HỆ THỐNG XE TỰ HÀNH AGV

500kg, 1000kg  Vận tốc: 0-50 m/min  Dẫn hướng: dò quang, dò vạch từ, laser, camera  Sensor an toàn siêu âm, laser  Giao tiếp: Nút bấm, RF, Wifi, LAN Mô tả: Xe tự hành chạy theo hệ t

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM

KHOA CÔNG NGHỆ Ô TÔ

Lớp: 16845TKS2

THÁNG 6-NĂM 2018 -

MỤC LỤC

A.Quá trình hình thành phát triển xe tự hành AGV 2

1 Khái niệm 2

2: Lịch sử 3

3 Ứng dụng AGV 3

B: Phân loại AGV 4

1 Phân loại AGV theo chức năng : có 04 kiểu 4

1.1: Xe kéo 4

1.2 Xe chở: 6

2 Phân loại theo dạng đường đi 8

2.1: Loại chạy không chạy theo đường dẫn (Free path navigation) 8

2.2: Loại chạy theo đường dẫn (Fixed path navigation) 8

C Ưu điểm khi vận hành trong thực tế 13

LỜI NÓI ĐẦU

Đất nước ta đang trong giai đoạn công nghiệp hóa và hiện đại hóa Để tiến kịp các nước trong khu vực và trên thế giới, nền công nghiệp nước nhà cần tiếp cận các công nghệ và thiết bị hiện đại Các cán bộ kĩ thuật cần được trang bị các kiến thức mới, như vậy mới có thể đẩy nhanh các quá trình phát triển của đất nước.

Kĩ thuật robot đã và đang được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực ở nhiều nước, nó đã đem lại hiệu quả to lớn trong sản xuất công nghiệp, trong quốc phòng, y

tế, xã hội, thám hiểm vũ trụ Tuy nhiên, tình hình sử dụng robot trong sản xuất ở Việt Namcòn ít Việc ứng dụng robot công nghiệphiện vẫn còn là lĩnh vực mới mẻ đối với nền công nghiệp nước nhà Trong xu hướng phát triển chung việc nghiên cứu và sử dụng robot ở Việt Nam chắc chắn sẽ phát triển.

AGV là một loại robot được sử dụng tại nước ngoài trong các ngành công nghiệp dùng để chuyên chở tự động Tuy nhiên đối với Việt Nam thì công nghệ này vẫn chưa được áp dụng nhiều trong thựctế.

Hiện nay, hầu hết các ngành công nghiệp ở Việt Nam đều có quy mô lớn nhưng chất lượng chưa cao do những hạn chế về khoa học kĩ thuật, máy móc thiết bị còn thô sơ nên năng suất lao động chỉ đạt ở mức trung bình vì lợi nhuận giảm do phải thuê mướn một lượng công nhân rất lớn.

A Quá trình hình thành phát triển xe tự hành AGV

2 Lịch sử

- Hệ thống xe dẫn hướng tự động (AGVS) đã tồn tại từ năm 1953 bởi Barrett Electronics Of Northbrook, bang Illinois – USA, nay là Savant Automation of Walker, bang Michigan – USA

- Năm 1953 AGV lần đầu được chế tạo và đem vào sử dụng nó được sử dụngtrong một kho chứa ngũ cốc, để kéo một rơmooc theo sau, và được dẫn đường bởi một hệ thống dây)

- Năm 1976 chiếc AGV vận tải (Unit Load AGV) được sử dụng Mà ngày nayđược ứng dụng rất phổ biến trong các nhà máy công nghiệp Vào những năm 70 của thế kỉ XX xuất hiện hệ thống dẫn đường tiên tiến sử dụng trong công nghệ AGV -Sự phát triển của công nghệ cho phép sử dụng nhiều phương thức dẫn đường cho AGV 1987 công nghệ dẫn đường bẳng tia LASER

3 Ứng dụng AGV

- Xe tự hành AGV ngày càng được sử dụng rộng rãi trong các nhà máy ,xưởng kho, cảng biển , bệnh viện, trường học , tàu lửa…đặc biệt là những nơi làm độc hại

Ứng dụng rộng hơn là dùng trong quân sự, các xe bọc thép, các máy bay thăm dò, vận chuyển các thiết bị trong nhà máy hạt nhân.

B: Phân loại AGV

1 Phân loại AGV theo chức năng : có 04 kiểu

 Thông số kỹ thuật:

 Tải trọng kéo: 200kg 500kg, 1000kg

 Vận tốc: 0-50 m/min

 Dẫn hướng: dò quang, dò vạch từ, laser, camera

 Sensor an toàn siêu âm, laser

 Giao tiếp: Nút bấm, RF, Wifi, LAN

Mô tả:

Xe tự hành chạy theo hệ thống dẫn đường tới các vị trí tiếp nhận hàng hóa và vận chuyển ra khu vực co yêu cầu

Ứng dụng:

 Vận chuyển hàng hóa trong nhà máy sản xuất

 Kết nối các công đoạn gia công sản xuất

 Vận chuyển hàng hóa tại những nơi độc hại, nguy hiểm

 Tự động hóa quá trình vận chuyển trong nhà máy

– Thời gian đáp ứng nhanh gọn.

– Giảm hư hại sản phẩm

– Đường đi linh hoạt

– Giảm thiểu các tắc nghẽn giao thông chuyên chở

Thông số kỹ thuật:

 Tải trọng kéo: 200kg 500kg, 1000kg

 Vận tốc: 0-50 m/min

 Dẫn hướng: dò quang, dò vạch từ, laser, camera

 Sensor an toàn siêu âm, laser

 Giao tiếp: Nút bấm, RF, Wifi, LAN

Mô tả: Xe tự hành chạy theo hệ thống dẫn đường tới các vị trí tiếp nhận hàng hóa

và vận chuyển ra khu vực co yêu cầu

Ứng dụng:

 Vận chuyển hàng hóa trong nhà máy sản xuất

 Kết nối các công đoạn gia công sản xuất

 Vận chuyển hàng hóa tại những nơi độc hại, nguy hiểm

 Tự động hóa quá trình vận chuyển trong nhà máy

1.3 Xe đẩy:

Xe đẩy được cho là có tính linh hoạt cao và rẻ tiền Chúng được sử dụng để

chuyên chở vật liệu và các hệ thống lắp ráp

1.4 Xe nâng:

Có khả năng nâng các tải trọng đặt trên sàn hoặc trên các bục cao hay các khối hàng đặt trên giá

Tư vấn giải đáp, thiết kế theo yêu cầu cụ thể của nhà máy.

Đáp ứng đa dạng các ngành nghề, sản phẩm Hoạt động tốt với môi trường trong nhà máy Không tiếng ồn khi làm việc

Tự động quá trình vận chuyển hàng hóa

Tải trọng nâng hạ lớn

Đồng bộ hệ thống kiểm soát sản phẩm

An toàn trong quá trình vận chuyển trong nhà máy

2 Phân loại theo dạng đường đi: AGV chia làm các loại như sau

2.1: Loại chạy không chạy theo đường dẫn (Free path navigation)

Có thể di chuyển đến các vị trí bất kỳ trong không gian hoạt động Đây là loại xe AGV có tính linh hoạt cao được định vị vị trí nhờ các cảm biến con quay hồi

chuyển (Gyroscop sensor) để xác định hướng di chuyển, cảm biến laser để xác định vị trí các vật thể xung quanh trong quá trình di chuyển, hệ thống định vị cục

bộ (Local navigation Location) để xác định tọa độ tức thời,…Việc thiết kế loại xe này đòi hỏi công nghệ cao và phức tạp hơn so với các loại AGV khác

-Laser : dẫn đường theo nguyên tắc định vị tam giác Phương tiện dẫn đường laser định vị bằng cách sử dụng một máy quét laser để đo góc độ và khoảng cách

Hệ thống này cung cấp thông tin vị trí rất chính xác với quá trình xử lý tối thiểu

Hệ thống cho phép tốc độ lấy mẫu và độ tin cậy cao nhưng đi kèm với nó là giá thành cao trong việc thiết lập và duy trì Cột mốc được đặt tại các vị trí chính xác

sẽ cho phép xác định toạ độ chính xác của vật thể Có hai phương pháp đo dùng trong hệ thống cột mốc chủ động, đó là phép đo ba cạnh tam giác và phép đo ba góc tam giác Phép đo ba cạnh tam giác Phép đo ba cạnh tam giác xác định vị trí vật thể dựa trên khoảng cách đo được tới cột mốc biết trước Trong hệ thống dẫn đường sử dụng phép đo này thông thường có ít nhất là ba trạm phát đặt tại các vị tríbiết trước ngoài môi trường và một trạm nhận đặt trên robot Hoặc ngược lại có một trạm phát đặt trên robot và các trạm nhận đặt ngoài môi

trường Sử dụng thông tin về thời gian truyền của chùm tia hệ thống sẽ tính toán khoảng cách giữa

các trạm phát cố định và trạm nhận đặt trên robot GPS (Global Positionings

Systems) – hệ thống định vị toàn cầu hoặc hệ thống cột mốc sử dụng cảm biến siêu

âm là các ví dụ khi sử dụng phép đo ba cạnh tam giác Phép đo ba góc tam giác.

2.2: Loại chạy theo đường dẫn (Fixed path navigation)

Xe AGV thuộc loại này được thiết kế chạy theo các đường dẫn định sẵn gồm các

loại đường dẫn như sau:

2.2.1: Đường dẫn từ

-Băng từ : nhiều xe tự hành sử dụng trong công nghiệp sử dụng băng từ để ghi nhớ đường đi băng từ có 2 loại : bằng từ tính hoặc màu sắc xe tự hành AGV được lắp với sensor dẫn đường để đi theo theo băng màu đã được định trước.)

2.2.2: Đường ray dẫn:

Xe AGV được chạy trên các ray định trước trên mặt sàn Loại này chỉ sử dụng đối

với những hệ thống chuyên dụng Nó cho phép thiết kế xe đơn giản hơn và có thể

di chuyển với tốc độ cao nhưng tính linh hoạt thấp

2.2.3: Đường băng kẻ trên sàn:

Xe AGV di chuyển theo các đường băng kẻ sẵn trên sàn nhờ các loại cảm biến nhận dạng vạch kẻ Loại này có tính linh hoạt cao vì trong quá trình sử dụng người

ta có thể thay đổi đường đi một cách dễ dàng nhờ kẻ lại các vạch dẫn Tuy nhiên khi sử dụng, các vạch dẫn có thể bị bẩn hay hư hại gây khó khăn cho việc điều

khiển chính xác xe.

C Các thành phần của xe AGV:

1 Tổng thể của xe AVG:

 Bộ truyền chuyển động: Có nhiệm vụ truyền động năng từ động cơ qua các

bộ giảm tốc đến bánh xe giúp xe di chuyển một cách linh hoạt và đạt được vận tốc cùng nhau như lực kéo phù hợp, đáp ứng được yêu cầu công việc

 Bộ định vị khớp kết nối: Có nhiệm vụ giúp xe định vị xe chở phía sau xe nhằm đến đúng vị trí thực hiện kết nối, ghép nối xe chở và AGV Chốt giữ cho phần kết nối chắc chắn và tạo khớp xoay giúp cho việc chuyển động ở góc cua linh hoạt hơn

 Bánh xe chủ động lớn, dày và có độ bám đường tốt nhằm đảm bảo xe không

bị trượt trên đường di chuyển khi phải kéo theo trọng lượng

 Bánh xe vô hướng giúp cho việc dò tìm đường linh hoat hơn, giúp AGV di chuyển linh hoạt trong khúc cua hay quay đầu

 Hệ thống các loại cảm biến giúp AGV nhận biết line chạy, xe cũng như phát hiện các chướng ngại trên đường di chuyển của xe

 Bộ nguồn gồm có acquy 12V/100A và bộ chuyển đổi nguồn 5V cho vi điều

2 An Toàn trong thiết kế xe AGV

Vận tốc của AGV nằm trong khoảng 100 feet/min - 300 feet/min

-Các AGV luôn có tấm chắn phía trước, chống va chạm, thêm vào đó là hệ thống đèn chớp và còi báo

-Các AGV được thiết kế thêm hệ thống an toàn bao quanh xe.

3 Quy trình hoạt động:

Một ca làm việc sẽ bắt đầu tại vị trí bãi xe không tại cuối line sản xuất, là vị trí đặt AGV ban đầu AGV sẽ đến bến khu vực chờ xe có hàng, thực hiện kết nối với xe đã được chất đầy hàng rồi kéo xe đến đầu line sản xuất AGV sẽ thực hiện thả xe vào các

vị trí định sẵn tại bến xe có hàng Tiếp tục, xe sẽ đến khu vực chờ xe không hàng, thực hiện kết nối với xe đã được dỡ hết rồi kéo xe về cuối line sản xuất, thả xe vào khu vực xếp xe khi vận chuyển về AGV sẽ tiếp tục tiến về khu vực chờ xe có hàng và tiếp tục

Hình : Hệ thống line và quy trình hoạt động củaAGV

4 Ưu điểm khi vận hành trong thực tế:

-Giảm diện tích kho chưa hàng

-Lắp đặt đơn giản

- AGV có độ tin cậy cao và tính sẵn sàng luôn được đảm bảo

- Có khả năng làm việc liên tục

- AGV là hệ thống mang tính linh hoạt cao:

+ Đường vận chuyển hàng hóa có thể thay đổi dễ dàng nhờ vào máy chủ quản lý + Trong quá trình hoạt động, AGV không gây cản trở các hoạt động khác

-Hệ thống AGV có thể giao tiếp dễ dàng với các hệ thống khác như các máy CNC, FMS…Dễ dàng mở rộng cả về số lượng AGV và tầm hoạt động của AGV

-Chi phí giảm nếu áp dụng trong hệ thống phân xưởng lớn, với dòng hàng lớn+ Chi phí bảo trì thấp do hệ thống đã được thiết kế tối ưu hóa

+Hành trình không tải của các AGV hầu như không có, do được tối ưu hóa nhờ hệ thống điều kiển Vì vậy làm tăng tính logic trong dòng vận chuyển hàng hóa, không gây lãng phí

5 Thị trường xe AGV tại Việt Nam :

Cuộc cách mạng về khoa học công nghệ diễn ra từng ngày đang làm thay đổi toàn diện và sâu sắc cuộc sống cũng như quá trình sản xuất của con người Phép màu công nghệ đã giúp con người làm được nhiều việc phi thường mà trước đây chỉ có trong trí tưởng tượng.Thế giới đang tiến ngày càng gần hơn đến với nền kinh tế tri thức Trong xu thế phát triển đó, nền công nghệ non trẻ của Việt Nam, vốn đã tụt hậu khá xa, nếu không muốn tụt lại phía sau hơn nữa cần phải vừa tranh thủ thành tựu của các nước tiên tiến, vừa phải có sự đột phá, sáng tạo trong tư duy để theo

kịp với công nghệ thế giới Cùng với sự mở rộng của các nhà máy được tự động hóa và cơ khí hóa,các vấn đề về việc vận chuyển, bốc dỡ và tích trữ hàng hóa trở nên ngày càng quan trọng hơn Theo xu hướng gia tăng sự tự động hóa trong các lĩnh vực sản xuất, các hệ thống vận chuyển bên trong các nhà máy dưới dạng “hệ thống máy dẫn đường tự động”(AGV) ngày càng chiếm một vị trí quan trọng trongtoàn bộ lĩnh vực xử lý vật liệu.

Hiện tại, tại thị trường Việt Nam có các Công ty đi đầu trong việc nghiên cứu, pháttriển những sản phẩm xe AGV như:

_ Cty CP Thiết Bị PLC: là nhà cung cấp thiết bị xe tự hành cho nhiều hãng lớn như Canon, Denso, DaiKo, Thaco Trường Hải, Samsung

_ Cty CP  NICHIDEN: Cùng với các nhà sản xuất, cung cấp – đối tác nối tiếng thế giới từ Nhật Bản, Châu Âu, Hàn Quốc, Đài Loan Là một trong những nhà phân phồi xe AGV hàng đầu tại Việt Nam

Ngoài ra còn có các Công ty SORA Việt Nam, Công ty CK Tự Động Hóa VMA…

Đã góp phần cho nền kinh tế Việt Nam phát triển bền vững, với nền Công nghiệp 4.0 hiện đại

***** Tài liệu tham khảo: