Trong thời đại sản xuất quy mô lớn và công nghiệp nguyên khối ngày nay, nhu cầu về hiệu quả và độ tin cậy trở nên lớn hơn bao giờ hết, với sự kết hợp của công nghệ robot và xe tự hành, việc sắp xếp hợp lý các lĩnh vực quan trọng này dần đơn giản và tiết kiệm chi phí hơn chúng ta nghĩ. Mời các bạn xem tiếp bài viết dưới đây để tìm hiểu xem xe tự hành là gì, hoạt động như thế nào để hiểu thêm về công nghệ xe tự hành hiện nay.
I. Xe tự hành là gì?
Xe tự hành hay còn gọi là AGV (Tên tiếng anh là Automated Guided Vehicle), là một dạng phương tiện di chuyển tự động từ địa điểm này đến địa điểm khác để chở trọng tải, thường là trong quá trình sản xuất. Chúng không được điều hành bởi người vận hành khi hoạt động trong điều kiện bình thường. Phương pháp di chuyển có thể liên quan đến dây dẫn hướng, cảm biến tín hiệu điện, hoặc cảm biến đọc ánh sáng.
Mỗi loại hệ thống hướng dẫn đều có chi phí và lợi ích, và cần được phân tích cẩn thận trước khi thiết kế một hệ thống cụ thể để giữ cho AGV đi đúng hướng. Chúng được sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau từ hệ thống phân phối thuốc trong bệnh viện đến xử lý vật liệu nặng trong kho.
Có thể bạn sẽ quan tâm: Robot tự hành vận chuyển hàng sử dụng trong kho AGV Perbot
II. Xe tự hành hoạt động như thế nào?
Xe tự hành hoạt động bằng cách sử dụng một số phương pháp khác nhau, nhưng tuân theo cùng một nguyên tắc cơ bản để hoạt động; xe đi theo một con đường và một cảm biến đưa ra phản hồi cho hệ thống điều khiển.
1. Định tuyến dựa trên dây.
Một trong những hệ thống cơ bản nhất để giữ cho xe tự hành đi đúng hướng là đặt một sợi dây trong nền bê tông để phát ra tín hiệu vô tuyến cho xe chạy theo. Một rãnh nông được cắt dọc theo con đường dự định trong nhà kho nơi xe dự định hoạt động. Một dây có khả năng tạo ra tín hiệu cho AGV đi theo được nhúng vào sàn. Sau khi xác định được đường đi, một cảm biến trên xe sẽ được sử dụng để phát hiện tín hiệu truyền từ dây. Đây là một hệ thống đơn giản nhưng không dễ thay đổi một khi đường dẫn đã được thiết lập bởi vì dây được gắn cố định trong sàn.
2. Định tuyến dựa trên băng từ.
Khái niệm về định tuyến dựa trên băng từ rất giống với định tuyến dựa trên dây. Robot có một cảm biến đi theo một đường dẫn được làm bằng băng từ. Băng từ có thể có màu hoặc từ tính. Mỗi biến thể đều có loại hệ thống cảm biến riêng và chúng không thể thay thế cho nhau. Định tuyến băng từ có ưu điểm là dễ dàng sửa đổi để tạo ra các đường dẫn mới, trong khi định tuyến có dây thì tốn kém và khó thay đổi dựa trên vị trí cố định của nó.
Một bất lợi của việc sử dụng băng từ là nó có xu hướng bị hỏng ở những khu vực có lưu lượng truy cập cao, nơi băng bị mòn theo thời gian khiến xe tự hành không thể đọc được. Một khi băng từ buộc phải được thay thế, nó có thể dẫn đến tăng chi phí bảo trì và mất khả năng sản xuất trong thời gian đó.
AGV cảm biến băng từ sử dụng một cảm biến phát hiện các biến thể màu sắc trên sàn nhà. Vì băng từ có màu khác với phần còn lại của sàn nên nó có thể cảm nhận được sự khác biệt và điều chỉnh đường đi của nó cho phù hợp. Băng dính màu nói chung là một phương pháp tạo đường dẫn ít tốn kém hơn các phương pháp khác và mang lại lợi thế là dễ dàng điều chỉnh để tạo ra các đường dẫn khác nhau.
Băng từ được sử dụng giống như băng màu nhưng sử dụng một dải từ hóa để tạo đường dẫn. Một cảm biến được sử dụng để theo dõi băng bằng cách đọc từ tính có trong băng.
3. Hướng dẫn thị giác.
Hệ thống hướng dẫn thị giác sử dụng thị giác máy tính để giải thích môi trường xung quanh xe tự hành. Điều này mang lại nhiều lợi thế so với hệ thống dựa trên đường dẫn. Nó tạo ra khả năng không giới hạn số lượng đường dẫn, tăng hiệu quả và tiết kiệm thời gian giữa các tác vụ. Hệ thống định hướng thị giác không cần thay đổi cơ sở hạ tầng của nhà máy. Nó ghi lại các đặc điểm trong môi trường của nó và sử dụng thông tin đó để giải thích môi trường xung quanh nó. Mặc dù hệ thống thị giác phức tạp hơn nhưng nó giúp tiết kiệm một số chi phí vì không cần thay đổi thêm để nó thực hiện nhiệm vụ dự định.
4. Hướng dẫn bằng laser.
Hệ thống dẫn đường bằng laser dựa trên tia laser quay để cung cấp thông tin cần thiết cho bộ phận điều khiển trên xe. Bộ phận laser phát ra các xung laser trong bán kính 360 độ. Nó nhận lại chùm tia vào hệ thống và sử dụng nó để vạch ra môi trường xung quanh.
Laser rất phức tạp nhưng cho độ chính xác cao và có thể thích ứng với môi trường thay đổi. Khả năng thích ứng với môi trường xung quanh làm cho AGV dẫn đường bằng laser trở nên cực kỳ linh hoạt. Chi phí tăng thêm là hợp lý trong một môi trường liên tục thay đổi và tăng thêm sự an toàn cho người lao động xung quanh vì nó có thể phát hiện khi nào người lao động đang đi trên đường của nó.
III. Công nghệ xe tự hành là gì?
Công nghệ AGV, còn được gọi là công nghệ xe tự hành, đề cập đến các robot di động, không người lái hỗ trợ vận chuyển hàng hóa trong các môi trường công nghiệp và thương mại khác nhau.
Những robot này được điều khiển bằng máy tính và hoạt động mà không cần người lái hoặc người vận hành trên tàu. Chúng dựa trên bánh xe và di chuyển dọc theo sàn nhà với mục đích duy nhất là vận chuyển và lưu trữ các loại tải trọng một cách đáng tin cậy và an toàn.
Những phương tiện robot này có nhiều khả năng chịu tải và một số có thể vận chuyển trọng tải lớn lên tới vài nghìn kg. Được vận hành bằng pin, chúng có chi phí bảo trì tương đối thấp và thân thiện với môi trường. Những chiếc xe này cũng có thể hoạt động trong không gian lối đi rất chật hẹp, nơi khoảng sáng gầm xe là tối thiểu tuyệt đối.
Có nhiều lợi ích khi sử dụng công nghệ xe tự hành trong công nghiệp và sản xuất, chẳng hạn như:
IV. Những điều cần lưu ý khi thiết kế xe tự hành.
Mỗi loại xe tự hành của chủ sở hữu các chức năng riêng biệt, nhưng còn tùy thuộc vào mục đích sử dụng của chúng và điều kiện thực tế tại môi trường nhà kho, phân xưởng sản xuất. Trước khi bắt tay vào thiết kế xe tự hành, bạn cần lưu ý những điều sau:
I. Xe tự hành là gì?
Xe tự hành hay còn gọi là AGV (Tên tiếng anh là Automated Guided Vehicle), là một dạng phương tiện di chuyển tự động từ địa điểm này đến địa điểm khác để chở trọng tải, thường là trong quá trình sản xuất. Chúng không được điều hành bởi người vận hành khi hoạt động trong điều kiện bình thường. Phương pháp di chuyển có thể liên quan đến dây dẫn hướng, cảm biến tín hiệu điện, hoặc cảm biến đọc ánh sáng.
Mỗi loại hệ thống hướng dẫn đều có chi phí và lợi ích, và cần được phân tích cẩn thận trước khi thiết kế một hệ thống cụ thể để giữ cho AGV đi đúng hướng. Chúng được sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau từ hệ thống phân phối thuốc trong bệnh viện đến xử lý vật liệu nặng trong kho.
Có thể bạn sẽ quan tâm: Robot tự hành vận chuyển hàng sử dụng trong kho AGV Perbot
II. Xe tự hành hoạt động như thế nào?
Xe tự hành hoạt động bằng cách sử dụng một số phương pháp khác nhau, nhưng tuân theo cùng một nguyên tắc cơ bản để hoạt động; xe đi theo một con đường và một cảm biến đưa ra phản hồi cho hệ thống điều khiển.
1. Định tuyến dựa trên dây.
Một trong những hệ thống cơ bản nhất để giữ cho xe tự hành đi đúng hướng là đặt một sợi dây trong nền bê tông để phát ra tín hiệu vô tuyến cho xe chạy theo. Một rãnh nông được cắt dọc theo con đường dự định trong nhà kho nơi xe dự định hoạt động. Một dây có khả năng tạo ra tín hiệu cho AGV đi theo được nhúng vào sàn. Sau khi xác định được đường đi, một cảm biến trên xe sẽ được sử dụng để phát hiện tín hiệu truyền từ dây. Đây là một hệ thống đơn giản nhưng không dễ thay đổi một khi đường dẫn đã được thiết lập bởi vì dây được gắn cố định trong sàn.
2. Định tuyến dựa trên băng từ.
Khái niệm về định tuyến dựa trên băng từ rất giống với định tuyến dựa trên dây. Robot có một cảm biến đi theo một đường dẫn được làm bằng băng từ. Băng từ có thể có màu hoặc từ tính. Mỗi biến thể đều có loại hệ thống cảm biến riêng và chúng không thể thay thế cho nhau. Định tuyến băng từ có ưu điểm là dễ dàng sửa đổi để tạo ra các đường dẫn mới, trong khi định tuyến có dây thì tốn kém và khó thay đổi dựa trên vị trí cố định của nó.
Một bất lợi của việc sử dụng băng từ là nó có xu hướng bị hỏng ở những khu vực có lưu lượng truy cập cao, nơi băng bị mòn theo thời gian khiến xe tự hành không thể đọc được. Một khi băng từ buộc phải được thay thế, nó có thể dẫn đến tăng chi phí bảo trì và mất khả năng sản xuất trong thời gian đó.
AGV cảm biến băng từ sử dụng một cảm biến phát hiện các biến thể màu sắc trên sàn nhà. Vì băng từ có màu khác với phần còn lại của sàn nên nó có thể cảm nhận được sự khác biệt và điều chỉnh đường đi của nó cho phù hợp. Băng dính màu nói chung là một phương pháp tạo đường dẫn ít tốn kém hơn các phương pháp khác và mang lại lợi thế là dễ dàng điều chỉnh để tạo ra các đường dẫn khác nhau.
Băng từ được sử dụng giống như băng màu nhưng sử dụng một dải từ hóa để tạo đường dẫn. Một cảm biến được sử dụng để theo dõi băng bằng cách đọc từ tính có trong băng.
3. Hướng dẫn thị giác.
Hệ thống hướng dẫn thị giác sử dụng thị giác máy tính để giải thích môi trường xung quanh xe tự hành. Điều này mang lại nhiều lợi thế so với hệ thống dựa trên đường dẫn. Nó tạo ra khả năng không giới hạn số lượng đường dẫn, tăng hiệu quả và tiết kiệm thời gian giữa các tác vụ. Hệ thống định hướng thị giác không cần thay đổi cơ sở hạ tầng của nhà máy. Nó ghi lại các đặc điểm trong môi trường của nó và sử dụng thông tin đó để giải thích môi trường xung quanh nó. Mặc dù hệ thống thị giác phức tạp hơn nhưng nó giúp tiết kiệm một số chi phí vì không cần thay đổi thêm để nó thực hiện nhiệm vụ dự định.
4. Hướng dẫn bằng laser.
Hệ thống dẫn đường bằng laser dựa trên tia laser quay để cung cấp thông tin cần thiết cho bộ phận điều khiển trên xe. Bộ phận laser phát ra các xung laser trong bán kính 360 độ. Nó nhận lại chùm tia vào hệ thống và sử dụng nó để vạch ra môi trường xung quanh.
Laser rất phức tạp nhưng cho độ chính xác cao và có thể thích ứng với môi trường thay đổi. Khả năng thích ứng với môi trường xung quanh làm cho AGV dẫn đường bằng laser trở nên cực kỳ linh hoạt. Chi phí tăng thêm là hợp lý trong một môi trường liên tục thay đổi và tăng thêm sự an toàn cho người lao động xung quanh vì nó có thể phát hiện khi nào người lao động đang đi trên đường của nó.
III. Công nghệ xe tự hành là gì?
Công nghệ AGV, còn được gọi là công nghệ xe tự hành, đề cập đến các robot di động, không người lái hỗ trợ vận chuyển hàng hóa trong các môi trường công nghiệp và thương mại khác nhau.
Những robot này được điều khiển bằng máy tính và hoạt động mà không cần người lái hoặc người vận hành trên tàu. Chúng dựa trên bánh xe và di chuyển dọc theo sàn nhà với mục đích duy nhất là vận chuyển và lưu trữ các loại tải trọng một cách đáng tin cậy và an toàn.
Những phương tiện robot này có nhiều khả năng chịu tải và một số có thể vận chuyển trọng tải lớn lên tới vài nghìn kg. Được vận hành bằng pin, chúng có chi phí bảo trì tương đối thấp và thân thiện với môi trường. Những chiếc xe này cũng có thể hoạt động trong không gian lối đi rất chật hẹp, nơi khoảng sáng gầm xe là tối thiểu tuyệt đối.
Có nhiều lợi ích khi sử dụng công nghệ xe tự hành trong công nghiệp và sản xuất, chẳng hạn như:
- Tăng tính an toàn: Được đảm bảo với việc loại bỏ yếu tố lỗi do con người và các cảm biến chống va chạm.
- Tăng năng suất: AGV có thể hoạt động gần như liên tục, chỉ dừng lại để sạc lại hoặc thay pin khi cần thiết. Không giống như những người điều khiển phương tiện giao thông con người, họ không bị ốm hoặc xin nghỉ phép.
- Tăng độ chính xác: AGV cực kỳ chính xác với việc sử dụng các cảm biến, quang học và hướng dẫn laser trên bo mạch. Hàng hóa có thể được vận chuyển và định vị trong một phần nhỏ của centimet.
- Ít tốn kém hơn FAS (Hệ thống tự động hóa cố định): Mặc dù công nghệ FAS có vị trí thích hợp riêng khi nói đến một số ứng dụng nhất định, ví dụ như dây đai băng tải, nhưng nó có thể trở nên khá tốn kém và nó không di động hoặc không thể thích ứng được như các hệ thống AGV.
- Giảm chi phí tổng thể: Không cần trả lương cho robot, cũng như làm thêm giờ hoặc tiền thưởng. Ngoài ra còn giảm chi phí phát sinh do hư hỏng sản phẩm vì AGV chính xác hơn và chính xác hơn.
- Tính linh hoạt và dễ dàng tùy chỉnh: Tùy thuộc vào loại hệ thống định vị AGV, nhiệm vụ và tuyến đường của xe có thể được điều chỉnh nhanh chóng và dễ dàng.
IV. Những điều cần lưu ý khi thiết kế xe tự hành.
Mỗi loại xe tự hành của chủ sở hữu các chức năng riêng biệt, nhưng còn tùy thuộc vào mục đích sử dụng của chúng và điều kiện thực tế tại môi trường nhà kho, phân xưởng sản xuất. Trước khi bắt tay vào thiết kế xe tự hành, bạn cần lưu ý những điều sau:
- Nghiên cứu và tạo ra một kết cấu cơ khí vừa hợp lý vừa vững chắc cho AGV.
- Thiết kế bộ driver điều khiển động cơ dùng mạch cầu H và kết hợp với bộ PID điều khiển chính xác vị trí và tốc độ của AGV.
- Thiết kế các module cảm biến giúp xe xác định đường đi, vật cản và nhận định chính xác xe khi kết nối.
- Thiết kế module giao tiếp RFID giúp xe nhận diện được vị trí chính xác các bến giao nhận xe, vị trí đặt xe và vị trí sạc bình tự động.
- Thiết kế mạch đo dung lượng của ắc quy, kết hợp lập trình xe tự hành có thể sạc bình tự động giúp đảm bảo năng lượng cho xe hoạt động.
