AGV(自動(dòng)導(dǎo)引車)在各行各業(yè)得到了越來越廣泛的應(yīng)用，承擔(dān)的角色也逐漸豐富起來，與自動(dòng)化生產(chǎn)線的緊密結(jié)合，使其從單一的搬運(yùn)設(shè)備逐漸成為生產(chǎn)線必需的關(guān)鍵裝備。本文介紹的AGV在自動(dòng)配墨生產(chǎn)線中的運(yùn)用就是一個(gè)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(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，印刷包裝業(yè)的繁榮帶動(dòng)了油墨制造業(yè)的快速成長(zhǎng)，使得我國(guó)在最近的十幾年間迅速崛起成為世界油墨制造大國(guó)之一，2010年全國(guó)油墨總產(chǎn)量共計(jì)58.99萬噸，位居全球第二。但在一片繁榮的同時(shí)，油墨生產(chǎn)也存在不足，其中自動(dòng)化程度不高、生產(chǎn)工藝技術(shù)創(chuàng)新能力不強(qiáng)等嚴(yán)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(duì)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(zhǎng)時(shí)間接觸各種粉塵危及身體健康。
圖1 AGV單機(jī)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(cuò)，影響配方效果。
人工輸送配料桶勞動(dòng)強(qiáng)度大，因工作疲勞造成的漏料、撒料現(xiàn)象時(shí)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(yīng)對(duì)新形勢(shì)下的市場(chǎng)需求。
AGV在自動(dòng)配置生產(chǎn)線的運(yùn)用
近期，筆者負(fù)責(zé)實(shí)施了一個(gè)自動(dòng)化配墨生產(chǎn)線項(xiàng)目，AGV系統(tǒng)在與第三方生產(chǎn)管理系統(tǒng)結(jié)合后，完全實(shí)現(xiàn)了全過程的自動(dòng)配墨，滿足用戶企業(yè)每年250個(gè)工作日8小時(shí)連續(xù)生產(chǎn)作業(yè)的需求。
1．AGV單機(jī)設(shè)計(jì)
根據(jù)用戶的實(shí)際需求，AGV采用磁帶導(dǎo)引，兩輪差速驅(qū)動(dòng)，額定承載800kg。AGV主要由車體、稱重單元、行走驅(qū)動(dòng)單元、安全防護(hù)單元、通信單元、顯示及操作單元、主控制器和相關(guān)控制單元等組成。
2．工藝流程及實(shí)現(xiàn)
AGV系統(tǒng)結(jié)合第三方生產(chǎn)管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了全過程的自動(dòng)生產(chǎn)，工藝實(shí)現(xiàn)過程如下：
a)當(dāng)有配墨任務(wù)時(shí)，由生產(chǎn)管理系統(tǒng)產(chǎn)生任務(wù)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(wù)后，指派最近的空閑AGV到達(dá)裝桶工位。
b)AGV到達(dá)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(dá)信息(x號(hào)AGV到達(dá)x工位)，此時(shí)該AGV保持停止?fàn)顟B(tài)。
c)生產(chǎn)管理系統(tǒng)接收到AGV地面控制系統(tǒng)確認(rèn)信息后，開始進(jìn)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(gè)加料工位。AGV到達(dá)第一個(gè)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(shí)AGV保持停止?fàn)顟B(tài)。
e)生產(chǎn)管理系統(tǒng)接收到AGV地面控制系統(tǒng)確認(rèn)信息后進(jìn)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(gè)加料工位，如果不是最后一個(gè)加料工位，生產(chǎn)管理系統(tǒng)下達(dá)下一個(gè)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(gè)加料工位，重復(fù)e)、f)項(xiàng)流程；如果是最后一個(gè)加料工位，生產(chǎn)管理系統(tǒng)下達(dá)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(dá)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(shí)AGV保持停止?fàn)顟B(tài)。
h)生產(chǎn)管理系統(tǒng)接收到AGV地面控制系統(tǒng)確認(rèn)信息后進(jìn)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(wù)結(jié)束信息至AGV地面控制系統(tǒng)。
AGV地面控制系統(tǒng)收到任務(wù)結(jié)束信息，把AGV置成空閑狀態(tài)，等待下一次搬運(yùn)任務(wù)。除正常工作流程外，自動(dòng)操作還包括中途配方變更和異常終止等流程。
圖2 自動(dòng)配墨任務(wù)實(shí)現(xiàn)流程圖
3．運(yùn)用效果
該自動(dòng)配墨生產(chǎn)線在投入使用后，完成以前每天兩班(16小時(shí))同等工作量只使用了不到一班的時(shí)間(6小時(shí))，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(shí)現(xiàn)了整條生產(chǎn)線的信息化，從配方產(chǎn)生下達(dá)，到任務(wù)實(shí)施完成，省去了各種人為確認(rèn)和記錄環(huán)節(jié)，作業(yè)流程順暢而高效。工藝配方現(xiàn)場(chǎng)定制和管理、配方自動(dòng)下達(dá)和執(zhí)行、配方更改和重新完成、配方中斷、配方查詢、庫(kù)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(chǎng)管理效率得到了大幅度提升。
圖3 AGV現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行圖
b）自動(dòng)配送提升效率
各種原料預(yù)存放于各儲(chǔ)罐內(nèi)，當(dāng)需要配制時(shí)，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(jī)等裝置配送到各配料El，AGV在各配料口間自動(dòng)運(yùn)行接料。物料從儲(chǔ)罐開始到配料完成全線自動(dòng)化，極大地提高了生產(chǎn)效率。
c）自動(dòng)稱重提升效率
AGV加電子稱的配料稱重模式是結(jié)合配墨生產(chǎn)線的一種新運(yùn)用模式，對(duì)實(shí)現(xiàn)配方的精細(xì)化、準(zhǔn)確性、靈活性、超差處理及容錯(cuò)性都提供了有力的保障。
綜上，AGV在自動(dòng)配墨生產(chǎn)線的實(shí)際運(yùn)用，極大地提高了生產(chǎn)效率，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，并充分展示了在科學(xué)結(jié)合生產(chǎn)工藝后，AGV作為柔性自動(dòng)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(shì)。此項(xiàng)目的成功實(shí)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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