Liderando o Caminho: Avanços Inovadores em Veículos Guiados Automatizados (AGVs)

Konrad Lorenz ganhou o Prêmio Nobel de Fisiologia e Medicina em 1973 por seus experimentos com comportamento animal. Lorenz descobriu o princípio de 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, veículos guiados automatizados (AGVs) usam estímulos ambientais para seguir uma rota específica.

Aqui, Jonathan Wilkins, diretor de marketing de fornecedor de peças industriais obsoletas, EU Automation, discute como 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 nos anos 1950 pela Barrett Electronics, e realizava uma ação simples de reboque, com sua posição guiada por um fio no chão. Desde os anos 1950, o mercado aumentou rapidamente e AGVs são usados em numerosos setores da indústria.

Por que AGVs?

Veículos guiados automatizados são predominantemente usados para propósitos de manuseio de materiais. Isso pode incluir uma gama de tarefas desde entrega pontual de peças à linha de produção, até trânsito 24/7. Se o veículo é equipado com mecanismo de fixação, fixadores de posicionamento e anexos de ferramentas, pode realizar uma gama de funções.

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

AGVs podem ser equipados com sensores para rastreabilidade, para que o gerente de fábrica possa monitorar a posição de cada veículo individual e portanto rastrear o movimento de materiais ao redor de uma instalação. Coleta, trânsito e entrega de itens podem ser carimbados com timestamp como parte deste processo para melhorar ainda mais o rastreamento. Esta informação pode ser integrada ao planejamento de recursos empresariais (ERP) ou planejamento de recursos de materiais (MRP) da empresa.

Dependendo da aplicação, existem diferentes métodos de navegação de veículos. Um gerente de fábrica pode optar por um sistema muito simples, similar 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 desta forma, um fio é embutido em um slot no chão, e transmite um sinal de rádio, que pode ser detectado por um sensor no AGV. O AGV é então guiado ao redor da instalação seguindo o fio. Embora esta técnica de navegação ainda seja usada hoje, existem uma variedade de outros métodos para gerentes de fábrica escolherem.

Alguns AGVs usam fita guia que é magnética ou colorida para navegar. Sensores nos AGVs detectam a fita e isso é usado para guiar o veículo. A fita guia também é usada em navegação a laser, onde fita refletiva é montada em paredes, postes ou máquinas e o AGV calcula distância usando transmissor e receptor a laser. Isso tem vantagem sobre o método com fio, porque é mais fácil mudar a rota do veículo já que o processo de realocar a fita é mais direto.

Na navegação inercial, pontos de referência são embutidos no chão de fábrica em coordenadas x,y. O AGV usa informação de um sensor, um giroscópio e um codificador de roda para determinar localização. Mudanças podem ser feitas no caminho simplesmente alterando os pontos de referência, tornando este método mais flexível. No entanto, alguma mudança na infraestrutura da fábrica ainda é requerida, e o veículo não pode tomar decisões independentes de planejamento de rota.

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

De guiado a autônomo

AGVs tradicionais realizam movimentos definidos, pré-programados ao redor de uma instalação. Isso significa que há alguma dificuldade em mudar a rota do veículo uma vez que infraestrutura específica está em vigor. Recentemente, veículos mais flexíveis e inteligentes foram introduzidos, que são capazes de tomar decisões em situações que não encontraram antes.

Esta nova raça de veículo pode superar um dos problemas-chave para AGVs — encontrar algo inesperado. Em um ambiente em mudança, um veículo autônomo pode ser um ajuste melhor. Este tipo de veículo opera independentemente de um motorista ou entrada pré-programada fixa controlando diretamente direção, aceleração ou frenagem. Percepção baseada em laser e algoritmos de navegação podem ser usados para navegar dinamicamente ao redor de uma fábrica.

Um controlador lógico programável (CLP) embarcado pode ser integrado para reduzir erros e tomar decisões. Conectando-se 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 machine learning para ser mais eficiente em novas situações.

Veículos autônomos podem usar computador embarcado e números aumentados de sensores para completar tarefas mais complexas, incluindo tomada de decisão. Métodos de navegação independentes e inteligentes podem até significar que o gerente de fábrica não precise modificar ambiente ou infraestrutura da fábrica. Uma tal técnica de navegação é orientação por características naturais, onde o veículo pode gravar e armazenar imagens e calcular sua posição em relação a características existentes.

Um exemplo de 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 pegar a melhor rota, evitando colisões enquanto se move.

Os veículos também podem usar sistemas de orientação baseados em visão, usando câmeras para agir como olhos. Um benefício adicional disto é que gerentes de fábrica ganham 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 corrigir.

À medida que mais fábricas são atualizadas e novas instalações são construídas, AGVs avançando provarão ser um componente central da fábrica inteligente. Com tecnologia de sensor melhorando e autonomia crescente, AGVs estão se tornando mais inteligentes e dinâmicos, movendo-se de veículos guiados seguindo um caminho definido, para tomadores de decisão independentes autônomos — muito como os animais de Konrad farão enquanto crescem.