总装车间SPS系统的优化设计与实现方法

工作人員通过按钮盒给AGV发送所配物料上线点（在最后一个分拣工位装2键按钮盒，分别是车门右侧上线点和车门左侧上线点），AGV牵引2台满料车至上线点缓存区;

（3）当上线点行程开关检测到没料车，发送信号给缓存区的AGV，AGV接到信号自动启动，运行至上线点，AGV与料车自动脱钩分离;

（4）分离后的AGV单机自动启动，运行至下线处的AGV等待点进行等待;

（5）上线点通过自动上线机构把料车送上随行同步带，让料车跟着生产线同步运行，料车随随同步带运行至下线点，通过下线点自动下线机构使料车与随行线分离;

（6）料车下线后，通过自动下线机构使料车之间安全连接，发送信号给在等待点的AGV，使AGV自动启动，AGV运行至下线点，升降销自动启动与第一台空料车挂钩，挂钩完成，AGV自动启动，牵引2台空料车沿既定的路线进入集配区，完成一个循环;

（7）循环。SPS料车自动上下线系统分为左侧上线、左侧下线、右侧上线、右侧下线及同步带随行线五大部分，如图2所示。

2 典型SPS自动配送系统运行问题分析

以本公司某生产线的典型SPS自动配送系统为例，在实际生产运营中，料车上线点、下线点出现故障频率最多，见表1所示。

可见，料车上下线点的故障为典型SPS自动配送系统的主要故障，在本文中，通过对料车上下线点设备构成与流程动作逻辑分解，提出问题的解决方案并进行系统的优化设计。

某生产线SPS上线点采用侧推机构+平移机+AGV的实现料车的自动上线功能，其主要设备包括：侧推机构、平移机、导向护栏、脱钩机构等，如图3所示。

料车自动上线机构的各动作执行设备，按PLC预设定的程序逻辑实现全自动转接，如图4所示。

①AGV带动料车到达指定位置，AGV脱钩并离开;

②行程开关检测到AGV安全离开，侧推机构1启动，利用拨杆机构带动2台料车前进，待到第1台料车到达平移位时停止;

③侧推动作的同时，利用脱钩挡块将2台料车分开，使第2台料车停在原有第1台料车的位置;

④行程开关检测到平移位处料车到位，自行启动并运行至平移位;平移机的举升机构上升，托起料车进行平移（与此同时，侧推的拨杆机构退回原位），将料车平移至预上线位并退回原位;

⑤同时，行程开关检测到第1台料车离开平移位，侧推机构1启动，将第2台料车移送至平移位;

⑥行程开关检测到预上线位处料车到位，侧推机构2启动，利用拨杆机构带动料车前进，待到料车到达同步带随行线上线位时停止，侧推的拨杆机构退回原位;

⑦同时，行程开关检测到第2台料车到达平移位，平移机自行启动运行至平移位;平移机的举升机构上升，托起料车进行平移，将料车平移至原位等待;

⑧行程开关检测到第1台料车离开预上线位，平移机再次启动，将第2台料车移送至预上线位;

⑨行程开关检测预上线位料车到位，第1台料车离开同步带随行线上线位，侧推机构2启动，利用拨杆机构带动料车前进，待到料车到达同步带随行线上线位时停止，侧推的拨杆机构退回原位;

⑩行程开关检测到第2台料车离开平移位，AGV由等待位启动，

带动料车到达指定位置，AGV脱钩并离开;依照①②③④⑤⑥⑦⑧⑨

⑩循环。

本文作者认为，典型SPS自动配送系统由于：（1）动作机构种类数量多;（2）各执行机构转接动作精度要求高;（3）料车底框精度控制不佳，这三个是导致故障频发的主要原因。由于料车的使用范围广，提高其精度控制难度与成本投入都非常大，而降低自动设备执行机构的精度要求，会导致一系列的安全隐患，所以本文将从减少自动机构种类数量进行系统的优化设计。

3 SPS自动配送系统优化设计

在某生产线的新型SPS自动配送系统中，经过优化设计，采用AGV与装配线同速驱动料框实现随行，取消料车与AGV脱钩分离、挂钩结合动作，优化后的自动流程描述如下：

（1）AGV牵引空料车进入集配区域，通过人工进行配料;

（2）当人工配料完成后，工作人员通过按钮盒给AGV发送所配物料上线点（在最后一个分拣工位装2键按钮盒，分别是车门右侧上线点和车门左侧上线点），AGV牵引2台满料车至上线点缓存区;

（3）当上线点行程开关检测到没料车，发送信号给缓存区的AGV，AGV接到信号自动启动，运行至上线点，在随行起始工位，上位系统控制AGV自动调速至与装配线同步，生产线同步运行，料车随随同步带运行至下线点;

（4）AGV带着料车下线后，上位系统发送信号给AGV，AGV自动加速，牵引2台空料车沿既定的路线进入集配区，完成一个循环; （5）循环。如图5所示。

通过此创新方法，增加少量的AGV台量，可以减少助推机、平移机、同步随机带、地面导向定位机构这几大类设备，如附表2所示。

4 结束语

通过已经投产的生产线来看，在实际使用中，该优化设计后的新型SPS自动配送系统运行稳定，有较好的系统鲁棒性，有效的提高了生产系统的柔性，具有良好的推广意义。

参考文献：

[1]于永刚等.基于工业无线以太网的AGV自动控制系统[J].冶金自动化，2009（33）.

[2]侯炜.SPS在汽车总装生产过程中的应用[J].上海汽车，2010（10）.

作者简介：林骥（1972-），男，广西富川人，硕士，高级工程师，研究方向：汽车生产制造。

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