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

郑一顼，虞丐旦，周春来

浙江华邦物联技术股份有限公司，浙江温州，325105

摘要：随着现代汽车产业的不断发展，AGV在各大汽车厂得到了越来越多的应用。自动导向车辆（AGV）在汽车制造企业中占有非常重要的地位，尤其是在汽车装配流水线上。近几年，由于国产自动化装备供应商的能力不断提高，以及技术水平的不断提高，AGV的生产成本也在不断下降，而在此过程中，由于我国制造业的劳动力成本持续上升，劳动力短缺，这两个方面都在促进 AGV的推广和功能的扩展。

关键词：AGV；汽车工厂；焊装线

AGV是指在工业、生产、仓储、配送等领域对物料和物品进行搬运和配送的一种自动化引导系统。这类汽车一般都是用电池驱动的，可以对固定或移动的货物进行牵引。AGV不仅可以按照预定的路线行驶，而且可以利用多种导航系统对其进行纠错。其可搭载多个货物（如机器人等），由物联网（IoT）和计算机网络（Internet Network）实现通讯。

一、汽车工厂焊装线

焊装线是整车制造过程中的一个关键环节，其主要作用是对车体零部件、整车车架及车体进行焊接。高效、高质的生产流水线是汽车制造业的关键。为减少生产时间，各大汽车制造商都在寻找新的途径，以提高生产效率。传统的焊接线需要大量的人工作业，例如搬运、抛光、上漆等，这些工作需要大量的人力，并且耗时耗力。AGV的应用，使得很多工作都能实现自动化，从而提高了管理的可靠性。同时AGV技术能够在降低人力资源消耗的前提下，极大地提高了车间的生产率。

二、AGV的特点

（1）节省人力。AGV是一种智能的运输方式，它不需要人工，可以节省大量的劳动力，随着劳动力成本的不断提高，这种优势将会变得更加显著。本装置可有效地提高机器的自动化程度，减少出错率，提高生产率。

（2）快速。当 AGV发生故障时，及时更换后备车，快速恢复生产。更换工序只是对夹具进行转移，简单、快速。

（3）柔性好。它的运动轨迹可按需任意调节，弹性大，能与柔性生产线相匹配，降低后期工艺升级所带来的成本。整个改造工作仅需要在主机上重新设定，而不需要对 AGV小车进行任何改动。

（4）智能化。AGV可以在调度中心进行路径规划，实现自动通行，通过与 MES/ADON的网络连接，完成本车间生产计划及总体生产计划，根据需要对历史数据进行备份。如果由于生产进度的突然变化或者某一道工序之间的产品质量问题而要求脱机，其它系统中的 AGV也不会受到影响。只需主机来重新计算该路径，便可以得到新的合理路径方案。

（5）产品易于更新换代。AGV系统在更新时，通常仅需对主计算机进行更新，从而大大减少了更新周期，节约了大量的人力。

（6）可塑性较高。通过简单的机械改装，可以实现 AGV的辅助功能，比如升降机，能使整个过程变得顺畅。

（7）展示性强。目前，AGV被越来越多行业所应用，而 AGV的优点在于安全，所以非常适用于可参观的车间。参观者可以近距离地观看自动导向车的移动，从而提高参观现场的可访问性。

（8）投资高。AGV技术在中国起步时间不长，设备的配套厂商也不多，使用起来费用很高。但是，随着这一装置的广泛使用，有了需求，市场就会有更多的配套厂商出现，产品的价格将逐渐下降。

三、AGV具体应用前提

AGV带夹持机进入自动站，它要完成点焊、涂胶、螺柱焊接以及在线测试等作业，在这种环境下，AGV的应用有几个先决条件。

1、合理规划配套夹具的贮存与替换方式

当 AGV与夹具是一对一时，从小车的投资角度出发，需要对 BASE板材上的夹具布局进行优化，以增加夹具的灵活性，降低夹具数目。当 AGV与夹具是一对多的情况下，需要从夹具的存贮方式、夹具的区域以及替换的方法等方面进行综合分析，得到最佳的集成方案。通过对夹具进行立体储存，可以有效地解决储存区域空间不够的问题。

2、进入自动站后的AGV二次定位

在此之前， AGV的自主定位精度还不能与自动焊装生产线的装配工艺相匹配，因此需要对其进行二次定位。如：将夹具提升至自动线后，将其抬起，并将其置于具有定位销的固定器上，以满足其定位精度的要求。自动导向车能够配备提升装置，提升装置也可以安装在自动线上。

3、根据各工序（手动区及自动工位）将车间划分成不同的区域

在小批量生产过程中，按照生产节奏，不能构成流水模型，并且每个过程的设备都会产生等待。当采用 AGV夹具时，每个自动化工位都会考虑到布置空间和设备的利用率，建议每个自动化工位都配置一项功能（例如：这个自动化工作站只能够进行涂胶、点焊、螺柱焊接等一种功能），这样的布局方式，并与调度主机进行协调，自动化工作站设备利用率可达90%以上。而且，设备的类型越来越多，自动化工作站的规模也会越来越大，单机的利用率也就越来越低。

4、针对 AGV的高故障率特点，在进行 AGV故障维护时，要充分考虑其失效维护的问题，避免采用串联方式

在选择 AGV之后，根据它的故障率和维护时间，备好备用车辆，并在现场对该车辆进行更换，以确保不会影响到生产节奏。

5、为了延长电池的寿命，AGV在入库时需要关注仓储温度（18-30℃）

从上述情况来看， AGV小车自动夹具的设计是切实可行的，特别适用于小批量多品种的制造方式。该方案只是 AGV在焊接生产线上的一种运输方式，因此，只要有足够的研究和计划，其它的解决方案也可以应用到实际生产中。

四、 AGV在汽车工厂焊装线中的应用

1、应用AGV来运输零部件

在汽车生产车间，大量的车体部件需要运送到焊接站，一般采用起重机或悬挂车体。但这类方法劳动强度大，易造成零部件及车身损伤。自动导向车的应用将解决上述问题。AGV可通过程序控制，使其沿着预先确定的轨道运行，并能搬运各类零件。

2、应用AGV来辅助机器人的故障排除

机器人通常用于焊接生产线。在作业过程中，若机械臂发生故障，必须人工维修，造成生产线瘫痪，制造周期加长，费用上升。而利用 AGV辅助机器人进行故障诊断，则能有效地解决上述问题。采用 AGV技术，实现了从工位到维修点的自动化操作，实现对设备的快速、无缝的修复，从而有效地解决生产线的停工问题。

3、应用AGV进行工具的运输

在汽车制造厂的流水线上，不同的工具要经常运动，例如：焊枪，压力机，切削刀具等等。以往，工作人员必须手工搬运这些工具。而 AGV则能自行运行，并能装载多种工具，从而保证了整车厂的流水线运行。

4、应用AGV进行废料的清理

在焊装线上，采用电驱动的切削方式，会产生大量的废品。为了使生产线更有效地运转，这些废物必须被及时地清除。采用 AGV技术，可实现自动清扫，不需要人工作业。该方法具有安全、简便和效率高等优点。

结束语：

AGV技术在汽车制造厂的焊装线上得到了快速发展，而且还会不断地提高生产效率。AGV技术的应用能够提高生产效率，保障工人的安全，减少工人的疲劳，提高生产质量。所以，AGV在汽车工厂的生产、物流等环节发挥着重要的作用，对提高汽车制造业的竞争力具有重要意义。

参考文献：

[1]董雷,李海南,李想,秦健,张学成.基于智能AGV的汽车焊装系统开发及应用测试[J].时代汽车,2022(21):136-138.