SISTEME DE VEHICULE GHIDATE AUTOMAT (AGVS)

Sisteme de vehicule ghidate automat (AGVS)

Consideratii generale

Facilitatea AGVS (Automated Guided Vehicle System) realizeaza transportul uzinal intern (logistica interioara), in mod automat.

Se intelege prin transport uzinal intern ('transfer lung'), deplasarea materialelor (obiectelor) intre depozite si sisteme de fabricatie, in ambele sensuri.

In interiorul sistemelor de fabricatie flexibila deplasarea materialelor se realizeaza de catre subsistemele de manipulare, deci cu IA / E si roboti industriali ('tranfer scurt').

Deplasarea materialelor intre depozit si sistemul de fabricatie si invers, respectiv intre doua sisteme de fabricatie oarecare diferite, se realizeaza in conditiile unui sistem de productie "clasic" folosindu-se camioane, electrocare, carucioare , vagoane, electro- si / sau moto-stivuitoare, etc.

In conditiile unui proces de productie automat, deplasarile materialelor (obiectelor) intre diferitele componente ale sistemului de productie se realizeaza cu ajutorul sistemului de vehicule ghidate automat.

Componentele sistemului de vehicule ghidate automat sunt: vehicule, dispozitive de ghidare a vehiculelor, statii de incarcare / descarcare, statii de schimb de informatii si sistemul de comanda AGVS. Vehiculele AGVS mai poarta si numele de robocare.

Dispozitive speciale asigura legatura dintre sistemul de vehicule ghidate automat si restul hipersistemului CIM: porti automate sau perdele - care obtureaza usile prin care circula vehiculele, ascensoare automate - care permit deplasarea acestora de la un nivel la altul, poduri - care permit intersectia unor fluxuri.

Avantajele sistemelor de vehicule ghidate automat sunt:

> - utilizarea unui astfel de sistem economiseste manopera: operatorii umani nu participa la transportul uzinal intern, ceea ce conduce la cresterea productivitatii;

> - ridicarea nivelului calitativ al produselor: obiectele transportate in mod automat sunt mai putin expuse deteriorarilor decat in cazul transportarii manuale (operatorii umani folositi in acest scop sunt de obicei necalificati);

> - se realizeaza economie de spatiu: transferul lung realizat de AGVS fiind continuu, nu este nevoie de spatiu de depozitare intermediar, unde sa se creeze stocuri de rezerva pentru desfasurarea activitatii de fabricatie intre doua transporturi, asa cum se procedeaza la un sistem clasic de transport intern;

> - conceptia lui permite adaptarea usoara a sistemului la cerintele de modificare ale celorlalte componente CIM in sensul, ca traseele pe care circula vehiculele ghidate automat sunt de regula usor schimbabile;

> - sistemul realizeaza o integrare a componentelor sistemului de productie din punctul de vedere al fluxului de materiale, intarind caracterul unitar de cuprindere a componentelor pe

care le leaga intr-un singur sistem;

> - sistemul permite o evidenta foarte clara a tuturor materialelor care se misca in cadrul hipersistemului CIM la un moment dat (in mod similar ca si ASRS);

> - faciliteaza realizarea fabricatiei in 'camere curate'.

Procesele de fabricare a componentelor electronice, vopsirea automobilelor cu pretentii de calitate ridicate si alte procese de fabricatie in cadrul carora se pun conditii deosebite privind puritatea materialelor sau ale calitatii suprafetelor obiectelor, trebuie efectuate in asa numitele "camere curate". In aceste camere se realizeaza o atmosfera controlata pentru ca numarul particulelor de praf aflate in unitatea de volum sa nu depaseasca limitele de valori prevazute in norme.

Pentru asigurarea conditiilor de camera curata se impune excluderea sau limitarea accesului emitatorilor de particule aflate in camera. In acest scop se iau masuri pentru ca utilajele care functioneaza sa nu polueze cu particule (spre exemplu, din cauza uzurii abrazive in lagare si ghidaje). Se limiteaza deasemenea circulatia operatorilor umani.

Aducerea materialelor si semifabricatelor, respectiv evacuarea produsului finit in / din asemenea camere trebuie sa respecte la randul lor conditiile de camera curata. Vehiculele AGVS se construiesc protejate astfel, ca sa asigure si ele respectarea conditiilor cerute in camera curata.

Dezavantajele sistemelor de vehicule ghidate automat sunt:

> - costuri mari;

> - apar probleme tehnice dificil de solutionat in functionarea vehiculelor in afara cladirilor (vehiculele nu functioneaza in conditii de temperaturi mai joase de -40 ⁰C), sau la trecerea dintr-o hala in alta;

> - terenul pe care circula vehiculele (pardoselile halelor, caile de acces exterioare) trebuie sa aibe o anumita calitate a suprafetei, sa nu prezinte gropi, denivelari etc., sa nu aibe pante mai mari de 10% si sa nu existe obstacole pe trasee;

> - daca nu exista o disciplina tehnologica suficient de ridicata, exista pericolul transformarii vehiculelor in depozite: in loc sa circule, ele devin niste mese stationare, incarcate fiind cu piese.

Vehicule utilizate in cadrul AGVS

Vehiculele utilizate in cadrul AGVS sunt de doua categorii: pe roti, respectiv pe perna de aer si roti. Vehiculele pe roti pot circula liber sau ghidate de cai de rulare (sine), pe sol sau suspendate.

Vehicule pe roti circuland pe sol

Un vehicul pe roti cu circulatie pe sol contine: corpul (sasiul) vehiculului, aparatul de rulare (roti), sistemul de actionare a rotilor motoare (de obicei contine un motor de curent continuu si transmisie mecanica).

Energia necesara deplasarii este furnizata de acumulatori imbarcati pe vehicul. Un astfel de vehicul aseamana de un electrocar, dar nu are operator uman. Un mecanism de directie comandat automat dirijeaza vehiculul in locul operatorului uman, iar pentru asigurarea circulatiei vehiculelor pe anumite trasee, AGVS contine un sistem de ghidare.

Comanda vehiculului se realizeaza cu ajutorul unui calculator imbarcat, care realizeaza schimb de informatii cu sistemul de comanda al AGVS. Pentru sesizarea particularitatilor mediului in care se deplaseaza, vehiculul este inzestrat cu senzori de proximitate dispuse si frontal si lateral. In unele cazuri vehiculele sunt prevazute si cu senzor video.

In cazul in care vehiculul intra in coliziune cu un obstacol, tampoanele frontale cu care este prevazut functioneaza ca niste senzori tactili cu rol de intrerupator de avarie.

Corpul vehiculului este prevazuta cu o platforma pentru depozitarea obiectelor de transportat.

In Fig. 12.1 este reprezentat un vehicul simplu. Vehiculul poate fi inzestrat cu dispozitive avand furci stivuitoare (frontale sau laterale), care permit ridicarea si coborarea obiectelor pe / de pe platforma (Fig. 12.2).

Vehiculele sunt prevazute cu module de comunicatii cu sistemul de comanda central si cu un semnalizator optico-acustic (girofar si hupa de semnalizare acustica).

Fiecare vehicul trebuie sa contina unul sau mai multe intrerupatoare de avarie cu posibilitate de actionare la nevoie manual, de catre operatori umani.

Bateria de acumulatoare - sursa de energie proprie a vehiculului - trebuie sa fie reincarcata din cand in cand.

Inlocuirea acumulatoarelor epuizate cu acumulatoare incarcate se realizeaza in posturile de schimbare, manual, mecanizat sau automat.

In ultimul caz se utilizeaza senzori montati pe vehicul, care monitorizeaza nivelul de incarcare a fiecarui acumulator si in momentul cand aceasta incarcare depaseste un prag inferior, programul de functionare al sistemului prevede ca vehiculul respectiv sa paraseasca circuitul de lucru si sa se pozitioneze intr-un post de incarcare. In acest post se realizeaza legatura bateriei cu sursa de energie, prin intermediul unui catarg, a unei sine sau a unui conductor racordate la priza.

Vehiculul se cupleaza automat cu sursa in timpul incarcarii, in decursul careia se controleaza nivelul de incarcare a acumulatorului si in momentul cand acesta a depasit nivelul necesar, alimentarea se decupleaza in mod automat iar vehiculul se incadreaza din nou in circuitul de lucru.

Directionarea vehiculelor se realizeaza prin intermediul rotii de directionare, care se roteste in jurul unei axe perpendiculare pe axa de rotatie proprie. Miscarea de directionare este actionata de un aparat de directionare.

Aparatul de directionare este constituit dintr-un mecanism si o transmisie mecanica cu reductor si transmisie prin curea (Fig. 12.3), actionat de un motor electric de curent continuu. Motorul MCC primeste comanda de pornire intr-un sens, transmisia mecanica pune in miscare saiba condusa impreuna cu furca in care este articulat axul rotii de directie, imprimand acesteea directia de deplasare dorita.

Dispunerea rotilor de directionare pe vehicule se poate face in mai multe moduri.

In fig.12.4. se prezinta variante constructive cu una (tricicleta) si cu doua roti de directionare independente (dubla tricicleta).

Daca se prelungesc directiile axelor rotilor de directionare RD si a celor purtatoare RP, ele se intersecteaza in punctul I - centrul instantaneu de rotatie al vehiculului in planul de deplasare.

Fig. 12.4 Dispunerea rotilor de directionare la variantele 'tricicleta' si 'dublu tricicleta'

Asa cum se observa din figura, la solutia "dubla tricicleta" centrul instantaneu de rotatie se gaseste mai aproape de axa longitudinala a vehiculului cu distanta , decat la solutia "tricicleta" daca cele doua solutii au aceeasi lungime de sprijin L. Rezulta, ca vehiculul realizat in varianta 'dublu tricicleta' se poate inscrie in curbe de raze mai mici decat "tricicleta" simpla. In cazul solutiei "dublu tricicleta" unghiurile j formate de cele doua axe ale rotilor de directionare cu axa de simetrie transversala a vehiculului trebuie sa fie egale, pentru ca altfel vehiculul va aluneca, directionandu-se imprecis.

O alta modalitate de directionare este aratata in Fig.12.5.

Vehiculul se sprijina pe sol prin intermediul unor bile. La varianta redata in Fig. 12.5-a, directionarea se realizeaza prin antrenarea a doua roti in sensuri contrare, cand vehiculul se inscrie in curba. Vehiculul prezentat in Fig. 12.5-b poate sa se deplaseze pe doua directii perpendiculare, daca una dintre perechile de roti este actionata iar cealalta pereche este ridicata, sau se incadreaza in curba daca se actioneaza ambele perechi de roti cu viteze unghiulare variabile in timp.

Fig. 12.5 Posibilitati de directionare prin actionarea rotilor cu viteze unghiulare diferite

Exista si posibilitatea directionarii vehiculului cu ajutorul unui mecanism de directionare similar celui utilizat la automobile (Fig. 12.6).

Vehiculul are in acest caz doua roti antrenate purtatoare si doua roti de directionare cuplate cu ajutorul unui mecanism cu bare, care asigura ca axele lor sa treaca pentru toate pozitiile posibile prin acelasi centru instantaneu de rotatie I, care se gaseste pe prelungirea directiei axelor rotilor purtatoare din spate.

Avantajele vehiculelor pe roti circuland pe sol sunt:

> - aparatul de rulare si cel de directionare sunt simple;

> - un sistem de asemenea vehicule are o mare flexibilitate, caci pe sol vehiculul se deplaseaza acolo unde il ghideaza sistemul de ghidare.

Dezavantajele vehiculelor pe roti circuland pe sol sunt:

> - costa mult, (un vehicul costa intre 75.000 si 100.000 USD);

> - sunt relativ lente , (viteza lor poate ajunge pana la 4 - 6 km / ora, deci comparabila cu viteza de deplasare a unui pieton;

> - ocupa spatiu la sol.

Ultimul dezavantaj se elimina in cazul vehiculelor pe roti care circula suspendate.

Vehicule pe roti circuland suspendate

Vehiculele suspendate nu mai sunt "libere" ca cele de pe sol, pentru ca ele circula pe sine (Fig.12.7). Sinele sunt suspendate si au o constructie relativ simpla, fiind confectionate din diferite laminate profilate, inclusiv tevi.

Dintre roti una este motoare, fiind actionata de un motor de curent continuu printr-o transmisie mecanica, iar celelalte sunt libere (roti de ghidare). Un cadru (sasiu) poarta lagarele, axele rotilor aparatului de rulare, sistemul de comanda SC, si un dispozitiv pentru sustinerea sarcinii sub forma de platforma. Pe legaturile dintre sine se monteaza niste conductori prin intermediul carora se face alimentarea cu energie a motorului (in cazul in care vehiculul nu poarta baterii acumulatoare) si schimbul informational.

Avantajele sistemelor de vehicule cu roti circuland suspendate sunt:

> - nu au nevoie de spatiu la sol;

> - schimbul informational este realizabil simplu (datorita conductorilor);

> - ghidarea este simpla pentru ca se realizeaza pe sina (pasiv);

> - viteza vehiculelor suspendate este mai mare decat in cazul vehiculelor circuland pe sol

(ea poate ajunge la valoarea de 10 km / ora);

> - mersul vehiculelor este silentios;

> - costul vehiculelor este mai redus decat cel al vehiculelor circuland pe sol (este cuprins intre 3000 - 10000 USD / buc).

Dezavantajele vehiculelor cu roti care circula suspendate constau in faptul ca:

> - sistemul nu mai este asa de flexibil pentru ca deplasarea vehiculelor este impusa de traseul retelei de sine;

> - s-a aratat ca vehiculul este ieftin, in schimb calea de rulare este scumpa din cauza macazelor, (un asemenea macaz costa de 5 -10 ori mai mult decat vehiculul propriu zis).

ETV (Electric Track Vehicle)

Este o combinatie intre cele doua tipuri de vehicule prezentate mai sus.

ETV ruleaza pe sine, intre care este dispusa o cremaliera. Cremaliera angreneaza cu un pinion actionat de un motor imbarcat pe vehicul, prin intermediul unei transmisii mecanice. Obiectele de transportat sunt introduse intr-un cos solidar cu sasiul vehiculului (Fig. 12.8).

Sistemul este utilizat pentru transportul de piese de dimensiuni mici si usoare (sarcina utila este cuprinsa intre 9 - 27 kg). Faptul ca vehiculul este actionat cu un mecanism pinion - cremaliera, permite ca el sa functioneze atat pe sol, cat si suspendat. Trecerile de pe portiunile de linie la sol la portiunile de linie suspendata se pot face prin rampe cu inclinari mici. La limita vehiculul poate sa se ridice si pe directie verticala, in care caz cosul trebuie sa fie inchis (ca sa nu cada piesele din el).

Avantajele vehiculelor ETV sunt:

> - ele au o flexibilitate de utilizare mare, caci pot circula pe sol, suspendate si pot trece de la un nivel la altul, de altitudini diferite;

> - circula cu viteze mari (pana la 15 km / ora).

Dezavantajul principal al sistemelor cu vehicule ETV consta in faptul, ca flexibilitatea lor este mai redusa decat in cazul vehiculelor circuland pe sol, deoarece traseul acestor vehicule este legat de calea de rulare.

Vehicule pe roti si pe perna de aer, circuland pe sol

In ultimul deceniu s-au dezvoltat AGVS cu vehicule pe perna de aer si roti. La un asemenea vehicul sasiul impreuna cu sarcina purtata nu se sprijina direct pe sol, ci prin intermediul asa ziselor perne de aer.

In Fig.12.9 se prezinta schematic constructia unui robocar pe perna de aer.

In niste cavitati practicate in partea inferioara a corpului vehiculului se gasesc pernele de aer PA1 si PA2 confectionate din cauciuc sau alt material deformabil solidarizate in partea lor superioara cu sasiul. Aerul comprimat patrunde in perne prin orificiile O₁ si O₂ practicate in sasiu. Astfel, pernele se umfla, ridicand sasiul. In acelasi timp, prin orificiul central O_S aerul comprimat patrunde si in volumul V, cuprins intre perne, partea inferioara a sasiului, si sol, apoi se scurge intre perne si sol, formand un film subtire de aer intre acestia (de grosime de fractiuni de milimetri).

Vehiculul este alimentat cu aer comprimat prin intermediul unui furtun.

Datorita filmului de aer nu mai exista frecare intre sol si perne, ci doar intre perne si filmul de aer, respectiv filmul de aer si sol. Coeficientii de frecare pentru aceste cupluri de materiale in contact sunt asa de mici incat, forta unui operator uman este suficienta pentru a-l impinge vehiculul incarcat cu materiale de greutate pana la cateva tone.

Marele avantaj al utilizarii vehiculelor pe perna de aer este reducerea consumului energetic pentru deplasarea sarcinii. Principiul permite ridicarea sarcinii, nu si realizarea deplasarii. Ca urmare vehiculul trebuie sa aibe roti de tractiune actionate si pentru directionare. Spre deosebire de vehiculele pe sol prezentate mai sus, in cazul de fata rotile de antrenare respectiv de directionare nu preiau greutatea vehiculului si a sarcinii purtate, ele fiind preluate de filmul de aer pe care gliseaza vehiculul. Puterile motoarelor de actionare a rotilor de rulare si directionare sunt mici.

Avantajele vehiculelor pe perna de aer si roti sunt:

> - o mare flexibilitate a sistemului din care fac parte, din acest punct de vedere sistemul de vehicule pe perna de aer este echivalent cu sistemul cu vehicule cu roti pe sol;

> - principiul pernei de aer poate sa fie folosit pe o scara mai larga; de exemplu, prin montarea masinilor de lucru, a robotilor, a dispozitivelor IA / E pe suporti cu perne de aer devine posibila reamplasarea lor facila si astfel se poate schimba usor "layout"-ul sistemelor de fabricatie;

> - vehiculele pe perna de aer se folosesc cu succes in montajul unor produse de dimensiuni mari (autobuze, vagoane, avioane, etc.);

Solul pe care circula vehiculele pe perna de aer trebuie sa fie neted si curat, fara a fi nevoie de alte conditii deosebite.

Ghidarea automata a vehiculelor AGVS

Ghidarea vehiculelor se realizeaza in doua moduri, pasiv si activ.

Cea mai simpla ghidare pasiva este cea pe sine, utilizata la vehicule suspendate si la ETV. Pentru modificarea traseului vehiculelor ghidate pe sine este necesar sa se foloseasca macaze.

Pentru ghidarea vehiculelor suspendate macazele pot fi construite sub forma de placa turnanta (Fig. 12.10-a).

Daca vehiculul se deplaseaza de la stanga la dreapta sau de sus in jos, placa turnanta trebuie sa aiba pozitia reprezentata cu linii pline. Daca vehiculul trebuie sa-si continue drumul dupa sageata desenata cu linie intrerupta, dupa intrarea vehiculului pe macaz, placa turnanta se va roti astfel ca vehiculul sa-si poata continua deplasarea dupa noua directie.

Macazele pot avea si miscare de translatie (Fig. 12.10-b).

Daca se doreste devierea vehiculului in directia sagetii trasate cu linie intrerupta macazul se translateaza spre stanga. Invers, daca vehiculul trebuie sa treaca de la linia din stanga pe linia din dreapta paralela, macazul se va translata spre dreapta.

Pentru vehiculele ETV macazele sunt similare cu cele prezentate mai sus cu observatia ca in acest caz calea de rulare va contine doua sine (Fig. 12.10-c).

Fig. 12.10 Macaze uzuale: a) - cu placa turnanta, b) - in miscare de translatie, c) - solutie pentru EGV

Daca vehiculul se deplaseaza dinspre stanga si trebuie sa continue drumul inainte, va trece prin macaz. Daca trebuie sa-si continue drumul pe calea de rulare curba (sageti intrerupte), vehiculul intra pe macaz care va primi o miscare de translatie pana la alinierea caii de rulare a macazului cu calea de rulare amintita dupa care vehiculul va continua deplasarea pe traseul stabilit.

O alta modalitate de ghidare pasiva este ghidarea optica. Ea se realizeaza cu ajutorul unei benzi de vopsea fluorescenta trasata pe sol a carei traseu, urmarit de senzori optici, prescrie traseul vehiculului (Fig. 12.11).

Vehiculul este prevazut cu o sursa de lumina (de exemplu un tub fluorescent) amplasata sub sasiu intr-o montura. Lumina emisa se reflecta difuz de pe banda de vopsea fluorescenta si este sesizata de doi senzori video S₁ si S₂ montati de asemenea in partea inferioara a sasiului.

Daca vehiculul se deplaseaza drept inainte, axa de simetrie a sa este paralela si se suprapune cu axa de simetrie a benzii. In acest caz semnalele receptionate de cei doi senzori au aceeasi intensitate. Aceasta informatie se transmite sistemului de comanda si motorul mecanismului de directionare nu se pune in functiune.

Se presupune ca vehiculul trebuie sa vireze spre dreapta. In acest caz banda de vopsea 'face o cotitura' spre dreapta, ca urmare senzorul S₁ primeste o intensitate de lumina reflectata mai mica decat senzorul S₂.

Diferenta celor doua semnale va fi sesizata de sistemul de comanda si aceasta va emite comanda pentru motorul de actionare al aparatul de directionare, sub influenta careia aceasta va roti axa rotii de directionare in sensul care corespunde virajului spre dreapta.

In Fig. 12.11-a se prezinta schematic dispozitivul de ghidare optica a vehiculului. In Fig. 12.11-b este redata forma benzii vopsite pe sol pentru corespunzatoare rotirii spre dreapta a vehiculului si doua pozitii succesive, I respectiv II, in care ajung senzorii in timpul inaintarii vehiculului. In Fig. 12.1-c sunt reprezentate grafic intensitatile semnalelor furnizate de senzorii S₁ si S₂, la deplasarea in linie dreapta a vehiculului (cele masurate in pozitia I) si dupa inscrierea lui in curba (cele masurate in pozitia II).

Un alt dispozitiv de ghidare optic sustine o matrice de senzori video CCD montata sub sasiu, o sursa de lumina si un mecanism care pune in miscare o oglinda care trimite lumina emisa spre banda vopsita pe sol. Fasciculul de lumina scaneaza in mod continuu banda de vopsea, lumina reflectata fiind receptionata de senzorul CCD, care deceleaza in mod continuu pozitia spotului de scanare si pe aceasta cale deviatia benzii de la linia dreapta. Semnalul transmis de senzorul CCD la sistemul de comanda determina emiterea de catre acesta a comenzilor catre mecanismul de directionare.

Prin intermediul unor portiuni vopsite suplimentare, asezate in stanga si dreapta benzii, sistemului de comanda al vehiculului i se pot comunica si alte informatii (de exemplu

calcul de triangulatie, unde se gaseste vehiculul si - in functie de traseul memorat - stabileste drumul de urmat in continuare.

Dispozitivul de ghidare prin memorarea formei si pozitiei obstacolelor foloseste la randul sau tot un senzor video (camera de luat vederi).

Cu ajutorul senzorului se sesizeaza forma si pozitia obiectelor si obstacolelor pe care le intalneste vehiculul in cale, folosind tehnicile de perceptie artificiala. Imaginile achizitionate in faza operationala se compara cu cele memorate in faza de instruire, se stabileste care sunt obiectele vazute si in ce pozitie se afla ele. Informatiile obtinute se introduc sub forma unor date in programul de generare a traiectoriei cu care este prevazut calculatorul ambarcat pe vehicul. Acesta alege traiectoria de urmat de vehicul pentru ocolirea obstacolului si emite in conformitate cu aceasta comenzile necesare catre motorul mecanismului de directionare.

O alta metoda de ghidare foloseste senzori giroscopici imbarcati pe robocar. Senzorul giroscopic are proprietatea ca memoreaza o anumita directie, indiferent care ar fi pozitia / orientarea vehiculului pe care este montat.

Traseul de urmat este memorat de calculatorul ambarcat sub forma unei baze de date care asociaza succesiunea, directia segmentelor de deplasare si lungimile lor.

Rotile de antrenare ale vehiculelor au axele controlate ca si axele de robot cu ajutorul unor traductori de deplasare. Dupa deplasarea in lungul unui segment de lungime memorata, intr-o directie prescrisa, sistemul de comanda a robocarului comanda schimbarea directiei de deplasare conform programului si vehiculul se va deplasa cu distanta programata in noua directie.

Posturi de incarcare / descarcare a

vehiculelor AGVS

Transportul intern cu robocare presupune existenta unor locuri unde obiectele se incarca si se descarca pe / de pe robocar. Ele sunt numite posturi de incarcare - descarcare. Constructia lor trebuie sa asigure oprirea vehiculului si situarea lui univoca in raport cu structura fixa a postului de incarcare - descarcare.

Oprirea vehiculului se realizeaza pe baza comenzii de oprire data motorului de actionare al aparatului de rulare, fie prin programul calculatorului imbarcat, fie pe baza unei informatii comunicate din mediu. Oprirea poate fi impusa si mecanic, practicand in sol o adancitura prismatica care situeaza roata robocarului in momentul opririi.

Situarea vehiculului in raport cu structura fixa a postului se realizeaza in acest caz prin indexare (Fig. 12.15). Iesirea din adancitura se realizeaza prin actionarea rotii.

De regula, obiectele transportate de robocare sunt montate / introduse pe / in palete, respectiv containere. Ele se denumesc in continuare 'sarcina'.

Incarcarea / descarcarea sarcinii pe / de pe vehicul se poate efectua in mai multe moduri.

Una din modalitati este utilizarea unor dispozitive de transfer cu role. In acest scop, vehiculul si structura fixa a postului de incarcare - descarcare se prevad cu cai cu role. La descarcare sunt actionate rolele de pe vehicul (Fig. 12.15). Forta de frecare dintre paleta si role, impinge paleta pe calea cu role al postului fix. La incarcare se procedeaza invers, actionand rolele caii din postul fix. Trebuie sa existe deci posibilitatea actionarii atat a rolelor de pe vehicul cat si a celor de pe postul fix.

Similar lucreaza si dispozitivele cu lanturi (Fig.12.16). Lantul articulat poarta niste degete, care preiau si imping sarcina depozitata de pe vehicul pe structura fixa. La randul sau si structura fixa poseda un dispozitiv cu lant articulat, care o preia sarcina si o impinge mai departe. Incarcarea vehiculului se realizeaza la fel, cu deosebirea ca in acest caz lanturile articulate se pun in miscare in sens invers.

Alta modalitate utilizeaza dispozitivul cu furca, montat pe structura fixa a postului. Furca, solidara cu un cursor, aduce sarcina de incarcat de pe structura fixa a postului si il depune pe tampoanele existente pe vehicul. Dupa efectuarea acestei faze furca se retrage, executand si o miscare de coborare de cursa mica iar vehiculul paraseste postul de incarcare - descarcare. La descarcarea sarcinii, secventele de miscare se produc

Fig. 12.16 Post de incarcare - descarcare cu dispozitiv de transfer cu lant

in succesiunea inversa. Solutia descrisa este ilustrata in Fig. 12.17.

Fig. 12.17 Post de incarcare - descarcare cu dispozitiv de transfer cu furca

In alta varianta vehiculul este inzestrat cu un dispozitiv de ridicare cu actionare hidraulica (Fig. 12.18).

Sarcina este sustinuta de tampoanele de sprijin solidarizate cu tija pistonului hidromotorului liniar al dispozitivului de ridicare.

Dupa oprirea vehiculului in postul de descarcare - incarcare, dispozitivul de ridicat coboara sarcina pe suportul structurii fixe, dupa care vehiculul descarcat pleaca din post.

La incarcare vehiculul gol se opreste in post, tampoanele dispozitivului de ridicare salta sarcina, apoi vehiculul incarcat pleaca din post.

Incarcarea - descarcarea se poate realiza si cu roboti industriali.

In acest caz, fie ca vehiculul este dotat cu un robot industrial, care transfera paleta de pe vehicul pe platforma fixa si invers, fie pe platforma fixa se gaseste un robot care realizeaza acelasi lucru (Fig. 12.19).

Fig. 12.19 Post de incarcare - descarcare cu robot industrial

Schimbul de informatii intre sistemul de comanda AGVS si vehicul

Intre sistemul de comanda si vehicule exista un schimb de informatii. Sunt mai multe modalitati de realizare a acestuia.

Cea mai simpla modalitate consta in utilizarea in acest scop a unor coduri de bare.

Vehiculul este prevazut cu un senzor video iar posturile de incarcare - descarcare sunt prevazute cu coduri de bare, care se citesc in timpul stationarii vehiculului. In alta varianta posturile fixe sunt prevazute cu senzori video pentru citirea codurilor de bare care se gasesc pe vehicule. Astfel se identifica vehiculul care intra in post, sarcina pe care o transporta si se recunoaste marfa transportata de vehicul.

Schimburile de informatii se pot realiza si prin intermediul unor placi metalice inglobate in sol. Citirea informatiilor se face in acest caz prin intermediul unor senzori inductivi.

De exemplu pentru oprirea vehiculului inaintea postului de incarcare - descarcare, se fixeaza o placa metalica lateral fata de banda de ghidare. Un senzor inductiv de pe vehicul sesizeaza momentul cand acesta trece deasupra placii iar semnalul emis declanseaza oprirea motorului. Vehiculul prelungeste putin inaintarea datorita inertiei si se opreste abia atunci cand intra cu o roata in adancitura aplicata pe sol in dreptul postului de incarcare - descarcare.

O solutie similara de transmitere a informatiilor se realizeaza cu benzi vopsite pe sol si citite de senzorul (senzorii) video montat (montati) pe vehicul (Fig. 12.20).

Schimbul de informatii se poate realiza si prin legatura galvanica, deci prin contact electric realizat intre vehicul si un circuit fix, asezat in postul de incarcare - descarcare.

In timpul opririi vehiculului un circuit electric fix transmite semnale continand instructiuni calculatorului imbarcat pe acesta.

Instructiuni se pot transmite si prin semnale radio. In acest scop vehiculul se inzestreaza cu un receptor si emitator.

Sistemul de comanda AGVS este prevazut fie cu un emitator si receptor central, fie cu cate unul local, aflat in dreptul posturilor de incarcare - descarcare. In ultimul caz nu este nevoie de o putere de emisie prea mare iar schimbul de informatii se realizeaza in perioada stationarii vehiculului in post. In dreptul postului de incarcare - descarcare sunt amplasate antene receptoare AR si emitatoare AE fixe, legate la un concentrator / decodor C / D. Pe vehicul este de asemenea amplasat un concentrator / decodor C / D si antene receptoare AR, respectiv emitatoare AE mobile (Fig. 12.21).

Sistemul de comanda al sistemelor de vehicule ghidate automat

Arhitectura sistemului de comanda a AGVS se aseamana foarte mult cu cel al sistemului de comanda a ASRS.

Un calculator central (HC, "Host Computer") gestioneaza tot sistemul. El primeste informatii despre toate vehiculele si despre toate posturile de incarcare-descarcare. Sistemul de comanda contine programele de circulatie ale vehiculelor si programele de alocare a vehiculelor pentru diferite sarcini de transport.

O magistrala de informatii (BUS) leaga intre ele calculatoarele fixe aferente fiecarui vehicul. Acestea sunt legate la randul lor prin interfete adecvate cu dispozitivele de schimb de informatii, cu calculatoarele imbarcate pe robocare, care au arhitectura similara cu cea a calculatoarelor imbarcate pe robotul de depozit (Fig. 11.15, Fig. 11.16).

Intre calculatorul fix afectat unui anumit vehicul si calculatorul imbarcat pe vehiculul respectiv se realizeaza schimbul de informatii necesar functionarii prin unul dintre modalitatile descrise mai sus. In acest scop calculatorul imbarcat pe robocar trebuie sa aibe un modul de comunicare cu calculatorul fix aferent.

'Layout' - uri caracteristice sistemelor de robocare

Cea mai semnificativa aplicatie a sistemelor de vehicule ghidate automat este realizarea transferului obiectelor intre depozite si sisteme de fabricatie flexibila, respectiv intre diferite sisteme de fabricatie flexibila. Layout-ul unui asemenea sistem este reprezentat in Fig. 12.22.

Fig. 12.22 Sistemul de vehicule ghidate automat serveste un sistem de fabricatie flexibila cu 8 celule

Un robocar preia un semifabricat din depozitul central si il transporta la o anumita celula. Pentru ca in decursul timpului in care robocarul descarca obiectul in celula C₁ un al doilea robocar sa nu fie blocat pe traseu, posturile de incarcare - descarcare sunt prevazute cu asa zise bucle de reprogramare. La nevoie buclele de reprogramare pot fi multiple pentru a evita stationarea simultana a mai multor vehicule in postul de incarcare - descarcare aferent unei anumite celule (Fig. 12.23).

Postul B este prevazut pentru reincarcarea bateriilor de acumulatoare.

"Layout"-ul prezentat este un caz tipic, care permite flexibilitate totala in servirea celulelor de fabricatie. De la ASRS, in orice celula se poate trimite un robocar cu o anumita paleta, din orice celula se poate aduce cu ajutorul unui robocar o paleta in depozit si de la orice celula la orice alta celula se poate transporta cu ajutorul unui robocar o paleta. Ca urmare sistemul realizeaza interconectarea flexibila a unui numar de opt celule de fabricatie flexibila cu depozitul central.

O alta aplicatie tipica a sistemului de vehicule ghidate automat este in montaj. In cadrul sistemelor automate de montaj flexibil, robocarele isi pastreaza rolul de agent al fluxului de materiale, servind in acelasi timp ca si mese de montaj mobile.

In cazul liniilor de montaj clasice, o banda cu dispozitive de montaj se deplaseaza cu viteza lenta iar operatorii umani de pe ambele laturi ale benzii efectueaza operatii de montaj, preluand componentele din depozite locale fixe. Daca linia de montaj este automata, in locul operatorilor umani robotii efectueaza operatiile de montare, componentele fiind aduse de IA / E.

In cazul utilizarii vehiculelor ghidate automat in montaj, aducerea componentelor si evacuarea subansamblelor montate se face cu ajutorul robocarelor in locul benzii rulante. In acest caz robocarul poate sa se opreasca in dreptul operatorului uman pana cand acesta executa montajul, sau se deplaseaza incet si operatorul merge cu el in timp ce lucreaza.

In Fig. 12.24 se prezinta "layout"-ul unui sistem flexibil automat de montaj pentru punti spate ale unor autovehicule.

Fig. 12.24 Sistemul de vehicule ghidate automat serveste un sistem de montaj pentru puntea din spate a unui autovehicul

Sistemul contine opt vehicule ghidate automat si posturi de incarcare pentru axe, accesorii, dispozitive de franare si altele.

Montajul se executa in trei bucle de reprogramare. Aici operatorii umani, dispusi in stanga si in dreapta robocarelor, executa operatii de montare cu componente care s-au incarcat in prealabil pe robocare. Puntile montate ajung in spatiul de lucru al unui robot portal, care le preia de pe vehiculul ghidat automat si le preda unui conveior, care le va transporta la urmatoarea faza de montaj. Tot cu ajutorul conveiorului si cu acelasi sistem de robocare se aduc in posturile de montaj si componentele din depozitele intermediare.

O alta aplicatie tipica este aceea in care robocarele servesc operatii de intretinere ale unor utilaje avand componente grele. Un exemplu tipic este schimbarea matritelor preselor, care se aduc si se evacueaza cu ajutorul unor robocare.

In cazul in care obiectul prelucrat are dimensiuni mari (vagoane, autobuze) robocarele pot purta roboti de prelucrare. Robotul industrial este in acest caz imbarcat pe robocar (Fig. 12.25) si acesta se deplaseaza cu robotul in vecinetatea obiectului de dimensiuni mari care trebuie sa fie prelucrat (spre exemplu vopsit, sudat, decupat cu laser, montat, etc.). Robocarul mareste de fapt spatiul de lucru al robotului de prelucrare folosit. In asemenea aplicatii se folosesc predilect robocare pe perna de aer.

Sistemul de vehicule ghidate automat are numeroase aplicatii neindustriale.

> In asistenta medicala de recuperare a bolnavilor se folosesc robocare pentru transportul bolnavilor, fie in regim automat, fie in regim de teleoperare. In ultimul caz bolnavul comanda robocarul.

> In agricultura vehiculele ghidate automat lucreaza ca tractoare, respectiv cu masini agricole imbarcate.

> In industria hoteliera, la restaurante, ele manipuleaza, pozitioneaza / repozitioneaza mese, scaune, etc., cu ajutorul robotului imbarcat, efectueaza prestari de servicii, se deplaseaza in camere, predau scrisori, transporta micul dejun, preiau lenjerie pentru spalat.

> In birouri vehiculele ghidate automat efectueaza servicii de curier, robocarul se deplaseaza din birou in birou, se opreste la fiecare masa, oamenii pun documentele de transmis pe platforma robocarului, respectiv preiau scrisorile care le sunt adresate.

> AGVS sunt utilizate si pentru vizitarea unor intreprinderi, muzee, etc. Vizitatorii se imbarca in robocare pe care parcurg trasee, se opresc acolo unde vizitatorii au ce vedea, si un magnetofon reproduce vocea ghidului atunci cand acesta da informatiile necesare.