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自动装卸系统在汽车行业的规划与应用|热文回顾

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物流技术与应用 2021-02-18 11:14

上汽变速器烟台基地引入大量物流自动化先进技术,实现了物料装卸自动化、物料输送自动化、物料仓储自动化、物料拣选上线自动化、总成下线装卸自动化、空箱返回自动化等入厂物流全过程自动化的智慧工厂。自动装卸系统作为整个工厂智能化物流系统的重要组成部分,从满箱卸车到空箱装车,可以在5分钟内全部完成,完全替代了叉车作业,大幅提高了物流效率。

上海汽车变速器有限公司烟台基地(简称“上汽变速器烟台基地”)上汽变速器烟台基地由世界500强企业上汽集团下属的上海汽车变速器有限公司投资兴建,2004年落户烟台,主要从事汽车变速器系统的生产和销售,目前已成为全国第二大汽车变速器生产基地。

上汽变速器烟台基地作为上汽集团工业4.0智能制造的试点单位,2018年11月,在公司总经理钱向阳的带领下,成立了物流自动化项目实施小组。由公司副总经理高毅华担任组长,由物流部执行总监刘盛东担任项目总监、物流工程科高级经理陈炜峰担任项目经理,在上汽变速器烟台基地实施物流入厂全自动化的项目。

2019年6月,全新规划建成的上汽变速器烟台基地CVT(无级变速器)项目,从智能生产、智能维修、智能物流、智能质量四个方面打造了业内绿色智能制造示范工厂。在智能物流方面,通过AS/RS立体库、拆垛机械手、自动装卸系统、智能输送系统和AGV等自动化设备,将仓储系统与生产线无缝连接,实现了物流作业的高度自动化与智能化。本文重点介绍该项目一大亮点——自动装卸系统的规划与应用。

项目概况

据悉,上汽变速器烟台基地CVT项目总投资4.9亿元,包括CVT180及CVT250两个项目。其中,TS11(CVT180)产品由上汽乘用车技术中心负责设计研发,上汽变速器负责产业化建设。

由因格(北京)智能技术有限公司(以下简称:因格智能)规划建设的TS11厂内物流自动化系统项目是一个全厂自动化整体实施项目,参见图1。

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t该项目施工区域10810m2,涉及铺设自动化输送线310m,AGV运行路线750m,收容物料SKU合计160种,日均物料周转数量合计约1650箱,成品日均周转110托,机器人快速拣选系统库位3100个,自动化立体库储位448个。TS11项目最终实现了生产作业完全自动化、物料输送完全自动化、仓储完全自动化的智慧工厂智能生产目标。而以自动装卸系统为主的智能化出库系统,实现了成品装配后自动高效的出库装车,大幅提高了物流效率。

方案设计与系统组成

变速器总成物料分为零部件和成品两大类。零部件中的大件采用卡板箱、小件用川字托盘进行装载。小件先放置在周转箱中,并统一码放在川字托盘上。周转箱共有四种规格形式,最大质量15kg。具体数据见表1、表2。

作为整个工厂物流自动化、智能化的重要组成部分,自动装卸系统是因格智能根据TS11项目的物料特点和载重进行自主研发的。自动装卸系统构成如下:3台自动装卸平台+3台空料箱回收线+2台自动装卸车+4台AGV+辊筒料车,总投资额300万元,投资回报期1年。其中,自动装卸车的线体规格为9100mm ×2300mm(不含驱动长度),线体厚度95mm(提升)/ 78mm(下降),额定载重30吨,额定输送速度约9m/min。

自动装卸系统兼容两种箱型(托盘和卡板箱),承载使用滑链+气囊方式,确保了重箱物料输送的稳定性和可靠性;装卸平台使用移动双平台,卸货至A平台后,缓存空箱的B平台可以自动平移与卡车对接进行空箱装车,大大提高了装卸车效率。

值得一提的是,该项目技术难点颇多,如,成品自动下线后对成品料架的堆码要求精度很高(4个锥孔对接)。因格智能设计研发的自动堆码设备保证了堆码精度,同时料架条码扫描后自动与MES系统对接进行报交过账;料架在输送线上缓存满之后,使用自动装卸系统将满料架全部一次性装车,整个装车可以在2分钟内完成,效率非常高。

自动装卸作业流程

1.满载车辆对接

装货平台正常运行(绿色信号灯显示)情况下,装有CYSC双层车载装卸系统的卸货车辆可以倒车与装卸垛口进行对接。

2.自动卸车

车辆倒车到位后,卷帘门自动开启,司机下车后检查装卸系统状态是否正常,车辆与垛口之间的位置是否准确,对接装置是否牢靠锁定,确认无误后,即可连接车辆与垛口设备的连接动力线缆和信号线缆;此时司机可以按下卸货按钮。如果CYSC双层滑链集货线上仍有货物没有卸货完毕,车辆进入等待状态,必须等双层滑链集货线上全空情况下系统自动启动卸货流程。卸货程序启动前,轨道导引台车首先根据指令到达预定位置,然后入库口处的安全阻挡器下降到位,车内滑链线、链条过渡线和CYSC双层滑链集货线同时启动,将车内的托盘和卡板箱同步输送到双层集货线上。输送过程中,操作人员需要观察货物卸车情况,如果出现异常情况可随时拍下急停按钮终止作业。等待货物全部卸车完毕后,输送系统自动停止输送,货物安全阻挡装置自动起升到位,人机界面给出卸车完毕提示,并给出等待装车提示,平台自动进入等待装车状态。

3.空容器(托盘和卡板箱)自动积放

设备启动后即进入空容器自动积放过程。自检正常后,轨道导引台车确认其停靠位置为预定位置,然后整机向前端设备发出等待积放信息。前端线体收到该信息后,方可启动输送线往链式空容器集货线上送货。送往空容器集货线的货物必须达到的要求为:托盘上料箱叠盘整齐,不超出托盘边缘,位置误差不超过±10mm,输送速度必须与双层空容器集货线输送速度一致(约9m/min),双层的输送面高度均必须与集货线输送面高度一致,空容器放置规整,不可出现歪斜的状况。

当双层链式集货线检测到货物从前端线体进入输送区域后立即启动进行货物输送,当货物完全输送到集货线上后输送停止,进入等待状态。

4.空容器自动装车

车辆卸货完毕后,系统随即进入自动装车状态。首先,系统确认全部卸货货物均已进入CYSC双层滑链集货线上,并且系统同时确认双层链式空容器集货线已经装满空容器;然后系统控制轨道导引台车移动到装车位,并开始装车操作。通常在按下按钮后,卸车作业和装车作业将在10~15分钟内完成。操作人员需要保持观察卸车和装车状态,如果出现物料剐蹭车厢门框等问题,必须及时终止作业,将歪斜的物料或者容器进行异常处理后方可继续装卸程序。

5.车辆解锁

司机收到确认装卸完毕的信号以及观察到卷帘门正常关闭后,即可断开车辆与垛口设备的连接线缆,并关闭车尾的控制柜门,确保CYSC车载装卸系统可升降重载辊轮组及尾段滑链输送系统全部下降到底,同时车尾的安全阻挡器已经升起;等待20秒并确认放气完成后,方可解锁车辆对接系统的锁定装置,解锁车辆后车辆方可驶离垛口,并注意往前驶出一段距离后需要停车关闭车门后安全驶离。

需要说明的是,自动装车系统在异常处理完毕或手动调试状态时可进行手动运行,在手动运行时可以根据触屏提示进行手动操作。货物手动装车流程如下:当车辆脱离平台进行独立操作时,打开车尾控制柜,将旋钮旋转到叉车模式即可,此时储存在控制柜内的遥控激活,操作采用遥控进行装卸控制。一般来说整个操作过程由司机完成,当叉车工将货物准确放入车厢门内后,司机需要检查货物放置的位置偏差在合理范围内,然后即可遥控控制货物往车厢内移动一段距离;重复以上动作直到完成全部货物装车。需要注意的是,上下两层的滑链输送控制可单独控制,装货时需要把每层左右两个货物放入后按下遥控,此时同一层的货物同时往车厢内移动,装车的过程中不可降下车尾的货物安全阻挡装置,以避免操作异常而导致货物滑落,造成安全事故。完成装车后,即可断开动力电缆,收起遥控装置,关闭货箱门驶离。

应用效果

据上海汽车变速器有限公司物流工程科高级经理,也是本次项目的项目经理陈炜峰介绍,TS11项目是公司甚至是整个汽车零部件行业的物流智能化系统标杆项目,通过整套的智能物流解决方案,大大提升了物流信息化与智能化,有助于实现柔性制造。该项目实现了多个方面的突破:

一是无人化场景实现。项目从原材料入场卸货,到入库存储、物料出库上线,一直到成品下线完全采用自动搬运,成品料架自动装车,所有环节全部实现了无人化操作。

二是流程简化,大大减少了人为干预造成的错料、货损等。从物料到场到物料配送上线,全部是自动化完成,通过智能WCS系统对物料全部是智能追踪,完全不需要人员参与,减少了员工识别上的差错几率,同时也大大减少了拉动不均衡(多配送、少配送、早配送、晚配送)造成的线边工位物料拥挤或者缺料的风险。

三是物流作业效率大大提升。特别是自动装卸车系统的应用,从满箱卸车到空箱装车,都可以在5分钟内全部完成,整个装卸货过程只需司机按下按钮,完全替代了叉车作业,省去叉车与装卸工,减少人力,人员成本优化70%以上;装卸作业零货损,安全风险低;装卸效率大幅提升,与叉车作业相比效率提高10倍以上。此外,采用自动装卸系统还可以节省大量运力与仓储面积,单日可节约3辆次以上的运力,成品物料装卸和空器具回收仅需要占用2个道口空间。

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