算主機(jī)所需的部件及通訊部件，進(jìn)行獨(dú)立封裝?？刂破鲀?nèi)部集成了AGV控制所需的最基本單元，控制器本身無任何擴(kuò)展插槽，使用簡單電源供電，面板上有一個(gè)顯示器輸出端口、一個(gè)RJ45網(wǎng)絡(luò)端口、一個(gè)PS/2鍵盤及鼠標(biāo)通用接口、兩個(gè)RS232串口、兩個(gè)CAN通訊端口，控制器底部有帶有減震器的安裝支架。

運(yùn)動控制模塊MUC50是基于CAN總線通訊方式的分布式運(yùn)動控制器，通過對伺服驅(qū)動器的調(diào)節(jié)，來達(dá)到對AGV車體運(yùn)動的精確控制。每個(gè)運(yùn)動控制器不僅能夠控制2個(gè)軸的伺服驅(qū)動器，還具有16個(gè)I/O輸入口、8個(gè)I/O輸出口、4個(gè)AD輸入口和2個(gè)DA輸出口。運(yùn)動控制模塊MUC50通過CAN總線與主控制器VCU300進(jìn)行通訊。

分布式設(shè)計(jì)的MCU50運(yùn)動控制模塊，安裝簡單，各種狀態(tài)可以通過其上部的狀態(tài)指示燈直接觀察，使維護(hù)更加簡單。MCU50運(yùn)動控制模塊，在接線方式上采用集中式帶鎖插頭，接線更可靠，不易松動，提高了系統(tǒng)的整體穩(wěn)定性。

AGV車體軟件

AGV車載控制器使用Windows CE操作系統(tǒng)，包括AGV車體控制嵌入式軟件，車體參數(shù)文件，車體工具軟件，車體運(yùn)行地圖文件，及記錄車體運(yùn)行狀態(tài)的黑匣子文件。

AGV車體控制嵌入式軟件是基于Windows環(huán)境下編輯的軟件，可執(zhí)行多任務(wù)的操作，可進(jìn)行多窗口的動態(tài)觀察，恢復(fù)功能強(qiáng)。在AGV運(yùn)動的過程中，可通過顯示中端，動態(tài)的觀察AGV的各個(gè)設(shè)備的工作狀態(tài)及位置環(huán)的反饋信息。當(dāng)出現(xiàn)急停停車，通訊中斷，光靶丟失等故障時(shí)，無需重新上線，都可以在故障解決以后立即恢復(fù)運(yùn)行。AGV車體控制嵌入式軟件提高了AGV的可維護(hù)性，縮短了停線時(shí)間。

車體工具軟件，是AGV調(diào)試及故障檢修的工具軟件。通過AGV工具軟件，可以方便觀察AGV輸入輸出的狀態(tài)，通訊狀態(tài)等。

車體參數(shù)文件，記錄了AGV各設(shè)備的參數(shù)信息。此參數(shù)文件可以通過AGV控制臺無線傳輸更改，也可以在AGV上直接更改。

車體運(yùn)行地圖文件是AGV運(yùn)行規(guī)劃的路徑信息，隨著AGV運(yùn)行路線的更改，AGV系統(tǒng)只需要調(diào)整車體運(yùn)行地圖文件就可以改變AGV運(yùn)行的環(huán)線。

黑匣子文件，記錄了AGV運(yùn)行的各個(gè)信息，當(dāng)AGV出現(xiàn)故障是，通過黑匣子文件，可以很快地查找出故障的原因。

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AGV 動態(tài)合裝解決方案??

目前汽車合裝基本采用連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)裝配方式，在工藝鏈及車身連續(xù)運(yùn)行下裝配或發(fā)動機(jī)是動態(tài)合裝的關(guān)鍵。新松公司開發(fā)的動態(tài)跟蹤傳感器是采用專用位置傳感器，當(dāng)AGV進(jìn)入被裝車身下放，檢測到合作目標(biāo)，AGV通過檢測安放在被裝車身下放的合作目標(biāo)，計(jì)算AGV與被裝車身間的位置，調(diào)整AGV的運(yùn)行速度，使AGV保持與被裝車身同步運(yùn)行實(shí)現(xiàn)動態(tài)合裝。

??運(yùn) 行 效 果??

該系統(tǒng)滿足了沈陽華晨金杯汽車有限公司海獅總裝II廠一期296秒的生產(chǎn)節(jié)拍，在滿足既有車型的前提下，考慮了將來新增車型的需要。

??小 結(jié)??

該種方式AGV直接與被裝車身的位置同步，避免了由于吊具安裝、工藝鏈條節(jié)距匹配等原因造成的位置誤差，并可對懸鏈的爬行等問題做出及時(shí)的反應(yīng)，是目前最有效的同步跟蹤方式；另外由于跟蹤同步是由AGV本體進(jìn)行獨(dú)立采樣完成的，即使是在AGV手動離線狀態(tài)下仍能完成動態(tài)同步合裝工作，因而更具備整體的靈活性。