Liderando el camino: Avances innovadores en vehículos guiados automatizados (AGV)

De la impronta animal a la navegación autónoma industrial

Konrad Lorenz ganó el Premio Nobel de Fisiología y Medicina en 1973 por sus experimentos con comportamiento animal. Lorenz descubrió el principio de impronta, donde se forma un vínculo entre un animal recién nacido y un cuidador. Este es el mecanismo donde un estímulo auditivo o visual se usa para inducir a las crías a seguir a sus padres. En la industria, los vehículos guiados automatizados (AGV) usan estímulos ambientales para seguir una ruta específica.

Aquí, Jonathan Wilkins, director de marketing de proveedor de piezas industriales obsoletas, EU Automation, discute cómo los vehículos guiados automatizados han avanzado de simples manipuladores de materiales a robots autónomos inteligentes.

Los vehículos guiados automatizados son robots móviles que siguen marcadores o señales durante la navegación. El primer AGV se introdujo en los años 1950 por Barrett Electronics, y realizaba una simple acción de remolque, con su posición guiada por un cable en el suelo. Desde los años 1950, el mercado ha aumentado rápidamente y los AGV se usan en numerosos sectores industriales.

¿Por qué AGV?

Los vehículos guiados automatizados se usan predominantemente para propósitos de manipulación de materiales. Esto puede incluir una gama de tareas desde entrega a tiempo de partes a la línea de producción, hasta tránsito las 24 horas. Si el vehículo está equipado con un mecanismo de sujeción, fijación de accesorios y accesorios de herramientas, puede realizar una gama de funciones.

Dependiendo de la aplicación y requisitos, los AGV pueden funcionar de forma aislada o en flotas. Esto hace que el uso de AGV sea escalable según la necesidad, para que un gerente de planta pueda tomar una decisión específica sobre el número de vehículos en una instalación.

Los AGV pueden equiparse con sensores para trazabilidad, para que el gerente de planta pueda monitorear la posición de cada vehículo individual y así rastrear el movimiento de materiales alrededor de una instalación. Recogida, tránsito y entrega de artículos pueden tener marca de tiempo como parte de este proceso para mejorar aún más el rastreo. Esta información puede integrarse en los sistemas de planificación de recursos empresariales (ERP) o planificación de recursos de materiales (MRP) de la empresa.

Dependiendo de la aplicación, hay diferentes métodos de navegación de vehículos. Un gerente de planta puede optar por un sistema muy simple, similar a los primeros AGV, o puede elegir métodos de navegación más avanzados.

Navegación

Los primeros AGV eran guiados alrededor de la fábrica por un método por cable. Para navegar de esta manera, un cable se incrusta en una ranura en el suelo y transmite una señal de radio, que puede ser detectada por un sensor en el AGV. El AGV es entonces guiado alrededor de la instalación siguiendo el cable. Aunque esta técnica de navegación aún se usa hoy, hay una variedad de otros métodos para que los gerentes de planta elijan.

Algunos AGV usan cinta guía que es magnética o de color para navegar. Sensores en los AGV detectan la cinta y esto se usa para guiar el vehículo. La cinta guía también se usa en navegación por objetivo láser, donde cinta reflectante se monta en paredes, postes o máquinas y el AGV calcula distancia usando un transmisor y receptor láser. Esto tiene una ventaja sobre el método por cable, porque es más fácil cambiar la ruta del vehículo ya que el proceso de reubicar la cinta es más sencillo.

En navegación inercial, puntos de referencia se incrustan en el suelo de la fábrica en coordenadas x,y. El AGV usa información de un sensor, un giroscopio y un codificador de rueda para determinar la ubicación. Los cambios pueden hacerse en la ruta simplemente alterando los puntos de referencia, haciendo este método más flexible. Sin embargo, aún se requiere algún cambio en la infraestructura de fábrica, y el vehículo no puede tomar decisiones de planificación de ruta independientes.

El siguiente paso desde la navegación inercial es navegación de ruta abierta – esto significa que el vehículo puede moverse independientemente de un lugar a otro, moviéndose de un vehículo guiado a un vehículo autónomo.

De guiado a autónomo

Los AGV tradicionales realizan movimientos definidos y preprogramados alrededor de una instalación. Esto significa que hay alguna dificultad para cambiar la ruta del vehículo una vez que la infraestructura específica está en su lugar. Recientemente, se han introducido vehículos más flexibles e inteligentes, que son capaces de tomar decisiones en situaciones que no han encontrado antes.

Esta nueva raza de vehículo puede superar uno de los problemas clave para los AGV – encontrar algo inesperado. En un entorno cambiante, un vehículo autónomo puede ser un mejor ajuste. Este tipo de vehículo opera independientemente de un conductor o una entrada preprogramada fija que controle directamente la dirección, aceleración o frenado. La percepción y algoritmos de navegación basados en láser pueden usarse para navegar dinámicamente alrededor de una fábrica.

Un controlador lógico programable (PLC) a bordo puede integrarse para reducir errores y tomar decisiones. Al conectarse al sistema de control central, el vehículo puede analizar la fiabilidad y eficiencia de sus rutas y adaptarlas en consecuencia. El vehículo puede usar aprendizaje automático para ser más eficiente en nuevas situaciones.

Los vehículos autónomos pueden usar una computadora a bordo y mayor número de sensores para completar tareas más complejas, incluyendo toma de decisiones. Métodos de navegación independientes e inteligentes pueden incluso significar que el gerente de planta no necesite modificar el entorno o infraestructura de fábrica. Una tal técnica de navegación es guía por características naturales, donde el vehículo puede grabar y almacenar imágenes y calcular su posición en relación con características existentes.

Un ejemplo de AGV autónomo es OTTO de Clearpath Robotics, un vehículo autónomo que puede mover hasta 3.300 libras a 4,5 mph. OTTO puede adaptarse para tomar la mejor ruta, evitando colisiones mientras se mueve.

Los vehículos también pueden usar sistemas de guía basados en visión, usando cámaras para actuar como ojos. Un beneficio adicional de esto es que los gerentes de planta obtienen una vista virtual 3D del entorno en el que el equipo está operando. Esto significa que si el AGV encuentra algo no planificado o inusual, el operador puede encontrar fácilmente la explicación y corregirlo.

A medida que más fábricas se actualizan y se construyen nuevas instalaciones, los AGV en avance probarán ser un componente central de la fábrica inteligente. Con tecnología de sensores mejorada y autonomía creciente, los AGV se están volviendo más inteligentes y dinámicos, moviéndose de vehículos guiados siguiendo una ruta establecida, a tomadores de decisiones independientes autónomos – muy parecido a los animales de Konrad mientras crecen.