Vezető nélküli targoncák Intelligens termékek elemei házi feladat Udvari Benjámin (ZATGQZ)

Áttekintés Üzemi logisztika, anyagmozgatás jelentősége a gyártásban Támogató alrendszerek: identifikációs rendszer, logisztikai informatikai rendszer Rugalmas gyártórendszerek gyártócella SMED CIM, CIL Bevezető, nem a mechatronikához kapcsolódó részek: szükség van rájuk, hogy a gépet először el tudják helyezni egy rendszerben, mert az ott elfoglalt helye alapján érthető meg az alkalmazás módja, és az eltérő konstrukciók létjogosultsága. Az irányítás tervezéséhez pl. elengedhetetlenül fontos a teljes rendszer (legalább hallomásból való) ismerete a vállalatirányítási rendszertől kezdve a legalacsonyabb szintekig (PLC-k, WMS, stb.) Ha szigorúan nézzük, a logisztikai rendszer is egy nagy mechatronikai konstrukció: irányítás különböző szintjei, ami szenzorok és az informatikai rendszer alapján szerez információt az anyagmozgató rendszerbe való beavatkozáshoz

Áttekintés Vezető nélküli vontatótargoncák rövid története feladata telepítés, forgalomirányítás működési elvek szenzorai aktuátorai a fejlődés irányai, alkalmazási példák AGV (automated guided vehicle), minden automatizált szakaszos működésű anyagmozgató gépre használják ezt a szót, most specifikusan csak a vontatótargoncákkal foglalkozunk. Források

Logisztika Logisztika: rendszereken belül és rendszerek között anyag, energia és információ áramlásának tervezésével, szervezésével és irányításával foglalkozó tudomány Üzemi logisztika: megbízásokat ad az anyagmozgató rendszernek térre, időre és objektumra vonatkozóan, az anyagmozgató rendszer feladata a szükséges kapacitás biztosítása Logisztikáról „mesélni” egy kicsit, üzemi logisztika specifikusabb területei, konkrét feladatok (gyártási sorozatnagyság, készletszint-modellek, optimalizálási feladatok, hálóterv, stb.) 6M - elmondani

Anyagmozgatás Feladata: mikrologisztikai rendszeren belül az anyagáramlás megvalósítása térbeli különbségek áthidalása mindig valamilyen kiszolgáló funkciót lát el Funkciói: helyváltoztatás kiegészítő: gyűjtés, elosztás, osztályozás, tárolás Anyagmozgatógépekről beszélni, idő és hely hiányában képek nélkül (folyamatos-szakaszos működésű, példákkal, emelő-szállítógépek, stb.) Funkciói alapján rávilágítani az informatika és identifikáció nélkülözhetetlenségére

Identifikációs rendszer Autógyártás példája: megrendelésre gyártás (átvezet a rugalmas gyártórendszerekhez!) 1-1 példa a taxonómia elemeire, esetleg jellegzetes alkalmazások mikor-hogy történik

Logisztikai informatika Szoftverei vállalatirányítási rendszerek WMS rendszerszintű irányíró szoftverek, adatbázisok Hardverei PLC-k, robotvezérlők PC-k, mikrokontrollerek feladatspecifikus eszközök Példákat mondani, elhelyezni az informatika szerepét az egész vállalati logisztikán belül RENDSZERSZEMLÉLET! Kihangsúlyozni!

Rugalmas gyártórendszerek Nem ez a fő téma, megint csak röviden. Rugalmas gyártórendszerek – mi az? Kialakulásukról pár szó. Kritériumok, rövid visszautalás az eddigiekre, melyik miért létfontosságú. JIT, JIS elvek, rendelésre gyártás, gyártócella, SMED

Vezető nélküli vontatótargoncák Elején néhány kép: hogy néz ki, felhívni a figyelmet a méretekre (KLT szállítástól kezdve 40’ konténerekig minden)

Vezető nélküli vontatótargoncák

Vezető nélküli targoncák Története: 1953, USA, Barret Veicle System Önállóan követett egy padlóra festett fehér csíkot. A kormánykerékre egy kiegészítő kormányzó motort helyeztek, amelyet egy fehér csík által a vontatón elhelyezett optikai szenzornak szolgáltatott jel vezérelt. A vontatót, a hozzá kapcsolt kocsikkal, nagy gyűjtő anyagmozgató rendszerekben használták. Fejlesztések napjainkig

Vezető nélküli targoncák Kitekintés: az AGV-k családjának pár típusa. Esetleg egy-egy rövid gépészeti és alkalmazástechnikai ismertetés. Szerkezeti elemek: villamos táprendszer, hajtó és kormányzó egység, teherhordó és emelőasztal, irányító berendezés, ütközőkengyel

Vezető nélküli targoncák Utolsó .gif átvezet a telepítés, forgalomirányítás témaköréhez. Ehhez azonban ismerni kell a pálya és az AGV kialakításának lehetőségeit.

Vezető nélküli targoncák

Konstrukció A villamos táprendszer akkumulátor, amely maximális rugalmasságot és mobilitást biztosít. A régebben használt ólom akkumulátorok helyett ma már zselés akkumulátorokat és NiCd telepeket használnak. Az akkumulátorok kiválasztásánál figyelembe kell venni: a rendelkezésre állást, a bekerülési költséget, a fenntartási költséget.

Konstrukció A vezetőnélküli targonca irányítórendszere egy fedélzeti számítógép. Ebben kerülnek feldolgozásra az ún. gépi szintű irányításhoz a targonca működési állapotát jellemző adatai: teherérzékelő, tolató optoérzékelő, akkumulátor töltöttség visszajelző, targonca üzemi kezelését szolgáló tasztatúra jelei, kormánymű és villamagasság végállás jelzései, pozíció-érzékelő szenzor jelek, vészgombok jelzései.

Konstrukció A hajtó és kormányzó rendszer feladata a vezetőnélküli targonca helyváltoztatásának és az anyagkezelés manipulációjának realizálása. A főbb hajtások: Helyváltoztatást biztosító mozgás: automata üzemmódban egy szabályozó algoritmussal történik a gyorsulás, lassulás, valamint az előírt sebesség meghatározása. A visszacsatolást a hajtott kerékbe szerelt útadó jeleiből számolja az irányítórendszer.

Konstrukció Kormánymű mozgás: feladata a targonca vezetővonalon való haladásának biztosítása. Az irányváltást itt is szabályozó algoritmus biztosítja. A kormánymű helyzetét pedig egy inkrementális jeladó biztosítja. Anyagkezelés manipulációja: feladata a szállítandó rakománynak az anyagmozgatási útvonal fel- és leadó pontjain, pozícióba helyezés és a helyváltoztatás közbeni megfelelő szállítási magasság biztosítása. A mozgás pontos pozícionálása itt is szabályozó algoritmussal történik. A végén még az ütköző kengyelről pár szót ejteni.

Nyomvezetési technikák Ha egy vezetőnélküli targonca automatikusan üzemel, a nyomvezetés egyike a legfontosabb feladatoknak, amit a fedélzeti számítógép, szoftver és megfelelő szenzorok együttesének kell megoldani. 1. A targonca helyzetének meghatározása (hol vagyok?) 2. Útvonal meghatározás az alábbiak szerint: - az aktuális helyzettől (pozíciótól) és az elérendő céltól függően az útvonal és a targoncasebesség meghatározása, - a tényleges útvonal és a targonca sebességének rögzítése.

Passzív vezetővonal A legrégebbi nyomvezetés technika, amit az első vezetőnélküli targoncánál alkalmaztak. Passzív kifejezés arra utal, hogy a vezetővonal kizárólag a targonca útvonalának kijelölésére szolgál. - a padlóra festett vagy ragasztott, általában fehér fényvisszaverő fólia - a padlóra ragasztott ferromágneses fémfólia A targoncán lévő optikai vagy mágneses szenzor, nyomkövetés esetén a vezető fólia fölött halad. A vezetőfóliáról visszaverődő fénysugár, ez esetben mindkét fotoszenzorban ugyanazon nagyságú áramot hoz létre, amelyet egy differenciál erősítőbe vezetve, a kimeneten nulla nagyságú jel jelenik meg. Amennyiben a targonca letér a kijelölt útvonalról, a differenciál erősítő kimenetén megjelenő jel a vezérlőberendezés segítségével működteti a kormányzó motort, amely a targoncát a kijelölt nyomvonal fölé kormányozza vissza. A vezetővonaltól való ellenkező irányú eltérést a kormánymű hasonló elv alapján korrigálja.

Aktív vezetővonal Ebbe a csoportba tartozik az indukciós nyomvezetés. Az útvonalat ez esetben, a padlóban elhelyezett vezetőhuzal jelöli ki, amelynek gerjesztésével a vezetőhuzal körül mágneses tér alakul ki. Hátránya: ha megváltozik a nyomvonal, fel kell bontani a padlót. Amikor a targonca az indukciós vezeték fölött halad, az antenna az indukciós vezeték mágneses terére szimmetrikusan helyezkedik el. Ennek következtében az antenna tekercseiben egyforma feszültség indukálódik. A két tekercs feszültséget egy differenciál erősítőbe vezetve kimenő jelként itt is nulla értéket kapunk. Abban az esetben, ha a targonca letér az indukciós vezeték által kijelölt útvonalról, megváltozik az antenna mágneses térhez viszonyított szimmetriája, ezáltal az antenna egyik tekercsében nagyobb feszültség indukálódik, mint a másikban. A differenciálerősítő a különbségi jelével a kormányzó motor vezérlőberendezése működésbe hozza a kormányművet, amely a targoncát a kijelölt útvonal felé irányítja. A vezetővonaltól másik irányba történő eltérést, a rendszer az előzőekben leírtak szerint korrigálja.

Virtuális vezetővonal A virtuális nyomvonal nem más, mint az üzemhez vagy a targonca által bejárt térhez kapcsolt koordináta rendszerben a targonca útjának analitikus leírása, amely a fedélzeti számítógép memóriájába kerül. A targonca mozgása közben – a körülötte lévő tereptárgyak különböző természetű jelekkel történő pásztázásával és a visszavert jelek feldolgozásával – mindig meghatározza a tényleges helyzetét. - ultrahangos távolságmérés diszkrét jelképzéssel, meghatározott felületeken - ultrahangos távolságmérés folytonos jelképzéssel, folytonos felületeken - lézeres távolságmérés - műholdas követés (GPS)

Kormányzás A nyomkövető rendszerek biztosítják a jeleket, amelyek alapján a kormányművek megvalósítják a jármű nyomvonalon való mozgását. Elterjedt kormányzási elvek: kormányzás egy forgózsámollyal kormányzás két forgózsámollyal ún. tankhajtás (sebességkülönbséggel történik)

Kormányzás egy forgózsámollyal Az egy forgózsámollyal való kormányzás általában a háromkerekű targoncák jellemzője. A mozgást biztosító hajtott kerék egy forgózsámolyon van elhelyezve. A forgózsámoly – amelyet a kormányzó motor fogazott ékszíj hajtás segítségével bizonyos szögtartományban el tud fordítani – biztosítja a hajtott kerék kormányzási irányeltérítését. Ritka konstrukció: van beálló kerék is.

Kormányzás két forgózsámollyal A forgózsámolyokon lévő hajtott kerekeken kívül csak önbeálló kerekekkel rendelkeznek.

Sebességkülönbséggel történő kormányzás A mechanikus differenciálművek egyik kimenő ágának fékezésével a sebességpólus a végtelenből a véges térbe tevődik át, és értelmezhetővé válik a fordulási sugár. Ezt az elvet használják a lánctalpas járművek és a tankok kormányzására. A vezetőnélküli targoncák esetén két független hajtás biztosítja a mozgást, a sebességkülönbség a független hajtások szabályozásával – ún. elektronikus differenciálművel – hozható létre. Megvalósítható az ívhajlat nélküli derékszögű elfordulás és a függőleges tengely körüli körbe forgás.

Kerékelrendezés

Rendszerfelépítés - egyhurkos egyfrekvenciás - többhurkos egyfrekvenciás - többhurkos többfrekvenciás hálózatok

Videók, érdekességek https://www.youtube.com/watch?v=IDNv8EmbRlk https://www.youtube.com/watch?v=7xvP645fVnI https://www.youtube.com/watch?v=Kw5qVX_3sig https://www.youtube.com/watch?v=QKPIOny1AL4 https://www.youtube.com/watch?v=VHIruCuaBd8 Magyarországi alkalmazás: Honvéd kórház https://www.youtube.com/watch?v=wxx2FlTBv0g

Források Kulcsár Béla: Anyagmozgató berendezések I. (2010) Prezenszky József: Logisztika II. (2005) Felföldi László: Anyagmozgatógépek (1978) Kulcsár Béla: Ipari logisztika (1998) Kulcsár Béla: Robottechnika (2012) Még el kell mondani: -a vezetőnélküli targoncával való adatkommunikáció (fontosabb) -útvonalak kialakítása -anyagátadás eszközei, szenzorai (pl. általában egy görgős pálya automatizálása, ehhez hogy illeszthető AGV; torlasztási technikák pár szóban, stb.) -irányítás: gépi szintű vagy rendszerszintű (fontosabb)

Köszönöm a figyelmet!