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造币中料箱的物流自动化 |
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作者：昆明昆船物流信息产业有限公司 樊跃进 来源：MM《现代制造》 |
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金融造币生产过程中的料箱是一个最具有代表意义的物流载体。料箱在生产过程中的周转手段和形式基本反映了生产线的能力和水平。传统造币生产中的坯饼是通过料箱装载由人工和普通车辆来进行搬运，不仅费工费力，而且效率低；此外还必须附加其他一些人员来完成如统计数据、调度组织安排生产等工作，对于生产中的信息化管理更是缺欠。本文结合实际，就造币企业生产中坯饼料箱实现物流自动化的技术方案和具体方法进行介绍。
在造币生产中，坯饼料箱是贯穿整个生产过程的物料运载体，无论是刚下料的坯饼，还是中间的检查、后续的印花，都是通过料箱进行物料的转移和运输。图1是一个典型的料箱物流示意。
物料的转移和输送过程，就是料箱在空箱和实箱的反复周转过程。因此，料箱在生产过程中承担暂存、送达、接料、搬运、存储、卸料、返回等一系列重要作用。图2是一个在交接区的两条输送线示意。
传统的料箱物流作业是靠人工来完成，需要大量搬运工、调度人员、管理人员，同时还要使用搬运设备和车辆。不仅成本高、效率低、劳动强度大，而且人车混杂，生产环境差，物料信息化水平低，安全性可靠性难以保障。
物流自动化技术设计方案
采用自动导引运输车系统AGV技术替代传统人工作业模式，并完成坯饼在生产中各个流程的自动化流动，并对整个过程中的信息进行实时跟踪和管理。
1.工艺流程
以坯饼物流自动化运输系统为例进行介绍。
（1）货架：因光饰工序和坯饼检查工序之间存在班次差，同时光饰工序的出料、坯饼检查工序的入料以及与印花工序之间的交接不能保证同步，所以在三个工序之间需要设置一些缓存工位。缓存工位采用普通货架的形式，用于空料箱的存放和实料箱的暂存。
（2）料箱采用钢制，底面有活门，主要用于硬币的存放。
（3）工位：光饰工序的机组设置两个工位，一个装箱工位，一个待装工位，交替使用。坯饼检查工序的机组设置三个工位，一个入料工位，一个装箱工位，一个待装工位。交接区设置两条输送线，一条为将实料箱送至印花工序的实料箱输送线，在实料箱输送线的入口处设置电子称和条码识别器，用于将料箱信息和重量信息相结合，出口处设置条码扫描器用于坯饼检查工序和印花工序之间的交接；另一条为空料箱的返回输送线，在该输送线入口处设置条码识别器用于对料箱的全程跟踪。
2.光饰线实料箱流程
当光饰线机组装箱工位上的钢制料箱装满硬币时，机组操作人员将设备的出料口调整至待装工位上的空箱上继续进行装箱。人工通过按钮呼叫AGV，AGV接到呼叫指令后自动前往装箱工位取走实料箱，同时判断坯饼检查工序的机组是否有呼叫需要实料箱。如果坯饼检查机组需要实料箱，则将该料箱送至呼叫机组进行入料作业；如果坯饼检查机组不需要实料箱，则将该料箱送至普通货架区进行暂存。
3.光饰线空料箱流程
当光饰线机组装箱工位上的实料箱被取走后，原待装工位变为装箱工位，原装箱工位变成待装工位，需要回补一个空料箱。此时AGV从空箱返回输送线上或普通货架区取空料箱后，将其送至相应的光饰线机组的待装工位作为待装料箱。
4.坯饼检查区实料箱流程
（1）自动检查：①入料，当自动坯饼检查机组需要实料箱时，人工通过按钮呼叫AGV。计算机系统根据呼叫信息首先判断光饰机组上有无实料箱产生。如果有，则调度AGV将光饰机组上的实料箱取出后送至所需要的自动坯饼检查机组。如果没有，则调度AGV将普通货架区上暂存的实料箱取出后送至所需要的自动坯饼检查机组。AGV将料箱送至自动坯饼检查机自身所带的料斗上方，利用料箱的自重将料箱底部的活门顶开，料箱中的硬币自动倒入自动检查机组的料斗中。②出料，当自动坯饼检查机组装箱工位上的钢制料箱装满硬币后，由人工通过按钮呼叫AGV。AGV得到呼叫命令后前往装箱工位取走实料箱。此时计算机系统首先判断实料箱输送线上是否需要实料箱。如果需要，则调度AGV将由自动坯饼检查机组产生的实料箱送至实料箱输送线上，在实料箱输送线上的实料箱经过称重和条码识别后，进入输送线等待交接，交接时要再次进行条码扫描。如果不需要，则调度AGV将由自动坯饼检查机组产生的实料箱送至普通货架区上暂存。AGV将装箱工位上的实料箱取走后，自动坯饼检查机组上的操作人员将待装工位上的空料箱移至装箱工位进行装箱作业。
（2）人工检查：①入料，当人工坯饼检查机组需要实料箱时，人工通过按钮呼叫AGV。计算机系统根据呼叫信息首先判断光饰机组上有无实料箱产生。如果有，则调度AGV将光饰机组上的实料箱取出后送至所需要的人工坯饼检查机组。如果没有，则调度AGV将普通货架区上暂存的实料箱取出后送至所需要的人工坯饼检查机组。AGV将料箱送至人工坯饼检查机自身所带的料斗上方，利用料箱的自重将料箱底部的活门顶开，料箱中的硬币自动倒入人工坯饼检查机组的料斗中。②出料，当人工坯饼检查机组装箱工位上的钢制料箱装满硬币后，由人工叉车将实料箱送至人工坯饼检查机实箱处理点，通过按钮呼叫AGV。AGV得到呼叫命令后前往人工坯饼检查机实箱处理点取走实料箱。此时计算机系统首先判断实料箱输送线上是否需要实料箱。如果需要，则调度AGV将由人工坯饼检查机组产生的实料箱送至实料箱输送线上，在实料箱输送线上的实料箱经过称重和条码识别后，进入输送线等待交接，交接时要再次进行条码扫描。如果不需要，则调度AGV将人工坯饼检查机组产生的实料箱送至普通货架区上暂存。
5.坯饼检查区空料箱流程
自动检查：坯饼检查机组入料完毕后产生空料箱，如有机组需要空料箱，则将该料箱送至所需要的机组；如没有需要，则将该料箱送至普通货架区存放。当坯饼检查机组上装箱工位的实料箱被取走后，待装工位上的空料箱已由人工移至装箱工位，待装工位需要再补充一个空料箱。此时AGV从空料箱返回输送线上或从普通货架区取空料箱后将其送至相应的坯饼检查机组的待装工位作为待装料箱。优先使用空料箱返回输送线上的空料箱。
人工检查：人工检查机所需要的空料箱由人工呼叫后，由AGV从空料箱返回输送线上或普通货架区，取空料箱后将其送至人工坯饼检查机空箱呼叫点后由人工叉车进行处理。
6.交接区实料箱输送线流程
交接区实料箱输送线是一个积放式输送线，具有自动缓存交接给下一道工序的功能。下一道是印花工序，可根据需要来输送线上取料。交接时，实料箱在实料箱输送线的出口处经过条码扫描后，由印花工序的人工叉车将实料箱输送线上的实料箱取走。
7.交接区空箱返回输送线流程
交接区空箱返回输送线上返回的空箱，优先满足光饰机组或坯饼检查机组的需要，当上述两个工序的机组都不需要空箱时，则将该空料箱送至普通货架区存放。
主要组成模块
根据自动化物流系统的功能分析和系统定位，自动化物流系统的管理控制结构分为信息管理层、调度控制层和设备执行层三个层次。信息管理层实现物流系统的管理功能，同时还是衔接自动化物流系统与企业信息管理系统的接口层，这一层由物流计算机系统实现。 调度控制层是连接信息管理层和设备控制层的纽带。设备执行层是集成了各种执行设备的工业控制网或专用控制系统。在自动化综合物流系统中包括AGV管理控制系统、输送控制系统等。
自动运输系统AGV
自动导引运输车系统AGV构成如图3所示。
图3 自动导引运输车系统AGV构成
系统功能分为：
1.任务管理
对上位调度计算机下达的任务根据时间先后和任务优先级进行调度。
2.车辆管理
根据当时AGV的位置和状态，选择距目标点最近（含各路段加权值计算结果）的空闲车辆执行任务。
3.交通管理
对管辖内的所有AGV能实时控制和管理。AGV严格遵循规划路径行驶，彼此独立行驶和作业，并能相互让车。
4.通信传输
通过网络与上位调度计算机保持联系。接受任务调度，报告执行结果；通过通信系统与各AGV车辆保持通信联系，指挥车辆作业；具有远程网络通信传输功能。
5.控制管理
检查车辆执行命令的过程；查询车辆状态；查询车辆交通管理信息；查询数据采集系统信号；查询全局参数的数据；查询路径的逻辑连接（通过各点间权值检测），显示、清空、重装参数表；查询车辆中途停止信息。
6.图形监控
显示系统范围路径图，包括各个点和路段；显示系统范围内每辆AGV的位置和状态；显示各作业点、充电点的占用信息；可建立对图形监控有不同操作权限的用户或用户组；可产生事件日志等报表；查看命令缓冲区中的命令列表，了解AGV具体的装卸货地点。命令列表会根据收到的状态信息不断更新，可删除某一项命令或改变局部参数；查看车辆的PLC状态，跟踪指定车辆，取消不在系统的车辆，释放车辆之间的阻塞；系统具有事件管理功能。可报告意外事件；可在图形监控中直接下达任务（应急用）。
7.模式选择
可根据生产实际需要设置多种管理模式。不同的模式具有不同的优先调度功能；可根据生产条件和AGV特性，选择设置不同的优先级。
8.变更路径及设定
能够根据用户要求快速变更运行路径及设定，包括路径和点坐标移动、修改、增删，定义内容的修改等。
9.充电控制
AGV具有智能化控制充电功能，当车辆电池容量消耗到一定值时会自动发出请求信息，系统将即时安排到充电站进行充电，并在未完成工作任务之前遵循任务优先原则。如没有空闲充电站会排队等待，车辆不会接受新的任务；系统通过信号线即时更新充电站的信息，能控制小车停在指定充电台位，吸合隔离开关，触发充电。充电完成后，指挥车辆断开隔离开关，投入工作。整个过程完全自动化。
小结
物流自动化技术的引入，给造币行业传统生产过程中的物料流动带来了革命性的变化，能够使物料按生产工艺和节拍的要求，及时、准确、高效、安全地实现自动化流动。自动导引运输车技术在造币行业的应用，有效提高了生产过程的自动化和信息化水平，特别是巧妙地利用料箱放置时的自重自动顶开出料门卸料的作业方法，是一个突出的创新点，具有良好的示范性和推广意义。实际应用的坯饼生产物流自动化系统采用了先进的计算机管理系统、自动导引运输车系统、输送系统和电控系统，代表了物流自动化技术在该领域的先进水平，是未来发展的趋势和方向。(end)
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(9/21/2008) |
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