用于自動化生產線的子母運輸車設計

甘雄濤　曹鵬飛　戴啟勝

【摘 要】智能化的運輸是智能制造中的一個重要環節，不同的生產線設計對智能運輸提出了不同的要求。為解決解決狹長AGV小車直角轉彎及運轉速度不足的問題，設計了一種智能化生產線用的自動控制子母傳送車。該自動控制子母傳送車為一組子車和母車的組合，是可以包含多個子車和多個母車組成的系統。子車在生產線的支線上運行，沿Y方向移動，母車在生產線主線上運行，沿X方向移動。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動，自由組合，具有自動化、智能化的云概念特點。

【關鍵詞】自動傳送；智能調度；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

在車間生產線的設計過程中，離不開物料傳送路線、傳送方式的設計。隨著人力成本的逐步提升，AGV（Automated Guided Vehicle）自動導引運輸車越來越受到大家的關注。自動導引運輸車，指裝備有電磁或光學等自動導引裝置，能夠沿規定的導引路徑行駛，具有安全保護以及各種移載功能的運輸車，工業應用中不需駕駛員的搬運車，以可充電之蓄電池為其動力來源。一般可透過電腦來控制其行進路線？以及行為，或利用電磁軌道（electromagnetic path-following system）來設立其行進路線，電磁軌道黏貼於地板上，運輸車則依循電磁軌道所帶來的訊息進行移動與動作。AGV具有自動化程度高，充電自動化，美觀，觀賞度高，方便，減少占地面積等優點。

1 生產線設計

根據生產的產品特點，我們設計了一款“非”字形生產線。生產線包含上線區、下線區、物料上線區、耐壓工位4個、工序工位114個。主物料從上線區上線，配套物料從物料上線區上線，和主物料一起依次傳送到工序1，工序2，工序3……，最終回到下線區傳送下線。運輸車需要在生產線產品上線下線位置、配套物料貨位、生產工位之間進行物料的傳送。

2 設計需求

在生產線上，物料轉運車需要按照規定的路線，把工位上所需的物料傳送到工位上，把上一工序完成的產品傳送到下一工序。因為該產線傳送的都是比較重和比較大的物料，為安全考慮讓運輸路線與人行通道進行分離，也為了節省空間，傳送路線設計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。運輸通道上設置滑軌，運輸通道與其他區域隔離。一般的AGV不能實現直角轉彎，且在十字交叉處，滑軌結合處容易有高度差，導電接觸塊在此處極易損壞而造成故障。

需要設計一款子母運輸車，母車在主軌道上運行，子車在支線軌道上運行。以前有的子母轉運車也能實現直角方向運動，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行，子車運行的時候母車必須在原地等待，效率比較低下。我們設計的母車和子車需要能夠分開各自單獨運行，只是在需要的時候子車上到母車上，在主軌道方向運行，其他的時間子車和母車可以各自運行，執行任務。而且子車和母車不是一對一的關系，假如生產線上有3個母車和4個子車，1號子車可以通過1號母車傳送到一個工位，完成工作后1號子車可以上到2號母車或者3號母車到下一個工位都是可以的。這樣母車和子車配合靈活多樣，也省去了母車等待的時間，提升了工作效率。

3 子母車設計

根據設計需求，我們把母車設計成由滑軌供電的方式，子車設計成蓄電池供電的方式，子車和母車都采用無線通訊方式，統一由平臺進行智能調度。如圖2所示，母車上布置鋁合金軌道與子車軌道對接，母車由滑軌供電，子車上到母車平臺上后，可由滑觸線進行充電。子車內側由軌跡軸承作為軌道導向，確保軌道對接的平緩與流暢，來回運行方向固定，無需做轉彎動作。如圖3所示，母車上帶喇叭形的接口簧片，子車底部的觸頭進入喇叭口即可以形成可靠的接觸。

4 子母車配合動作

用生產線例子說明如何通過多車配合，實現物料的遠距離運輸。假如根據生產線的運輸節拍需求，計算出生產線上需要有3個子車，3個母車，分別為分別編號為Z1車、Z2車、Z3車、M1車、M2車、M3車。生產線包含工位區域A1到A6，B1到B5，一共11個工作區域，每個區域包含10個工位，共110個工位，如圖1所示。主框架物料從上線區域進入生產線，由子車Z1車接收，然后子車Z1上到母車M1車上，運行到A1區域，Z1車從母車M1車上下來，進入支線軌道，把主框架物料運到A1區域系統指定的空缺工位，進行相關的安裝操作。工位操作完成后，由Z1車把主物料運到主線，上到M2車上，M2車搭載Z1車一起運行到A2區域，Z1車從母車上下來，進入支線軌道，把主框架物料運到系統指定的空缺工位，進行A2區域的相關安裝操作。在A2區域的工位操作完成后，由Z2車進入支線，把主物料運輸到主線，上到M2車上，M2車搭載Z2車一起運行到A3區域，Z2車從母車上下來，進入支線軌道，把主框架物料運到系統指定的空缺工位，進行A3區域的相關安裝操作。如此交替循環，完成A4區域到A6區域工位，B1區域到B5區域工位的操作。由于子車和母車之間沒有電纜連接，通過無線通信進行信息傳送，子車和母車接口是統一的，所以子車和母車可以靈活調度，不同的子車和母車都可以配合運輸，實現物料遠距離的運輸任務。根據工位數量、運行節拍等，可以靈活確定子車和母車的總數量。

5 結束語

子母傳送車的設計較好的滿足了車間生產線的需求，節省空間，安全高效，是一個比較成功的設計方案?，F有的技術在不斷發展進步，新的事物不斷的出現，無線通訊和控制已經比較成熟，在生產中合理利用這些技術，能夠起到事半功倍的效果。endprint