AGVs Vehículos de Guiado Automático

El término AGV o vehículo de guiado automático (del inglés automatic guided vehicle) comenzó a usarse en los años 80, en general abarca todos aquellos sistemas de transporte de cargas capaces de funcionar sin conductor, es decir, de una manera completamente autónoma, con base en una programación que le permite recorrer un circuito entre diferentes puntos o estaciones.

Se considera a Arthur Barrett, de la Barrett Electronics Corporation, como padre de estos vehículos, al desarrollar el primer AGV para aplicaciones industriales en 1954.

Los AGVs son máquinas perfectas para el trabajo en intra-logística, pues son capaces de ejecutar eficientemente tareas repetitivas o de alta cadencia, como transporte de materiales, apilado o picking. En CLEM llevamos más de 4 años implantando AGVs en industria con grandes resultados.

Tipos de AGVs

La diversidad de los AGV es muy grande, adaptándose de esta forma a variados entornos y usos. Principalmente podemos hablar de 4 tipos:

• AGVs de carga: equipan plataformas y un bulón o pin retráctil que engancha carros y cestos de hasta 5 toneladas.
• AGVs remolcadores: gracias a su gran potencia y tracción permiten arrastrar cargas de hasta decenas de toneladas.
• AGVs apiladores: similares a una transpaleta habitual, sus horquillas transportan y elevan palés.
• AGVs de picking: siguen a un operario en labores de picking transportando pequeñas cargas y materiales.

Elementos de un AGV

Un AGV es un vehículo formado por un chasis metálico en el que se aloja toda la electrónica y una serie de elementos funcionales. Como ejemplo, aquí tienes un AGV compacto de carga con plataforma:

1. Escáner de seguridad delantero
2. Sensor magnético y grupo motor
3. Batería
4. Tren trasero
5. Cargador online
6. Escáner de seguridad trasero
7. Bulón o pin de enganche
8. Placa base
9. Panel de control y pulsadores de emergencia/encendido

Sistemas de Guiado

Existe una gran variedad de sistemas de guiado que permiten al AGV desplazarse por el entorno salvando obstáculos y deteniéndose ante el paso de otros vehículos o personas. Dependiendo del tipo de sistema, aparecen varias denominaciones:

Láser

Llamados LGV (del inglés Laser Guided Vehicle) o FTS (del alemán Fahrerlose Transport System). Utilizan un transmisor/receptor láser en forma de torreta giratoria. Los haces de luz rebotan en pequeños reflectores situados en paredes o postes y el AGV calcula su posición mediante triangulación, comparándola con un mapa ya almacenado. Es un sistema muy fiable que dota a los equipos de gran flexibilidad, pues los cambios de trayectorias se realizan mediante programación en el software de gestión, sin necesidad de modificar el entorno de trabajo. Como contrapartida, su coste es elevado y no es aconsejado en equipos compactos, donde el emisor está a ras de suelo y es complicado obtener puntos para realizar la triangularización.

SLAM

Del inglés Simultaneous Localization And Mapping, son equipos que son capaces de navegar por su entorno sin necesidad de marcadores externos. Se utilizan diferentes sensores para modelar un mapa de un entorno desconocido. De forma simultánea, el AGV se localiza en él de forma continua. Esta tecnología permite prescindir de guías en el suelo o reflectores para triangular la posición del equipo, pero es una tecnología compleja y con alto coste económico con navegaciones más flexibles pero menos precisas. Se aconseja su uso en entornos poco cambiantes como edificios terciarios. En grandes plantas industriales en los que el entorno cambia constantemente, se genera la necesidad de que el AGV deba enfrentarse cada vez a entornos distintos, dificultando la propia localización del equipo. Esto puede afectar sensiblemente a su velocidad de desplazamiento. Puedes leer más en nuestro artículo de navegación por SLAM.

Óptico

Utilizan un sistema de guiado por visión volumétrica probabilística. Mediante probabilidades de ocupación y el uso de sensores y cámaras estéreo, el AGV adquiere una visión artificial y construye un mapa en 3D del entorno, de forma que puede seguir una ruta entre puntos de referencia sin asistencia humana.

Cinta Magnética

El AGV dispone de un sensor magnético que le permite seguir con gran precisión una guía o cinta magnética. Ésta se coloca en el suelo, ya sea embutida o sobre la superficie, protegida con una capa de resina. La cinta no necesita alimentación y es posible aprovechar su polaridad dual para hacer cambios de estados.

Cable de Radio

Un cable que transmite una señal de radio se incrusta en el suelo de la factoría. El AGV dispone de un sensor que lee la señal y sigue la trayectoria del mismo.

Giroscopio

También llamado guiado inercial. Un sistema informático dirige al AGV por el circuito con la ayuda del giroscopio integrado, que detecta los cambios en la dirección y permite seguir la ruta con una gran precisión. Se ayuda de etiquetas RFID o magnéticas que el AGV lee del suelo para realizar cambios o disparar eventos.

Control del Tráfico

Cuando más de un AGV cohabita en una planta, es indispensable establecer medidas de control del tráfico y evitar de esta forma posibles colisiones en puntos de carga/descarga. Se realiza de varias formas:

• Balizas RFID: se establecen zonas de control por medio de tags o etiquetas RFID, que cuando un AGV lee, bloquean la zona para que otros no entren en ella.
• Control de proximidad: cada AGV puede emitir una señal de radio en una área cercana, de forma que si entra en un área conflictiva, puede emitir una señal de bloqueo a otros AGV, para que no entren en ella.
• Sensores anti colisión: todos los AGV equipan sensores para evitar choques con objetos o personas. Pueden ser ópticos, de infrarrojos o sónicos.

Gestión y Monitorización

Como puedes pensar, necesitamos un sistema central que permita gestionar el movimiento de los AGV, establecer rutas, controlar eventos, monitorizar el tráfico y registrar su comportamiento. Esta aplicación se instala en un servidor informático y nos ofrece un control completo sobre el comportamiento de los AGV. Casi siempre se dispone de pantallas de información para los operarios de la planta, donde pueden ver gráficamente el curso de los AGV y diferentes métricas o indicadores en tiempo real. También proporcionan avisos de emergencia ante cualquier fallo eventual de una unidad.

Entornos de Uso de los AGVs

El entorno ideal de los AGVs son plantas de fabricación y almacenes logísticos, ya que permiten aumentar la producción, eficiencia y disminuir el coste y los daños al producto. Pero gracias a su versatilidad, pueden usarse en muchas más sitios:

Industria Automovilística

Un ecosistema perfecto para un AGV. Donde realizan labores de transporte de producto terminado, materia prima, entrega de herramienta especializada, repuestos, piezas, materiales de desecho y embalaje. La gran automatización de estas plantas casa perfecto con el perfil de uso de un AGV y se adaptan como un guante a sus procesos informatizados.

Industria Farmacéutica

Los grandes almacenes logísticos de este sector son otro lugar apropiado para la implantación de AGVs. Desde ayuda a operarios en tareas de picking hasta validación de procesos gracias a su almacenamiento de rutas y movimientos.

Industria Alimentaria

El transporte de palés de alimentos o materias primas, producto terminado, remolques y más, son prácticas habituales de los AGV en este entorno.

Industria Química

El movimiento seguro y sin intervención humana de materiales peligrosos permite evitar accidentes y elevar en gran medida la seguridad de los trabajadores de estas plantas.

Industria Temática o de Entretenimiento

Uno de los entornos más curiosos donde los AGV trabajan, pues en este caso, transportan seres humanos. En muchos parques temáticos los AGV realizan circuitos de navegación autónoma para pasear a clientes. También se usan en atracciones donde deben ejecutar diferentes secuencias automáticas y cambios de ruta más o menos aleatorios.

Beneficios de los AGVs

En general, toda industria donde exista un transporte de materiales obtendrá grandes beneficios del uso de AGVs. En esta lista tienes sus principales ventajas:

• Funcionamiento 24h x 365d.
• Movimiento eficiente y rentable de materiales.
• Enrutamiento flexible en función del tráfico o carga de trabajo.
• Reducción de tiempos muertos durante el ciclo productivo.
• Entrega regular y predecible apta para sistemas de fabricación JIT.
• Validación de procesos y buenas prácticas de fabricación (GMP).
• Transporte de materiales pesados o peligrosos sin riesgo para el trabajador.
• Transporte suave del producto terminado para evitar daños.
  
• Aumento de la seguridad al reducir los accidentes por choque.
• Seguimiento y registro del paso del material entre diferentes estaciones.
• Monitorización y seguimiento sencillos desde una aplicación central.

Autor

Manuel Ferrandis es director del departamento de Ingeniería en CLEM.