Otomatik kılavuzlu araçlar (AGV'ler) endüstriyel üretkenliği yüzde 50 ila 70 oranında artırabilir, ancak giderek alan açısından kısıtlı hale gelen fabrika zeminlerinde hareket etmek için yeterli alana ihtiyaç duyar. AGV tasarımcıları küçük bir alana ne kadar işlevsellik sığdırabilirse, son kullanıcı için değer o kadar büyük olacaktır. Doğru çalıştırma teknolojisini seçmek bu değer için kritik öneme sahiptir ve AGV tasarımcıları, küçük bir alanda yüksek performanslı hareket kontrolü ararken giderek artan bir şekilde akıllı elektromekanik aktüatörleri seçmektedir.
Fabrika katındaki AGV'ler
İmalat uygulamalarında, AGV'ler (Şekil 1), işlenmemiş parçaların üretim hattına teslim edilmesi gibi işlevlerde ve atölye, depo ve montaj hattı boyunca malların aktarılmasında yer alan insan kaldırma ve taşıma işlemlerinin çoğunun yerini alır. Günümüzde çoğu AGV, lazer veya manyetik şeritler tarafından yönlendirilir, bazıları kablolar ve sabit hatlar kullanır ve giderek daha fazlası kablosuz olarak iletişim kurar.
Şek.1. AGV'ler üretim uygulamalarında verimliliği artırır.
Tipik bir üretim uygulamasında, bir makine operatörü, iş istasyonundaki çağrı terminali aracılığıyla bir lojistik yönetim bilgisayar sistemindeki parça ihtiyacını bildirir. Talebin alınması üzerine, yönetim sistemi talebi, AGV yönetim yazılımına iletir, bu da öncelik ve optimum teslim alma ve teslim hareketine göre göreve en yakın aracı gönderir. Operatör işi tamamladıktan sonra, kontrol sistemine prosesteki bir sonraki adıma geçmesi için sinyal verir.
Ana bilgisayar her zaman AGV'nin durumunu, konumunu, hızını, yönünü, arızasını ve gücünü bilir ve onu ileri, geri, sola ve sağa hareket ettirir. Bir engelle karşılaştığında, AGV otomatik olarak yavaşlar ve çarpışmayı önlemek için durur. Engel kaldırıldığında, AGV işlemi otomatik olarak devam eder.
Zeka ihtiyacı
AGV kullanımı arttıkça, hareketi kurumsal kaynak planlama sistemleri, otomatik depolama sistemleri, modüler konveyör sistemleri ve varlık yönetimi yazılımı da dahil olmak üzere gelişmiş yazılım uygulamalarıyla entegre etmeye yönelik ilgi de artıyor. Bu tür yazılımlar, minimum insan katılımı ve çabasıyla bir tesisin bir bölümünden diğerine malzeme veya işlevsellik taşımak için optimum iş akışlarının oluşturulmasına rehberlik eder.
Bağlantı, modern AGV'lerde yerleşik mikroişlemciler ve yazılımlar tarafından yönetilir ve dijital iletişimin potansiyelinden en iyi şekilde yararlanmak için tasarımcılar ayrıca, yerleşik zekaya sahip akıllı aktüatörler de kullanmaktadır. Bu, AGV otomasyon şemaları ile entegrasyonu ve aktüatörlerin kendi aralarındaki iletişimi sağlar. Örneğin, aktüatörleri birbiriyle senkronize etme yeteneği, bir AGV kaldırma tablasının oluşturulmasını sağlayabilir. (Şekil 2)
Şek. 2. Akıllı aktüatörler, birden fazla aktüatörün hareketini senkronize etme yeteneğinden yararlanan bu kaldırma tablası gibi AGV'ler için uygulama entegrasyonu olanakları açar
Aktüatörlerin dijital entegrasyon kabiliyetine ve maliyetine göre karşılaştırılması
Elektromekanik aktüatörler, tesis zemini uygulamalarına yönelik AGV'ler ile akıllı entegrasyon için en uygun olanlardır. Şekil 3'te gösterildiği gibi, düşük fiyatlı, kayış tahrikli, makaslı tip kam dişlisi ve hidrolik sistemlerin dijital entegrasyon kabiliyeti çok azdır veya hiç yoktur. Dişli vidalar daha fazla dijital entegrasyon kabiliyetine sahiptir, ancak ayrıca ek bir motor ve kontrolör gerektirdiğinden, akıllı bir elektromekanik aktüatör kadar pahalıya mal olabilir. İçi oyuk vidalı aktüatörler, benzer dijital entegrasyon kabiliyetine ve teknolojilerine sahiptir, ancak e-ticaret paketleme ve nakliye gibi yüksek hızlı, yüksek hacimli depolama ve dağıtım uygulamaları dışında, yüksek maliyetlerini haklı göstermek zordur.
Şek. 3. Maliyet ve dijital kabiliyete göre çalıştırma seçeneklerinin karşılaştırılması.
Kompaktlığın faydaları
İster bina eklemenin maliyetini karşılaştırın, ister mevcut taban alanından maksimum getiri elde edin, taban alanını optimize etmenin tüm tesisler için gerçekçi faydaları vardır. AGV'ler hızlı ve kolay bir şekilde yapılandırılabildikleri için, tipik olarak hareketsiz olan konveyör bantlarından alan açısından daha verimlidirler. Ancak AGV'ler tesis zemininde hareket etmeleri gereken alanda ve daha dar alanlara sığabilmeleri için işletim odasına ihtiyaç duyarlar.
Daha küçük aktüatörlerin kullanılması, operasyonları alan açısından daha verimli hale getirmenin bir yoludur, ancak bunları monte etmek için gereken alan miktarı bir sorun olmaya devam etmektedir. Tipik elektromekanik aktüatörlerde hem önde hem de arkada yük adaptörleri bulunur. Geleneksel arka adaptörün bir montaj flanşıyla değiştirilmesi, toplam uzunluk ve strok uzunluğu oranını azaltarak sistem tasarımcısına alan kazandırır.
Daha kompakt bir tasarım, AGV'nin kompakt alanlara yerleştirilmesini kolaylaştırırken enerji tüketimini de azaltır. İkincisi, AGV tasarımı daha pahalı lityum iyon piller gerektiriyorsa özellikle önemlidir. Daha düşük enerji tüketimi aynı zamanda daha uzun çalışma süreleri ve daha düşük şarj sıklığı anlamına gelir ve bu da genel üretkenliğe katkıda bulunur.
Yaygın aktüatör seçeneklerinden elektromekanik aktüatörler, kayışlı, hidrolik veya dişli tahrikli seçeneklere kıyasla belirli bir yükü taşımak için en az çalışma alanını gerektirir. Elektromekanik seçenekler arasında, tek flanşlı montajlı olanlar en az çalışma alanı gerektirir.
Çalışma alanı gereksinimlerine göre çalıştırma seçeneklerinin karşılaştırılması.
Örneğin Thomson Industries, Electrak® HD aktüatörü için toplam uzunluk ile strok uzunluğu oranını azaltan bir arka montaj flanşı seçeneği sunar. Daha kompakt tasarım, dar alanlara sığmayı kolaylaştırır ve farklı tipte otomasyon ekipmanı, AGV'ler ve kaldırma cihazları tasarlarken idealdir - tüm bunlar olurken daha önce bahsedilen dijital yetenekler korunur.
Dar alanlara sığma özelliğiyle Thomson Electrak HD, toplam uzunluk ve strok uzunluğu oranını azaltan arka montaj flanşı seçenekleriyle AGV alan verimliliği için idealdir.
Uygulamalar
Malların ve parçaların düz bir yüzeyde taşınması gereken her yerde, akıllı, kompakt AGV'ler için potansiyel bir rol vardır. Aşağıda, AGV'lerin yaygın olarak kullanıldığı sektörlere örnekler verilmiştir:
- Tüketim Malları. AGV'ler elektronik, ilaç, kimya, sigara, tekstil ve ev aletleri dahil olmak üzere çok sayıda tüketim malları endüstrisinde bulunur. İnce işler ve paketleme için parçalardan paletli ağır nesnelere kadar her şeyi taşırlar. Örneğin klima imalatında bu, montaj plakalarının, arka ağların, kapakların, panellerin, motorların, hava çıkışlarının, yüz çerçevelerinin ve kapasitörlerin uygun iş istasyonlarına ve bu istasyonlardan taşınmasını içerebilir. Elektromekanik aktüatörlerin buzdolapları gibi büyük, ağır ürünler için bu uygulamalara getirdiği alan verimliliğine ek olarak, yerleşik zeka, yük boyunca hareketi senkronize etme yeteneği sağlar.
- Fiberglas üretimi. Silikanın birbirine bağlı ince filamentlere çekildiği cam elyafı üretiminde, AGV'ler CNC makine takımları, akıllı endüstriyel robotlar ve üretim hatları ile entegre olabilir. Ham silika pastayı çizimden kurutmaya, kesmeye ve ardından paketleme, istifleme ve depolamaya otomatik olarak aktarırlar. İş akışı, uçtan uca sıkı bir şekilde düzenlenir ve elektromekanik aktüatörlerin programlanabilirliği, fiberglas üreticilerinin verimliliği optimize etmelerini sağlar.
- Otomotiv üretimi. Otomotiv üretiminde AGV'ler, kapıları, kaportaları, menteşeleri, cıvataları ve diğer bileşenleri uygun yerlere teslim etmek için manuel çabaların, forkliftlerin ve geleneksel olarak kullanılan diğer yöntemlerin yerini alır. Elektromekanik aktüatörlerin yüksek yük taşıma kapasitesi özellikle otomotiv üretiminde değerlidir.
- Elektronik üretimi. Mühür etiketleri, fikstürler veya diğer bileşenlerin hemen bulunamaması, elektronik üretim hattı planlamasının kesintiye uğramasının en sık nedenleri arasındadır ve hafif gecikmeler bile maliyetli olabilir. Doğru bileşenlerin doğru yerde ve doğru zamanda olmasını sağlamaya yardımcı olarak, programlanabilir aktüatörler tarafından desteklenen akıllı, kompakt AGV'ler elektronik üretimi için yüksek işlem verimliliği sağlar.
- Elektronik sistem testi, Kontrol panelleri gibi elektronik sistemlerin elektromanyetik özellikleri, elektriksel boşalmanın ortaya çıkmayacağı bir ortamda test edilmelidir. Aktüatörlerle donatılmış AGV'ler, tutarlı hızlarda düğme dizilerine basacak şekilde programlanabilir ve müdahale etmeden testleri gerçekleştirmek için test bölmelerinden taşınabilir. Bu, endüktif yük değiştirme, pozitif endüktans geçişi, pozitif ve negatif kuplaj, marş, yük boşaltma, elektromanyetik bağışıklık, iletilen emisyonlar ve yayılan emisyonlar gibi elektronik eylemler sırasında düşük elektromanyetik radyasyon için kapsamlı bir şekilde test edilmiş aktüatörleri gerektirir.
Çoğu analist, küresel rekabet gücü artmaya devam ettikçe AGV kullanımında sürekli bir büyüme öngörüyor. Artan işgücü maliyetleri, AGV kullanıcılarının büyümesi için temel bir etkendir, ancak tüm varlıkların getirisini maksimuma çıkarma ihtiyacı da çok önemlidir. Bu varlıklar, AGV'lerin kendilerini ve içinde hareket ettikleri alanı içerir. Minimum alan gerektiren akıllı, güvenli elektromekanik aktüatörleri belirlemek, tasarımcıların yarının uygulamaları için bugünün AGV'lerini optimize etmek için atabilecekleri önemli bir adımdır.