浅谈承载式AMR在焊装车间应用

丁涛,汪自军,罗峰

摘要：随着中国汽车工业发展增长趋稳及能源结构的调整，作为汽车制造四大工艺至关重要的一环的车身焊装正不断接受新的挑战。降低人工成本，提高生产效率是应对挑战最直接方法。焊装无人化配送作为降本措施越来越广泛应用，其中承载式AMR在焊装车间以其高效、移动路径灵活和柔性化较好的优越性，成为主流运输方式之一，逐步取代牵引式AGV。本文对AMR，采用色带和二维码的导航方式在焊装车间应用方式以及所需要求进行简要说明。

关键词：无人化配送、承载式AMR、高效

一、AMR小车相关要求

已某国产汽车厂焊装车间为例，焊装AMR小车主要由车体、举升机构、驱动单元、防撞机构、供电系统、小车车载控制系统组成。采用色带导航、二维码导航形式自主定位导航，实现精确定位。驱动上采用双轮差速驱动，使运动过程平滑柔顺。电池方面采用智能电源管理，支持多等级电量阀值控制，低电量时自主充电，完成充电后自主返回工作。安全方面，小车具备多重安全防护，前置激光避障开角Max260°，碰撞检测，急停按钮等多级安全防护，实现安全可靠的运动控制。在通讯方面，采用无线网络通信，支持 WIFI 网络通信和无缝漫游，网络覆盖区域无障碍运行。小车自带电源开关、启动、停止、复位、急停按钮，位置明显，操作方便。另外外部可通过无线/有线按钮盒呼叫小车，无线/有线按钮站按钮盒采用交流或直流电源供电。小车自动恢复功能，在运行中扫描范围内感知到障碍物（人和物）时停车，当障碍物移开后，能自动恢复运行。如果小车出现故障，故障信息可在前端触屏上显示和查找，也可以通过触摸屏来设定和修改系统参数等功能。

二、AMR作业说明

焊装车间一般采用双料框形式，人工作业位配备相应操作盒。当产线料框1即将用完，工人提前按呼叫按钮， RCS接收指令，调度AMR1至使用位料架下等待，调度AMR2前往备用位料架下等待;物料用完后，并确认AMR1、2到位，按确认按钮，RCS向LES上报关键字段，包括：待发区待发位编号、工位、物料信息编号；AMR1将使用位空料架送回待发区装件，AMR2将缓存满料架送至使用位；叉车工将返回待发位的空料架叉走，按LES车载终端提示，将对应满料架叉放到对应位置上；叉车工用LES的车载终端扫码，并确认， LES回传信息至RCS，包括：待发区待发位编号、工位、物料信息编号、货架编号（dolly码）；RCS调度AMR2前往满料架缓存区将料架搬运至备用位,AMR3前往待发区将绑定的料架搬运至满料架缓存区。AGV分配作业任务的同时选择合适的充电时机，在保证了自动化的作业效率的前提下，可以有效提高AGV利用率、降低水平运输系统作业成本。[1]

三、AMR路线规划要求

承载式AMR相对于传统牵引式AGV的优点在于其在路径的选择上具备灵活性，通过调度系统自动优化行驶路径，到达指定位置。为了充分体现其智能型，AMR路线需要具备一定要求。第一、物流通道的宽度要满足6m，其中5m为AMR运行通道，1m为人工通道。此宽度AMR能够实现双向形式，且避免人工占道影响AMR运行。第二、AMR输送路线原则上和人工物流路线要分开运行，避免交叉，减少AMR的交通管控时间，提高物流输送效率。第三、AMR路线原则上需要全部连通，满足单台AMR在调度系统的控制下能到达车间的任何地方。第四、AMR带满框上件路线和带空框返回路线分开布置，减少运行过程中的相互干扰。如AMR运行线路有阻碍，造成AMR停止运行时间超过设定值，AMR可借用返回道绕行至指定位置。

四、AMR与料框匹配要求

为了满足AMR带料运输，料框需具备一下要求，第一、货架底部采用“井字结构” ，为统一上镜头与货码距离，货架钢管规格统一为40方管。第二、为保证台面与货架底部接触良好，“井”字中间的方框在举升台面内。第三、支腿可以根据实际项目情况，选用30*40、30*60等规格。第四、货架上表面焊接薄板，规格可以为0.5~1mm，薄板底面正中心丝印十字线，标示二维码粘贴区域。超大尺寸的货架，薄板上需开方孔，防止干扰小车通信。

五、AMR软件系统要求

整个系统由两个子系统组成，下层机器人控制系统（RCS）和上层仓储管理系统（iWMS）。

机器人控制系统由管理中心服务（RCS-WEB），机器人控制服务以及告警管理服务组成。管理中心负责设备服务资源信息配置和管理。机器人控制服务负责移动机器人的控制和管理，对移动机器人，充电桩等设备进行控制管理，状态监控。其中一个机器人控制服务负责一个物理空间仓库的设备管理和维护。管理中心可以管理多个机器人控制服务。告警管理服务负责管理设备告警信息和服务告警信息的接收转发处理。

仓储管理系统由管理中心，任务处理服务（TPS），工作站客户端，监控客户端组成。管理中心对各种业务数据，资源数据进行统一的管理和维护。任务处理服务负责将一个业务信息分解成多个子任务下发给机器人控制系统执行，并且监控和维护子任务，确保业务信息能够完整的执行。工作站客户端负责查询和执行当前需执行的业务信息，是所有相关出入库业务的执行，扫描操作终端。监控客户端负责监控当前系统的所有业务执行情况，任务处理服务任务执行情况，机器人控制系统任务执行情况，显示所有的设备状态信息，位置信息，告警信息。 并提供人工干预功能，在出现任务无法正常执行时，通过人工干预功能对异常任务进行处理，让系统能够继续正常执行任务。

六、AMR附属设备要求

AMR充电桩，具有输入过压保护、输入欠压保护、输出过压保护、输出过流保护、短路保护、过温保护等自我保护功能。小车与充电桩对接时，采用两级弹簧缓冲，具备柔性对接功能，且能兼顾手动和自动充电功能。充电桩具备友好的人机交互界面，可以通过液晶显示充电电压、电流、工作状态、告警信息等。充电桩安装基座无剧烈震动和冲击，垂直倾斜度不超过1°，安装海拔高度不超过2000m，且安装位置无导电及爆炸尘埃、无腐蚀金属和破坏绝缘的气体或蒸汽，无强电磁干扰。充点桩背面开门处需保证30cm以上空间，且每一个充电桩单独配备16A空开或熔断器。

七、结论：

综上所述，详细的介绍了AMR在汽车焊装生产中的应用以及应用要求，随着技术的发展以及ARM在提高效率，降低物流人员配送等方面的优势，未来AMR在汽车焊装生产中的应用必将更加广泛

参考文献：

[1]李明泽. 考虑充电因素的自动化集装箱码头AGV任务分配研究学[D].大连:大连海事大学.2020.