Guiando a indústria:avanços em AGVs

Konrad Lorenz ganhou o Prêmio Nobel de Fisiologia e Medicina em 1973 por seu experimentos com comportamento animal. Lorenz descobriu o princípio da impr...
Konrad Lorenz ganhou o Prêmio Nobel de Fisiologia e Medicina em 1973 por seus experimentos com comportamento animal. Lorenz descobriu o princípio do imprinting, onde um vínculo é formado entre um animal recém-nascido e um cuidador. Este é o mecanismo onde um estímulo auditivo ou visual é usado para induzir o jovem a seguir seus pais. Na indústria, os veículos guiados automaticamente (AGVs) usam estímulos ambientais para seguir uma rota específica.

Aqui, Jonathan Wilkins, diretor de marketing do fornecedor de peças industriais obsoletas, Automação da UE , discute como os veículos guiados automatizados avançaram de simples manipuladores de materiais para robôs autônomos inteligentes.

Veículos guiados automatizados são robôs móveis que seguem marcadores ou sinais durante a navegação. O primeiro AGV foi introduzido na década de 1950 pela Barrett Electronics, e realizava uma ação de reboque simples, com sua posição guiada por um fio no piso. Desde a década de 1950, o mercado aumentou rapidamente e os AGVs são usados ​​em vários setores da indústria.

Por que AGVs?

Veículos guiados automatizados são predominantemente usados ​​para fins de manuseio de materiais. Isso pode incluir uma série de tarefas, desde a entrega pontual de peças para a linha de produção até o trânsito 24 horas por dia. Se o veículo estiver equipado com um mecanismo de fixação, dispositivos de posicionamento e acessórios de ferramentas, ele pode executar uma série de funções.

Dependendo da aplicação e dos requisitos, os AGVs podem funcionar isoladamente ou em frotas. Isso torna o uso de AGVs escalável de acordo com a necessidade, para que um gerente de fábrica possa tomar uma decisão específica sobre o número de veículos em uma instalação.

Os AGVs podem ser equipados com sensores para rastreabilidade, para que o gerente da fábrica possa monitorar a posição de cada veículo individual e, portanto, rastrear o movimento de materiais ao redor de uma instalação. A coleta, o trânsito e a entrega de itens podem ser carimbados com data e hora como parte desse processo para melhorar ainda mais o rastreamento. Essas informações podem ser integradas aos sistemas de planejamento de recursos empresariais (ERP) ou planejamento de recursos de materiais (MRP) da empresa.

Dependendo da aplicação, existem diferentes tipos de métodos de navegação do veículo. Um gerente de planta pode optar por um sistema muito simples, semelhante aos primeiros AGVs, ou pode escolher métodos de navegação mais avançados.

Navegar

Os primeiros AGVs eram guiados pela fábrica por um método com fio. Para navegar dessa forma, um fio é encaixado em uma ranhura no piso e transmite um sinal de rádio, que pode ser detectado por um sensor no AGV. O AGV é então guiado pela instalação seguindo o fio. Embora essa técnica de navegação ainda seja usada hoje, há uma variedade de outros métodos para os gerentes de fábrica escolherem.

Alguns AGVs usam fita guia magnética ou colorida para navegar. Sensores nos AGVs detectam a fita e esta é usada para guiar o veículo. A fita guia também é usada na navegação de alvos a laser, onde a fita reflexiva é montada em paredes, postes ou máquinas e o AGV calcula a distância usando um transmissor e receptor a laser. Isso tem uma vantagem sobre o método com fio, porque é mais fácil mudar a rota do veículo, pois o processo de realocação da fita é mais simples.

Na navegação inercial, os pontos de referência são incorporados no chão de fábrica nas coordenadas x,y. O AGV usa informações de um sensor, um giroscópio e um codificador de roda para determinar a localização. Mudanças podem ser feitas na via simplesmente alterando os pontos de referência, tornando este método mais flexível. No entanto, algumas mudanças na infraestrutura da fábrica ainda são necessárias e o veículo não pode tomar decisões independentes de planejamento de rotas.

O próximo passo da navegação inercial é a navegação de caminho aberto – isso significa que o veículo pode se mover independentemente de um lugar para outro, passando de um veículo guiado para um veículo autônomo.

De guiado a autônomo

Os AGVs tradicionais realizam movimentos definidos e pré-programados em torno de uma instalação. Isso significa que há alguma dificuldade em alterar a rota do veículo uma vez que a infraestrutura específica esteja instalada. Recentemente, foram introduzidos veículos mais flexíveis e inteligentes, capazes de tomar decisões em situações que não haviam encontrado antes.

Esta nova geração de veículos pode superar um dos principais problemas da AGVS – encontrar algo inesperado. Em um ambiente em mudança, um veículo autônomo pode ser mais adequado. Este tipo de veículo opera independentemente de um condutor ou de uma entrada fixa pré-programada controlando diretamente a direção, aceleração ou frenagem. Os algoritmos de percepção e navegação baseados em laser podem ser usados ​​para navegar dinamicamente por uma fábrica.

Um controlador lógico programável (PLC) on-board pode ser integrado para reduzir erros e tomar decisões. Ao se conectar ao sistema de controle central, o veículo pode analisar a confiabilidade e eficiência de suas rotas e adaptá-las de acordo. O veículo pode usar aprendizado de máquina para ser mais eficiente em novas situações.

Os veículos autônomos podem usar um computador de bordo e um número maior de sensores para concluir tarefas mais complexas, incluindo a tomada de decisões. Métodos de navegação independentes e inteligentes podem até significar que o gerente da fábrica não precisa modificar o ambiente ou a infraestrutura da fábrica. Uma dessas técnicas de navegação é a orientação natural de recursos, onde o veículo pode registrar e armazenar imagens e calcular sua posição em relação aos recursos existentes.

Um exemplo de um AGV autônomo é o OTTO da Clearpath Robotics, um veículo autônomo que pode mover até 3.300 libras a 4,5 mph. O OTTO pode se adaptar para seguir a melhor rota, evitando colisões à medida que se move.

Os veículos também podem usar sistemas de orientação baseados em visão, usando câmeras para atuar como olhos. Um benefício adicional disso é que os gerentes da planta obtêm uma visão virtual 3D do ambiente em que o equipamento está operando. Isso significa que, se o AGV encontrar algo não planejado ou incomum, o operador pode facilmente encontrar a explicação e corrigi-la.

À medida que mais fábricas são atualizadas e novas instalações são construídas, o avanço dos AGVs provará ser um componente central da fábrica inteligente. Com o aprimoramento da tecnologia de sensores e o aumento da autonomia, os AGVs estão se tornando mais inteligentes e dinâmicos, passando de veículos guiados seguindo um caminho definido para tomadores de decisão autônomos e independentes – assim como os animais de Konrad à medida que crescem.