ارابه خودراهنما

ارابه خودراهنما (به انگلیسی: Automated guided vehicle) هستند که از نشانه‌ها یا سیم کشی ها یا لیزرهای که اطلاعات هدایت را شامل می‌شوند پیروی می‌کنند.انها اغلب در صنعت برای جابه جا کردن مواد و وسائل و تجهیزات ساخت و ساز یا در انبار استفاده می‌شوند. مقدمه. وسائل نقله هدایت اتوماتیک بهره وری را افزایش و هزینه را به وسیله اتوماسیون امکانات تولد یا انبر کاهش میدهند. ای جی وی ها میتوانند بار را توسط تریلر هایی در پشتشان به صورت اتوماتیک حمل کنند بعضی از انها از لیفتراک برای بلند کردن و جاسازی اجسام استفاده می‌کنند.. ای جی وی ها اغلب در صنعت کاربرد دارد و در جابه جایی موادی مانند غذا پارچه یا حتی تجهیزات پزشکی بیمارستانه استفاده می‌شوند. ای جی وی به نامهایی مانند وسائل نقلیه هدایت لیزری یا وسیله نقله خود هدایت خوانده می‌شوند.مدلهای ارزانتر ای جی وی به نام گاری هدایت اتوماتیک وجود دارند که توسط نوارهای هدایت مغناطیسی هدایت میگردند. امروزه ای جی وی ها نقش مهمی را در طراحی کارخانه های جدید و انبارها ایفا می‌کنند.

کاربردهای معمول ای جی وی:

- جابه جایی تکراری مواد در یک فاصله معین - رساندن بارهای معمول - در مواقعی که سرعت رساندن مهم است و دیر کردن موجب عدم کارایی میشود - اپراتورهایی که حداقل دو شیفت دارند - در فرایندهایی که پیگیری و رساندن مواد خیلی مهم است

کار کردن با مواد اولیه.

ای جی وی اغلب برای جابه جایی مواد اولیه استفاده می‌شوند مثل کاغذ فولاد فلزات و پلاستیک.این مورد شامل جابه جایی محصولاتت از در یافت از انبار و رساندن به خطوط میباشد. کارکردن در فرایند جابه جایی. یکی از اولین کارهایی که ای جی وی مورد استفاده قرار میگیرد جابه جایی تکراری محصولات بین فرایندهای ساخت میباشد. کارکردن با محصولات نهایی. جابه جایی محصولات نهایی از تولید به انبار اخرین جابه جایی قبل از رسیدن به دست مشتری است.این جابه جایی ها نیازمند دقت فراوان هستند. ای جی وی ها انتخاب بسیار خوبی برای این کارند.

سیستم انعطاف پذیر تولید

برای شروع برای فهمیدن اهمیت ای جی وی ابتدا باید مفهوم بنیادی سیستم انعطاف پذیر تولید را بفهمیم. درسیستم انعطاف پذیر تولیداز ماشین ها برای تولید محصولاتشان استفاده می‌کنند.به جای استفاده از انسان برای انجام کارهای تکراری میتوان از ماشین برای انجام دادن در 24 ساعت استفاده کرد. مشخصا برای کارخانه ای که به طور کامل با سیستم انعطاف پذیر تولید طرح ریزی شده باشد میلیون ها دلار هزینه دارد بنابراین به جای استفاده از ان اغلب شرکتها از قسمتی از سیستم انعطاف پذیر تولید استفاده می‌کنند که واحد انعطاف پذیر تولید نامیده میشود که در این صورت قسمتی به وسیله ماشین و قسمتی به روشهای دیگر تولید می‌کنند. به طور کلی یک یا چند ای جی وی در سیستم انعطاف پذیر تولید استفاده می‌شوند.

هدایت:

ای جی وی ها در سیستم انعطاف پذیر تولید برای جا به جایی یک وسیله از نقطه ای به نقطه دیگر استفاده می‌شوند.نواحی هدایت ای جی وی ها به وسیله سنسورها پوشش داده میشود که دو نوع سنسور اصلی عبارتند از:سنسورهای کابل کشی و سنسورهای بدون کابل کشی.

سنسورهای کابل کشی

این نوع سنسورها در سطح پایین ربات قرار گرفته به گونه ای که روبهروی سطح زمین باشد . کابلها تقریباً در 1 اینچ زیر زمین قرار داده شده که فرکانسهای رادیویی را که از کابلها مخابره می‌شوند را پیدا کرده و انها را دنبال می‌کنند. در این روش از دو حالت مغناطیسی و یارنگی استفاده می‌کنند. در مدلهای مغناطیسی جا به جایی و تغییر مسیر اسان است و نیز در مواردی که سطح زمین دچار ناهمواری یا شکاف باشد دستگاه دچار سردرگمی نمی‌شود ولی در مدلهای رنگی در محیطهای پر رفت‌وآمد ماشین دچار اشفتگی و کاهش کارایی میشود.

2- سنسورهای بدون کابل کشی. در این روش هدایت به وسیله بازتابکننده هایی که در دیوارها ستونها یا دستگاهها قرار گرفته انجام میشود. ای جی وی یک فرستنده وگیرنده لیزری را در برج گردان حمل میکند که از طریق ان لیزر فرستاده شده و دوباره باز گرفته میشود و به وسیله انها زاویه و فاصله محاسبه میگرددو ذخیره میشود.به این صورت نقشه ای از موقعیتها در حافظه ثبت میشود.

هدایت لیزری ( Laser Guidance )

در این روش از یک اسکنر لیزری که اطلاعاتی از قبیل مختصلت X و Y میدهد استفاده میشود. اسکنر لیزی ارتفاع بالایی از AGV نصب میشود و باید میدان دید بالایی نسبت به اهداف ( target ) داشته باشد و اهداف ( target ) نوارهایی با توانایی بازتاب بالایی هستند که بر روی یک استوانه پلاستیکی یا شتاب نصب می شود. حداقل سه هفته در طول هر سفر باید یافت شوند و به طور معمول در هر مسیر از پنج هدف استفاده میشود و حداکثر فاصله آنها با AGV باید 30 متر باشد. اسکنر لیزری فاصله و زاویه را با استفاده از هدفهای اندازه گیری میکند و مختصات X و Y را به سریال پورت میدهد، اسکنر لیزری به طور مستقیم به صفحه کنترل AGV متصل است.

مزایا و معایب

در این روش سیستم به راحتی نصب و برنامه ریزی می شود. عیب ان قیمت بالای آن ( نسبت به روش کابل کشی ) است. در مدل هدایت لیزری 15 تا 30 درصد بر قیمت دستگاه افزوده میشود و ممکن است در برابر برنامه ریزی آن دقت کمتری در دستگاه وجود داشته باشد. اهداف ( target ) باید توانانایی زیادی برای دریافت اطلاعات اسکنر لیزری داشته باشد و نصب آنها ممکن است مزاحم بعضی فسمتها باشد.

هدایت با بینایی ( Vision-based Navigation)

در این روش از دوربین هایی روی ماشین نصب می شود که وظیفه ی رصد کردن مسیر، موانع یا اهداف را بر عهده دارد. در این روش، همانند لیزر عمل می شود با این تفاوت که از المانهای بصری جهت هدایت استفاده می شود.

مزایا و معایب

این روش انعطاف پذیری بالاتری دارد و جهت استفاده در محیط های کمتر ساختار یافته مناسب است. اما محدودیت های بصری را داراست و شرایط نوری و محیطی امکان استفاده از آن را محدود می کند.

قسمتهای مختلف ای جی وی

پایه پشتیبانی عقب ( rear Support Leg ) پایه پشتیبانی عقب به صفحه پشتی AGV جوش داده میشود و ساختار AGV را کامل میکند.

چرخهای عقب ( Rear wheel ) بر روی پایه پشتیبانی عقب نصب می شوند و روی آنها پوشیده می شود.

آنتن های هدایت ( Guide Antennas ) AGV برای استفاده از سیستم هدایت کابلی از آنتن هدایت پشتی که در انتهای چرخهای عقب نصب شده استفاده می شود آنتن پایه جلویی در ابتدای پایه پشتیبانی نصب می شود. آنتن پایه عقب برای حرکت کردن از پشت و آنتن پایه جلو برای مسیرهای رو به رو استفاده می شود.

ضربه گیر عقب ( Rear Bumper ) بانتهای پشت هر پایه پشتیبانی یک ضربه گیر نصب میشود. ضربه گیر عقب یک فنر است که به یک صفحه پلاستیکی نصب شده. صفحه از یک پلاستیک محکم ساخته شده و زمانی که به جسمی برخورد کند سنسورها را فعال میسازد. ضربه گیر عقب می تواند سنسور اضافی مانند سلولهای تصویری ( photo cell ) که برای اندازه گیری فشار استفاده می‌شوند را حمل کند.

Edge Detecting Photo این سلول تصویری از یک جفت فرستنده و گیرنده تشکیل شده که پرتوهای فرستاده شده از انتهای AGV را دریافت می کند.

Deep Stack Photo Cell از این سلول تصویری برای بلند کردن بارهای روی زمین استفاده می شود همچنین برای کم کردن سرعت کارایی دارد

سیستم شارژ باتری AGV ها:

تعویض باتری ( Battery swap )

فرایند تعویض باتری نیازمند یک اپراتور است که باتری بدون شارژ را بصورت دستی از AGV خارج کند و یک باتری با شارژ کامل را جایگزین آن کند. بعد از گذشت تقریباً" 8-12 ساعت ( حدود یک شیفت کاری ) نیاز به تعویض باتری است.

شارژ اتوماتیک باتری ( Automatic Battery Charging ) شارژ اتوماتیک باتری برای عملیات ممتد مناسب است و به طور معمول برای هر AGV 12 دقیقه شارژ در هر ساعت نیاز است و AGV میتواند این شارژ را در هر مکانی دریافت کند. زمانی که سطح باتری به کمترین اندازه تعیین شده برسد، AGV قبل تر که خط و رفتن به ایستگاه شارژ کارهای جاری را به اتمام می رساند.

تعویض اتوماتیک باتری ( Automatic Battery Swap ) در این مدل علاوخ بر سیستمهای معمولی AGV نیازمند اضافه شدن قسمتی از ماشینهای اتوماتیک است. در این روش AGV به ایستگاه تعویض باتری میرود و بصورت لتوماتیک باتری ها شارژ شده جایگزین میشود. دستگاههای تعویض اتوماتیک باتری های مصرف شده را برای شارژ مجدد در محل شارژ قرار میدهند و آنها را از زمان شارژ کامل در دستگاه نگه میدارند.

باتری های مورد استفاده برای AGV ها

باتری اسید – سرب ( Lead Acid Battery )

اغلب AGV ها از باتری های معمولی تراکها استفاده می شود. این مدل از باتری های اسید-سرب می توانند به مدت 8-12، به نسبت اندازه و نوع کار استفاده شوند در حدود 80% از این نوع باتری ها میتوانند برای AGV ها مورد استفاده قرار بگیرند. باتری های استفاده شده باید حدود 7-9 ساعت شارژ شوند.

مزایا معایب انواع زیادی از آنها را میتوان استفاده کرد قیمت پایین 7-9 ساعت زمان لازم برای شارژ تقریباً" هر هفته نیاز به پر کردن آب دارند. وزن بالا

باتری های ژلاتینی ( Gel Battery )

همانند مدل اسید – سرب به جای اسید از ژل استفاده می کنند در حدود 80% از این نوع باتری ها می توانند برای AGV ها استفاده شوند ویژگی مثبت آن این است که نیاز به پر کردن آب ندارد و نکات منفی آن عبارتند از به طور معمول به 8-12 ساعت شارژ نیاز دارد و قیمت آن نسبت به باتری های اسید-سرب بالاتر است. مزایا معایب انواع زیادی از آنها را میتوان استفاده کرد به پر کردن آب نیاز ندارد قیمت بالا 8-12 ساعت زمان شارژ وزن بالا

باتری های نیکل – کادمیوم ( Nickel Cadmium Battery )

از 50-30 از انواع باتری های نیکل کادمیوم برای AGV ها استفاده می شوند و در زملن کوتاهی شارژ می گردند.

مزایا معایب نیاز کمی به پر کردن آب دارد که خزینه جانبی را پایین میاورد زمان کوتاه شارژ مجدد وزن پایین تعداد محدودی برای AGV ها مناسب اند اغلب نیاز به شارژ مجدد دارند قیمت بالایی دارند

انواع دیگر باتری ها که در مدلهای مخصوص AGV مورد استفاده قرار میگیرند:

باتری های سربی بسته ( sealed-lead batteries ) مقاومت خیلی بالایی دارند و می توانند در مدت کوتاهی شارژ شوند. این باتری ها قیمت متوسطی دارند و می توانند همانند باتری های نیکل-کادمیوم مورد استفاده قرار بگیرند. ( block batteries )نسبت به باتری ها اسید-سرب قیمت کمتری دارند و بسیار کارا هستند. ( gel block batteries ) باتری های ارزانی هستند ولی زیاد مورد استفاده قرار نمی‌گیرند.

مدیریت سیستم

سیستمهایی که شامل AGV می شوند به انواع کنترل روی آنها نیاز دارند. سه راه حل اصلی کنترل روی AGV ها عبارتند از: صفحه اجازه دهنده ( locator panel ): نمایش رنگهای گرافیکی ( color graphics display ) و ثبت داده ها و گزارش مرکزی ( central logging and report ) یک صفحه اجازه دهنده صفحه ای است که از آن برای ناحیه هر AGV استفاده می شود و اگر AGV برای مدت طولانی در یک ناحیه باشد میتوان گفت احتمالاً" خراب شده یا از کار افتاده است. در حالت نمایش رنگهای گرافیکی میتوان گفت در هر زمان هر وسیله در کجا قرار دارد همچنین اطلاعاتی نظیر ولتاؤ باتری و نقاط مسدود شده داده می شود. و در آخرین حالت در ثبت داده ها و گزارش مرکزی برای نگه داشتن حافظه AGV ها در سیستم استفاده می شود که به این صورت به اطلاعات مورد نظر میرسیم.

انواع نمونه وسیله: ( AGV towing vehicles ) اولین نمونه هایی بودند که معرفی شدند و امروز هم کاربرد دارند یدک کشها میتوانند انواع تریلریها را بکشند و توانایی حمل 8000 پوند تا 60000 پوند را دارند.

( AGVs Pallet trucks ) بر جابه جایی پالت در سطح زمین استفاده می شوند.

( AGVs fork trucks ) برای جابه جایی وسیله در سطح زمین یا بالاتر از آن استفاده می شوند.

( Light load AGVs ) توانایی حمل آن 500 پوند یا کمتر از آن است و برای حمل بارهای سبک استفاده می‌شوند و برای محلهایی با فضای کم طراحی شده اند.

( AGVs Assembly line vehicles ) از مدل AGV های سبک وزن هستند که برای کار در خط مونتاژ ساخته شده اند.