AGV智能小车在发动机生产中应用

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摘要：汽车工业是第一个采用AGV智能小车的工业。在最初的时候，它的模型很简单，所有的产品都是手工装配，采用流水线的方法来实现大量的发动机的生产，这是汽车工业的一个革新。电动电动汽车由电动汽车驱动;利用磁条和激光导航技术，实现了AGV智能汽车的运动轨迹;而在汽车发动机生产中，AGV的智能化生产能够更好地适应“小批量、多批次”的要求，使得在大批量生产中实现了产品的研发与生产。

关键词：AGV智能小车;革新;运动轨迹

一、AGV智能小车

其主要作用是根据工艺路线和操作需要，在微机监视下，实现对物料的搬运、存取或加工过程的加工、装配、调试等一系列作业功能。AGV智能小车具有轮式运动的特点，具有比步行、爬行或其他无轮移动机器人更快捷、更高效、更简单、更易控制、更安全。相对于一般的堆垛机、单轨小车、运输机、运输链、传送辊道、固定机械手等比较，在自动化物流体系中最能体现其自主性和灵活性，实现高效、经济、灵活的无人生产。

AGV智能小车集光、机、电、计算机为一体，综合了当今科技领域先进的理论和应用技术。其系统内部包含：导航与定位，车载伺服驱动及控制，车辆行驶，安全保护，货物装卸，地面电脑控制与管理，系统模拟，无线电通讯，红外通讯或载波通讯，信息采集处理，自动充电等。该系统能够合理分配调度各个AGV，优化路径，安全交通管理，实时图形监控等。它的系统外部可以与自动化物流系统、生产管理系统或信息自动化系统相结合，从而达到对网络信息流通和管理的实时监测。

AGV智能小车从34世纪54年代起，到64年代，迅速在欧州，美国，日本等发达国家得到广泛的使用。截至目前，全球已有超过250，000台AGV智能汽车。在引擎产业中，大约有247个，大约285万个。AGV智能汽车在国内的应用，要比国外早34年，直到本世纪初，汽车工业才刚刚起步，至今还不到94台。

二、发动机行业的特点

（一）生产特点

在经历了由计划经济向市场经济转型后，产品的竞争日趋激烈，优胜劣汰已成为必然，促使各公司进行技术、产品、结构、资产和资源的整合。发动机工业也不能幸免，由小而全、多而散的局面，逐步向少、精、专业化、集团化发展。

发动机制造过程分为三个主要环节：加工、装配和试车。

以机体、缸盖、曲轴、连杆、凸轮轴等五个零件为主要零件，按照工艺路线进行加工。其他重要部件如活塞，活塞环，气门，油泵油嘴，增压器，发电机，起动马达等，通常由专业厂家提供。

装配生产线通常包括两个阶段：分装和合装。分装按照结构组装和组装顺序进行分类，例如：汽缸盖拆装线、活塞连杆拆装线;合装通常是在各个部件组装完毕后进行组装。

组装完毕，必须进行测试，通过测试，然后出厂。

（二）物流特点

物流的组织结构和产品的生产有很大的关系，而物流的大小与产量的关系是成正比的。

物流量大：一台每年产20万辆汽车发动机的流水线，每天的运输量超过200吨，而重型卡车的发动机更是如此。

2.物流环节多：主要负责物料的运输、供应、零件的加工、合格品的搬运、存放;运输，储存和供应外部设备;将设备运至发动机总装厂的组装生产线及组装生产线;组装好后，将引擎送到试车现场，测试通过后送到包装。

3.物料种类繁多：一台引擎发动机包含数以百计的零件。大到机体、气缸盖、螺钉、垫圈;大小和重量有很大的差异;不同的包装和摆放方式。

4.输送方式不一：可用于汽车，叉车，拖车，小车搬运;也可采用辊道、链条、平板、拖链、悬挂、升降、翻转等运输形式。

三、应用AGV智能小车的解决方案

（一）加工线

如机身、缸盖、曲轴、连杆、凸轮轴、飞轮等加工生产线，在AGV智能小车的帮助下，可以取代传统的运输设备或其他运输工具，工厂的设计也可以简化，不必采取起重机运输。机身，飞轮适合单个部件（特殊的托架）运送;AGV智能小车的单个部件重量大于其车身，更适宜于AGV智能小车（辊道）进行自动移动;缸盖，曲轴，连杆，凸轮轴都适用于多个托盘。

（二）装配线

从汽缸盖完成后的总装，AGV直接作为发动机支承、移动和装配线，取代了传统的固定装配线和地面轨道组装车。AGV按照生产流程的要求，每到一个工位，就会停下来，然后由AGV来组装和安装引擎的外设，安装完毕后，AGV会继续前进，直至完成最后一站。

（三）试车线

国内的发动机在目前出厂试运转是必要的，从组装到试车，再到试车，再到出车，这是一个传统的运输流程，用叉车、轨道车、吊车和吊车。AGV智能小车运输的灵活性、机动性、先进性、安全性如图1。

（四）物流

采用含AGV的自动化物流系统，可以实现各种物料（包括原材料、外购件、半成品、成品等）从搬运、输送、入库到按调度计划出库、输送、送达各装配工位整个过程的自动化和信息化。

四、AGV智能小车系统设计案例

（一）任务

1.用于某发动机装配线;

2.年产量：10万台;

3.年工作日：250天;

4.班制：24小时;

5.设备开动率：80%

（二）要求

1.生产节拍：小时额定产量25台/小时;节拍2.4分钟7台;每个装配工位的停留时间：≤2.0分钟;每个工位之间的行走时间：≤30秒。

2.AGV智能小车数量：按照发动机装配生产线的规划、年产量及投资规模的要求，统计出工位的数量，计算行驶的距离，小车的速度，循环的周期，扣出充电的时间，预留一定的工位，考虑应急和备用。设计共24台电磁导引AGV智能小车，2个充电站。

3.系统功能要求：AGV智能汽车。完成发动机的辅助组装和运输;AGV导向系统.确保车辆在任何时候都能按照预定的行驶路线行驶和停车;自动充电。为确保AGV24小时不间断工作，利用大电流快速充电技术对AGV进行充能。该系统的充放电时间与工作时间的比率约为1：10，自动完成了AGV的充电过程;资料收集系统.对装配线小车的工作状态进行实时监测，并与其它辅助设备进行控制与配合，为AGV智能小车的组装和运输系统提供基本的资料;AGV的地面监控与管理系统.AGV智能小车调度与管理平台是AGV智能小车的调度与管理中心，它主要完成对车辆数据的处理、与主机的信息交换，并产生AGV智能小车的作业，并解决了AGV智能小车的碰撞问题;通信：AGV智能汽车与地面通信系统以WLAN的方式进行通信。通过以太网实现了地面和主机的数据通信。

4.AGV智能小车对环境的基本要求：承载能力：>3000kg/m2;水平度误差：≤±5mm（50000×500000范围）;平面度误差：≤2/1000;对于采用如工程塑胶或水泥地面者，因地表面容易出现波浪状，对AGV智能小车行走不利，要特别强调铺设质量;还要注意表面耐磨性和长期碾压可能形成的轮印和磨损;有坡度的地方要特别注意，并满足以下条件：坡面均匀平整，坡顶坡脚附近要平缓过渡;坡道在无弯的直段;充电站配备要求有30KW（每台15KW）的三相五线制动力电源。

结语：

AGV智能小车是一个客样在无人驾驶条件下，自动完成指定任务的智能工具，它具有较高的灵活性和可扩展没能力，通过对AGV智能小车发动机上的应用，让我们更好地认识到AGV智能小车在物流领域内所发挥出的巨大作用。

参考文献：

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[2]陈松利，田德，辛海升，等.AGV智能小车发电机的应用及运行效果[J].农业工程学报，2018，28（8）：225-229.

[3]辛海明，刘月昊，宋鹏飞，等.智能AGV小车的设计[J].现代制造技术与装备，2019（4）：25-27，30.