miniaturadaimagem miniaturadaimagem miniaturadaimagem Um veículo guiado automaticamente ( AGV ), diferente de um robô móvel autônomo ( AMR ), é um robô portátil que segue longas linhas marcadas ou fios no chão, ou usa ondas de rádio, câmeras de visão, ímãs ou lasers para navegação. Eles são mais frequentemente usados em aplicações industriais para transportar materiais pesados em torno de um grande edifício industrial, como uma fábrica ou armazém. A aplicação do veículo guiado automaticamente foi ampliada no final do século XX.

Introdução O AGV pode rebocar objetos atrás deles em reboques aos quais podem ser acoplados de forma autônoma. Os reboques podem ser usados para transportar matérias-primas ou produtos acabados. O AGV também pode armazenar objetos na cama. Os objetos podem ser colocados sobre um conjunto de rolos motorizados (transportador) e depois empurrados invertendo-os. AGVs são empregados em quase todos os setores, incluindo celulose, papel, metais, jornais e manufatura em geral. Também é feito o transporte de materiais como alimentos, roupas de cama ou remédios em hospitais.

Um AGV também pode ser chamado de veículo guiado por laser (LGV). Na Alemanha a tecnologia também é chamada de Fahrerloses Transportsystem (FTS) e na Suécia de förarlösa truckar . Versões de baixo custo de AGVs são frequentemente chamadas de Carrinhos Guiados Automatizados (AGCs) e geralmente são guiados por fita magnética. O termo AMR é algumas vezes usado para diferenciar os robôs móveis que não dependem de infraestrutura extra no ambiente para sua navegação (como tiras magnéticas ou marcadores visuais) daqueles que o fazem; estes últimos são então chamados de AGVs.

Os AGVs estão disponíveis em vários modelos e podem ser usados para movimentar produtos em uma linha de montagem, transportar mercadorias por uma fábrica ou armazém e entregar cargas.

O primeiro AGV foi lançado no mercado na década de 1950, pela Barrett Electronics de Northbrook, Illinois, e na época era simplesmente um caminhão de reboque que seguia um fio no chão em vez de um trilho. Dessa tecnologia surgiu um novo tipo de AGV, que segue marcadores UV invisíveis no chão em vez de ser rebocado por uma corrente. O primeiro sistema desse tipo foi implantado na Willis Tower (antiga Sears Tower) em Chicago, Illinois, para entregar correspondência em seus escritórios. miniaturadaimagem|Packmobile com reboque AGV Com o passar dos anos, a tecnologia tornou-se mais sofisticada e hoje os veículos automatizados são principalmente navegados a laser, por exemplo, LGV (Veículo Guiado por Laser). Em um processo automatizado, os LGVs são programados para se comunicar com outros robôs para garantir que o produto seja movimentado sem problemas pelo armazém, esteja ele sendo armazenado para uso futuro ou enviado diretamente para áreas de expedição. Hoje, o AGV desempenha um papel importante no projeto de novas fábricas e armazéns, transportando mercadorias com segurança para o seu destino legítimo.

Navegação

Com fio Uma fenda é cortada no chão e um fio é colocado aproximadamente 1 polegada abaixo da superfície. Esta ranhura é cortada ao longo do caminho que o AGV deve seguir. Este fio é usado para transmitir um sinal de rádio. Um sensor é instalado na parte inferior do AGV próximo ao solo. O sensor detecta a posição relativa do sinal de rádio transmitido pelo fio. Esta informação é utilizada para regular o circuito de direção, fazendo com que o AGV siga o fio.

Fita guia AGVs (alguns conhecidos como carrinhos guiados automaticamente ou AGCs) usam fita para o caminho de guia. As fitas podem ser de dois estilos: magnéticas ou coloridas. O AGV está equipado com o sensor guia apropriado para seguir o caminho da fita. Uma grande vantagem da fita em relação à orientação com fio é que ela pode ser facilmente removida e recolocada se o curso precisar mudar. A fita colorida é inicialmente mais barata, mas não tem a vantagem de ser incorporada em áreas de tráfego intenso, onde a fita pode ficar danificada ou suja. Uma barra magnética flexível também pode ser embutida no chão como um fio, mas funciona sob as mesmas condições que a fita magnética e, portanto, permanece sem energia ou passiva. Outra vantagem da fita guia magnética é a dupla polaridade. Pequenos pedaços de fita magnética podem ser colocados para alterar os estados do AGC com base na polaridade e na sequência das etiquetas.

Navegação por alvo a laser A navegação é feita através da montagem de fitas refletivas em paredes, postes ou máquinas fixas. O AGV carrega um transmissor e receptor de laser em uma torre giratória. O laser é transmitido e recebido pelo mesmo sensor. O ângulo e (às vezes) a distância de quaisquer refletores que estejam na linha de visão e no alcance são calculados automaticamente. Esta informação é comparada com o mapa do layout do refletor armazenado na memória do AGV. Isto permite que o sistema de navegação triangule a posição atual do AGV. A posição atual é comparada com o caminho programado no mapa de layout do refletor. A direção é ajustada de acordo para manter o AGV no caminho certo. Ele pode então navegar para um alvo desejado usando a posição em constante atualização.

Lasers modulados O uso de luz laser modulada proporciona maior alcance e precisão em relação aos sistemas de laser pulsado. Ao emitir um ventilador contínuo de luz laser modulada, um sistema pode obter uma reflexão ininterrupta assim que o scanner alcança a linha de visão com um refletor. A reflexão cessa na borda posterior do refletor, o que garante uma medição precisa e consistente de cada refletor em cada varredura. Ao usar um laser modulado, um sistema pode atingir uma resolução angular de ~ 0,1 mrad (0,006°) a 8 rotações do scanner por segundo. Lasers pulsados Um scanner a laser pulsado típico emite luz laser pulsada a uma taxa de 14.400 Hz, o que fornece uma resolução máxima possível de ~ 3,5 mrad (0,2°) a 8 rotações do scanner por segundo. Para obter uma navegação viável, as leituras devem ser interpoladas com base na intensidade da luz laser refletida, para identificar o centro do refletor.

Navegação inercial (giroscópica) Outra forma de orientação AGV é a navegação inercial . Com orientação inercial, um sistema de controle computadorizado direciona e atribui tarefas aos veículos. Os transponders são embutidos no piso do local de trabalho. O AGV usa esses transponders para verificar se o veículo está no rumo. Um giroscópio é capaz de detectar a menor mudança na direção do veículo e corrigi-la para manter o AGV em seu caminho. A margem de erro para o método inercial é ±1 polegada. "The Basics of Automated Guided Vehicles" . AGV Systems. Savant. 5 March 2006

O Inertial pode operar em praticamente qualquer ambiente, incluindo corredores estreitos ou temperaturas extremas. "Guidance options for AGVs" Jervis B. Webb Company, 2007. A navegação inercial pode incluir o uso de ímãs embutidos no piso da instalação que o veículo pode ler e seguir. "Inertial (Magnet)Navigation" Egemin Automation Inc., 2014.

Navegação de recurso natural (segmentação natural) A navegação sem modernização do espaço de trabalho é chamada de Recursos Naturais ou Navegação de Direcionamento Natural. Um método usa um ou mais sensores telêmetros, como um telêmetro a laser, bem como giroscópios ou unidades de medição inercial com técnicas de localização Monte-Carlo/Markov para entender onde está, pois planeja dinamicamente o caminho mais curto permitido para seu meta. A vantagem de tais sistemas é que eles são altamente flexíveis para entrega sob demanda em qualquer local. Eles podem lidar com falhas sem interromper toda a operação de fabricação, já que os AGVs podem planejar caminhos em torno do dispositivo com falha. Eles também são rápidos de instalar, com menos tempo de inatividade para a fábrica.

Orientação de visão Os AGVs guiados por visão podem ser instalados sem modificações no ambiente ou na infraestrutura. Eles operam usando câmeras para registrar características ao longo da rota, permitindo que o AGV reproduza a rota usando as características gravadas para navegar. Os AGVs guiados por visão usam a tecnologia Evidence Grid, uma aplicação de detecção volumétrica probabilística, e foi inventada e inicialmente desenvolvida pelo Dr. Hans Moravec na Carnegie Mellon University. A tecnologia Evidence Grid utiliza probabilidades de ocupação de cada ponto do espaço para compensar a incerteza no desempenho dos sensores e no ambiente. Os sensores primários de navegação são câmeras estéreo especialmente projetadas. O AGV guiado por visão usa imagens de 360 graus para construir um mapa 3D, que permite que os AGVs guiados por visão sigam uma rota treinada sem assistência humana ou adição de recursos especiais, pontos de referência ou sistemas de posicionamento .

Geoorientação Um AGV geoguiado reconhece seu ambiente para estabelecer sua localização. Sem qualquer infraestrutura, a empilhadeira equipada com tecnologia de geoorientação detecta e identifica colunas, estantes e paredes dentro do armazém. Utilizando estas referências fixas, ele pode se posicionar, em tempo real, e determinar sua rota. Não há limitações de distância para cobrir o número de locais de coleta ou entrega. As rotas são infinitamente modificáveis.

Controle de direção Para ajudar um AGV a navegar, ele pode usar três sistemas de controle de direção diferentes. AGV Drive and Steering Options Transbotics Corp., 2009 O controle diferencial de velocidade é o mais comum. Neste método existem duas rodas motrizes independentes. Cada acionamento é acionado em velocidades diferentes para girar ou na mesma velocidade para permitir que o AGV avance ou retroceda. O AGV gira de forma semelhante a um tanque . Este método de direção é o mais simples, pois não requer motores e mecanismos de direção adicionais. Na maioria das vezes, isso é visto em um AGV usado para transportar e movimentar em espaços apertados ou quando o AGV está trabalhando perto de máquinas. Esta configuração para as rodas não é usada em aplicações de reboque porque o AGV faria com que o trailer girasse quando girasse.

O segundo tipo de direção utilizado é o AGV com controle de volante. Este tipo de direção pode ser semelhante à direção de um carro. Mas isso não é muito manobrável. É mais comum usar um veículo de três rodas semelhante a uma empilhadeira convencional de três rodas. A roda motriz é a roda giratória. É mais preciso seguir o caminho programado do que o método controlado por velocidade diferencial. Este tipo de AGV possui um giro mais suave. O controle do volante AGV pode ser usado em todas as aplicações; ao contrário do diferencial controlado. "The Basics of Automated Guided Vehicles" . AGV Systems. Savant. 5 March 2006 O controle do volante é usado para reboque e às vezes também pode ser controlado por um operador.

O terceiro tipo é uma combinação de diferencial e direção. Dois motores de direção/acionamento independentes são colocados nos cantos diagonais do AGV e rodízios giratórios são colocados nos outros cantos. Ele pode girar como um carro (girando em arco) em qualquer direção. Ele pode se deslocar em qualquer direção e pode dirigir em modo diferencial em qualquer direção.

Decisão de caminho Os AGVs precisam tomar decisões sobre a seleção do caminho. Isto é feito através de diferentes métodos: modo de seleção de frequência (somente navegação com fio) e modo de seleção de caminho (somente navegação sem fio) ou através de uma fita magnética no chão, não apenas para guiar o AGV, mas também para emitir comandos de direção e comandos de velocidade.

Modo de seleção de frequência