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双车联动AGV设计及其在商用车总线中的应用

摘要：为解决商用车多车型混线装配的需求，通过使用双车联动、非接触供电、动力切断等技术研究了一种双车联动AGV。双车联动AGV负载运行时后车可切断行走动力，仅保留转向动力，前车AGV通过商用车车架与后车AGV连接并拖曳后车前进；当商用车整车装配完成下线后，前后车AGV独立空载运行，后车恢复行走动力，前后车AGV独立运行到上线等待工位，进行下一个循环的装配作业。采用AGV调度系统实时交互各AGV数据，并实时与MES系统及自动化设备互联。结果表明，使用双车联动AGV替代传统板链线的装配方式，可大幅减少基建施工量，提升商用车总装线的生产效率与灵活性；双车联动AGV负载运行时后车切断行走动力，可有效避免前后车AGV不同步导致的别劲问题，提升AGV运行稳定性；助力行业实现转型升级，实现智能化、网络化、柔性化生产。

关键词：双车联动、非接触供电、动力切断、AGV调度系统

近年来商用车产业蓬勃发展，车型更加多样化、更新换代速度更快，传统的板链线装配方式存在地面基建施工量大，投资和维护成本高[1]，运行灵活性差，容错率低等缺点。随着AGV技术的快速发展与推广，促进了商用车行业从传统模式向智能制造的转型升级。

德国MAN集团在克拉科夫工厂的重卡装配线是全球首次采用双车联动AGV代替传统板链线实现重卡的装配，国内头部的商用车企业均已使用AGV来替代板链线装配方式，结合非接触供电技术的应用，实现了AGV连续式不停车充电运行，提升了商用车总装线的运行效率与灵活性，实现了柔性化、智能化生产[2]。

现有的双车联动AGV主要有两种类型[3]。一种是双车联动AGV负载运行时，前后车都带动力且不可独自切断动力，运行的稳定性与网络延时等息息相关，当网络质量不好时，会影响运行稳定性。另一种是前车带动力，后车为无动力小车，这种方式在装配长轴距的车架时，很容易将车架拉偏，导致整车装配完成后无法进入下线举升平台。

结合现状，设计一款后车可以切断动力的AGV[4]，当双车联动AGV负载运行时，后车切断行走动力，保留转向功能，保证车架不会偏离运行路线，摆脱了对网络质量的高标准要求，实现AGV及装配线的高效稳定运行。

一、双车联动AGV在商用车多车型混线装配中的运行流程

使用双车联动AGV做商用车总装线大多是一个环线，包含AGV上线等待工位，商用车车架上线工位，发动机、驾驶室、轮胎等各装配工位，冷媒、制动液、燃油等加注工位，商用车整车下线工位和AGV空车返回工位。

双车联动AGV运行流程[5]，如图1所示。

图1双车联动AGV运行流程图

AGV上线等待工位通过AGV调度系统，与空中车架转运的EMS系统实时交互获取当前车架的轴距信息，便于在车架上线工位的前后AGV间距自动调整。

车架上线工位是商用车装配线的起点，前车AGV根据不同的车架轴距，在此工位对应位置精确定位停车，后车AGV根据当前车架轴距，通过AGV前部的激光测距传感器，实现与前车AGV的间距自动调整。

车架落装完成后，人工通过PDA或按钮盒放行AGV，后车AGV接收到放行信号后，切断行走动力。前车AGV通过商用车车架与后车AGV绑定，由前车AGV提供动力，与后车AGV共同承载车架运行，依次经过各装配工位，其间通过AGV调度系统与各线边设备的实时交互，实现各工位智能化、可视化装配。

下线工位通过液压举升平台实现商用车整车与AGV的脱离，AGV到达下线工位后，AGV调度系统与下线举升平台交互，举升平台将整车举起，后车AGV恢复动力，前后AGV空车返回到上线等待点等待，进入下一个装配循环。

二、双车联动AGV设计

双车联动AGV通过商用车车架将前车AGV和后车AGV连接构成一个装配系统，如图2所示。前车AGV支撑商用车前桥横梁，后车AGV支撑商用车中后桥。通过调整AGV上支撑工装滑轨实现不同车型车桥、不同支持位置的切换，完成车架底盘支撑与输送。前后车AGV各自具有独立的动力，且后车AGV在双车联动时可以切断动力，降低了双车联动时对网络质量的要求，保证双车联动时平稳运行。

图2双车联动AGV运行效果图

1.前车AGV设计

驱动单元是AGV机械设计的核心部分，驱动单元的高度直接影响AGV整车高度。为了满足装配作业面1050mm左右的作业高度要求，前车AGV车体结构设计为“前宽后窄”的一个纯平的台面。

前车AGV驱动采用铰接差速单元结构，创新设计将电机、减速机外翻，电机减速机直接承载，并且将驱动轮内嵌驱动框架，使得驱动单元高度做低，人工作业面高度做到行业同级别最低，即1050～1150mm。

前车驱动单元如图3所示，采用铰接结构，能够适应一定不平的路面；驱动单元集成取电板、电源转换器、磁导航循迹传感器、RFID读卡器等，极大缩短了车体尺寸。

图3前车AGV驱动单元

2.后车AGV设计