以10吨级重载型AGV应用为主。
文｜新战略
2020年，新冠肺炎疫情阴霾下，基建再次成为当下稳增长利器。基础设施投资领域成了为数不多的利好行业。受益于基建投资的需求，工程机械行业正处于历史最好时期，工程机械设备需求的上升，也带动了相关生产设备的需求。
随着我国工程机械制造行业的进一步发展，其生产方式逐步从劳动密集型向技术密集型转变，从高消耗、高污染向节能、降耗、环保转变。因此，大量采用自动化物流输送成套设备与系统，如移动机机器人等，成为我国工程机械制造行业企业的必然选择。而由于一般工程机械属于大型设备，目前移动机器人在工程机械行业的应用中也以偏重载及重载类产品为主。
工程机械行业的智能化转型已成大势所趋，行业头部企业都已经开始了相关改造，下文罗列了一些移动机器人在工程机械行业应用的代表案例，供大家参考！
案例一：CSG华晓著名工程机械公司整厂柔性AGV项目
（1）项目描述：
某著名工程机械公司的“超级试验工厂”，应用了由CSG华晓为其量身定制的91台AGV。主线配备43台大型定制装配AGV，单台承重超过10T，可实现1m/min~30m/min无级变速。相较传统拖链装配线具有高度的柔性化，是实现装配自动化的基础。SPS潜伏式牵引AGV37台，平衡悬架、前中后桥分装顶升背负AGV 5台，发动机分装后牵引AGV 7台，驾驶室分装潜伏式牵引AGV 24台，实现了全厂区内无人化物流转运。
国内第一条实现重卡AGV单机背负磁条导航的自动化产线，采用低车身结构设计，方便操作人员上下车与AGV随行装配。实现整机的装配柔性化，更好的适应厂房布局，对商用车/客车/轨道交通领域有示范作用。经济性：产线使用AGV输送，可以有效减少对土建及钢构的需求，减少前期的投资，更适应商用车/客车/轨道交通的新厂房的建设。产品升级换代或者优化工艺时，如增加工位、修改节拍等，只需要调整AGV路径或者数量即可，无需重新做基础及钢结构施工，可以更灵活方便地调整产线，二次投资更小。先进性：创新使用重载差速驱动悬挂技术，可以实现AGV前进、后退、横移，同时可以在产线故障时，及时将车体移出，保证整线的生产及时性。某著名工程机械公司“超级试验工厂”已投入生产，这也是第一个全方位将AGV应用各类民用卡车制造领域的工厂，是重卡行业第一个全流程、全厂区内实现无人化物流转运的工厂。做为重工行业的领导者，在其示范引领作用下，国内重卡制造领域必将迎来一次行业变革，推动行业提升智能制造水平，助力产业转型升级。案例二：国自机器人某机械工程行业客户大挖机生产线AGV搬运项目该项目客户属于工程机械龙头企业，目前公司主要生产大中小微挖机，产品广泛应用于工程机械领域。车间共改造2条生产线，挖机上车架线路原老式轨道RGV更新升级替换为全柔性AGV环线，实现工位柔性化，自动和手动并行升级。挖机下车线原老式滑触线RGV改为电池式免维护举升RGV，满足下车装配工艺升级。
改造点多，自动化程度低，信息流不畅通，如进行大幅度的升级改造，时效要求较难满足。缺少全面信息追踪功能，信息无法全面、及时采集，造成许多信息孤岛，仅靠人员采集输入，容易产生错误且效率低下，质量问题无法及时反馈及追溯，容易造成质量事故。国自机器人通过以下几个方面的研究和探索，为客户提供整体解决方案：
使用全柔性智能AGV，解决了上车线原RGV单一性、不通用、不柔性等问题；使用免维护电池，解决下车滑触线RGV维护繁琐的问题；增加大屏实时全局监控，全线智能设备互联、可视化。通过AGV系统，实现料框流转过程的跟踪，弥补了全面信息化的空白，使原料、半制品流转过程可追溯。创新重载20吨柔性AGV生产装配线，将传统RGV方式更新升级为自动化搬运机器人AGV。采用AGV系统后，车间实现货物的有序转运，按照最短路线运输、按节拍供货、定位存放货物等，大幅降低周转量，信息自动传输到上位机，降低错误率，提高了效率。该项目经自动化改造后，年创造效益增幅150%，并成为全国首个模板生产全自动的车间，达到车间物流系统化、自动化、智能化、绿色节能、技术专业化物流的要求。案例三：机科发展唐山住友建机20T重载AGV系统项目本项目中由机科发展科技股份有限公司提供的重载AGV系统主要由AMB04200型重载AGV车一台、AGV控制系统、充电系统组成。此系统可以实现对挖掘机的大臂、小臂、回旋、下框架、侧框架等物料在各个工位点之间的自动、半自动转运输送，重载AGV采用四个舵轮进行动力驱动，最大承载能力为20吨，所有轮系均安装有缓冲机构，保证重载AGV在运行时各轮负载均匀。重载AGV车体要求坚固、美观、耐用，且电池及其它电气元件安装的位置便于日后的维护操作。系统设置半自动/自动模式切换按钮，自动模式是指可通过在操作站点处设置的呼叫按钮或中控上位机自动实现AGV任务的下发，半自动模式是指可通过在重载AGV车体的侧面操作面板上所设置的工位呼叫按钮实现AGV任务的下发。当重载AGV接收到搬运任务后，会自动运动到指定的工位，待人工完成物料装载后，重载AGV会自动运行到下一个工位，待完成物料操作后，如无物料操作任务则重载AGV自动返回到上料工位等待位（充电点位）执行充电任务，如有物料操作任务则继续执行任务。本项目重载移动机器人AGV载重量大，载货时由于货物自身的特点，造成车体偏载的情况，对重载移动机器人AGV的运动控制造成一定的影响，同时根据车体载重大、长度长的特点，车体底盘的承载轮子较多，设计了底盘上舵轮和承重轮的特殊减震机构，使移动机器人AGV底盘满足运行时的控制要求；重载移动机器人AGV的车体较长为12m，采用四舵轮的驱动形式，由于采用磁点的导航方式，对重载移动机器人AGV的精确导航运动控制提出了较高的要求。通过使用重载移动机器人AGV搬运物料，解决了企业之前使用两台人工叉车拖拽运输物料平板车的情况，不仅节省了人力物力，还确保了运输过程中的产品和物料的安全。案例四：恺韵来机器人搬运型顶升式AGV工程机械厂装配产线应用承制浙江某机械公司的越野剪叉式高空作业平台、直曲臂式登高作业升降平台总装生产线项目AGV系统设备（含调度系统）。恺韵来该产品负载能力10t，应用于工程机械行业涂装车间下线后的转运缓存及装配工作，重载AGV通过背负式顶升机构来实现起吊臂在工位之间组装及与缓存工位的转运。重载型AGV技术难点较多而且与轻载型的AGV设计结构有很大的不同，零部件选购标准也都不一样，重载AGV在平稳度、灵活度和耐用性方面都会具有非常大的性能考验。恺韵来自主研发的多轮组超低全向双差速驱动总成，多轮组之间通过浮动减震系统来弥补地面的不平度，从而保证了多组轮系均与地面接触，承载及驱动能力大幅加强。AGV驱动轮组具备提升系统：当某个轮组出现故障时，手动/自动提升该轮组，而其它随动轮组继续运行，使AGV能够顺畅驶离当前任务线路，不影响其他AGV运行，使整个AGV系统能够顺畅继续当前任务。恺韵来自主研发的同步液压顶升装置，多组顶升单元之间采用电磁编码器同轴控制原理，确保顶升过程平稳，安全。单组液压单元还加入了预防油管爆裂瞬间下降，防失速功能。此外，恺韵来采用创新的AGV节段自导航模式,克服调度系统估算误差，使AGV始终处于安全运行区间,并有效缓解因网络延迟造成的影响；采用创新的"抢占式"调度算法,分配道路资源,从整体上达到调度资源利用最大化；采用创新的"节段自识别"道路模式,使道路铺设模式化、标准化,有效降低道路施工的复杂度、成本以及后期维护的工作量。此产品采用成熟的AGV导航系统，并配备了最新的动力驱动系统，满足工厂自动化全流通功能；半成品、成品物流路径明确，灵活高效执行搬运任务，提升产线效率40%以上；快速部署物流搬运系统实现全场智能化信息闭环，利于企业实现高效的无人化生产，节省人力50%以上。此款重载AGV产品，能够满足前进、后退、左右转弯、侧移、全向移动功能，通过背负式顶升机构来实现起吊臂在工位之间组装及与缓存工位的转运,载重性能、工装的复杂性、多样性都具备很强的示范意义，可以推广和复制到其他大型装备制造领域，强力赋能大型装备制造企业实现工业4.0和智能制造。同时具备了丰富的重载式AGV的应用场景及实例经验，为更高的负载设计打下了坚实的基础。通过AGV自动转运实现了挖掘机动臂的组焊、焊接、打磨、转运全自动运行。由MES系统下发计划，AGV与焊接工作站互联互通，AGV由上料点取动臂物料，并自动运输至机器人焊接工作站。焊接完成后，自动运送至补焊工位；补焊完成后，由AGV跨车间自动运输至喷漆线。难点：1.工件长度和重量较大、种类多且外形不规则，需要AGV根据不同规格实现精准定位。2.生产现场布局紧凑，转运路线复杂，需要侧移等功能，转向精度要求严格。3.出入车间的坡度较大，室外道路环境复杂差异大。创新点：1.合理的结构设计，实现重载AGV的前进、侧移、升降高精度定位；2.小巧车体可载重10吨以上物料，实现复杂路线灵活应用；3.重载AGV满足室内外全工况运行。AGV不需要人工操作，降低制造成本；AGV安全避让保证员工的工作安全，避免因工作人员的疏忽或疲劳而造成的工伤事故和损失；AGV的操作精度更高，稳定性更好，安全性更强。案例六：三丰机器人AGV常德三一搅拌站装配车间搅拌主机装配线应用用户搅拌主机装配线现状是一条重型板链式输送装配线，该装配线存在能源消耗大，运行速度慢，系统柔性差，维护不方便、自动化程度低等缺点。根据用户现场情况及项目需求，该项目规划了4台18T全向潜伏顶升式AGV来完成搅拌站装配车间水泥站、沥青站等18个品种的搅拌主机步进式装配搬运任务，并实现任意工位间的工件转运工作。装配工人通过工位PDA呼叫、放行等命令，触发AGV工作指令，AGV上位机调度相应AGV将装配完成的工件进行工位间的流转。
（2）难点及创新点
难点1：AGV负载举升重量大，受场地及装配托盘尺寸限制，要求AGV具有较小的外形结构尺寸。创新点：AGV采用多组差速驱动，驱动单元采用驱动承载一体式结构，驱动单元之间通过实时动态平衡结构相连，保证各驱动单元着地力。AGV采用多组伺服液压油缸智能同步控制联动，举升重量大，占用空间小。难点2：装配作业工位，有操作工人在AGV运行线路上来回走动，并且装配线AGV与物料输送AGV有线路交叉，需要全面的障碍物检测机制和预警机制。创新点：AGV采用360度激光无死角安全防护，并通过柔性保险杠、多色警示灯、高音量喇叭语音提示等多种安全措施保障产线工人的人身安全。装配线AGV上位机与物料输送AGV上位机进行信号交互，在线路交叉段，优先保障装配AGV通行，防止AGV间相撞。难点3：装配作业工位，受限于工作场地环境和装配工艺要求，需AGV在不同工位将物件进行前后工位连续递进输送，或在任意工位间跳转转运，并完成转序生产输送。AGV输送动作复杂。创新点：AGV工艺动作的完成完全由上位系统根据生产工艺要求实时调度，实现智能化柔性生产。采用AGV做装配线，无需地面施工，提高了装配线的柔性和自动化程度。将操作工人从繁重、危险的吊装作业中解放出来，避免工件在吊装转运过程中二次损伤。在保证装配精度的同时，大大降低了工人的劳动强度，并有效的提高了生产效率。
