探讨AGV在汽车工厂焊装线中的应用

探讨AGV在汽车工厂焊装线中的应用

向昌东，赵少仲，向柏昭

浙江华邦物联技术股份有限公司，浙江温州，325105

摘要：AGV属于电动自动化设备，可在无人作业的环境中完成多种搬运任务，形成了智能控制、自动搬运、自主导航的特点，被广泛地应用于物流仓储、工业生产等领域。将AGV引入到汽车焊装线中，可有效突破以往生产线存在的平台化限制，满足多种车型、多个平台的混流生产需求，有助于实现对汽车生产资源的合理化利用。本文首先探讨了AGV在汽车工厂中的焊装线的应用情况，而后提出了该设备的应用注意事项，以期为汽车焊装线的柔性化发展提供技术革新思路。

关键词：汽车工厂；焊装线；AGV

汽车工厂的焊装线经过了手工操作、半自动化、自动化以及柔性化四个发展阶段。随着焊装线不断完善与升级，焊装机器人的应用数量持续增加，其柔性化与自动化程度持续加深，并产生了显著的智能化发展趋势。焊装车间需要对来自冲压车间的板件与车身零部件焊接拼装为较为完整度较高的白车身，涵盖车架、四门、后盖、前盖等多条焊装线。该生产线的工艺复杂度与自动化程度均比较高。AGV替代传统人工搬运方式，在焊装线的物流运输环节中的应用越来越多。

1.AGV在汽车工厂焊装线中的应用

1.1自动化物流方面的应用

AGV在汽车焊装线的物流输送环节中可发挥出自动化运输的作用，对皮带车、叉车、电瓶车等生产运输车辆以及人工转运方式进行替代。基于物流运输需求，可选取价格相对较低、体积偏小的牵引式AGV，配合安装了脚轮部件的料车，按照预设路线，使料车被转移至指定位置。既可将AGV料车制作为一体化结构，也可采用由器具与托盘构成的分体式结构，应结合生产物流下的具体配货方式进行合理选择。

AGV料车抵达指定位置后，如果采用人工下件的方式，其自身精度可满足要求。如果需要借助工业机器人从AGV料车中自动抓取输送的工件，则对料车中的工件有着较高的位置精度要求。基于自动取料需求，需要为机器人与AGV的对接制定精度保障方案。其一，可借助特殊机构来拖拽AGV料车器具至线体后，实施精定位。其二，可利用抓件视觉引导技术，将偏差控制到±70mm的范围内。考虑到AGV的位置精度大多处于±10mm内，因此，可直接在料口使用固定装置，实现料车粗定位。其三，可实施精定位策略。Z向定位可通过水平滚珠来实现，将料车脱离所在地面；X向定位可借助侧顶气缸与侧向滚轮实现，按照准确位置，使料车进入料口；Y向定位可借助处于料口里侧区域的夹紧气缸来实现，夹紧并固定料车。

1.2调整线方面的应用

以往汽车焊装调整线主要依托固定滚床来完成输送任务，改造位置或者增加新的车型时将形成相对较大的工作量，必须耗费较长的时间与人工成本进行拆除与重建。在不对在制车型生产形成过多影响的条件下，改造难度较高。可用AGV来对固定滚床进行替代，设计与构建多种车型均能够有效适用的托盘，也可直接对托盘进行切换，使焊装线形成更高的柔性化程度。AGV小车所在位置并不是固定不变的，可以对使用场地进行随意变化，能够灵活适应多种输送环境。

利用承载式AGV对白车身进行驮举，使托盘顺沿预设环形路线移动。AGV于提升机处获取白车身，再经过多个工位，达到指定位置并对接此处提升机，由提升机将白车身转移至后续生产线。AGV继续对空托盘进行驮举，按照环路继续进入后续工作循环。白车身所用的托盘的结构类似于传统车型滑橇所用的设计形式，只需增设连接AGC的结构即可。

将AGV应用到焊装调整线还可以减少因设备故障而造成的线体停线事故的发生率。如果有AGV产生故障或者其他的异常情况，可通过电动拖车或者吊具将其从线体内移出，并进行维修，线体生产不会受到干扰。

1.3切换夹具方面的应用

以往的焊装线多采用线式生产结构，可满足同平台车型制造需求，如果出现多个平台车型混流的情况，工艺设备将有较大概率出现无法均衡使用功能的情况，设备利用率随之下降。车型混流情况下，主要有依托滑台、转毂、转台等装置切换工装夹具与夹具自身混流两种不同的形式，工艺面积与设备性能会给其带来限制。

AGV能够支持多车型混流生产活动。基于增强焊装线的经济性与灵活性的目标，可以生产功能为基准，对生产线展开划分，可划分为激光焊接岛、主线焊接岛、滚边岛、门盖焊接岛等工作站，再借助AGV取代滑橇与滚床等传统运输设备，灵活高效地向各个工作站输送工件。以此既能够节省生产时间，使设备维持较高的利用率，还可缩减单车生产过程中的成本。

AGV可支持切换抓具、夹具等工装的操作。运行生产系统前期，借助AGV将工装夹具输送至线体中，满足多种车型混流生产需求，可在线外为多种不同车型所用的工装构建立体库，以此实现对生产空间的合理运用。大量运用AGV时容易造成物流规划难度提升的情况，应通过信息化管理技术与科学规划来满足按时、足量供应物料的需求。

2.AGV在汽车工厂焊装线中的应用准备工作与注意事项

2.1合理规划工件放置方式

考虑到大部分夹具的实际重量数值都比较大，因此，只能够选取牵引式或者背驮式的AGV。不同形式的夹具的上表面高度存在差异，若采取人工上件的模式，应通过合理使用相关装置来增强可操作性。如果产能相对偏大，则应按照使用需求，以分散化的方式布置料箱，将上件消耗时间缩短，从而对生产节拍等方面的要求进行满足。同时，还应确保上件区面积符合要求。

2.2充分考虑故障维修需求

故障率较高是AGV的局限性之一。在规划环节中，应关注维修需求，避免出现串联布线的情况。根据所用的AGV产品的维修时长、故障率等信息，预先准备备用小车，确保在故障出现后能够立刻替换。

2.3精准把控设备使用数量

在自动站中运用以AGV托夹具为主的输送方式时，应当结合设备利用功率与空间布置情况，确保只对一种功能的生产设备进行布置，使自动站只能够完成螺柱焊或者点焊等一项生产任务。这种设备布置方式可最大程度提升设备利用率。当所用的设备种类越丰富，自动站的建设规模也随之加大，其中单台设备的实际利用率将越来越低。

3.结论

AGV在焊装线的自动化物流、夹具切换以及调整线等方面得到了有效应用。越来越多的汽车工厂尝试借助AGV对焊装线等生产线进行升级与改造，按照生产工序，由AGV承载夹具依次前往点焊、螺柱焊以及弧焊自动站，执行焊装任务，使车身钣金件的输送效率得到大幅提升，切实降低了工作人员的劳动强度。

参考文献

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