冲压车间智能化AGV应用分析

汽车产业是世界上规模最大的产业之一，汽车产业也是AGV的最早、最大应用场景。

汽车的整车制造分为四大工艺：冲压、焊装、涂装、总装，而在不同的工艺环节中，AGV机器人发挥着不同的作用，帮助实现物流搬运的自动化以及智能化。那么AGV在汽车生产车间里是怎么运用的呢，今天主要讲下AGV在汽车冲压工艺环节中的应用。

汽车冲压车间  

汽车车体由多块形态各异的钢板构成，冲压车间的任务就是把成卷的钢板展开，送进冲压机，冲成一个个车体所需的部件。

汽车冲压车间工艺流程

汽车冲压车间一般工艺流程：

原材料（板料和卷料）入库→开卷线→大件清洗涂油、小件开卷剪切→冲压生产线→安装模具调试首件合格→投入批量生产→合格件防锈→入库→.....

传统冲压车间

冲压车间物料体积大、重量高，传统的冲压车间在开卷、上料、零件冲压、行车吊运、物料装箱、物料配送等环节，以人工为主，再配备叉车运输，最终冲压零件料箱运输到库房。随着汽车市场的飞速发展，自动化生产生产已经广泛应用到了汽车冲压车间，随着未来汽车的发展，自动化、信息化、数字化、智能化才是汽车冲压车间未来的升级发展方向。

汽车冲压车间智造需求

随着冲压工艺的完善、材料的变革，企业对冲压车间智能制造的要求越来越高，工厂的智能化也越来越受到重视，也是汽车品牌取得竞争优势的着力点之一；

在车企冲压车间智能制造改造中，同样存在产线导入改造周期长、成本高、运行维护复杂、停线影响大、整体物流布局柔性化及拓展性低。

01产线单一，适应性差

要求每一道工序的节拍统一，否则就会因任何一道工序的停顿耽误而影响整条生产线的进程，如缺料、缺件、废品或出现意外问题。

02占地大，场地成本高

要求厂房很大很长很高（总装车间线体长度一般在300米以上），土建成本高，并且需要提前设计设备地坑（深2米左右）。

03通道狭窄，交通拥堵

连续的生产线隔断了通道，造成供应线路

长，人和车辆过往不方便。

04运输距离长运，维护难

设备的布局与导入不可逆，后期改造困难；输送设备长，跨区域后联动维护不便。空中线需设计制作大面积空中钢平台以及维修平台，维护难度大。

智能制造冲压车间

汽车冲压智能制造应用中，目前主流观点是分为自动化、信息化、数字化、智能化四个阶段，利用信息化、数字化、智能化的技术研究提高冲压车间整体效率、提升冲压件的质量水平、降低冲压件成本、缩短新产品调试周期的工艺技术应该是努力的方向，利用这些新的技术与传统的冲压各工序相结合，对工艺流程智能化升级：

包括冲压线、机器人、模具、端拾器、输送线、自动上下料装置、自动换模装置，实现冲压过程、机器人运行轨迹、端拾器连接及取件、自动取料、自动装箱、自动化换模的生产过程智能化。

AGV应用效益  

AGV的在冲压车间的布局不仅仅是搬运物料，AGV为在产线中的布局是一套完整产线智慧物流解决方案，AGV系统可以与冲压MES系统等进行数据交互，整套方案具备物料跟踪、仓储管理、与各种生产系统接口对接的能力，为企业实现信息化、数字化、智能化全面智能制造提供了有效的保障。

智能AGV 的应用对冲压车间来说是一次全新的技术变革，也为企业下一步实现智能仓储体系打下基础。

图：佳顺智能在汽车行业智能化改造方案优势

提高安全性

冲压零件生产过程中，料箱的转运流量不是一成不变的，比如生产侧围零件时，冲压机线尾物流转运量非常大，侧围料箱长度尺寸大于3500mm，但转运空间却十分有限，叉车转运时，经常会出现磕碰等情况。采用AGV 后，避免了此种情况的发生，减少了器具的维护成本，同时也减少了可能导致的安全风险。

降本增效

经过汽车领域冲压车间智慧物流项目实施效果估算，采用AGV可节省约20%的能源消耗。此外，AGV的采用，还节约了物流运营成本。

数字化赋能

智能AGV 系统可以与冲压MES 系统等进行数据交互，为下一步实现智能化无人冲压仓储物流打下基础，提升了冲压车间数字化、智能化的能力；

冲压车间AGV应用注意事项总结  

1.节拍与线路规划

由于冲压车间生产不均衡，如料箱转运，高峰值节拍可达到40s 下线一个料箱，低谷值在300s 一个料箱，所以需要对程序及规划路线进行设定，系统需要判断零件的节拍，进行AGV 路线的调节，不同节拍采用不同路线、不同速度，从而优化AGV 的数量。

2.减震

AGV 走轮为刚性较强，在AGV 实际运行过程中会产生很大振动，定位销每次在与托盘车挂靠的过程中，也会产生振动，需要采用缓冲机构，减轻定位销的冲击，同时，多定位销定位，可以提高定位销与托盘车的匹配性，减少匹配过程中的摆动，分担作用力。所以选择AGV 时需要考虑采用弹簧减振，减小振动幅度，从而降低故障率、提高定位精准性。

3.配重

冲压车间地面一般为钢纤维耐磨地面，AGV 在牵引1 吨左右的冲压件在地面行车时，会出现打滑脱离磁条轨道的情况。需要在AGV 前后预留配重空间，进行配重调整。同时，需要选择大功率舵轮，避免后续由于配重调整导致动力不足。

4.偏载

由于AGV 搭载的托盘为通用托盘，因此一般按照最大尺寸进行设计，为了保证料箱与摆件人员距离最小，料箱会放置在通用托盘的一侧而非正中心，因此运行过程中会出现偏载的情况。需要通过合理布置脚轮、AGV 配重，程序补偿，来抵消偏载造成的行驶角度不正。

5.转弯半径

冲压线尾空间有限，为了保证不过多占用空间，一般要求双向牵引式AGV 转弯半径小于1.5m，因此需要在布置托盘脚轮过程中一定程度的向中心布置，减少转弯半径。

6.舵轮及磁导航传感器布置

舵轮作为整个AGV 的动力轮，位置十分关键，舵轮如果经过磁条路线区域，会对磁条造成破坏，因此要考虑磁导航传感器偏置，避免舵轮压过磁条路线。

7.速度选择

AGV 小车速度不是越快越好，行驶太快会增加刹车距离，同时，惯性可能导致货物倾倒，存在较大安全隐患。速度过大，还会导致转弯过程中脱轨，重复加减速，能耗也会增加。根据测试，冲压AGV 直线速度一般不大于1m/s，转弯速度不大于0.4m/s，此速度可以保证AGV 稳定运行。

8.运营维护

前期项目规划时需要综合考虑AGV 生命周期的监管、维护和备件成本及服务企业服务能力；维护培训、故障处理等需要及时处理，保证产线正常工作。

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