Các phương pháp điều hướng di chuyển và lợi ích của xe tự hành AGV-Phần 1

Xe tự hành AGV đang trở nên phổ biến hơn trên khắp các nhà máy sản xuất, nhà kho và trung tâm phân phối với mục đích tăng hiệu quả và giảm chi phí trong khâu vận chuyển hàng hóa nội bộ.

Xe tự hành AGV là gì? Nó là một phương tiện không người lái được sử dụng để vận chuyển sản phẩm, hàng hóa, vật liệu, nguyên liệu trong các ứng dụng đa dạng. Một số trong đó là phục vụ sản xuất, lắp ráp, chọn đơn hàng, kéo và tải rơ moóc hàng từ dây chuyền vào kho lưu trữ... AGV cung cấp cho khách hàng khả năng vận chuyển tải từ các part nhỏ đến pallet nặng tới 500-1000kgs.

xe tu hanh AGV

Tại sao xe tự hành AGV có thể di chuyển mà không cần người lái?

AGV sử dụng các hình thức điều hướng khác nhau, chẳng hạn như theo băng từ trên sàn nhà, chụp ảnh môi trường xung quanh hoặc sử dụng máy quét laser:

Điều hướng bằng hệ thống dẫn đường dùng dây dẫn:

Một khe(mạch sàn được cắt trên mặt sàn) và một dây tín hiệu được đặt sâu khoảng 2cm dưới bề mặt. Khe này được cắt theo đúng con đường mà AGV sẽ đi theo. Dây dẫn được sử dụng để truyền tín hiệu radio. Một cảm biến được lắp đặt ở dưới gầm của AGV, vị trí gần mặt đất nhất. Cảm biến sẽ phát hiện vị trí tương đối của tín hiệu vô tuyến được truyền từ dây. Thông tin này được sử dụng để điều chỉnh mạch lái, làm cho AGV đi theo đúng lộ trình dây tín hiệu được chôn sẵn dưới sàn nhà xưởng. Phương pháp điều hướng bằng dây dẫn (wired) ra đời năm 1954.

dieu huong xe tu hanh AGV bang day dan va bang tu-CNCVina

Điều hướng bằng hệ thống băng từ dẫn hướng

Sử dụng băng từ dẫn hướng(tap) ra đời năm 1960, hay còn gọi là nam châm cuộn, nam châm dẻo là phương pháp điều hướng xe tự hành AGV phổ biến tại Việt Nam. AGV sử dụng băng từ cho đường dẫn. Các băng có thể là một trong hai loại: loại từ tính hoặc loại màu. AGV được gắn cảm biến dẫn hướng thích hợp để đi theo đường dẫn của băng. Một lợi thế lớn của băng so với dẫn hướng bằng dây dẫn đã nêu ở trên là nó có thể dễ dàng được gỡ bỏ và di dời theo kịch bản khác nếu lộ trình di chuyển từ vị trí cấp hàng tới vị trí sản xuất cần thay đổi. Với tùy chọn sử dụng băng màu, ban đầu ít tốn kém hơn, nhưng thiếu lợi thế khi được nhúng vào các khu vực nhiều người qua lại. Nơi băng có thể bị hỏng hoặc bẩn.

Một thanh dẫn từ linh hoạt cũng có thể được nhúng trong sàn như dây nhưng hoạt động theo cùng một nguyên lý như băng từ. Một ưu điểm khác của băng dẫn hướng từ là cực kép. Các miếng băng từ nhỏ có thể được đặt để thay đổi trạng thái của AGV dựa trên độ phân cực và trình tự của các thẻ.

Hệ thống điều hướng bằng laser:

Công nghệ dẫn đường bằng laser sử dụng một số gương phản xạ đặt trên tường/dầm, máy móc…dọc theo tuyến đường, theo sau là các phương tiện, cho phép bộ điều khiển tính toán vị trí của xe.

AGV mang trên mình một máy phát và máy thu laser trên một tháp quay. Các tia laser được truyền và nhận bởi cùng một cảm biến. Góc và (đôi khi) khoảng cách đến bất kỳ gương phản xạ nào trong tầm nhìn và trong phạm vi được tự động tính toán. Thông tin này được so sánh với bản đồ bố trí gương phản xạ đã được lưu trong bộ nhớ của AGV. Điều này cho phép hệ thống định vị tam giác(xác định vị trí của 1 điểm nhờ vào vị trí giao nhau của 3 đường tròn với bán kính xác đinh) vị trí hiện tại của AGV. Vị trí hiện tại được so sánh với đường dẫn được lập trình trong bản đồ bố trí phản xạ. Điều hướng được điều chỉnh phù hợp để giữ việc theo dõi AGV. Sau đó, nó có thể được điều hướng đến một mục tiêu mong muốn bằng cách sử dụng vị trí cập nhật liên tục. Có những kiểu laser sau:

Laser module

 Việc sử dụng ánh sáng laser module cho phạm vi và độ chính xác cao hơn so với các hệ thống laser xung. Bằng cách phát ra liên tục của ánh sáng laser module, một hệ thống có thể thu được phản xạ không bị gián đoạn ngay khi máy quét đạt được đường ngắm bằng gương phản xạ. Sự phản xạ dừng lại ở cạnh đuôi của gương phản xạ, đảm bảo phép đo chính xác và nhất quán từ mọi gương phản xạ trên mỗi lần quét. Bằng cách sử dụng laser module, một hệ thống có thể đạt được độ phân giải góc ~ 0,1 mrad (0,006 °) với 8 vòng quay máy quét mỗi giây.

Laser xung Xung

Máy quét laser xung điển hình phát ra ánh sáng laser xung với tốc độ 14.400 Hz, cho độ phân giải tối đa có thể là ~ 3,5 mrad (0,2 °) với 8 vòng quay của máy quét mỗi giây. Để đạt được điều hướng khả thi, các bộ phận đọc phải được nội suy dựa trên cường độ của ánh sáng laser phản xạ, để xác định tâm của gương phản xạ.

Ưu điểm chính của hệ thống laser là không có thiết bị nào liên quan đến vật lý với tuyến đường phải cài đặt thêm (nam châm, vạch sơn, băng từ v.v.). Điều này có nghĩa là một hệ thống dẫn đường bằng laser có thể được sửa đổi dễ dàng bằng phần mềm, đảm bảo mức độ linh hoạt cao nhất trong việc thích ứng với các phát triển trong tương lai có thể có trong nhà máy. Dễ dàng thay đổi theo các kịch bản đường đi theo từng giai đoạn và yêu cầu cấp hàng hóa.

dieu huong xe tu hanh AGV bang laser va quan tinh-CNCVina

Điều hướng bằng quán tính

Một hình thức khác của điều hướng AGV là điều hướng quán tính. Với điều hướng quán tính, một hệ thống điều khiển máy tính sẽ điều khiển và phân công nhiệm vụ cho các phương tiện. Bộ tiếp sóng được nhúng trong sàn của nơi làm việc. AGV sử dụng các bộ tiếp sóng này để xác minh rằng chiếc xe đang hoạt động. Một con quay hồi chuyển có thể phát hiện sự thay đổi nhỏ nhất về hướng của chiếc xe tự hành và điều chỉnh nó để giữ AGV luôn đi đúng đường. Biên độ sai số của phương pháp quán tính là ± 25.4mm.

Quán tính có thể hoạt động trong hầu hết mọi môi trường kể cả các lối đi chật hẹp hoặc trong điều kiên nhiệt độ khắc nghiệt. Điều hướng quán tính có thể bao gồm việc sử dụng nam châm nhúng trong sàn nhà xưởng mà phương tiện có thể đọc và làm theo.

Bài viết liên quan
20-05-2019
Trong quy trình tự động với các hệ thống tự động hóa được tích hợp, AGV được lập trình để liên lạc với các robot khác để đảm bảo sản phẩm được di chuyển trơn tru qua kho, cho dù nó được lưu trữ để sử dụng trong tương lai hay được gửi trực tiếp đến các khu vực vận chuyển. Ngày nay, AGV đóng một vai trò quan trọng trong việc thiết kế các nhà máy và kho thông minh, di chuyển hàng hóa một cách an toàn đến đích chính của họ. Ngoài các phương pháp điều hướng đã nêu ở phần 1 bằng dây dẫn, băng từ, laser và quán tính, còn có các phương pháp điều hướng khác: Điều hướng tự nhiên (nhắm mục tiêu tự nhiên) Điều hướng xe tự hành mà không trang bị thêm không gian làm việc được gọi là tính năng tự nhiên hoặc điều hướng nhắm mục tiêu tự nhiên(Natural Targeting). Một phương pháp sử dụng một hoặc nhiều cảm biến tìm phạm vi, chẳng hạn như công cụ tìm phạm vi laser, cũng như con quay hồi chuyển hoặc đơn vị đo lường quán tính với kỹ thuật định vị…
03-05-2019
Kho thông minh là gì và một số thành phần tạo nên hệ thống kho thông minh đã được chúng tôi giới thiệu trong phần 1 của bài viết. Ở phần 2 này, chúng ta sẽ tìm hiểu một phần quan trọng của smart warehouse, đó là trí tuệ nhân tạo AI. Nhận dạng bằng tần số vô tuyến điện Nhận dạng tần số vô tuyến (RFID) là một phương pháp tiên tiến để duy trì kiểm soát hàng tồn kho. RFID liên quan đến việc đặt thẻ kỹ thuật số trên hàng hóa và gói hàng đi vào kho, thay thế nhãn giấy. Sau đó, sóng vô tuyến được sử dụng để truyền dữ liệu đến hoặc giữa thẻ kỹ thuật số và hệ thống quét tự động, ghi lại thông tin của sản phẩm. RFID thay thế máy quét mã vạch cũ, trong đó mã vạch phải được căn chỉnh chính xác với máy quét để xác định nó. Thay vào đó, máy quét RFID có thể chỉ đơn giản được chỉ theo hướng chung của gói để xác định gói. Làm thế nào điều này giúp quản lý hàng tồn kho? Vì các máy quét không cần…
03-05-2019
Kho thông minh (smart warehouse) với giải pháp lưu trữ và kiểm soát mã, thông tin qua sóng vô tuyến...bằng phần mềm; xuất nhập hàng hóa tự động bằng robot..Tương lai của nền công nghiệp hiện đại là đây! Dù sao thì đó chắc chắn là những gì chúng ta bắt đầu cảm nhận được về một nền công nghiệp 4.0 đang bùng nổ và phát triển mạnh mẽ. Mặc dù chúng ta có thể không có những chiếc ô tô bay từ film The Jetsons và Jaws 19 từ film khoa học viễn tưởng Back to the Future Part II vẫn chưa ra rạp. Nhưng phải thừa nhận rằng công nghệ của chúng ta đang phát triển nhanh chóng, tới chóng mặt. Tự động hóa trong sản xuất, lắp ráp, kiểm tra, giải pháp tự động hóa đã dần trở nên phổ biến hơn bao giờ hết, giúp cho nhiều công việc của chúng tai dễ dàng hơn với năng suất theo cấp số nhân. Hệ thống kho thông minh có thể kể đến là đại diện cho một số ví dụ tốt nhất về các doanh nghiệp thức thời, luôn cập nhật và nắm bắt những công nghệ…
13-05-2019
Trong Phần 1, chúng tôi đã giới thiệu 2 công nghệ, đó là:  1. Công cụ chọn tự động (Automated Picking Tools) 2. Xe tự hành (AGV) Trong phần 2 này, chúng tôi sẽ giới thiệu tới bạn đọc 5 thành phần còn lại đem lại cho bạn những lợi ích to lớn trong việc quản lí và vận hành kho thông minh trong nhà máy của mình. 3. Nền tảng kiểm soát hàng tồn kho tự động (Automated Inventory Control Platforms) Trong kho thông minh, khi được sử dụng cùng với một số ít công nghệ chính khác, chẳng hạn như “thẻ tài sản” và hàng tồn kho, nền tảng kiểm soát hàng tồn kho tự động được triển khai để đưa các yếu tố như lao động, các phỏng đoán và yếu tố thời gian ra khỏi sự kiểm soát hàng tồn kho truyền thống. Để làm điều đó, hầu hết các nền tảng này được xây dựng để tự động đếm hàng tồn kho và tổng hợp dữ liệu để báo cáo nhanh, thời gian thực và cực kỳ chính xác, có thể được truy cập từ xa để theo dõi, điều khiển và trích xuất dữ…
11-05-2019
Kho thông minh nói riêng và các thành tựu tự động hóa, công nghệ ứng dụng trong ngành công nghiệp sản xuất nói chung đang không ngừng phát triển và có ảnh hưởng lớn trong cuộc sống hàng ngày của chúng ta. Và nó tiến bộ nhanh đến mức khó có thể dự đoán được điều gì sắp xảy ra. Điều này đặc biệt đúng đối với các lĩnh vực quản lý và điều hành các kho hàng, hoạt động xuất nhập kho tự động. Hoạt động pân phối vật tư vào sản xuất, và hậu cần cho các dây chuyền sản xuất, lắp ráp trong các dây chuyền nhà máy. Nếu bạn là người mua hàng, hoặc có ảnh hưởng đến việc mua hàng trong chuỗi sản xuất, chắc chắn bạn đã nhận thức rõ về sự xuất hiện của kho thông minh trong công việc của mình. Từ một từ xa lạ và khó hiểu, hoặc thậm chí là một giấc mơ xa vời, kho thông minh đang trở thành hiện thực, phục vụ yêu cầu của hệ thống kho nhờ được hỗ trợ bởi các công nghệ hệ đại và đa năng, đang thay đổi cách thức…