Vehículo de guiado automático

AGV se corresponden con las siglas de Automatic Guided Vehicle, o lo que es lo mismo, vehículos de guiado automático. Los sistemas de AGVs tienen sus comienzos en 1953, cuando se pensó en hacer realidad un “sueño” un camión remolque sin conductor. Este primer vehículo precisaba de cable que enterrado en el suelo de la fábrica creaba un campo magnético que servía de guía al vehículo. Poco a poco, se han ido incorporando al mundo industrial a la vez que crecían en aplicaciones y sofisticación.

Contenido 1 Descripción 1.1 Componentes 2 AGVs 2.1 Mecánica base 2.2 Sistema de alimentación por baterías 2.3 Seguridades 2.3.1 Scanners láser de seguridad 2.3.2 Bumpers 2.3.3 Sensores de proximidad 2.3.4 Sensores de ultrasonidos 2.3.5 Sistemas de seguridad para el manejo de la carga 2.4 Sistemas operativos 2.5 Sistemas de comunicación vía radio 2.6 Sistemas de diagnóstico 2.7 Sistemas de guiado 2.8 Otros 3 Mecánica a medida Vs Mecánica estándar 3.1 Calidad de fabricación 3.2 Mayor robustez 3.3 Tecnología más avanzada 3.4 Mejor rendimiento 3.5 Mejor tracción 3.6 Menor mantenimiento 3.7 Mejor manejabilidad en modo manual 3.8 Amplia gama para infinidad de aplicaciones 3.9 Repuestos 3.10 Plazos de entrega menores 4 Tipos de AGV 4.1 AGV transpaleta 4.2 AGV apilador 4.3 AGV contrapesado 4.4 AGV retráctil 4.5 AGV con transportador de rodillos o cadenas para carga/descarga lateral 4.6 AGV trilateral 4.7 AGV para movimiento de bobinas en horizontal 4.8 AGV para movimiento de bobinas en vertical 4.9 AGV para movimiento de varios palets en horquillas 4.10 AGV para transporte de varios palets en transportadores 4.11 AGV tractor 4.12 AGV para transporte de varios palets en transportadores 4.13 AGV para transporte de carros contenedor en hospitales 4.14 AGV tractor (a medida) 4.15 AGV para transporte de cargas pesadas o voluminosas 5 Referencias

Descripción

Los sistemas de AGVs, de manera simplificada, representan un vehículo que se mueve de manera automática, sin conductor. Los sistemas de AGVs están concebidos para la realización del transporte de materiales, especialmente en tareas repetitivas y con alta cadencia. Este sistema garantiza el transporte de materiales en una ruta predeterminada, de manera ininterrumpida y sin la intervención directa del hombre.

Componentes

• Host: se encarga de la generación de órdenes, en base a la comunicación establecida con los Datos capturados en planta y con el sistema de gestión del cliente, ERP o WMS.

• Gestor de Órdenes: recibe las órdenes generadas, las trata y reordena persiguiendo la máxima optimización del sistema y respetando las prioridades del cliente.

• Control de Tráfico: asigna las órdenes a cada AGV del sistema y vigila su correcto cumplimiento.

• AGVs: son los encargados de ejecutar las órdenes y de realizar el movimiento físico de la mercancía.

AGVs

En los vehículos a su vez, se pueden diferenciar las siguientes características:

Mecánica base

Por mecánica base se entiende la forma y propiedades en términos de potencia que tiene el vehículo y que dependerán de la función que éste vaya a desarrollar. Esta mecánica puede ser estándar, utilizando la mecánica de máquinas ya existentes en el mercado, o bien a medida, especialmente diseñada para una tarea concreta.

Sistema de alimentación por baterías

Los AGV obtienen la energía para realizar los movimientos de un sistema de Baterías. Pueden utilizar:

• • Baterías de plomo ácido:

Son las más empleadas por su larga vida, rendimiento y los numerosos ciclos de recarga que soportan.

• • Batería de gel:

Se emplean en aplicaciones en las que se quiere realizar la carga en caliente de las baterías y el desprendimiento de hidrógeno no está permitido en las zonas de movimiento donde se realiza la carga: salas limpias, zonas explosivas, zonas no dotadas de una ventilación adecuada.

• • Baterías de Níquel Cadmio o Níquel metal hidruro:

Se emplean en AGVs con mecánicas a medida en aplicaciones en las que el tiempo de recarga de baterías debe de ser muy corto para poder trabajar de forma continuada.

La carga de baterías, a su vez se puede realizar de varias formas:

• • Cambio manual:

El AGV se desplaza a un punto donde está ubicada una mesa de cambio de batería. Un operario extrae la batería y desplaza la mesa de cambio para introducir en el AGV la batería cargada.

• • Cambio automático:

El AGV se desplaza a un punto donde está ubicado un sistema de extracción automática de la batería y nueva introducción automática de la batería cargada.

• • Carga en caliente:

El vehículo se desplaza a un punto donde se conecta al cargador de baterías automáticamente sin necesidad de apagar el AGV. Este sistema está dotado de una gestión avanzada que permite saber con exactitud la carga de la batería y regular la curva de carga del cargador para optimizar la carga de la batería minimizando el envejecimiento prematuro de la misma.

Seguridades

A fin de garantizar la seguridad de las personas y objetos que conviven con los AGVs, éstos incorporan distintos sistemas de seguridad:

Scanners láser de seguridad

Se emplean para cubrir perimetralmente el área del AGV con diferentes campos de seguridad que varían con la velocidad. De esta forma el AGV reduce la velocidad cuando detecta presencia en una zona próxima y se detiene cuando la presencia es detectada en una zona más cercana. Este tipo de sistemas se utilizan fundamentalmente en interiores y en zonas que no tengan una gran concentración de polvo en suspensión.

Bumpers

Se emplean en aplicaciones donde la velocidad no es muy elevada, en exteriores y para cubrir zonas del AGV que quedan desprotegidas por otros sistemas de seguridad.

Sensores de proximidad

Se emplean para detectar presencia y cubrir zonas específicas de la geometría del AGV.

Sensores de ultrasonidos

Se emplean para detectar presencia y reducir velocidad del AGV y complementan a los bumpers de seguridad en exteriores, dando lugar a una configuración de seguridad equivalente a la de los scanners lásers en interiores.

Sistemas de seguridad para el manejo de la carga

Distintos sistemas que detectan el estado de la carga, como por ejemplo, el arrastre de los palets (por ejemplo a causa de una tabla rota) en las maniobras de carga y descarga, evitando así potenciales situaciones susceptibles de accidente.

Sistemas operativos

Son los encargados de tratar las señales recibidas de los sensores de guiado

Sistemas de comunicación vía radio

Hay varios sistemas de comunicación vía radio:

• • Comunicación Wíreless 802.11g:

Este tipo de comunicación vía radio es la más difundida a nivel mundial. Dispone de diversos sistemas de seguridad para el cifrado de datos de cara a garantizar la seguridad de las comunicaciones.

• • Comunicación en banda estrecha (433Mhz, 868Mhz)

Este tipo de sistemas vía radio se emplean en aplicaciones en las que el layout es muy grande y una cobertura Wíreless 802.11g es inviable por el número de puntos de acceso requeridos.

Sistemas de diagnóstico

Permiten analizar el funcionamiento del AGV en cualquier momento de su vida. Reducen considerablemente el tiempo de resolución de incidencias y posibilitan que, en la mayoría de las ocasiones, se pueda resolver problemáticas de funcionamiento antes de que redunden en paradas físicas del AGV.

Sistemas de guiado

Hay múltiples sistemas de guiado, convirtiendo a cada uno de ellos en idóneo para cada entorno concreto:

• Sistema de guiado láser por reflectores.
• Sistema de guiado láser por contorno
• Sistema de guiado por puntos magnéticos
• Sistema combinados (láser + puntos magnéticos)
• Sistema combinados (láser + láser de contorno)
• Sistema de guiado por banda magnética
• Sistema combinados (Láser + banda magnética)
• Sistema combinados (Láser + filoguiado)
• Sistema de guiado óptico
• Sistema de guiado por visión artificial
• Sistema de guiado filoguiado

Otros

Velocidades y precisiones de movimiento Plataforma de desarrollo Entornos de trabajo Integración con el entorno Accesorios

Mecánica a medida Vs Mecánica estándar

Es importante mencionar que cualquier mecánica a medida puede llegar a ser equiparable, técnicamente hablando, a una mecánica fabricada en serie, la diferencia se encuentra en el costo asociado a la consecución de dicha solución técnica. Las principales ventajas se describen a continuación:

Calidad de fabricación

Por norma general, la calidad de fabricación de un vehículo industrial es superior en comparación con una mecánica fabricada a medida. Al producirse en grandes series se emplean medios de producción avanzados que aseguran la correcta fabricación además de someter a la producción a controles de calidad exhaustivos y mantener la trazabilidad de todos los procesos productivos. Estos procesos de calidad obedecen a una normativa estricta y son comparables a los empleados en la actualidad en el sector del automóvil.

Las mecánicas a medida se fabrican en series cortas con procesos de fabricación poco automatizados y controles de calidad menos exhaustivos debido fundamentalmente al elevado coste de los mismos difícilmente justificables para un bajo número de unidades.

Mayor robustez

Los vehículos industriales han sido diseñados para un uso manual que requiere de una robustez elevada de todos sus equipos, ya que están preparados para condiciones de uso muy severas. Así, al emplearse en la construcción de AGVs orientados fundamentalmente al uso en automático, redundan en mecánicas más fiables y resistentes que necesitan menor mantenimiento.

Las mecánicas realizadas a medida para la construcción de AGVs, por norma general están orientadas únicamente al uso en automático, siendo menos robustas (menor durabilidad) y por tanto requiriendo de mayor mantenimiento.

Tecnología más avanzada

Los fabricantes de los vehículos industriales están en constante desarrollo técnico en busca de la incorporación de las tecnologías más avanzadas que redunden en mejores prestaciones para el mismo coste, menor mantenimiento y mayor optimización de la batería.

Dicha investigación y desarrollo constante se justifica económicamente por la producción en grandes series. De la misma forma, al abastecer a mercados amplios, aprovechan la retroalimentación del mercado para la mejora constante de sus sistemas.

Mejor rendimiento

En la fabricación de AGVs se tiene muy presente la optimización de los consumos de las baterías. A menor consumo mayor autonomía, lo que posibilita ciclos de trabajo mayores sin cambiar la batería o reducción del tamaño de la batería para ciclos de trabajo fijos

Los fabricantes de vehículos se enfrentan a esa misma problemática, por ello se encuentran en constante desarrollo de sistemas que permitan optimizar dichos consumos. Véase como ejemplo la integración de sistemas de frenado regenerativo que aprovecha la energía sobrante del frenado de los motores para recargar la batería y el uso de electrónicas específicas de control que reduzcan al máximo el consumo.

Por norma general, las soluciones electromecánicas a medida no disponen de sistemas de optimización del consumo de la batería tan evolucionados.

Mejor tracción

Los vehículos industriales se diseñan para un uso manual con unas condiciones de suelo imperfectas, por ello los vehículos utilizados por ASTI para la fabricación de sus AGVs integran sistemas de tracción dotados de amortiguación además de sistemas adicionales que permiten controlar que la tracción sea constante con la carga a mucha altura incluso subiendo rampas. Estos sistemas permiten el mejor funcionamiento de los sistemas de navegación en condiciones de suelo irregulares que, por norma general, son las más habituales.

Los AGVs basados sobre mecánicas realizadas a medida no suelen integrar (entre otras causas por su elevado coste) sistemas de amortiguación ni ningún tipo de sistema que mejore la tracción, por ello requieren de suelos con especificaciones de planicidad y regularidad más estrictas.

Menor mantenimiento

Los vehículos industriales están diseñados para optimizar su vida, introduciendo componentes libres de mantenimiento. Así, se evita utilizar elementos electromecánicos (micros, contactores) en su lugar se utilizan sensores, variadores, relés de estado sólido. Además de incorporar la tecnología CAN BUS que minimiza el número de cableados de las máquinas.

Todo ello redunda en un menor mantenimiento y una mayor durabilidad de los componentes.

Mejor manejabilidad en modo manual

Los vehículos industriales están diseñados para su uso en manual por ello incorporan timones, plataformas y otros sistemas que permiten la utilización manual del vehículo de una forma ergonómicamente aceptable.

Los AGVs por norma general están diseñados para un uso manual muy esporádico incorporando mandos y joysticks para las funciones manuales que dificultan la operación en modo manual.

Aunque la teoría dice que, tal como su nombre indica, un AGV (vehículo guiado automáticamente) debe funcionar siempre en automático, la práctica dice que para la integración de movimientos manuales y automáticos necesarios en muchas plantas productivas, para labores de mantenimiento o para la propia generación de los trazados, un sistema manual manejable es una característica importante y muy valorada en los AGVs.

Por otro lado, los AGVs fabricados sobre electromecánicas a medida emplean el mismo sistema de control para su uso manual y automático, de forma que ante una anomalía de funcionamiento el AGV no se pueda mover en manual y por tanto bloquee la instalación.

Los AGVs fabricados sobre mecánica estándar mantienen el sistema de control del vehículo industrial original en el que están basados, incorporando en paralelo el control para el funcionamiento automático. De esta forma, ante anomalías de funcionamiento siempre se puede mover el AGV en modo manual como si del vehículo industrial base se tratara.

Amplia gama para infinidad de aplicaciones

Los fabricantes de vehículos industriales disponen de una amplia gama de máquinas que posibilita el movimiento de cargas con diferentes criterios:

• Movimiento de cargas a grandes alturas.
• Movimiento de cargas pesadas.
• Distintos tipos de cargas, palets, bobinas.
• Distintos tipos de manipulación, trilateral, bilateral.
• Diferentes geometrías, contrapesadas, apiladores, retráctiles, traspaletas.
• Zonas específicas, (zonas explosivas, cámaras frigoríficas).

Disponer de una gama tan grande posibilita que, en la mayoría de los casos, se encuentre la máquina idónea para la aplicación en términos de funcionalidad, consiguiéndose optimizar la relación solución técnica vs. costo. La mejora de dicha relación se enfatiza en las aplicaciones que requieren de máquinas pesadas, retráctiles, trilaterales, para las que la fabricación de una mecánica a medida sería muy elevada y necesitaría una gran inversión de tiempo.

Repuestos

Los repuestos de los vehículos industriales son muy fáciles de adquirir, y el plazo de entrega máximo de estos repuestos es de 48 horas lo que permite reducir el número de repuestos críticos en stock.

Por ley los fabricantes de máquinas deben suministrar repuestos durante un plazo de 10 años, esta obligación es asumible por parte de fabricantes de vehículos industriales con fabricaciones en grandes series y un parque amplio de máquinas, pero es más complicada y sobre todo costosa de cumplir por parte de los fabricantes de mecánicas a medida.

Plazos de entrega menores

En general el plazo de entrega de fabricación de un vehículo industrial fabricado en serie suele ser menor que el de una mecánica fabricada a medida. Por su puesto, esto depende del fabricante de los vehículos industriales y de la política de stocks del fabricante de AGV sobre mecánicas realizadas a medida.

Tipos de AGV

AGV transpaleta

Empleado para el movimiento de cargas paletizadas a ras de suelo.

AGV apilador

Empleado para el movimiento de cargas paletizadas en altura. Existen diferentes modelos en función de la carga y la altura a elevar. Además existen dos configuraciones de brazos soporte (bajo las uñas o separados) según el tipo de palet y su lado de manejo.^[1]

AGV contrapesado

Empleado para sustituir al AGV apilador en aquellas aplicaciones en que no sea posible manipular la carga correctamente a causa de los brazos soporte.^[2]

AGV retráctil

Empleado para el apilado de cargas de mucho peso y grandes alturas de elevación. ^[3]

AGV con transportador de rodillos o cadenas para carga/descarga lateral

Empleado en aquellas aplicaciones en que se requiera realizar la carga lateral de los palets, puede basarse en uno de los AGVs anteriores con un implemento que incorpora el transportador.

AGV trilateral

Empleado para el movimiento de cargas en almacenes de pasillo estrecho, solución para almacenes de media rotación.^[4]

AGV para movimiento de bobinas en horizontal

Empleado en aquellas aplicaciones en que se requiera manipular bobinas de eje horizontal, puede basarse en uno de los AGVs anteriores transformando sus horquillas para la manipulación de bobinas.

AGV para movimiento de bobinas en vertical

Empleado en aquellas aplicaciones en que se requiera manipular bobinas de eje vertical, puede basarse en uno de los AGVs anteriores equipándolo con un implemento de pinza que permita manipular las bobinas.

AGV para movimiento de varios palets en horquillas

Empleado para el movimiento de varios palets o medios palets de forma simultánea. Puede basarse en uno de los AGVs anteriores equipándolo con un sistema de horquillas que permita manipular varios palets simultáneamente.

AGV para transporte de varios palets en transportadores

Empleado para el movimiento de varios palets (el número se determina en función del peso a transportar) a cargar/descargar de forma lateral. Se basa en un AGV traspaleta o apilador (en función de la necesidad de elevación) modificado con una mecánica que incorpore varios transportadores de rodillos o cadenas.

AGV tractor

Empleado en aplicaciones de arrastre de contendores de peso superior a 1.500 Kg o muy voluminosos, se realiza sobre la base de un AGV traspaleta.

AGV para transporte de varios palets en transportadores

Empleado para el movimiento de varios palets pesados a cargar/descargar de forma lateral, se realiza una mecánica a medida con diferentes configuraciones de ruedas, en función del espacio de maniobra, que incorpora los transportadores de rodillos o cadenas.

AGV para transporte de carros contenedor en hospitales

Empleado para el movimiento de cargas a través pasillos hospitalarios y elevadores convencionales. Se realiza una mecánica a medida acorde a los carros contendor y a los espacios de maniobra.^[5]

AGV tractor (a medida)

Empleado en aplicaciones de arrastre de contendores de hasta 1.500 Kg. Muy empleados en el sector de la automoción, hospitales etc.

AGV para transporte de cargas pesadas o voluminosas

Empleado para el movimiento de cargas pesadas (varias toneladas) o muy voluminosas, se realiza una mecánica a medida con diferentes configuraciones de ruedas, en función del espacio de maniobra.

Referencias

1. ↑ "AGV apilador". Automatismos y Sistemas de Transporte Interno
2. ↑ “AGV contrapesado”. Automatismos y Sistemas de Transporte Interno
3. ↑ “AGV retráctil”. Automatismos y Sistemas de Transporte Interno
4. ↑ “AGV trilateral”. Automatismos y Sistemas de Transporte Interno
5. ↑ “AGV para hospitales”. Automatismos y Sistemas de Transporte Interno