Vehicul de transport fără șofer

Un vehicul de transport fără șofer ( FTF , engleză automated Guided Vehicle , AGV ) este un transportor legat de podea, cu propriul motor, care este controlat și ghidat automat fără contact. Vehiculele de transport fără șofer sunt utilizate pentru transportul materialului , și anume pentru a trage sau transporta mărfuri cu echipamente de manipulare a încărcăturii active sau pasive .

Sistemele de transport fără șofer (AGV) sunt sisteme interne de transport cu podea, cu vehicule controlate automat, a căror sarcină principală este de a transporta materiale, dar nu de a transporta oameni. Acestea sunt utilizate în interiorul și în exteriorul clădirilor și constau în esență din următoarele componente:

  • unul sau mai multe vehicule de transport fără șofer
  • un control maestru
  • Facilități pentru determinarea locației și înregistrarea situației
  • Dispozitive pentru transmiterea datelor
  • Infrastructură și facilități periferice

Ambele definiții sunt preluate din ghidul VDI 2510 „Sisteme de transport fără șofer”.

Un vehicul ghidat automat face obiectul Directivei privind utilajele în Spațiul Economic European.

Motivația pentru utilizarea sistemelor de transport fără șofer

De mulți ani a existat o cerere pentru termene de livrare scurte, stocuri reduse și flexibilitate ridicată în companiile de producție și distribuție. O varietate de măsuri organizatorice și utilizarea mijloacelor tehnice sunt posibile sau necesare pentru a atinge aceste obiective. În domeniul logisticii tehnico-operaționale , procesele și resursele fluxului intern de materiale trebuie proiectate în mod adecvat. Un proces important în fluxul de materiale este transportul , adică schimbarea țintită a locației mărfurilor. O resursă utilizată în acest scop în aproape toate companiile datorită posibilităților sale universale de aplicare este stivuitorul convențional sau „fratele său mic”, transpaleta („furnică”).

Pe lângă multe avantaje incontestabile, transportul manual are și dezavantaje, motiv pentru care există soluții de automatizare pentru transportul intern de mărfuri. Comparativ cu transportul manual, transportul automat oferă următoarele avantaje, printre altele:

  • Fluxul organizat de materiale și informații duce direct la o creștere a productivității transparenței proceselor interne
  • procesele de transport punctuale și calculabile în orice moment
  • Minimizarea stocurilor de frică și așteptărilor
  • Reducerea reținerii personalului în transport, reducând astfel costurile personalului (în special în operațiunile cu mai multe schimburi)
  • Minimizarea daunelor cauzate de transport și a livrărilor incorecte, evitând astfel costurile de urmărire
  • disponibilitate și fiabilitate ridicate

Un criteriu foarte important, deși dificil de evaluat din punct de vedere al valorii, este flexibilitatea, adică capacitatea unui sistem de transport de a se adapta cu ușurință la condițiile externe modificate. Un sistem automatizat de vehicule ghidate este una dintre numeroasele posibilități de automatizare a procesului de transport, dar oferă avantajul celei mai mari flexibilități în comparație cu toate celelalte tehnologii.

Avantajele utilizării AGV

Diferitele sisteme de transport diferă în ceea ce privește proprietățile și capacitățile lor tehnice în multe feluri. Printre sistemele de transport automatizate, sistemele de transport fără șofer sunt considerate o soluție cu cea mai mare flexibilitate posibilă. Pentru evaluarea gradului de flexibilitate a unui sistem de finanțare, printre altele următoarele criterii sunt importante:

  • Abilitatea de a se integra în structurile existente
  • Transportul diferitelor mărfuri
  • Posibilitatea de a schimba aspectul
  • Mobilitatea sistemului transportor
  • Adaptarea la cerințele de performanță fluctuante ale transportului
  • Modificarea ordinii de finanțare
  • Adaptare la un grad tot mai mare de automatizare

Un sistem automatizat de vehicule ghidat îndeplinește toate aceste criterii.

Alte caracteristici pozitive ale unui AGVS, care, totuși, în cazuri individuale - dar nu în ansamblu - pot fi depășite de alte surse de finanțare:

  • Îmbunătățirea mediului de lucru: condiții de lucru mai sigure și mai plăcute prin procese ordonate, procese de transport curate și silențioase
  • precizie ridicată cu transfer și transfer automat de sarcină
  • măsuri minore de infrastructură
  • realizarea ușoară a punctelor de trecere și a ramurilor
  • Este posibil transportul în afara sălilor
  • Este posibilă utilizarea multiplă a nivelului de finanțare
  • Posibilitatea de a utiliza un mijloc de transport înlocuitor (de exemplu, stivuitor)
  • Potrivit atât pentru înălțimile camerei mici, cât și pentru cele înalte
  • transparență ridicată a procesului de finanțare
  • de obicei nu este necesar spațiu suplimentar pentru trafic
  • Utilizarea căilor de acces existente
  • Este posibilă utilizarea în interior și în exterior
  • pot fi integrate diverse funcții suplimentare

Domenii de aplicare pentru AGV

Video: Un sistem de transport fără șofer ( camion cu ridicare ridicată ), model Jungheinrich ERC 215a, în depozitul de întreținere ICE Cologne-Nippes al Deutsche Bahn

Domeniile de aplicare pentru sistemele de transport fără șofer sunt la fel de diverse ca sarcinile de transport din industrie; În principiu, nu există restricții de implementare pentru AGV-uri.

Următorul tabel oferă o prezentare generală a figurilor cheie și a proprietăților sistemelor implementate până acum:

caracteristică valori tipice
Număr de AGV-uri pe sistem de la una la câteva sute
Capacitatea de încărcare a unui AGV câteva kilograme la peste 50  t
viteză de obicei aproximativ 1 m / s, alte valori posibile; viteza maximă este limitată de capacitatea de frânare
Lungimea traseului câțiva metri până la peste 10 km
Numărul de schimbări de sarcină / stații de lucru nelimitat
Controlul plantelor manual până la complet automat, independent sau integrat în sisteme complexe de flux de materiale
Durata de utilizare sporadic până la „non-stop”
conduce electric, cu sau fără baterie; Motor cu combustie interna

Sistemele de transport fără șofer pot fi adaptate la o mare varietate de sarcini. Următoarele imagini ale vehiculelor arată varietatea de aplicații posibile:

Transport intern

sau nu o alimentat dispozitiv de manipulare a sarcinii (LAM)

  • AGV ca tractor cu tren de rulare; Utilizare în spital

  • AGV ca tractor cu tren de rulare; Utilizare în spital

  • AGV ca tractor cu tren de rulare; Utilizare în spital

  • AGV pentru conducerea sub și tragerea cărucioarelor de transport; Utilizare în industria auto

LAM activ, echipament de încărcare standard
Vehicule pentru transportul de paleți

  • AGV cu 2 transportoare cu role pentru schimbarea sarcinii pe ambele părți

  • AGV cu furcă de ridicat pentru transportul paletilor, cutiilor cu zăbrele, rafturilor etc.

Vehicule pentru transport KLT (suporturi de încărcare a pieselor mici; de ex. "Schäfer-Kasten")

  • AGV cu 2 benzi transportoare

  • AGV cu 3 benzi transportoare

Platforme de asamblare mobile

  • AGV-uri ca platformă de asamblare în producția de motoare

  • AGV-uri ca platformă de asamblare în producția de unități

  • AGV-uri ca platformă de asamblare în producția de motoare

  • AGV-urile ca „banc de lucru rulant” în producția agregată

  • AGV pentru transportul caroseriei în producția de automobile

Vehicule speciale

AGV de mare capacitate pentru aplicații interioare, diverse ajutoare la încărcare

  • AGV de mare capacitate ca încărcător lateral

  • AGV cu clemă de prindere pentru role de hârtie

  • AGV cu clemă de prindere pentru încărcătură cuboidă

  • AGV pentru vehicule grele cu navigație laser, greutate totală maximă 62 tone

Vehicule în zona exterioară (așa-numita AGV în aer liber)

  • AGV în aer liber cu 5 benzi transportoare cu role

  • AGV în aer liber cu protecție împotriva ploii pentru sarcină

  • AGV în aer liber pentru transportul blocurilor de beton

  • AGV de exterior cu baterie litiu-ion în CTA

AGV în spital

Utilizarea AGV-urilor în logistica spitalelor ocupă o anumită poziție specială , deoarece acesta nu este un mediu industrial în sens restrâns. Pentru această aplicație, a fost stabilită o denumire diferită, și anume transportul automat de mărfuri cu abrevierea AWT, care în logistica automată a spitalului include nu numai AGV, ci și alte tehnologii, cum ar fi sisteme de tuburi pneumatice, sisteme de putere și libere sau monorailuri aeriene (EMS) ).

Istoria AGVS

Istoria sistemelor de transport fără șofer

În jurul anului 1953/54, compania americană Barrett Vehicle Systems a prezentat pentru prima dată un tractor, care a urmat automat o bandă albă de culoare aplicată pe podea. În acest scop, un volan a fost, de asemenea, atașat la volan , care a primit semnale de control de la un senzor optic cu care a fost scanată banda colorată. Aceste trenuri de remorcare au fost utilizate pentru transporturi colective recurente pe distanțe mari. Vehiculele fabricate de EMI în Anglia, care au intrat pe piață acolo din 1956, au funcționat după același principiu .

În Germania, dezvoltarea a început în 1963. Producătorii de camioane industriale, până la începutul anilor 1980, în special companiile Jungheinrich din Hamburg și Wagner din Reutlingen, furcă automată și vehicule cu platformă construite inițial pentru funcționare manuală folosind „fotoelectronic” și ulterior control inductiv . Până atunci, vehiculele de preluare a comenzilor „autodirecționale”, ghidate pe șină, erau convertite în același mod.

Încă de la sfârșitul anilor 1960, au fost dezvoltate tractoare special concepute pentru transportul automat. Echipate cu cuplaje automate și capacitatea de a conduce automat înapoi, aceste vehicule pot cupla remorcile și le pot parca acolo unde este necesar. Dispozitivele pentru încărcarea automată a bateriei erau deja la locul lor.

Cerințele diferite ale utilizatorilor din toate industriile, sucursalele și companiile de servicii imaginabile au stimulat dezvoltarea în continuare. Numeroasele grade de libertate în proiectarea structurală a vehiculelor au dus la nenumărate variante în caroseria vehiculului. Evoluțiile tehnologice în domeniul tehnic și electronica , tehnologia semiconductorilor , tehnologia informatică și tehnologia senzorilor activate simultan controale și sisteme din ce în ce mai complexe. Evoluțiile în fluxul de materiale și tehnologia de stocare, metodele de producție în ingineria mecanică și tendințele în tehnicile de asamblare, proiectarea lucrărilor, metodologia de lucru și ergonomia au avut, de asemenea, un efect pozitiv.

Proceduri de navigare pentru AGV-uri

Dacă un vehicul trebuie să funcționeze automat, adică fără un șofer uman, navigarea este una dintre sarcinile esențiale care trebuie rezolvate de computerul vehiculului + software + senzori adecvați. În navigație - inițial pentru nave, dar se aplică și vehiculelor terestre - există următoarele sarcini:

  • Determinarea poziției („Unde sunt?”)
  • Determinarea cursului:
  1. în funcție de poziția curentă și de obiectivul care trebuie atins: Determinarea direcției de deplasare țintă și a vitezei țintei
  2. Determinarea valorilor reale: direcția curentă și viteza de deplasare

Calculul mort

Selectat din metoda de origine maritimă a calculului mort pe baza principiului, prin măsurarea direcției și vitezei sau distanței parcurse de la un punct de plecare cunoscut începând să calculeze poziția curentă. Calculul mort este o metodă relativă pentru determinarea poziției; în afară de punctul de plecare, nu folosește niciun punct de referință absolut (fix). Avantajul calculului mort este că poate fi realizat cu dispozitive și algoritmi de măsurare relativ simpli. Dezavantajul este că acuratețea sau eroarea acestor dispozitive de măsurare este direct inclusă în acuratețea rezultatului. Pe măsură ce distanța de la punctul de plecare crește, acest lucru duce la o deteriorare a preciziei poziției determinate. Acest dezavantaj legat de principii poate fi redus la minimum prin calibrarea laborioasă a dispozitivelor de măsurare și munca atentă, dar nu poate fi eliminat complet. Erorile suplimentare apar din influența variabilelor de perturbare necunoscute, neobservate sau nemăsurabile.

Stimul mort în vehiculele terestre se mai numește odometrie (engl. Odometer "dispozitiv pentru măsurarea deplasării" ).

Direcția de deplasare este determinată prin măsurarea unghiului (unghiurilor) de direcție al vehiculului. Distanța parcursă poate fi determinată prin numărarea rotațiilor unei roți al cărei diametru sau circumferință este cunoscut.

Probleme cunoscute și posibile surse de erori în odometrie:

  • Precizia alinierii vehiculului în poziția de plecare
  • Setarea direcției drept înainte a roții sau a roților (valoarea măsurării unghiului de direcție 0 ° nu duce la deplasarea exactă înainte)
  • Unghiul de direcție punctul zero "rătăcește" (modificări datorate influențelor mecanice)
  • Schimbări de diametru ale roții, de ex. B. prin uzură sau sarcini diferite
  • Alunecare roată: blocarea roții în cazul unei opriri de urgență, rotirea roții în condiții de umezeală, alunecarea într-o curbă care este condusă prea repede

Concluzie : odometria singură nu este în niciun caz suficientă ca metodă de navigație pentru vehiculele ghidate automatizate.

Ghidare de bandă cu ghidare continuă

Componente optice de urmărire
Urmărirea inductivă a componentelor

Există diverse posibilități tehnice pentru a îmbunătăți rezultatele odometriei și pentru a atenua dezavantajele descrise mai sus. Problemele asociate cu determinarea direcției de deplasare nu mai sunt relevante dacă vehiculul respectă un ghid continuu cu senzori adecvați . În funcție de mediul de operare, sunt utilizate și detectate linii directoare optice, magnetice sau inductive cu camere (contrast de culoare), senzori Hall (câmp magnetic) sau antene (câmp electric alternativ).

A doua problemă a odometriei, erorile acumulate în măsurarea distanței, pot fi rezolvate prin puncte de referință de-a lungul traseului: conducerea peste marcajele solului (bucăți de metal, magnet, transponder ), ale căror distanțe sunt stocate în sistemul de control al vehiculului, declanșează un semnal în sistemul de control al vehiculului, iar eroarea de măsurare a traseului care a apărut până în acest moment este redusă la zero. Orice poziționare fină a vehiculului care poate fi necesară în punctul țintă se efectuează, de asemenea, în raport cu un semnal de declanșare extern (marcaj de podea, barieră luminoasă etc.).

avantaje
  • Proces cunoscut și dovedit de mulți ani
  • componente simple, robuste și ieftine în vehicule
dezavantaj
  • Crearea, schimbarea și, dacă este necesar, repararea ghidului necesită mult efort
  • Tipul și materialul ghidului depind de natura solului; nu poate fi folosit peste tot
  • puțin sau deloc flexibilitate la schimbarea cursului

Navigare pe rețea

Pentru a reduce costurile asociate cu crearea liniei de ghidare, ghidul continuu poate fi transformat într-un ghid discontinuu (o serie de puncte de sprijin). Acest proces este cunoscut sub numele de navigare pe grilă. Punctele de rețea sunt formate de obicei din magneți sau transpondere încorporate în podea; sunt posibile și rețelele optice (de exemplu, contrastul culorilor prin „modelul de șah”). Vehiculele sunt echipate cu senzori adecvați pentru recunoașterea punctelor de rețea (senzor magnetic, cititor transponder, senzor de culoare / cameră) și „shimmy” de la un punct de rețea la următorul.

Componente pentru navigarea în rețea folosind transpondere

Dacă - din motive de cost - distanța dintre punctele rețelei trebuie să fie mare, odometria și, în special, stabilitatea direcțională a vehiculului trebuie să fie foarte bine calibrate . Pentru a susține / îmbunătăți un senzor de rotație ( giroscop ) este adesea folosit pentru a măsura schimbarea poziției de rotație a vehiculului.

La traversarea unui punct de rețea, trebuie determinată eroarea de poziție curentă, calculată o mișcare corectivă și monitorizarea executării corecte a acesteia în timp ce se trece la următorul punct de rețea. Pentru aceasta sunt necesare măsurarea și controlul precis al unghiului de direcție, precum și procesarea software a algoritmilor matematici, i. Adică, este necesar un control mai complex în comparație cu vehiculele cu un ghid continuu.

În ceea ce privește poziția (și numărul) punctelor de rețea, se poate face o distincție între rețeaua de linie cvasidimensională și o rețea de suprafață bidimensională în care punctele de rețea sunt dispuse în întregul plan de acționare. O astfel de rețea de zonă - adesea sub forma unei rețele (regulate) - oferă mai multe rute potențiale pentru vehicule în comparație cu rețeaua de linie, adică Cu alte cuvinte, modificările viitoare ale rutelor AGV pot fi efectuate mai rapid, deoarece nu mai este necesară lucrarea la sol pentru relocarea punctelor de rețea noi / suplimentare.

avantaje
  • Proces cunoscut și dovedit de mulți ani
  • Ghidați crearea pistelor mai ieftin decât cu ghidul continuu
  • Este posibilă crearea / modificarea pistei de plumb în timpul funcționării
  • Schimbările la pista principală sunt posibile cu un efort rezonabil
  • potrivit pentru utilizare în exterior
dezavantaj
  • în funcție de natura solului, nu poate fi folosit peste tot
  • flexibilitate limitată în ceea ce privește schimbările de curs

Navigare cu laser

Metodele descrise până acum utilizează o așa-numită orientare fizică pentru a ghida vehiculul : caracteristici fizice sunt instalate de-a lungul traseului dorit (linii colorate, benzi metalice, sârmă prin care curge curent alternativ, magneți etc.) care pot fi detectate și urmărite. prin senzori corespunzători de pe AGV.

Dacă un ghid fizic nu poate sau nu trebuie utilizat, există o alternativă, așa-numita ghid virtual , care este disponibilă sub formă de software pe computerul vehiculului. În acest caz, cu toate acestea, trebuie cheltuită o cantitate deloc de considerabil de hardware și software pentru a permite unui vehicul să atingă punctele țintă dorite în mod automat și cu o precizie suficientă (repetată) cu ajutorul acestui ghid virtual. Ca și în cazul navigației pe rețea, odometria trebuie să fie susținută aici și prin detectarea și măsurarea punctelor de referință absolute. Cu toate acestea, aceste puncte de referință nu au nicio legătură cu traseul și nu descriu în niciun caz un ghid.

Principiul funcțional al navigației cu laser
Scanner laser pentru navigare AGV

Dispozitivul cel mai frecvent utilizat în aplicații interioare pentru detectarea și măsurarea punctelor de referință absolute este un scaner laser , motiv pentru care este denumit și navigație laser , mai precis triangularea laser . Evaluarea se bazează pe un z. B. în principiul maritim care a fost folosit de mult timp, în care liniile de rulment optice sunt aduse la intersecție pe mai multe obiecte de rulment cunoscute în poziția lor ( rulment de cruce ). Scopul sau rezultatul navigării este determinarea grafică a poziției în harta nautică . În computerul vehiculului AGV, procesul grafic este înlocuit cu algebră (rezolvarea unui sistem de ecuații cu trei necunoscute). Cele trei necunoscute corespund celor trei grade de libertate de mișcare ale vehiculului în planul de conducere, adică valoarea X, valoarea Y și unghiul de girație al poziției curente a vehiculului (vezi și secțiunea Șasiu, Cinematică ).

Sistemul de măsurare constă din

  • scanerul laser mobil montat pe vehicul („căutătorul de direcție” pentru măsurarea unghiului). Scannerul laser constă dintr-o diodă și un receptor laser, care se află într-un cap rotativ acționat de motor, precum și un codificator incremental de înaltă rezoluție pentru măsurarea unghiului.

la fel de

  • un număr practic nelimitat de puncte de referință staționare („obiectele purtătoare”). Punctele de referință constau din material retro-reflectorizant , lumina laser incidentă se reflectă în sine, adică la emițător sau, în acest caz, la receptorul montat direct lângă el.
avantaje
  • Metoda de măsurare absolută cu o precizie și o rată de măsurare suficiente pentru aplicațiile AGV
  • niciun efort pentru crearea pistelor de ghidare
  • flexibilitate ridicată, schimbarea cursului se schimbă ușor și cu puțin efort
dezavantaj
  • Costuri pentru senzorul laser (dispozitiv de măsurare de precizie!) Și calculatorul de evaluare
  • Costuri pentru asamblarea și măsurarea semnelor reflectorului
  • Pământul din zona drumurilor de acces trebuie să fie relativ plat
  • metoda optică de măsurare, nu poate fi utilizată peste tot

Navigare folosind caracteristici de mediu

se referă la o metodă în care poziția curentă a vehiculului și direcția de deplasare sunt obținute prin măsurarea mediului existent, adică fără marcaje și ajutoare suplimentare instalate special pentru utilizarea vehiculelor. Senzorii adecvați sunt necesari pentru aceasta - de exemplu 2D sau 3D scanere laser sau lidar , camere 2D sau 3D - sau o combinație a mai multor astfel de senzori cu care mediul operațional imediat al vehiculelor pot fi măsurate. Valorile măsurate obținute sunt apoi analizate folosind software și un computer puternic. Senzorii și calculatoarele de evaluare sunt amplasate pe vehicul sau în acesta, evaluarea trebuie să aibă loc în timp real și să țină cont de faptul că vehiculul se deplasează în timpul măsurătorilor. Rata de măsurare a senzorilor utilizați este de aproximativ 10–20 scanări sau imagini pe secundă și se realizează o rezoluție a distanței și a detaliilor obiectului de aproximativ 1–5 cm.

O determinare a poziției poate avea succes numai dacă există o hartă digitală a mediului operațional în computerul vehiculului , în cadrul căreia software-ul încearcă să clasifice valorile măsurate înregistrate în prezent. Din numărul mare de valori măsurate, cele care aparțin unor trăsături sau structuri de mediu distincte care sunt conținute în harta stocată trebuie filtrate. Harta poate fi creată automat de vehicul însuși în timpul unei conduceri de învățare sau orientare, caz în care vorbim despre așa-numitul SLAM ( Localizare și cartografiere simultană ). Alternativ, harta poate fi construită și prin măsurarea manuală a trăsăturilor distinctive ale împrejurimilor și procesarea corespunzătoare a valorilor măsurate obținute în acest mod. Algoritmii software utilizați sunt capabili să recunoască schimbările din mediul operațional, cum ar fi cele care pot apărea în mod constant în timpul utilizării vehiculelor, ca abateri de la informațiile stocate ale hărții, dacă este necesar pentru a le integra pe hartă și, pe baza aceasta, pentru a continua să se determine poziția curentă a vehiculului și direcția de deplasare.

În acest fel, este posibil să se utilizeze AGV-uri în medii atât de diferite, cum ar fi sălile fabricii și coridoarele spitalului, în mod satisfăcător, adică cu o precizie și fiabilitate suficientă pentru funcționarea și aplicația respectivă.

Alte metode de navigare

Alte proceduri cu referință absolută:

Găsirea direcției radio

  • Pentru aplicații în aer liber cu o vedere bună (neobstrucționată) a cerului (AGV-uri în aer liber, stivuitoare, vehicule pentru camionete / vehicule de transport și macarale cu poduri pentru containere în port, ...):
  • Pentru aplicații în interior sau în zone fără o recepție GPS suficient de bună:
    • „GPS interior”; În funcție de tehnologia utilizată, de condițiile ambientale și de viteza de rulare, se pot obține precizii între aproximativ ± 2 m și ± 0,5 m

Cu toate metodele de găsire a direcției radio, trebuie parcursă mai întâi o anumită distanță pentru a determina unghiul curent al gabaritului vehiculului atunci când se utilizează o singură antenă de recepție sau două antene de recepție cu o poziție cunoscută (aliniere și distanță) trebuie montate pe vehicul.

Metodele de localizare bazate pe radio sunt denumite localizare în timp real . Abrevierea RTLS (Real Time Localization System) rezumată.

rezumat

Sunt disponibile diferite opțiuni tehnice care permit determinarea poziției curente și a direcției de deplasare a unui vehicul ghidat automat. Toate metodele descrise mai sus există de mulți ani și sunt utilizate cu succes în practică. Procedurile cu un ghid virtual permit relativ mai multă flexibilitate și astfel se obțin avantajele menționate mai sus atunci când se utilizează AGV-uri într-o măsură mai mare, dar cu cerințe de investiții mai mari.

Diferențierea între conducerea automată și cea autonomă

Termenul de conducere autonomă a fost folosit de ceva timp pentru a descrie proprietăți suplimentare care depășesc capacitățile cunoscute anterior și obișnuite de conducere automată a vehiculelor. În cazul autoturismelor, aceasta înseamnă conducere fără conducător auto, adică o dezvoltare semnificativă în continuare a sistemelor de asistență a conducătorului auto cunoscute în prezent. O mașină autonomă își găsește drumul de la locația actuală la destinația dorită independent și fără specificații externe și este capabilă să reacționeze în mod adecvat la toate situațiile și evenimentele care apar în timpul călătoriei.

Pentru vehiculele de transport fără șofer, distincția se bazează în principal pe tipul de ghidare a benzii : un AGV este, prin definiție, controlat și ghidat automat fără contact. Cu alte cuvinte, ruta dorită către destinație este specificată prin intermediul unei piste reale sau virtuale. Este un AGV care conduce / acționează autonom dacă controlul unui AGV nu folosește niciuna dintre metodele de urmărire descrise mai jos, toate care se bazează pe faptul că traseul de la punctul de plecare la destinație este dat în mod clar vehiculului și fără niciun grad de libertate pe care vehiculul îl poate folosi. Un AGV autonom își găsește drumul de la locația curentă la destinația dorită independent și fără specificații externe, luând în considerare toate situațiile și evenimentele care apar în timpul călătoriei. Provocarea aici este de a permite sistemului de control să ia decizii în mod independent și de a selecta cele mai bune dintre o multitudine de soluții posibile pentru a remedia o defecțiune. Gradul de autonomie, care este, printre altele, în traseu, viteză etc. selectate de AGV, pot fi diferite. Depinde, de exemplu, de ce senzori este echipat un vehicul pentru a recunoaște împrejurimile sau de ce cunoștințe anterioare despre mediul de operare - stocate sub forma unei hărți digitale în computerul vehiculului - vehiculul are. Pentru a obține informații despre mediul operațional, vehiculele autonome pot, dacă este necesar, să comunice cu alte vehicule și să facă schimb de date pentru a îmbunătăți rezultatele proceselor lor de luare a deciziilor.

AGV-urile care conduc în mod autonom secțiuni parțiale ale unei călătorii până la destinația specificată, de exemplu atunci când conduc în jurul unui obstacol care a apărut acut în traseu, pot fi deja găsite în practica operațională. Datorită numărului mare de variabile măsurate care trebuie înregistrate și a cantității de date care trebuie procesate în timp real , aceste vehicule sunt echipate cu senzori extinși, computere puternice și software complex.

Tehnologia vehiculului

Imaginea opusă prezintă ansamblurile principale ale unui vehicul ghidat automat. Acestea sunt descrise în detaliu în secțiunile următoare.

tren de aterizare

diferite tipuri de șasiuri de vehicule de transport fără șofer

Vehiculele de transport fără șofer diferă pe baza diferitelor concepte de șasiu în ceea ce privește comportamentul lor de mișcare, care este exprimat în diferite curbe de anvelopă (linii de delimitare ale zonei măturate de AGV) și șenile roților. Comportamentul posibil de mișcare al unui AGV este determinat de numărul de grade de libertate ale șasiului. Se face distincția între vehiculele care circulă pe linie și vehiculele care circulă în zonă . Fiecare vehicul are practic trei grade de libertate de mișcare în planul său de conducere:

În cazul unui vehicul în mișcare liniară , acestea nu pot fi setate independent unul de celălalt, deoarece alinierea cadrului vehiculului față de traiectorie este fixată de șasiu. Acest lucru duce la o creștere a spațiului necesar în viraje.

Pe de altă parte, în cazul unui vehicul mobil în zonă , orientarea cadrului vehiculului poate fi setată independent de poziția vehiculului. Toate mișcările (translaționale și rotative) ale cadrului vehiculului sunt posibile atât în ​​timp ce conduceți, cât și din staționare. Cu toate acestea, vehiculele mobile necesită în general un efort sporit de proiectare și fabricație. Deoarece au mai multe unități, sunt necesare hardware de control mai extinse (computer de bord, senzori, actuatoare, electronice de putere) și software de control mai complex.

Graficul opus oferă o imagine de ansamblu asupra celor mai importante variante de șasiu pentru vehiculele de transport liniare și de suprafață.

Sunt posibile diferite variante ale șasiului ilustrat și ale aranjamentelor roților. De exemplu, unitățile de acționare sau de direcție pot fi aranjate pe o parte a vehiculului și numărul de acțiuni și roți poate fi mărit (de exemplu, pentru a reduce presiunea de suprafață cu sarcini mari). Cu toate acestea, nimic din toate acestea nu are nicio influență asupra mobilității și a spațiului necesar pentru vehicule.

Un exemplu clar al unei astfel de variații este principiul cinematic al unei mașini (cu puntea spate neguidată), care - în ciuda celor patru roți - corespunde cinematicii cu trei roți în ceea ce privește mobilitatea. Fiecare șofer știe diferitele cerințe de spațiu ( curba de anvelopă diferită ) atunci când parcați înapoi sau înainte în lateral.

Un alt detaliu trebuie luat în considerare atunci când vine vorba de suspensia roților: caroserii cu mai mult de trei roți sunt, în general, static nedeterminate! Trebuie luate măsuri constructive asupra suspensiei roții și / sau a cadrului vehiculului pentru a se asigura că toate roțile se sprijină pe podea prin posibilități de elasticitate sau torsiune.

direcție

Se face distincția între următoarele sisteme de direcție :

  • Sistem de direcție cu unghiul de direcție geometric al roții directoare: se utilizează sisteme de direcție electromecanice sau hidraulice care acționează asupra volanelor, care pot fi și roți motrice.
  • Sisteme de direcție fără unghi de direcție geometric, așa-numita direcție diferențială: schimbarea direcției vehiculului are loc aici prin diferite viteze ale roților motoare („antrenarea rezervorului”).
  • Conducere și direcție cu roți Mecanum : o roată Mecanum are o jantă pe care sunt atașate role convexe libere la un unghi de 45 ° astfel încât să formeze din nou un cerc exact peste circumferința de rulare. Dispunerea înclinată a rolelor are ca rezultat două componente de forță la antrenarea roții. Forțele roților individuale îndreptate una împotriva celeilalte sunt compensate prin intermediul axelor și al cadrului. Celelalte forțe se adaugă la direcția de deplasare rezultată. În acest fel, orice manevră de conducere dorită poate fi generată prin controlul adecvat al roților individuale în ceea ce privește direcția și viteza de rotație. În special, o mișcare în orice direcție dorită poate începe dintr-o oprire. Vehiculele cu acționare Mecanum realizează o manevrabilitate extrem de ridicată, dar generează o presiune ridicată a suprafeței, astfel încât să nu poată fi utilizate pe fiecare pardoseală / pardoseală.

Tehnologie de acționare

În cazul AGV-urilor interne, motoarele de curent continuu cu magnet permanent sunt utilizate de obicei ca motoare de acționare și direcție datorită controlabilității lor bune . Deoarece un control al vitezei are avantaje considerabile pentru precizia de poziționare realizabilă, electronica de putere este de obicei folosită pentru a controla și controla unitățile de deplasare. Gama de putere este cuprinsă între 100 W și câțiva kW, în funcție de greutatea moartă și greutatea de încărcat de transportat, capacitatea de accelerație necesară, capacitatea de urcare necesară etc.

De ceva timp , tehnologia de curent alternativ trifazată fără întreținere a fost din ce în ce mai utilizată, deoarece motoarele și electronica de putere sunt acum disponibile și pentru tensiuni joase (24-96 V).

În cazul AGV-urilor în aer liber, pe lângă vehiculele alimentate cu motoare electrice - mai ales atunci când se transportă sarcini mari - există și vehicule cu motoare cu ardere internă și un așa-numit motor diesel - hidraulic sau diesel-electric .

biciclete

În vehiculele de interior, plasticul este utilizat în principal ca material pentru bandajul roții ( cauciuc poliester-uretan , de exemplu Vulkollan sau poliamidă , de exemplu Pevolon). AGV-urile în aer liber au fie bandaje din plastic, fie roți din cauciuc solid sau cauciucuri umplute cu aer. Anvelopele umplute cu aer oferă un nivel mai ridicat de confort al suspensiei decât anvelopele din material solid. B. în stare proastă a drumului pentru încărcătura sensibilă la șocuri poate fi avantajoasă. Cu toate acestea, elasticitățile pe care le au aceste anvelope conduc la mișcări de rulare ale vehiculului z. B. la virare, complicați controlul traseului și duceți la rezultate mai slabe în navigația de calcul (a se vedea mai sus), precum și în poziționarea fină datorită diametrului de schimbare dependent de sarcină.

alimentare electrică

În primul rând, se poate face o distincție între vehiculele care au un dispozitiv de stocare a energiei și cele care sunt alimentate în mod constant cu energia de funcționare necesară din exterior. Un alt diferențiator este tipul de energie stocată sau furnizată:

  • Deoarece acționările electrice sunt foarte des utilizate în vehiculele de transport intern, se găsesc deseori dispozitive de stocare a energiei electrice sub formă de baterii sau acumulatori . Următoarele tehnologii și tipuri de baterii sunt comune:
  • Vehiculele cu motoare cu ardere internă au rezervoare de motorină sau rezervoare de gaz și, de obicei, o baterie de pornire pentru demarorul electric. Deoarece un AGV are întotdeauna un computer pentru vehicule și un număr de alți consumatori de energie electrică care trebuie alimentați cu energie, astfel de vehicule au în general d. De obicei, printr-o altă baterie care alimentează acești consumatori.
  • Utilizarea transmisiei de energie inductivă (fără contact) permite construirea vehiculelor fără stocarea energiei la bord. În schimb, o pereche de conductori este plasată în pământ de-a lungul traseului AGV. care este alimentat cu un curent alternativ (tip. 20 kHz și de ex. 85 A). Bobinele atașate vehiculului utilizează principiul inducției pentru a decupla energia electrică de câmpul alternativ electromagnetic care înconjoară acești conductori. Deoarece energia dintre un emițător și bobina receptorului este transmisă numai în mod sensibil inductiv în imediata apropiere, acestea necesită bobinele să fie apropiate unele de altele. În consecință, perechea de conductori se află în pământ de-a lungul traseului sau în poziții de așteptare sau de acțiune recurente
  • Alimentarea cu energie hibridă dintr-o combinație de transmisie a energiei fără contact în secțiune și o unitate de stocare la bord cu capacitate redusă, de exemplu unități de stocare inovatoare, cum ar fi capacele de alimentare : Unitatea de stocare a energiei transportată simplifică instalarea în pardoseală, ca pereche de conductori în atunci podeaua nu se curbează exact, nu se ramifică sau se schimbă pe benzi paralele, trebuie să fie cartografiată, deoarece vehiculul poate parcurge secțiuni (scurte) ale traseului fără furnizarea de energie inductivă.
  • Tehnologiile alternative, cum ar fi celulele de combustibil cu un aport de hidrogen transportat în vehicul într-un rezervor, sunt în uz izolat, dar nu s-au răspândit încă din motive de cost.

Ghidarea benzii

Următoarele tehnici de urmărire pentru respectarea unui ghid fizic sunt cunoscute la vehiculele ghidate automatizate și sunt utilizate în practică:

  • inductiv: banda este specificată de o buclă de sârmă în pământ prin care curge curent alternativ și este recunoscută de antena (antenele) de pe vehicul (precizie aprox. 2 mm)
  • pasiv-inductiv: banda este determinată de o bandă subțire de oțel lipită de podea (precizie aprox. 2 mm)
  • Optic: benzi vopsite sau lipite cu bandă textilă specială, camere sau senzori similari pe vehicul (precizie aprox. 2 mm)

În plus, ghidajul benzii este utilizat prin intermediul unui ghid virtual.

În legătură cu metodele de navigare posibile, rezultă următoarele variante și precizări:

  • ghid continuu + calcul mort simplu (măsurarea rotației roții, eventual puncte de referință de-a lungul traseului)
Precizie: peste <3 mm, pe lungime <10 mm
  • liniile directoare necontinuate + calculul mortului îmbunătățit cu măsurarea unghiului de direcție, dacă este necesar, senzorul ratei de girație și punctele de referință (transponder, magneți) cu o distanță de 1 până la 15 m de-a lungul traseului
Precizie interioară: longitudinale / transversale 3-10 mm, rotație 0,1 °
Precizie în exterior: longitudinal / transversal 5–20 mm, rotație 0,1 ° –0,5 °
  • ghid virtual + navigare laser
Precizie: longitudinale / transversale 3-10 mm, poziția de rotație 0,1 °
  • ghid virtual + navigare prin satelit (dGPS)
Precizie în exterior: aproximativ 5-10 cm
Blocuri funcționale ale comenzii unui vehicul

Controlul vehiculului

Controlul vehiculului determină în mod semnificativ flexibilitatea, dar și disponibilitatea și performanța întregului sistem de transport fără șofer. Figura alăturată prezintă un exemplu de blocuri funcționale ale unui sistem de control AGV și interconectările acestora.

Sistemul de control al vehiculului folosește diverși senzori și dispozitive de acționare pentru a-și găsi drumul în jurul mediului operațional. Esențial pentru tipul și complexitatea controlului utilizat este, printre altele. procedurile de ghidare și navigare utilizate pe bandă. Un număr mare de arhitecturi de calculatoare diferite sunt utilizate ca hardware de control pentru AGV-uri. Fiecare dintre aceste soluții oferă avantaje decisive pentru aplicații specifice (de exemplu, calculatoare cu o singură placă pentru soluții cu costuri reduse). Exemple de platforme hardware sunt:

  • Computer de bord unic
  • controlere logice programabile
  • Calculator multi-bord
    • Sisteme de autobuz (serial sau paralel)
    • Rețele de calculatoare (transputer)

Echipament de manipulare a încărcăturii

Pentru a-și îndeplini sarcina reală, executarea automată a transporturilor, AGV are nevoie de un dispozitiv pentru preluarea încărcăturii, așa-numitul dispozitiv de manipulare a încărcăturii (LAM). Practic, se poate face o distincție între vehiculele cu LAM pasiv, adică fără motor și activ, adică condus.

  • LAM pasiv :
    zonă sau dispozitiv pe / în care sarcina poate fi plasată / depusă; eventual cu echipamente pentru asigurarea încărcăturilor
  • Active LAM , versiuni:
    • Furcă pentru ridicarea paleților (Euro), cutii cu zăbrele etc.
    • Transportor cu role sau transportor cu lanț pentru ridicarea paleților (euro), cutii cu zăbrele etc.
    • Transportor cu șorț pentru preluarea de containere mari / supradimensionate / grele, suporturi speciale de încărcare etc.
    • Transportor cu role sau transportor cu bandă pentru a găzdui suporturi de încărcare pentru piese mici, cutii, pachete etc.

Se poate face, de asemenea, o distincție între direcția de preluare a încărcăturii sau poziția suportului de încărcare față de AGV înainte / după preluarea / livrarea încărcăturii: Sarcina poate sta pe lungime, adică în fața / în spate, sau în lateralul vehiculului.

O altă caracteristică distinctivă este cantitatea de acceptare / livrare a sarcinii, adică adică suportul de încărcare poate

  • la nivelul solului,
  • la o anumită înălțime, dar identică în toate punctele din zona de utilizare a vehiculului sau
  • la înălțimi diferite, posibil schimbătoare dinamic

să fie puse la dispoziție sau livrate. Dacă trebuie dezvoltate diferite niveluri de înălțime, echipamentul de manipulare a sarcinii include și un dispozitiv de ridicare care, în funcție de sarcina necesară, înălțimea de ridicare și viteza de ridicare, poate fi proiectat cu o acționare electrică sau hidraulică . În special cu greutăți mari și înălțimi de ridicare, trebuie asigurată o stabilitate suficientă a vehiculului și o suprafață rutieră bună / nivelată.

Pentru a crește performanța de transport, este posibil și obișnuit să echipați un AGV cu mai multe LAM-uri.

Tehnologie de securitate

Cu camioanele industriale convenționale, este responsabilitatea șoferului să opereze dispozitivul în siguranță. În cazul AGV-urilor, siguranța necesară trebuie realizată prin acționarea automată a echipamentelor tehnice. Dispozitivele de siguranță de pe vehicul servesc atât pentru protejarea oamenilor, cât și a bunurilor (AGV în sine, încărcătura, facilitățile din jur). Detalii cu privire la obligația de echipare a AGV-urilor, cu privire la cerințele de calitate legate de siguranță, cu privire la funcționarea dispozitivelor de siguranță etc. sunt conținute în reglementările relevante.

Dispozitivele de siguranță prescrise sunt:

  • Sistem de detectare a persoanei („protecție împotriva coliziunilor”): Dispozitiv pentru detectarea persoanelor pe traseu. Sistemele trebuie să funcționeze pe toată lățimea vehiculului și a sarcinii și să oprească vehiculul înainte ca orice parte solidă a vehiculului să se întâlnească cu oameni. Sistemul de protecție împotriva coliziunilor poate funcționa tactil (contact mecanic, așa-numitul „barei de protecție”) sau fără contact (scaner laser, radar sau buton cu ultrasunete).
  • Sistem de frânare : AGV-urile necesită frâne mecanice, cu acțiune automată. Aceasta înseamnă că frânele sunt eliberate cu energie și se acționează automat în cazul întreruperii sau defectării alimentării cu energie („intrinsec sigur”). Frânele trebuie să poată opri AGV-ul în raza efectivă a sistemului de recunoaștere a persoanei în toate condițiile de conducere (sarcină grea, viteză mare, înclinare) (frână de serviciu). În plus, frânele trebuie să poată ține vehiculul oprit cu sarcina maximă admisă pe panta maximă permisă de producătorul AGV (frână de reținere).
  • Dispozitive de avertizare : Oamenii care se află în vecinătatea unui AGV trebuie să poată recunoaște în mod fiabil că AGV este gata să conducă sau că AGV este în mișcare prin intermediul unui semnal optic. Modificările intenționate ale direcției de deplasare trebuie indicate de AGV („ intermitent înainte / când se întoarce”). Un semnal acustic de avertizare, care trebuie să fie lipsit de ambiguitate, ușor de perceput, să se distingă de toate celelalte semnale și să fie ușor de recunoscut pentru persoanele din vecinătate, poate de ex. B. se dau la inversare.
  • Dispozitive de oprire de urgență : Pentru a opri vehiculul în situații de urgență, butoanele de oprire de urgență sunt necesare în locuri ușor accesibile, de preferință în toate cele patru colțuri. De îndată ce este apăsat un buton de oprire de urgență, AGV intră imediat în oprire de urgență (adică frânarea are loc cu întârzierea maximă posibilă în timpul conducerii) și rămâne acolo până când butonul de oprire de urgență este deblocat din nou.

Toate dispozitivele de siguranță pentru protecția persoanelor trebuie să acționeze direct asupra unui modul de oprire de urgență independent de computerul vehiculului (adică independent de software), astfel încât vehiculul să fie oprit imediat și în siguranță.

De asemenea, trebuie respectate autorizațiile de siguranță pentru clădirile fixe și alte AGV-uri.

Pe lângă aceste dispozitive de siguranță obligatorii referitoare la echipamentul vehiculelor, tipul procesului de încărcare poate afecta și siguranța. De exemplu, atunci când utilizați unele vehicule, bateria trebuie înlocuită în mod regulat (atât pentru încărcare, cât și pentru reînnoire). Menținerea bobinelor de contact, pe care unele vehicule le folosesc pentru încărcare, comportă, de asemenea, riscuri.

Controale

Control manual și terminal de operare de la FTF

În anumite situații de operare, este prevăzută sau necesară funcționarea manuală a vehiculului. Acest lucru se face de obicei folosind

  • Control manual: instrument de operare separat care este conectat la vehicul prin cablu și priză și care poate fi utilizat pentru a influența direct controlul vehiculului; permite deplasarea (deplasarea) vehiculului și, în anumite circumstanțe, manipularea manuală a sarcinii restricționată
  • Terminal operator : interfață directă între oameni și AGV; terminalul este folosit de ex. B. de către lucrătorii de la stațiile de oprire, precum și de către personalul de întreținere pentru următoarele sarcini:
    • Punerea în funcțiune a vehiculului
    • Intrarea comenzii și confirmarea
    • Afișări de stare și mesaje de eroare
    • Instrucțiuni de procesare, instrucțiuni de încărcare și descărcare către personalul stației

La proiectarea unui terminal de operator, gama se extinde de la câteva taste și lumini indicatoare la ecrane cu drepturi depline, cu o tastatură pentru PC sau ecran tactil . Dispozitive suplimentare sunt, de asemenea, utilizate pentru diagnostic, întreținere și programare. În plus, există deja tehnologii care permit vehiculelor fără șofer să înțeleagă limbajul și gesturile umane ca controale.

Controlul ghidării AGV

Blocuri funcționale ale unui control master AGVS

Într-un sistem de vehicule ghidat automat, componentele de comandă sunt distribuite pe două nivele:

  • Nivelul vehiculului: nivelul operațional, controlul vehiculului
  • Sistem de control la nivel superior pentru gestionarea și controlul întregului sistem AGVS: nivel administrativ

Sarcina principală a unui control de ghidare AGVS este de a coordona o flotă de vehicule de transport fără șofer în așa fel încât să se obțină un rezultat optim (= performanță maximă de transport cu cel mai mic număr posibil de vehicule). În plus, sistemul de control oferă interfețe cu sistemul IT și alte controale ale operatorului instalației, precum și operatorilor / utilizatorilor.

definiție
Un sistem de control AGV este format din hardware și software. Nucleul este un program de calculator care rulează pe unul sau mai multe computere. Este folosit pentru a coordona mai multe vehicule de transport fără șofer și / sau preia integrarea AGV în procesele interne.

Graficul opus arată blocurile funcționale ale unui control master AGVS. În funcție de complexitatea și domeniul de aplicare al sistemului general, funcțiile individuale pot fi omise sau preluate de alte sisteme de control. Procesarea comenzilor de transport și interfața cu utilizatorul sunt esențiale.

Structura hardware a sistemelor de control este, printre altele. în funcție de complexitatea sistemului și de integrarea AGV în infrastructura utilizatorului. Poate varia de la un PC simplu de sine stătător la un sistem multi-server cu un nivel de raid corespunzător, precum și mai mulți clienți de operare și vizualizare.

În cazul unui sistem cu 1 vehicul, poate fi posibil să renunțați la un control principal.

De gestionare a comenzilor de transport acceptă ordinele de transport ( „Get de la - aduce la“) și se asigură că acestea sunt prelucrate, luând în considerare alte detalii specificate în ordinul de transport, cum ar fi: B. Prioritate , ultimul timp de preluare / ora de sosire, secvențe (adică dependențe de alte transporturi) etc. Comenzile de transport pot fi transmise către sistemul de control master în diferite moduri și din surse diferite, una (sau mai multe) dintre următoarele tehnici implementările sunt comune:

  • Interfață de date cu un sistem IT de nivel superior al operatorului de sistem (sistem de planificare și control al producției (sistem PPS ), sistem de gestionare a depozitului (WMS), sistem de control al prelucrării, control al fluxului de materiale etc.)
  • Interfață de date către un PLC la care sunt conectați senzori care monitorizează starea de ocupare a locațiilor de preluare sau a destinațiilor de livrare
  • buton de apel (staționar) operat de angajat, de obicei conectat și la un PLC
  • Etichetă cu cod de bare sau cod QR scanată de angajat , care se află pe mărfurile transportate
  • Terminale de text sau grafice distribuite în întreaga companie, la care angajatul poate selecta obține și aduce ținte (dintr-o listă de ținte posibile / sensibile)
  • Terminal atașat la AGV, la care angajatul poate selecta o destinație de preluare / predare (dintr-o listă de destinații posibile / sensibile)
  • introducere manuală de către un angajat pe o mască de intrare care este transmisă direct de sistemul de control sau că - z. B. într-un sistem cu clienți de operare pe browser - pe un terminal staționar (în camera de control, în biroul de intrare a mărfurilor sau în biroul unui angajat) sau pe un dispozitiv mobil (smartphone, scaner de coduri de bare cu terminal integrat etc.) .)

Gestionarea comenzilor de transport include, de asemenea, furnizarea feedback-ului sistemului de comandă cu privire la starea comenzii (comanda primită, verificată și acceptată, în curs de desfășurare (= călătorie de preluare începută, călătorie de livrare începută), efectuată, anulată cu eroare). Este, de asemenea, obișnuit să aveți funcționalitatea conform căreia lucrările de transport din sistem pot fi modificate prin interfața de date sau printr-o interfață de operator (de exemplu, șterse, prioritatea lor crescută sau redusă, anulată ...). O altă funcție este de a împărți o comandă de transport într-o succesiune de așa-numitele ordine de conducere - în cel mai simplu caz „Obțineți de la - aduceți la„ în cei doi pași ”conduceți la destinație și ridicați încărcătura” și apoi „conduceți la destinație și dă-i Încărcare ". În sistemele complexe, regulile pot fi stocate aici pentru a ex. B. una (sau mai multe) destinație intermediară și z. De exemplu, paletul - sau numai paleții selectați care au o anumită caracteristică - trebuie întins în scopul asigurării încărcăturii înainte de călătorie la departamentul de mărfuri de ieșire.

Într-un sistem multi- vehicul cu un aspect complex și un număr mare de surse / chiuvete, dispunerea vehiculului și controlul traficului au o influență decisivă asupra performanței sistemului / transportului și, în consecință, asupra numărului de vehicule necesare pentru îndeplinirea sarcinii de transport. Dispoziția vehiculului determină respectiva „mai ieftin“ vehicul pentru impartasita de cererile de transport de management de locuri de muncă de transport. Criteriile pentru aceasta sunt cele mai scurte distanțe de deplasare până la sursă, acceptarea mai multor sarcini în diferite locații sau prognozele stării sistemului în viitorul apropiat (de exemplu, blocaje pe rute / la intersecții).

La selectarea unui vehicul, adecvarea de bază a vehiculului respectiv, de ex. B. starea curentă de funcționare (gata / liberă / nefuncțională), clasa de mărime / greutate, cantitatea de energie disponibilă în prezent în stocarea de energie a fiecărui vehicul (de exemplu, starea de încărcare (SOC) sau starea de sănătate (SOH) ) a unei baterii sau a nivelului de umplere al rezervorului de motorină) etc. O funcție importantă a dispunerii vehiculului este așa-numita gestionare a energiei, i. Cu alte cuvinte, pe baza informațiilor privind cantitatea de energie disponibilă în prezent determinată în fiecare AGV și transmisă controlului principal, se ia o decizie dacă un vehicul primește o comandă pentru o călătorie pentru a încărca dispozitivul de stocare a energiei ( de exemplu la o stație de încărcare automată a bateriei). Și aici se decide când stocarea de energie a unui vehicul este suficient umplută pentru a alimenta din nou acest AGV cu comenzi de transport.

Verkehrsleitsteuerung ca fiind cea mai importantă parte a conducerii de procesare a comenzilor în echipamente multi-vehicul asigură controlul traficului în condiții de siguranță, în special în zona de intersecții și joncțiuni. Sistemul de control al traficului se bazează de obicei - pe baza procedurilor clasice în traficul feroviar - pe o împărțire a traseului de conducere în zone de blocare (așa-numitele rute de bloc ). Secțiunile blocurilor pot fi ocupate în general doar de un singur vehicul. După ce a fost solicitată și alocată o secțiune de blocare, aceasta este blocată pentru toate celelalte AGV-uri. În anumite zone, de exemplu în jurul intersecțiilor, este logic să lucrați cu rezervări anticipate pentru a evita în mod fiabil blocajele .

O altă subfuncție a procesării comenzilor de transport este comunicarea și, dacă este necesar, sincronizarea vehiculelor cu mediul operațional, așa-numitele facilități periferice și infrastructură. Acestea includ, de exemplu, porți / uși (automate), porți de protecție împotriva incendiilor / secțiuni de incendiu, semafoare, ascensoare, bariere, stații de schimbare a încărcăturii, stații de încărcare a bateriilor, întinzătoare / ambalaje pentru paleți, etc. comunicare, de ex B. cu un control al porții, din motive de performanță direct între vehicul și controlul porții, fără „ocol” prin intermediul controlului principal AGVS.

Rutarea este la fel de necesară pentru programarea vehiculului și de rutare funcționalitate pe bază. Pentru rezultate optime, adică găsirea celui mai bun traseu posibil pentru comanda de transport în așteptare, necesită cunoștințe cât mai precise despre rețeaua de rute (statică) și starea sa actuală (dinamică), adică H. ocuparea secțiunilor de traseu cu vehicule, dar și prin obstacole sau închideri de trasee mai mult sau mai puțin de durată. În principiu, un algoritm de rutare poate lua în considerare și ocuparea rutei de așteptat în viitorul apropiat la alegerea celei mai bune rute posibile (care poate să nu mai fie cea mai scurtă, dar totuși cea mai rapidă) - această funcționalitate nu este oferită de toate AGV producătorii, totuși.

Vizualizarea sistemului este o funcționalitate utilă pentru personalul de operare, dar nu este absolut necesar pentru funcționarea unui AGV. Se utilizează pentru a informa utilizatorul (personalul camerei de control, personalul de service etc.) despre comenzile de conducere și transport, starea vehiculului, pozițiile vehiculului, etc. formează interfețe grafice complexe cu imagine și funcționare a sistemului la scară reală în „aspectul și simțul Windows”.

Vizualizarea sistemului este una dintre mai multe funcții de serviciu . B. achiziționarea de date statistice, eventual Evaluări statistice, (suport în) diagnostic de eroare, un mod de simulare z. B. pentru asistență în planificare sau pentru o prognoză privind utilizarea sistemului, un instrument pentru actualizări over-the-air ale software-ului vehiculului, un instrument pentru modelarea cursului de conducere etc.

De regulă, în prezent nu este posibil ca controlul de orientare AGVS al furnizorului A să gestioneze / coordoneze vehiculele producătorului B, deoarece controalele de orientare AGVS sunt software proprietar (nestandardizat). O excepție de la acest lucru este sistemul openTCS de control neutru și independent de producător , care este disponibil ca software open source din 2006 . De asemenea, a existat o inițiativă inițiată de VDA și susținută de VDMA pentru a standardiza transmisia de date între sistemul de control și vehicule între producători - ca prim pas către un sistem de control AGVS standardizat, ca să spunem așa. O primă versiune a acestei descrieri a protocolului a fost publicată în august 2019 sub numele de VDA 5050 (schiță). Ca parte a IFOY TEST DAYS din martie 2021 la Dortmund, o implementare a VDA5050 a fost prezentată publicului pentru prima dată cu așa-numitul AGV Mesh-Up: au putut fi văzute AGV-uri de la diferiți producători de AGV și cu sisteme de navigație diferite pe o zonă de testare din Westfalenhalle din Dortmund, toți au fost furnizați cu comenzi de transport în comun și în același timp de către un control comandant. Coordonarea manevrelor de conducere pe secțiunile de traseu utilizate în comun și în special în zonele de intersecție și la intersecții a fost realizată și de acest control de ghidare, care a fost posibil prin utilizarea noului protocol de comunicație.

A existat, de asemenea, un prim furnizor AGVS din jurul anului 2017 care integrează funcțiile de control descrise mai sus în software-ul de control al vehiculului și se bazează în acest fel pe un sistem de control explicit sub forma unui computer (individual, computer local, server virtual sau o încărcare -soluție bazată) renunțat. Acest tip de implementare - se vorbește aici despre un control descentralizat și arhitectură de sistem - necesită, printre altele, un tip diferit de comunicare, deoarece (toate) vehiculele fac acum schimb de date direct între ele și trebuie să ia decizii pe baza acestui lucru date. O condiție prealabilă pentru o funcționare fără probleme și stabilă a unui astfel de sistem este un sistem de comunicații în bandă largă și rapid (fără fir), WLAN-ul utilizat în mod obișnuit în prezent își atinge deja limitele cu dimensiuni de sistem destul de mici de aproximativ 25 de vehicule. Utilizarea viitoare a rețelelor 5G - Campus poate rezolva această problemă, însă, acest concept poate fi apoi realizat pentru instalații cu un număr mare de vehicule.

Transfer de date

Interacțiunea tehnologiei informației a sistemului de control staționar, a altor echipamente staționare și a vehiculelor de transport fără șofer are loc prin intermediul sistemelor de transmisie a datelor . Comunicarea între vehicule și facilitățile staționare este necesară pentru

  • Punerea în funcțiune a vehiculelor din centrul de control
  • Influențarea comportamentului de conducere de la stația de control (de exemplu, oprire pentru toate vehiculele, oprire a secțiunii bloc etc.)
  • Transmiterea datelor de funcționare a vehiculului, a datelor de poziție, a stărilor de eroare etc. către centrul de control, de ex. B. pentru vizualizare
  • Sincronizarea mișcărilor cu tehnologia transportorului staționar
  • Controlul semaforelor, ascensoarelor, barierelor etc.

Comunicare între vehicule, de ex. B. pentru controlul traficului, este posibil în principiu, dar în mare parte neobișnuit.

Pentru a utiliza avantajele sistemelor de transport fără șofer, se utilizează în general o tehnologie de transmisie a datelor fără contact între dispozitivele staționare și vehicule. Următoarele tehnologii sunt posibile pentru comunicarea între AGV-uri și facilități staționare:

  • Transmiterea inductivă a datelor: tehnologie învechită, greu utilizată astăzi; Comunicarea este posibilă numai în locațiile selectate (adică nu peste tot)
  • Transmiterea de date în infraroșu : de asemenea depășită și rar utilizată
    • lățime de bandă mică
    • Poate fi utilizat în zone care nu permit transmiterea datelor radio (de exemplu, spitale)
    • Este posibilă interferența din surse de lumină (puternice)
  • Radio cu bandă îngustă (de ex. 433 MHz) cu următoarele proprietăți:
    • lățime de bandă mică / rată de transmisie scăzută
    • gama relativ mare
    • unele benzi de frecvență sunt rezervate pentru aplicații industriale, dar sunt supuse taxelor
  • Radio în bandă largă („WLAN” conform IEEE 802.11; 2,4–6 GHz) cu următoarele proprietăți:
    • lățime de bandă mare, rată de baud mare
    • rază scurtă de acțiune (comparativ cu radioul cu bandă îngustă)
    • fără benzi de frecvență rezervate, interferența este posibilă
    • ieftin, deoarece este utilizat pe scară largă

Facilități periferice

Mediul operațional al sistemului de transport fără șofer este modelat de suma așa-numitelor dispozitive periferice . Aceste instalații au o influență deloc neglijabilă asupra disponibilității unui sistem AGV, asupra frecvenței erorilor, posibil uzurii crescute a vehiculelor, etc.

Componentele suplimentare ale mediului operațional imediat al unui vehicul sunt elementele de curs necesare pentru navigație și ghidarea benzii:

  • Linii directoare sau conductori primari în sol (în cazul vehiculelor sau sistemelor cu transmisie de energie fără contact)
  • Liniile directoare la sol (cu ghidare inductivă optică sau pasivă)
  • marcaje punctiforme de podea (cu navigare pe grilă)
  • Reflectoare (pentru navigație laser)

Mediul operațional include, de asemenea, stații staționare de transfer de sarcină și dispozitive pentru furnizarea de energie, dar și elemente de-a lungul traseului, cum ar fi B. ușile de incendiu, lifturile și platformele de ridicat, precum și rafturile.

Programarea cursului de conducere

O parte importantă a modelării aplicației , care creează baza de date pentru programarea sistemului general, este programarea cursului de conducere , adică modelarea aspectului în care se deplasează vehiculele. Descrie traseele cu informații de direcție și viteză, zone de blocare, stații de transfer de sarcină, puncte de oprire, stații de încărcare a bateriei, eventual poziția reperelor etc. Se face de obicei grafic, adică cu sprijinul unui instrument CAD și pe baza unui Aspect CAD mediul operațional. Cu ajutorul unei simulari a curbei anvelopei , aspectul traseului poate fi verificat pentru condiții fără coliziuni. Deoarece acest tip de curs de conducere programează departe de vehicul, de ex. Are loc ca PC în birou, vorbim despre așa-numita offline - programare .

Așa-numita predare este o alternativă.Aici , vehiculul este deplasat pe cursul dorit cu ajutorul controlului manual, iar traiectoriile parcurse sunt înregistrate / salvate de software-ul vehiculului. În pasul următor, cursurile de conducere generate în acest mod trebuie, de obicei, să fie netezite de software. B. nu apar linii drepte sau segmente de arc exacte. Procedura de predare oferă anumite avantaje (de timp) pentru sistemele mici, mai puțin complexe, dar necesită multă experiență și practică. În special - spre deosebire de programarea offline - este necesar un vehicul care nu este disponibil pentru transport în acest timp.

Exemplu pentru un sistem AGV în aer liber

Exemple de sisteme automate de transport de persoane

În general

Plante adevărate

  • H-Bahn în Dortmund
  • H-Bahn și SkyTrain în Düsseldorf
  • SkyLine din Frankfurt
  • Subteran în Nürnberg ( RUBIN )
  • VAL în diferite orașe
  • Electromobile Ultra în Londra ( Citymobil )

Proiecte de cercetare

Vezi si

literatură

Liniile directoare VDI

Toate liniile directoare VDI menționate mai sus pe tema sistemelor de transport fără șofer au fost elaborate de membrii comitetului tehnic VDI ​​„Sisteme de transport fără șofer” (FA 309; anterior: departamentul VDI B7) și sunt publicate de Beuth-Verlag la Berlin . Pagina de prezentare generală a VDI de pe site-ul său web conține o listă a ghidurilor VDI disponibile în prezent pe tema AGV / AGV .

Link-uri web

Commons : Vehicule ghidate automatizate  - colecție de imagini, videoclipuri și fișiere audio

Dovezi individuale

  1. ↑ Ghidul VDI 2510 „Sisteme de transport fără șofer”; Beuth-Verlag, Berlin, p. 6 f.
  2. ↑ Directiva 2006/42 / CE a Parlamentului European și a Consiliului din 17 mai 2006 privind utilajele și de modificare a Directivei 95/16 / CE (versiune nouă)
  3. ↑ Vehiculele de transport fără șofer vor reacționa în curând automat la defecțiuni. Adus la 13 noiembrie 2017 .
  4. ↑ Eckhard-Herbert Arndt: Acționarea electrică aparține viitorului în port · Platformele automate de transport ar trebui să fie alimentate cu energie electrică verde din momentele de vârf . În: Raportul zilnic al portului din 24 aprilie 2014, p. 2
  5. ↑ AGV litiu-ion în terminalul containerului Altenwerder. Adus la 24 aprilie 2018 .
  6. ↑  ( pagina nu mai este disponibilă , căutați în arhive web )@ 1@ 2Șablon: Toter Link / www.conductix.de
  7. ↑ vPOWER
  8. ↑ https://www.sew-eurodrive.de/produkte/energieuebertragung_energieversorgung/kontaktlose_energieuebertragung_movitrans/kontaktlose_energieuebertragung_movitrans.html
  9. ↑ Michael Zenkner: Transfer de energie fără contact. În: elektroniknet.de. 26 ianuarie 2021, accesat la 16 februarie 2021 .
  10. ↑ DIN EN 1525 Siguranța camioanelor industriale - Camioane industriale fără șofer și sistemele acestora , Beuth-Verlag, Berlin
  11. ↑ Liniile directoare pentru camioanele industriale fără șofer , asociația de comerț cu ridicata și depozitare, Mannheim
  12. ↑ Regulamentul de prevenire a accidentelor pentru camioane industriale , reglementarea asociației profesionale BGV D 27
  13. ↑ Liniile directoare VDI pentru securitatea AGVS
  14. ↑ Tobias Schweikl: Încărcare inductivă pentru stivuitoare electrice. LOGISTRA - revista specializată pentru flotele de vehicule comerciale și logistica depozitelor, 17 aprilie 2020, accesată pe 16 februarie 2021 .
  15. ↑ Hannover Messe 2016: stivuitorul inteligent înțelege limbajul și gesturile. Adus la 13 noiembrie 2017 .
  16. ↑ Ghidul VDI 4451, foaia 7 Compatibilitatea sistemelor de transport fără șofer, controlul ghidării pentru AGV-uri ; Beuth-Verlag, Berlin, p. 3
  17. ↑ Sistemul deschis de control al transportului. Fraunhofer-Gesellschaft, accesat la 20 noiembrie 2019 (engleză).
  18. ↑ Juliane Friedrich: Interfață nouă pentru sisteme de transport fără șofer. VDMA, 22 august 2019, arhivat din original la 26 aprilie 2020 ; accesat pe 20 noiembrie 2019 .
  19. ↑ Noua interfață pentru sistemele de transport fără șofer. VDA, 27 august 2019, accesat la 20 noiembrie 2019 .
  20. ↑ Interfață pentru comunicarea între vehiculele ghidate automatizate (AGV) și un sistem de control. (PDF) VDA 5050. VDA, august 2019, accesat la 20 noiembrie 2019 .
  21. ↑ AGV Mesh-Up își sărbătorește premiera. Adus pe 10 iunie 2021 .
  22. ↑ Yumpu.com: IFOY. Adus pe 10 iunie 2021 .
  23. ↑ www.hafen-hamburg.de 12 februarie 2013: Transportul containerelor cu exces de energie electrică verde ( Memento de la 1 februarie 2014 în Arhiva Internet )
  24. ↑ HHLA și DEMAG Cranes deschid o nouă etapă a electromobilității . În: Port of Hamburg Magazine 3/11, p. 10, Hafen Hamburg Marketing eV Hamburg 2011
  25. ↑ Vera - viitorul transportului autonom , volvo.trucks.de, accesat la 28 iunie 2019
  26. ↑ DFDS testează transporturile autonome · Cap tractor tractat electric utilizat în terminalul portului din Göteborg . În: Raport zilnic de port din 19 iunie 2019, p. 13
  27. ↑ Terminal MegaHub. În: deutschebahn.com. Adus la 23 august 2021 .