Vehículo guiado automáticamente

Se realiza una ranura en el suelo y se coloca un cable bajo la superficie siguiendo la trayectoria que debe seguir el AGV. Este cable genera un campo magnético, que es detectado por un sensor ubicado en la parte inferior del AGV, cerca del suelo. El sensor detecta la posición relativa del campo magnético generado por la corriente en el cable. Esta información se utiliza para regular el sistema de dirección del AGV, asegurando que siga la trayectoria del cable con precisión. ^{[ 2 ]}

Se aplica una franja de material reactivo a la luz ultravioleta en el suelo. Puede ser pintura o cinta reactiva a los rayos UV. Los AGV están equipados con emisores y detectores de luz ultravioleta. El sistema de control del vehículo identifica la franja en el suelo y realiza los ajustes necesarios en la dirección del vehículo para mantenerse en la trayectoria guiada. Este método de navegación requiere menos modificaciones del entorno que la localización por cable guía. ^{[ 2 ] [ 3 ]}

La navegación de los AGV se puede lograr mediante guiado láser retrorreflectante . En este sistema, se colocan marcadores reflectantes en paredes, postes o máquinas fijas dentro del área operativa del AGV. El AGV está equipado con un escáner láser que emite haces láser para detectar estos reflectores. La posición del AGV se determina midiendo el ángulo y la distancia a los reflectores dentro de su línea de visión. Esta información se compara con un mapa almacenado de la disposición de los reflectores en la memoria del AGV, lo que permite al sistema de navegación triangular su posición actual. El AGV ajusta entonces su dirección en función de su posición relativa a la trayectoria programada definida por la disposición de los reflectores. ^{[ 2 ]}

Este método tampoco restringe necesariamente los AGV a rutas fijas; son capaces de localización y navegación en cualquier área donde sean visibles dos o tres marcadores reflectantes. ^{[ 2 ]}

• Láseres modulados: Emiten un haz de luz continuo, lo que proporciona reflejos ininterrumpidos y alta precisión. Un escáner láser bidimensional se monta en la parte superior de cada AGV, generalmente centrado a lo largo del eje de ancho del vehículo y hacia el panel de control frontal. El escáner emite luz láser modulada, girando y cubriendo un ángulo de 360° diez o más veces por segundo hasta varios cientos de pies de distancia. ^{[ 4 ] [ 5 ]}
• Láseres pulsados: Este método consiste en emitir pulsos rápidos de luz láser. Esta técnica es crucial para crear mapas 3D detallados del entorno. ^{[ 6 ] [ 7 ]}

Otra forma de guiado de AGV es la navegación inercial . Con el guiado inercial, un sistema de control informático dirige y asigna tareas a los vehículos. Se instalan transpondedores en el suelo del lugar de trabajo. El AGV utiliza estos transpondedores para verificar que se encuentra en la trayectoria correcta. Un giroscopio detecta el más mínimo cambio en la dirección del vehículo y lo corrige para mantenerlo en su ruta. El margen de error del método inercial es de ±1  pulgada. ^{[ 8 ]}

La navegación inercial puede operar en casi cualquier entorno, incluyendo pasillos estrechos o temperaturas extremas. ^{[ 9 ]} La navegación inercial puede incluir el uso de imanes incrustados en el suelo de la instalación que el vehículo puede leer y seguir. ^{[ 10 ]}

La navegación sin modificación del espacio de trabajo se denomina Navegación por Características Naturales o Navegación por Apuntado Natural. Un método utiliza uno o más sensores de medición de distancia, como un telémetro láser , así como giroscopios o unidades de medición inercial con técnicas de localización Monte Carlo/Markov para determinar su posición mientras planifica dinámicamente la ruta más corta permitida hacia su objetivo. La ventaja de estos sistemas radica en su gran flexibilidad para la entrega bajo demanda en cualquier ubicación. Pueden gestionar fallos sin interrumpir toda la operación de fabricación, ya que los AGV pueden planificar rutas alternativas alrededor del dispositivo averiado. Además, su instalación es rápida, con menor tiempo de inactividad para la fábrica. ^{[ 11 ]}

Los AGV guiados por visión se pueden instalar sin necesidad de modificar el entorno ni la infraestructura. Funcionan mediante cámaras que registran las características del recorrido, lo que permite al AGV reproducir la ruta utilizando dichas características para navegar. Los AGV guiados por visión utilizan la tecnología Evidence Grid, una aplicación de detección volumétrica probabilística, inventada y desarrollada inicialmente por el Dr. Hans Moravec en la Universidad Carnegie Mellon . La tecnología Evidence Grid utiliza probabilidades de ocupación para cada punto del espacio para compensar la incertidumbre en el rendimiento de los sensores y en el entorno. Los sensores de navegación principales son cámaras estéreo especialmente diseñadas. El AGV guiado por visión utiliza imágenes de 360 ​​grados para crear un mapa 3D , lo que le permite seguir una ruta predefinida sin asistencia humana ni la adición de características especiales, puntos de referencia o sistemas de posicionamiento .

Un vehículo guiado automáticamente (AGV) reconoce su entorno para determinar su ubicación. Sin necesidad de infraestructura, la carretilla elevadora equipada con tecnología de geoguiado detecta e identifica columnas, estanterías y paredes dentro del almacén. Utilizando estas referencias fijas, puede posicionarse en tiempo real y determinar su ruta. No existen limitaciones en cuanto a la distancia que puede cubrir para recoger o entregar mercancías. Las rutas son infinitamente modificables.

El modo de selección de frecuencia basa su decisión en las frecuencias emitidas desde el suelo. Cuando un vehículo guiado automáticamente (AGV) se aproxima a un punto del cable que se bifurca, detecta las dos frecuencias y, mediante una tabla almacenada en su memoria, decide la mejor ruta. Las diferentes frecuencias solo son necesarias en el punto de decisión para el AGV. Después de este punto, las frecuencias pueden volver a una señal fija. Este método no es fácilmente ampliable y requiere cortes adicionales, lo que encarece el proceso.

Un AGV que utiliza el modo de selección de ruta elige una ruta basándose en rutas preprogramadas. Utiliza las mediciones de los sensores y las compara con los valores proporcionados por los programadores. Cuando un AGV se acerca a un punto de decisión, solo tiene que decidir si seguir la ruta 1, 2, 3, etc. Esta decisión es bastante sencilla, ya que conoce su ruta gracias a su programación. Este método puede aumentar el coste de un AGV, ya que requiere un equipo de programadores para programarlo con las rutas correctas y modificarlas cuando sea necesario. Este método es fácil de modificar y configurar.

La cinta magnética se coloca sobre la superficie del suelo o se entierra en un canal de 10 mm; no solo proporciona la ruta que debe seguir el vehículo guiado automáticamente (AGV), sino que también tiras de la cinta, dispuestas junto a la vía en diferentes combinaciones de polaridad, secuencia y distancia, le indican al AGV que cambie de carril, acelere, frene y se detenga.

El control de zonas es el preferido en la mayoría de los entornos porque es sencillo de instalar y fácil de ampliar. ^{[ 8 ]} El control de zonas utiliza un transmisor inalámbrico para enviar una señal en un área fija. Cada AGV contiene un dispositivo sensor para recibir esta señal y retransmitirla al transmisor. Si el área está libre, la señal se establece en "libre", permitiendo que cualquier AGV entre y la atraviese. Cuando un AGV se encuentra en el área, se envía la señal de "alto" y todos los AGV que intentan entrar en el área se detienen y esperan su turno. Una vez que el AGV en la zona ha salido de la zona, se envía la señal de "libre" a uno de los AGV que esperan. Otra forma de configurar la gestión del tráfico de control de zonas es equipar a cada robot individual con su propio transmisor/receptor pequeño. El AGV individual entonces envía su propio mensaje de "no entrar" a todos los AGV que se acercan demasiado a su zona en el área. Un problema con este método es que si una zona falla, todos los AGV corren el riesgo de colisionar con cualquier otro AGV. El control por zonas es una forma rentable de controlar el AGV en un área determinada.

El control de detección frontal utiliza sensores de evitación de colisiones para evitar colisiones con otros AGV en el área. Estos sensores incluyen: sónicos, que funcionan como radar ; ópticos, que utilizan un sensor infrarrojo ; y de parachoques, un sensor de contacto físico. La mayoría de los AGV están equipados con algún tipo de sensor de parachoques como medida de seguridad. Los sensores sónicos envían un "chirrido" o señal de alta frecuencia y luego esperan una respuesta del contorno de la respuesta, el AGV puede determinar si hay un objeto delante de él y tomar las acciones necesarias para evitar la colisión. ^{[ 14 ]} El óptico utiliza un transmisor/receptor infrarrojo y envía una señal infrarroja que luego se refleja; funciona con un concepto similar al del sensor sónico. Los problemas con estos son que solo pueden proteger al AGV desde un número limitado de lados. También son relativamente difíciles de instalar y operar.

El control combinado utiliza sensores de prevención de colisiones y sensores de control de zona. La combinación de ambos ayuda a prevenir colisiones en cualquier situación. Para el funcionamiento normal, el control de zona se utiliza junto con el sistema de prevención de colisiones como medida de seguridad. Por ejemplo, si el sistema de control de zona falla, el sistema de prevención de colisiones evitaría que el vehículo guiado automáticamente (AGV) colisionara.

Los AGV se utilizan habitualmente para transportar materias primas como papel, acero, caucho, metal y plástico. Esto incluye el transporte de materiales desde la recepción hasta el almacén y la entrega de materiales directamente a las líneas de producción. ^{[ 17 ]}

El movimiento de productos en proceso es una de las primeras aplicaciones en las que se utilizaron vehículos guiados automáticamente (AGV), e incluye el movimiento repetitivo de materiales a lo largo del proceso de fabricación. Los AGV se pueden utilizar para trasladar material desde el almacén a las líneas de producción/procesamiento o de un proceso a otro. ^{[ 18 ]}

La manipulación de palés es una aplicación muy popular para los AGV, ya que el movimiento repetitivo de palés es muy común en las instalaciones de fabricación y distribución. Los AGV pueden mover palés desde el paletizador hasta el área de envoltura con film estirable, al almacén o a los muelles de envío de salida ^{[ 19 ] [ 20 ].}

El traslado de productos terminados desde la fabricación hasta el almacenamiento o el envío es el último movimiento de los materiales antes de su entrega a los clientes. Estos movimientos a menudo requieren una manipulación muy cuidadosa de los materiales, ya que los productos están completos y son susceptibles de sufrir daños por una manipulación brusca. Debido a que los AGV operan con navegación, aceleración y desaceleración controladas con precisión, se minimiza el potencial de daños, lo que los convierte en una excelente opción para este tipo de aplicación.

La carga automática de remolques es una aplicación relativamente nueva para los vehículos guiados automáticamente (AGV) y cada vez más popular. Los AGV se utilizan para transportar y cargar palés de productos terminados directamente en remolques estándar de carretera sin necesidad de equipos de muelle especiales. Los AGV pueden recoger palés de cintas transportadoras, estanterías o zonas de preparación y depositarlos en el remolque siguiendo el patrón de carga especificado. ^{[ 21 ]} Algunos AGV de carga automática de remolques utilizan el sistema de orientación natural para visualizar las paredes del remolque y navegar. Este tipo de AGV ATL pueden ser vehículos totalmente autónomos o híbridos. ^{[ 22 ]}

Los AGV se utilizan para transportar rollos en muchos tipos de plantas, incluyendo fábricas de papel, convertidoras, imprentas, periódicos, acerías y fabricantes de plásticos. Los AGV pueden almacenar y apilar rollos en el suelo, en estanterías, e incluso cargar automáticamente las imprentas con rollos de papel. ^{[ 23 ]}

Los AGV se utilizan para mover contenedores marítimos en algunas terminales portuarias. Los principales beneficios son la reducción de los costos laborales y un rendimiento más fiable (menos variable). Este uso de AGV se inició en 1993 en el Puerto de Rotterdam, en los Países Bajos . Para 2014, existían 20 terminales portuarias de contenedores automatizadas o semiautomatizadas en todo el mundo que utilizaban vehículos guiados automáticamente (AGV) y/o grúas de apilamiento automatizadas. ^{[ 24 ]} Los AGV originales utilizaban diésel con accionamiento hidráulico o eléctrico. Sin embargo, cada vez más AGV utilizan baterías y un sistema automatizado de intercambio de baterías , lo que reduce las emisiones y los costos de repostaje, pero su precio de compra es mayor y su autonomía es menor. ^{[ 25 ]}

Los vehículos guiados automáticamente (AGV) son un método preferido para el transporte de materiales en la industria farmacéutica. Dado que un sistema AGV registra todos los movimientos que realizan los vehículos, facilita la validación de procesos y el cumplimiento de las buenas prácticas de fabricación actuales (cGMP).

Los vehículos guiados automáticamente (AGV) entregan materias primas, trasladan materiales a almacenes de curado y proporcionan transporte a otras células y estaciones de procesamiento. Entre las industrias más comunes se incluyen la del caucho, los plásticos y los productos químicos especializados .

Los vehículos guiados automáticamente (AGV) se utilizan con frecuencia en la fabricación general de productos. Normalmente, se les puede encontrar transportando materias primas, productos en proceso, productos terminados, materiales de desecho y materiales de embalaje.

Las instalaciones de AGV se encuentran en plantas de estampado, plantas de sistemas de propulsión (motores y transmisiones) y plantas de ensamblaje, donde se utilizan para el suministro de materias primas, el transporte de productos en proceso y el traslado de productos terminados. Los AGV también se emplean para el suministro de herramientas especializadas que requieren ser reemplazadas.

Los vehículos guiados automáticamente (AGV) pueden mover rollos de papel, paletas y contenedores de residuos para proporcionar todo el movimiento rutinario de materiales en la producción y el almacenamiento (guardado/recuperación) de papel, periódicos, materiales de impresión, cartón ondulado, conversión y película plástica.

Los vehículos guiados automáticamente (AGV) se pueden utilizar para el transporte de materiales en el procesamiento de alimentos (como la carga de alimentos o bandejas en esterilizadores) y al final de la línea de producción, conectando la paletizadora, la envolvedora de film estirable y el almacén. Los AGV pueden cargar remolques estándar de carretera con productos terminados y descargarlos para suministrar materias primas o materiales de embalaje a la planta. Además, pueden almacenar y recuperar palés en el almacén.

Los vehículos guiados automáticamente (AGV) son cada vez más populares en el sector sanitario para un transporte eficiente, y están programados para integrarse completamente y operar automáticamente puertas, ascensores, lavadoras de carros, volquetes de basura, etc. Los AGV suelen transportar ropa de cama, basura, residuos médicos regulados , comidas de pacientes, bandejas de comida sucias y carros de instrumental quirúrgico.

Los AGV utilizados en almacenes y centros de distribución mueven lógicamente las cargas dentro de los almacenes y las preparan para el envío/carga o recepción, o las trasladan desde una cinta transportadora de inducción a ubicaciones de almacenamiento lógicas dentro del almacén. A menudo, este tipo de uso se complementa con un software de gestión de almacenes personalizado. ^{[ 26 ]} Para evitar daños a mercancías frágiles, los AGV son la opción preferida en almacenes que manipulan artículos frágiles, ya que reducen los errores humanos prácticamente a cero. Los almacenes con mercancías peligrosas han adoptado principalmente esta tecnología, ya que pueden operar en condiciones extremas, como al pasar por congeladores. ^{[ 27 ]}

Un vehículo guiado automáticamente (AGV) es un robot móvil que se utiliza para transportar mercancías en un almacén o centro de distribución, sin la intervención de operadores humanos. Los AGV se han utilizado ampliamente en empresas de logística y plataformas B2B globales para mejorar la eficiencia en operaciones de alto volumen ^{[ 28 ]} .

Con los modelos “de mercancía a persona”, se pueden desplegar grandes flotas de AGV en parques logísticos inteligentes en las principales plataformas para clasificar, recoger y mover paquetes, lejos de los humanos que normalmente realizan estas tareas esenciales ^{[ 29 ]} . Los AGV se han implementado en muchos centros de cumplimiento de logística y entrega B2B para optimizar la preparación de pedidos y reducir el tiempo de desplazamiento de los recolectores. Los AGV se utilizan para aportar agilidad a un centro de distribución en lo que respecta a la manipulación de palés, el control de existencias y los procesos automatizados ^{[ 30 ]} .

La escasez de mano de obra, el aumento de la demanda del comercio electrónico y la escalabilidad 24/7 son factores clave identificados; esto convierte a los AGV en un multiplicador de la fuerza laboral, ya que reducen la manipulación manual en el lugar de trabajo, disminuyendo así las tasas de error, aumentando el rendimiento y mejorando la seguridad ^{[ 31 ]} . También están diseñados para integrarse con los sistemas de gestión de almacenes (WMS) para facilitar la coordinación fluida del movimiento de mercancías desde el almacén y ayudar a reducir los plazos de entrega y proporcionar un sistema de cumplimiento omnicanal ^{[ 32 ].}

Los análisis de mercado pronostican un sólido crecimiento en los sectores de logística y almacenamiento debido a las tendencias y proyectos de automatización e industria ^{[ 33 ]} . Si bien existen costos iniciales y desafíos de integración con el uso de AGV, los beneficios de estos sistemas tienen impactos positivos cuantificables en términos de mayor productividad, reducción de costos operativos y flexibilidad operativa en entornos de trabajo dinámicos. El sistema AGV permite a las plataformas logísticas y B2B globales garantizar y contar con almacenes eficientes y resilientes que satisfagan los requisitos actuales de la cadena de suministro.

En los últimos años, la industria de los parques temáticos ha comenzado a utilizar AGV para las atracciones. Uno de los primeros sistemas de atracciones con AGV fue el de Universe of Energy en Epcot , inaugurado en 1982. La atracción utilizaba navegación por cable para conducir el "Teatro Viajero" a través del recorrido. Muchas atracciones utilizan navegación por cable, especialmente cuando los empleados deben caminar con frecuencia por el recorrido, como en (la atracción ahora cerrada) The Great Movie Ride en Disney's Hollywood Studios . ^{[ 34 ]} Otra atracción en Hollywood Studios que utiliza navegación por cable es The Twilight Zone Tower of Terror , una combinación de torre de caída libre y atracción oscura . Las cabinas del ascensor son AGV que se bloquean en su lugar dentro de cabinas de movimiento vertical separadas para moverse verticalmente. Cuando llega a un piso que requiere movimiento horizontal, el AGV se desbloquea de la cabina vertical y sale del ascensor por sí mismo. ^{[ 35 ]}

Una tendencia reciente en los parques temáticos es el sistema de atracciones sin raíles, vehículos guiados automáticamente (AGV) que utilizan LPS , Wi-Fi o RFID para desplazarse. La ventaja de este sistema es que la atracción puede realizar movimientos aparentemente aleatorios, ofreciendo una experiencia diferente en cada recorrido.

La tecnología de intercambio de baterías ^{[ 36 ]} requiere que un operador retire manualmente la batería descargada del AGV y coloque una batería completamente cargada en su lugar después de aproximadamente 8 a 12 horas (aproximadamente un turno) de funcionamiento. Se requieren de 5 a 10 minutos para realizar esta operación con cada AGV de la flota.

La carga automática y por oportunidad de la batería ^{[ 36 ]} permite un funcionamiento continuo. En promedio, un AGV se carga durante 12 minutos cada hora con la carga automática, sin necesidad de intervención manual. Si se aprovecha la oportunidad, el AGV recibirá carga siempre que se presente. Cuando la batería alcanza un nivel predeterminado, el AGV finaliza su tarea actual antes de dirigirse a la estación de carga.

El cambio automático de baterías es una alternativa al cambio manual. Puede requerir la incorporación de un sistema de automatización adicional, un cambiador automático de baterías, al sistema AGV. Los AGV se acercan a la estación de cambio de baterías, donde sus baterías se reemplazan automáticamente por baterías completamente cargadas. El cambiador automático coloca las baterías extraídas en una ranura de carga para su recarga automática. El cambiador automático realiza un seguimiento de las baterías en el sistema y las extrae únicamente cuando están completamente cargadas.

Otras versiones del sistema de intercambio automático de baterías permiten que los vehículos guiados automáticamente (AGV) intercambien las baterías entre sí.

Si bien un sistema de intercambio de baterías reduce la mano de obra necesaria para cambiarlas, los recientes avances en la tecnología de carga de baterías permiten cargarlas de forma más rápida y eficiente, eliminando potencialmente la necesidad de cambiarlas.