VISOKA TEHNIČKA ŠKOLA STRUKOVNIH STUDIJA U NIŠU

predmet:MEHANIZACIJA PRETOVARA

Studijski program:DRUMSKI SAOBRAĆAJ

Predavanje

AUTOMATSKI VOĐENA VOZILA

1

UVOD

Kod rada niza sredstava sa cikličnim dejstvom, u velikoj meri je značajan uticaj ljudskog faktora na efikasnost i

tačnost rada tokom realizacije pojedinih delova ciklusa.

To utiče kako na vreme (delova i/ili celog) ciklusa, tako i na pouzdanost rada, raspoloživost sredstava, nivo grešaka u

radu ...

2

Iz tog razloga su se tražila sredstva koja mogu da redukujuili eliminišu ovaj uticaj.Kao rezultat pojavio se relativno širok spektar sredstava saautomatskim upravljanjem – automatski vođena vozila(AGV- Automated Guided Vehicles - automatski vođenavozila ili transportna sredstva bez vozača (TSBV)).

3

Uvođenje automatski vođenih vozila

predstavlja jedan od najznačajnijih

kvalitativnih pomaka u automatizaciji

transportnih operacija u proizvodnji, na montažnim

linijama, skladištima, robno-transportnim

centrima, bolnicama i terminalima.

4

AGV su industrijska vozila bez vozača, obično pogonjenapomoću baterija i električnih motora.

Težine tereta koje AGV mogu prevoziti se kreću u veomavelikom opsegu, od malih (lakih) tereta težine nekolikokilograma do tereta težine preko 100t.

5

Primenom ovog sistema povećava se efikasnost terminala, smanjuju troškovi radne snage za 80%, potrebe za odrzavanjem sistema smanjuju se za 50%, a troškovi

energije za 10%.

Automatski vodjena vozila su vozila koja se kreću pomoću automatskog upravljačkog sistema.

Senzori na infrastrukturi i na vozilu daju podatke o lokaciji i brzini vozila na osnovu kojih upravljački sistem šalje vozilu odgovarajuće komande kako bi moglo da prati odredjene trajektorije i da se kreće

odgovarajućom brzinom.

6

Istorijat automatski vođenih vozila

Prvi AGV sistem bio je modifikovani vučni tegljač-traktor sa prikolicom koji jebio navođen žicom koja se nalazila iznad zemlje. On je konstruisan ipredstavljen 1953. godine u skladištu životnih namirnica. Kasnih pedesetih i ranihšezdesetih, vučni AGV sistemi bili su u upotrebi u različitim tipovima fabrika iskladištima različitih vrsta robe i materijala. U Švedskoj, u gradu Kalmar, u fabrici"Volvo", 1973. godine inženjeri su uspeli da razviju sistem nesinhronizovanemontažne opreme kao alternative klasičnih transportnih linija. U realizaciji togprojekta, značajno mesto zauzimaju AGV sistemi, jer je bilo upotrebljeno 280računarski kontrolisanih AGV.

Tokom godina, napredak u elektronici je doveo do daljeg usavršavanja ovihvozila kako u konstruktivnom tako i u smislu kontrole. Danas, AGV sistemise nalaze u upotrebi u bezmalo svim oblastima industrijske proizvodnje iskladištenja materijala. Ima ih u skladištima, fabrikama, bolnicama,štamparijama i ostalim oblastima industrijske i komercijalne primene, gdepostoje uslovi i opravdanost primene.

7

8

9

10

11

12

13

Prednosti AGV vozila

REDUKOVANI TROSKOVI RADNE SNAGE I OSTALIH TROSKOVARADA -jedno AGV vozilo koje radi u tri smene na dan moze zamenitiplate tri operatora koji rade sa rucnim viljuskarom

POVEĆANA POUZDANOST I PRODUKTIVNOST - neosetljivost naduzinu radnog vremena i broj smena-AGV vozilo moze da radi 24 satadnevno, 7 dana nedeljno bez pause.

SMANJENJE OSTEĆENJA ROBE - AGV poseduje kontrolisano kretanje(hod) vozila sa preciznoscu od +/-10mm.

POVEĆANA BEZBEDNOST- zato što procesi rukovanja materijalom nezahtevaju ljudsku aktivnost i sto se vozilo uvek ponaša prema unapredprogramiranim instrukcijama redukovane su nezgode i povredezaposlenih

FLEKSIBILNOST - za razliku od fiksnih (stacionarnih) resenja zarukovanje materijalom, putanja po kojoj se AGV krece vrlo lako mozebiti reprogramirana

14

Automatski vodena vozila se koriste prvenstveno zarealizovanje procesa unutrašnjeg transporta, a poslednjih

godina sve je veća primena ovih sredstava i na otvorenom.

15

16

Klasifikacija AGV vozila

Različiti tipovi transportnih, kao i ostalih zadataka koje ovaj sistemrealizuje uslovili su da se razvije relativno veliki broj vrsta vozila,

prilagođenih pojavnom obliku tereta ili usaglašenih sa uslovima rada idrugim karakteristikama/obeležjima zahteva koji se izvršavaju.

Klasifikacija AGV vozila se obično obavlja premafunkcionalnim karakteristikama, odnosno obliku zadataka

koje AGV vozila realizuju:Traktori – tegljači,

Paletna kolica - viljuškari,Specijalna AVG vozila

17

AGV traktori (tegljaci)

AGV vozila koja su konstruisana u obliku traktora, namenjena su popravilu vuči više prikolica. Nosivosti prikolica su obicno do 1 - 2 [t], a

mogu biti i znatno vece - do 20 [t].

Za uobičajenu primenu izrađuju se sa

elektrobaterijskimpogonom.

U slučajevima kada se ovaj tip vozila koristi naotvorenim površinamaprimenjuje se i hibridni pogon, tj. kombinovanje

elektrobaterijskog sistema sa dizel

motorom.

18

19

20

AGV paletna kolica

opremljena su viljuškama što im omogućava dizanje i spuštanje

tereta sa poda ili utovarno istovarne stanice (samozahvatanje).

Ova vozila su konstruisana najčešcetako da prenose jednu paletnujedinicu, a mogu se sresti i saproduženim viljuškama koje

obezbeđuju prihvatanje dve paletne jedinice.

Nosivost ovog tipa vozila najčešće jeizmeđu 15 i 20kN sa brzinama od 15-75m/min

21

22

Vozila sa teleskopskom konstrukcijom i drugimkonstrukcijama viljuški obezbeđuju znatno većuautonomiju rukovanja materijalima i obavljanje praktičnokompletnih skladišno – transportnih aktivnosti (zahvat,podizanje/spuštanje tereta, transport, lociranje...). Nanarednim slikama je dat prikaz nekih od ovih rešenja.

23

Danas se sreću rešenja AGV sistema samogućnošću potpuno autonomnog rada iu skladišnim zonama regala, zahvata /odlaganja na proizvoljnim lokacijamašto je ostvareno primenom niza rešenjaza precizno pozicioniranje, identifikacijui dr., kako na samom AGV, tako i uskladištima, na stabilnoj /pokretnoj ipomocnoj opremi.

24

Specijalna AGV transportna vozilaOvaj tip vozila predstavlja autonomne jedinice koje su namenjene prvenstvenotransportu jedinica tereta u uslovima znacajno ogranicenog prostora i uuslovima kada je neophodno izvršiti njihovu integraciju sa nekim drugimprocesom (na primer proizvodnim).

25

26

Kada je procese zahvatanja neophodnorealizovati podizanjem i spuštanjem jedinicetereta, ispunjavanje ovakvih zahteva senajcešce realizuje opremom koja se nalazina mestu zahvatanja /odlaganja.

27

Vozila sa specijalnim transporterskim elementima obezbeđujudirektnu vezu sa transportnim sredstvima kontinualnog dejstvakao i sa stanicama razlicitih tipova koje su opremljene elementimanekog tipa transportera.

28

29

Ova vozila , po pravilu, nisu osposobljena zazahvatanje tereta sa nivoa poda,vec se za zahvatanje/odlaganjekoriste razna rešenja.

30

Vozila sa mogućnošću integracije u proizvodne / montažne linije svojomautonomijom na neki način predstavljaju pokretna radna mesta, koja shodnotehnologiji i brzini rada u pojedinim zonama na odgovarajući način dopremaju /otpremaju predmete rada. Na narednim slikama je dat prikaz nekih od ovih rešenja,koja su u nekim granama industrije postigle značajan nivo primene.

31

32

Relativno atipična, mada efikasna, primena koncepcije bazirane na AGV sistemu jeostvarena i u bolnicama. Posebno prilagođena AGV vozila (po dimenzijama,nosivosti i drugim tehnološko-eksploatacionim karakteristikama) su veomapozitivno prihvaćena kako od strane zaposlenih tako i od pacijenata. Radekada treba, dostavljaju prave materijale na pravo mesto, tokom 24 časa su raspoloživaza korišćenje. Posebna pažnja mora da se obezbedi sa aspekta bezbednosti,pravovremenom reagovanju/zaustavljanju pri bilo kojom konfliktnim situacijama natransportnom putu

33

34

Pri radu sa opasnim materijalima, glavna prednost AGV- a je u tome da sama vozila nisu podložna uticaju radijacije, tako da mogu imati znatno veći dijapazon delovanja u odnosu na

vozila kojima mora da upravlja čovek.

Samim tim, veći je stepen sigurnosti radova i transporta u samim postrojenjima.

Takođe, upotreba AGV-a je logičnija i bezbednija i u postrojenjima za tretiranje opasnog otpada.

Upotreba AGV-a u okruženjima za preradu i skladištenje opasnog otpada (ili proizvodnju, eksploataciju, skladištenje

nuklearnog goriva) je garancija za sigurnost samog postrojenja i ljudi u tom okruženju.

35

I kod AGV vozila je prisutan problem vezan za izvor energije.Kao i kod drugih vozila sa ovim izvorom energije, mogu se sresti

razlicita rešenja punjenja baterija.

Varijantno rešenje sa zamenom baterijena AGV.

Ovaj pristup obično zahteva posebnu “baterijsku”stanicu, kao poseban

prostor.

Baterija se uglavnom zamenjuje ručno i radniku je potrebno od 5 do 10 min. za

zamenu na svakom vozilu. Baterija traje od 8 do 12 časova (jedna

smena)

36

Postoji mogućnost i automatske zamene baterija, ali se pritom zahteva dodatna oprema za automatizaciju

procesa npr. automatski menjač baterija.

37

Postoji i varijanta automatskog punjenja (nije potrebno učešćaradnika), gde se na svakih sat vremena AGV puni oko 12 minuta

38

Rešenje koje omogućava punjenje baterije tokom transportne faze ciklusa AGV.

Pogodno je kada su transportni putevi veće dužine (povezivanje pogona, proizvodnih celina), a duž transportne rute se postavljaju kontaktni

vodovi. Jasno, i samo vozilo treba da bude opremljeno “pantografima –trolama”kojima se tokom vožnje AGV povezuje za kontaktne vodove i

preuzima električnu energiju.39

AGV sistem – sastavni delovi

AGV sistem se sastoji od vozila, on–board kontrolera(kontrolno-sigurnosni sistem), upravljačkog, komunikacionog,navigacionog i energetskog sistema.On–board kontroler je zadužen za uključivanje i isključivanjevozila, rukovodi pogonom, upravljačkim i kočionim sistemom vozila,kontroliše njegov rad i izdaje neophodne komande za korekciju greške. Upravljački sistem sluzi za optimizaciju putanja (rutingproblemi) i vremensko planiranje operacija koje treba izvršiti(scheduling). Komunikacioni sistem prenosi podatke izmedju vozila i centralnogupravljačkog sistema i obratno. Navigacioni sistem obezbedjuje upravljanje i vodjenje vozila priradu.

40

Navigacioni sistem

Postoje dva osnovna principa na kojima se zasniva navigacijaAGV sistema.To su: sistem sa fiksiranom putanjom, sistem sa slobodnom navigacijom.

U prvom slučaju vozilo ne može da promeni putanju kretanja, a u drugom je menja posredstvom online informacija, sistemaza detekciju prepreka, kao i sistema za izbegavanje sudara sa

drugim vozilima.

41

AGV sa fiksiranom putanjom predstavlja najstariju vrstunavigacije. Sistem fiksirane putanje se može opisati i kao ‘glupavozila,pametni podovi'.

Postoji više tipova označavanja putanja: Magnetna traka po površini poda, Optičko-hemijska traka na površini poda, Optičko-reflektujuća traka na površini poda, Ukupan žičani vod ispod površine poda.

42

Prve tri metode zahtevaju da AGV poseduje senzor sa donje strane vozila, koji detektuju postojanje putanje na površini

poda i navodi vozilo tačno iznad putanje.

Ako putanja ima skretanje, senzor detektuje odsustvo putanje, a samim tim i promenu putanje, šalje povratnu informaciju kontroli

na vozilu koje ispravlja AGV i navodi ga na pravu putanju.

Uloga senzora u sprezi kontrolnog i upravljačkog sistema je da odrzava AGV na putanji.

43

U slučaju žičanog voda ispod površine poda, kroz žicu se propušta električna struja.

Vozila su opremljena prijemnikom signala koji ima ulogu da prati signal iz voda u podu i na osnovu jačine signal upravlja vozilom.

Na mestima promene pravca i orijentacije vozila i presecanjem putanja, potrebno je ugraditi više vodova i sam sistem prepoznaje

koji signal treba da prati na osnovu karakteristika signala.

44

AGV sistem sa slobodnim navođenjem

Tokom osamdesetih godina prošlog veka, predstavljeni su AGV sistemi bez potrebe za postavljenjem putanje na i u

podlogu.

Lasersko i inercijalno navođenje su primeri takve navigacije tzv. bežično navođenje AGV sistema koji omogućavaju

povećanju preciznost i fleksibilnost sistema.

Kada je potrebno izvršiti korekciju putanje, nema potrebe za izmenom infrakstrukture, tačnije podloge i samim tim zastoja

u proizvodnom i transportnom procesu..

45

Bezično navođenje AGV sistema prosto nude više načina za primenu, skoro beskonačno načina za navigacijom u prostoru

između dve tačke

Za navigaciju na otvorenom neograničenom prostoru, bežični AGV sistemi moraju da znaju svoju poziciju u svakom

trenutku i da budu u mogućnosti da uvek odrede putanju ka krajnjoj tački.

46

47

Problem upravljanja na saobraćajnoj mreži je donošenje odluke na tzv.kritičnimtačkama – razdvajanja, spajanja i ukrštanja tokova AGV. To se realizujeodgovarajucim modelima i softverom za upravljanje na mreži.

48