AGV(自動導引車)在各行各業(yè)得到了越來越廣泛的應用，承擔的角色也逐漸豐富起來，與自動化生產(chǎn)線的緊密結合，使其從單一的搬運設備逐漸成為生產(chǎn)線必需的關鍵裝備。本文介紹的AGV在自動配墨生產(chǎn)線中的運用就是一個很好的案例。
油墨生產(chǎn)現(xiàn)狀
油墨是用于印刷的重要材料。隨著我國經(jīng)濟的飛速發(fā)展，印刷包裝業(yè)的繁榮帶動了油墨制造業(yè)的快速成長，使得我國在最近的十幾年間迅速崛起成為世界油墨制造大國之一，2010年全國油墨總產(chǎn)量共計58.99萬噸，位居全球第二。但在一片繁榮的同時，油墨生產(chǎn)也存在不足，其中自動化程度不高、生產(chǎn)工藝技術創(chuàng)新能力不強等嚴重阻礙了油墨行業(yè)的發(fā)展，主要體現(xiàn)在以下方面。
人工配墨及調(diào)度管理方式效率低下，面對眾多材料和配方，配墨生產(chǎn)線人工管理調(diào)度難免造成混亂；操作人員長時間接觸各種粉塵危及身體健康。
圖1 AGV單機圖
人工稱量方式影響產(chǎn)品質(zhì)量，人工操作下的稱重配料容易造成失誤或出錯，影響配方效果。
人工輸送配料桶勞動強度大，因工作疲勞造成的漏料、撒料現(xiàn)象時有發(fā)生。
人工配墨生產(chǎn)線在低產(chǎn)能和低效率的情況下，難以快速應對新形勢下的市場需求。
AGV在自動配置生產(chǎn)線的運用
近期，筆者負責實施了一個自動化配墨生產(chǎn)線項目，AGV系統(tǒng)在與第三方生產(chǎn)管理系統(tǒng)結合后，完全實現(xiàn)了全過程的自動配墨，滿足用戶企業(yè)每年250個工作日8小時連續(xù)生產(chǎn)作業(yè)的需求。
1．AGV單機設計
根據(jù)用戶的實際需求，AGV采用磁帶導引，兩輪差速驅(qū)動，額定承載800kg。AGV主要由車體、稱重單元、行走驅(qū)動單元、安全防護單元、通信單元、顯示及操作單元、主控制器和相關控制單元等組成。
2．工藝流程及實現(xiàn)
AGV系統(tǒng)結合第三方生產(chǎn)管理系統(tǒng)實現(xiàn)了全過程的自動生產(chǎn)，工藝實現(xiàn)過程如下：
a)當有配墨任務時，由生產(chǎn)管理系統(tǒng)產(chǎn)生任務并下發(fā)給AGV地面控制系統(tǒng)。AGV地面控制系統(tǒng)接收到任務后，指派最近的空閑AGV到達裝桶工位。
b)AGV到達裝桶工位，AGV地面控制系統(tǒng)向生產(chǎn)管理系統(tǒng)發(fā)送AGV到達信息(x號AGV到達x工位)，此時該AGV保持停止狀態(tài)。
c)生產(chǎn)管理系統(tǒng)接收到AGV地面控制系統(tǒng)確認信息后，開始進行裝桶作業(yè)。裝桶作業(yè)完成，由生產(chǎn)管理系統(tǒng)發(fā)送裝桶完畢信息至AGV地面控制系統(tǒng)。
d)裝桶完畢，AGV地面控制系統(tǒng)指揮AGV行駛向第一個加料工位。AGV到達第一個加料工位，AGV地面控制系統(tǒng)發(fā)送AGV到位信息給生產(chǎn)管理系統(tǒng)，此時AGV保持停止狀態(tài)。
e)生產(chǎn)管理系統(tǒng)接收到AGV地面控制系統(tǒng)確認信息后進行加料作業(yè)，直到加料完成，由生產(chǎn)管理系統(tǒng)發(fā)送“加料完畢”信息至AGV地面控制系統(tǒng)。
f)生產(chǎn)管理系統(tǒng)判斷是否是最后一個加料工位，如果不是最后一個加料工位，生產(chǎn)管理系統(tǒng)下達下一個加料工位信息給AGV地面控制系統(tǒng)。AGV地面控制系統(tǒng)指揮AGV行駛向下一個加料工位，重復e)、f)項流程；如果是最后一個加料工位，生產(chǎn)管理系統(tǒng)下達下桶位信息給AGV地面控制系統(tǒng)，AGV地面控制系統(tǒng)指揮AGV行駛到下桶工位。
g）AGV到達下桶工位，AGV地面控制系統(tǒng)發(fā)送AGV到位信息給生產(chǎn)管理系統(tǒng)，此時AGV保持停止狀態(tài)。
h)生產(chǎn)管理系統(tǒng)接收到AGV地面控制系統(tǒng)確認信息后進行下桶作業(yè)，直到下桶完成，由生產(chǎn)管理系統(tǒng)發(fā)送下桶完畢任務結束信息至AGV地面控制系統(tǒng)。
AGV地面控制系統(tǒng)收到任務結束信息，把AGV置成空閑狀態(tài)，等待下一次搬運任務。除正常工作流程外，自動操作還包括中途配方變更和異常終止等流程。
圖2 自動配墨任務實現(xiàn)流程圖
3．運用效果
該自動配墨生產(chǎn)線在投入使用后，完成以前每天兩班(16小時)同等工作量只使用了不到一班的時間(6小時)，大大提高了工作效率和產(chǎn)品質(zhì)量。主要表現(xiàn)為：
a)信息化提升效率
AGV系統(tǒng)配合生產(chǎn)管理系統(tǒng)實現(xiàn)了整條生產(chǎn)線的信息化，從配方產(chǎn)生下達，到任務實施完成，省去了各種人為確認和記錄環(huán)節(jié)，作業(yè)流程順暢而高效。工藝配方現(xiàn)場定制和管理、配方自動下達和執(zhí)行、配方更改和重新完成、配方中斷、配方查詢、庫管及物料管理等方面提供了完善而便捷的手段，使得配方的現(xiàn)場管理效率得到了大幅度提升。
圖3 AGV現(xiàn)場運行圖
b）自動配送提升效率
各種原料預存放于各儲罐內(nèi)，當需要配制時，液態(tài)原料通過管道泵送，粉狀和固態(tài)塊狀原料通過傳送帶或螺旋輸送機等裝置配送到各配料El，AGV在各配料口間自動運行接料。物料從儲罐開始到配料完成全線自動化，極大地提高了生產(chǎn)效率。
c）自動稱重提升效率
AGV加電子稱的配料稱重模式是結合配墨生產(chǎn)線的一種新運用模式，對實現(xiàn)配方的精細化、準確性、靈活性、超差處理及容錯性都提供了有力的保障。
綜上，AGV在自動配墨生產(chǎn)線的實際運用，極大地提高了生產(chǎn)效率，降低了勞動強度，并充分展示了在科學結合生產(chǎn)工藝后，AGV作為柔性自動化裝備能夠提高產(chǎn)品工藝質(zhì)量、提高生產(chǎn)效率的巨大優(yōu)勢。此項目的成功實施，也為生產(chǎn)工藝相類似的食品、醫(yī)藥、化工等行業(yè)提供了借鑒和示范。
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