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El buen rumbo de los vehículos guiados

01/06/2006

Aunque en España no se utilizan profusamente, los vehículos de guiado automático o AGV tienen una serie de ventajas destacables frente a otros equipos de manutención no automáticos, lo que los convierte en una interesante alternativa para el movimiento de cargas,ya sean éstas en un almacén, en una planta de producción o en una instalación que combine ambos usos. Otra cualidad es que se pueden integraren sistemas automáticos o en entornos convencionales.

Según la MHIA (Material Handling Industry ofAmerica), una organización sin ánimo de lucro, compuesta por fabricantes y proveedores norteamericanos de equipos de manutención y logística,las ventajas de los AGV no sólo tienen que ver con la optimización de procesos: una de las cuestiones que los sistemas automáticos pueden resolver con mayor obviedad.

Los vehículos de guiado automático proporcionan un entorno de trabajo más seguro, por cuanto sus recorridos están restringidos y porque cuentan con sistemas de seguridad –por ejemplo, se detienen al contacto con un objeto o persona–; se puede planear el retorno operativo de la inversión y la amortización de una máquina, sin tener en cuenta variables como el aumento anual del IPC; y, además, la instalación no sufre por los golpes que, inevitablemente, se producen con los sistemas de manutención tradicionales.

Por otra parte, el almacén funciona con mayor operatividad, orden y limpieza, utilizan menos espacio para el movimiento, por lo que se aprovecha mejor la instalación. El trabajo repetitivo es un aliado en el uso del AGV, aspecto para el que estas máquinas son ideales, aunque permiten también una amplia flexibilidad que puede ser utilizada para un balanceo de la carga de trabajo más eficiente.

Además, cuando el recorrido que debe hacer la carga es largo, estos vehículos son especialmente efectivos en reducirlos costes de desplazamiento. Y sea cual sea la distancia de traslado o el número que estén funcionando al mismo tiempo, una vez que la carga está en su poder, es completamente trazable y se puede saber en todo momento en qué lugar se encuentra.Por todas estas ventajas, los AGV se integran muy bien en los procesos y los flujos de producción.

 

Amplia oferta de vehículos

Para responder a todas estas ventajas, especialmente las que tienen que ver con la operatividad, y a los variados requerimientos del sector logístico e industrial, se puede encontrar una amplia oferta de vehículos de guiado automático, ya sea en cuanto al manejo de la carga, como a su capacidad. Se pueden dividir, no obstante, en tres grandes grupos: los vehículos con uñas, para su uso con paletas y cargas redondeadas (rollos y bobinas); los denominados tows, remolcadores que arrastran carros de carga; y los vehículos de unidad de carga (unit load AGV), los más fuertes y potentes, que se emplean para grandes pesos con necesidad de poco movimiento.

Los AGV convencionales con uñas se utilizan para el desplazamiento de cargas paletizadas o contenedores que dispongan de entradas que permitan su recogida por el mismo sistema. Son ideales para mercancías que tengan una buena estabilidad. La variedad de este tipo de máquinas es realmente amplia, tanto en su capacidad, como en la manera de manejar la carga y de transportarla.

Así, la mayoría pueden mover hasta 1,5 t, aunque hay modelos que pueden llegar a soportar hasta más de seis. En cuanto a la forma de gestionar la carga, ésta se realiza bien elevando el peso con las uñas y manteniéndolo en vilo, o bien, una vez levantada la carga, depositando ésta en una superficie de la propia máquina o en unos brazos con ruedas,en donde descansa durante todo el trayecto.

Por cierto, estas uñas son, en algunos modelos, móviles,a fin de que puedan abrirse o cerrarse para transportar distintos modelos de paletas.Existe un segundo tipo de AGV de uñas. Se trata de los roll-handling o AGV para rollos y bobinas. Esta clase de vehículo recoge la carga del suelo o de un soporte bajo por su parte redonda. Al quedar alojadas obre las uñas, la mercancía se mantiene estabilizada para su transporte.

Por lo demás, estos AGV cuentan con características similares a los convencionales de uñas, si bien en algunos casos es posible colocar la carga directamente en el dispositivo expendedor que se va a utilizar. También suelen tener una capacidad algo mayor que los sistemas convencionales, rondando una media de 2,5 t. El tamaño de las bobinas y rollos que pueden manejar estas máquinas suele estar entre los 170 y los 300 cm de diámetro.

 

Más potencia

En el caso de que se necesite una mayor potencia de carga, se ha de recurrir a los tows. Son auténticos trenes de carga y pueden remolcar uno o varios tráileres. Las capacidades oscilan entre las 4,5 y las 15 t, aproximadamente. En ese cálculo se incluye la carga más el peso del tráiler. En cuanto a éste, puede girar con dos ruedas o con cuatro. Los AGV son capaces de enganchar o desenganchar por sí mismos los tráileres, por lo que es posible, incluso, gestionar varias recogidas y entregas en un mismo recorrido.

La transferencia de la carga entre estos aparatos y el resto del almacén suele producirse por medio de un equipo de manutención para transpaletas (una carretilla elevadora, por ejemplo), aunque también se pueden utilizar cintas transportadoras y grúas, entre otros dispositivos.Una tercera familia de AGV son los vehículos para unidad de carga, que aúnan la alta capacidad con el transporte en una única unidad, es decir, sin tener que utilizar un convoy, como en el caso de los tows.

Presentan una amplia variedad de modelos según su utilización y capacidad máxima. Así, los vehículos de línea de ensamblaje están integrados en los procesos de fabricación, como en el caso de la construcción de automóviles. En este supuesto, el AGV lleva el cuerpo principal del automóvil (chasis y motorización, por ejemplo) hasta los puestos de montaje, donde los operarios se encargan de acoplar los correspondientes componentes.

La transferencia de carga para este tipo de vehículos,capaces de llevar hasta 30.000 kg, se realiza en función de las necesidades de la cadena de montaje. Pueden, por ejemplo, interactuar también con otros dispositivos que depositen partes del objeto sobre el AGV.Los AGV para transferencia son la segunda modalidad de vehículos de unidad de carga. Sus medidas están estandarizadas para que sean compatibles con las mesas de transferencia y el sistema que utilizan para dicha transferencia puede ser mediante cintas de transporte o por rodillos.

Dependiendo del modelo, pueden transportar cargas de hasta 3.500 kg de media y éstas se presentan tanto sobre paleta, como en cajas. La velocidad del AGV es posible coordinarla con la de la cinta transportadora y unos sensores permiten que el vehículo deposite en su plataforma la carga del modo más seguro.De hecho, cuando llega al punto de recogida, informa de su posición y es entonces cuando se inicia la transferencia desde la mesa o la cinta transportadora, si bien en ocasiones el vehículo deja una caja o paleta vacía antes de recoger una nueva, para así optimizar los movimientos.

 

Recogedores de cargas

Aún hay otra clase diferente de AGV de unidad de carga que utiliza otro sistema distinto para la transferencia de carga. Son los llamados liftlower deck. En su caso, la mercancía no se sitúa sobre el vehículo y éste tampoco la recoge con unas uñas, sino que, simplemente, se coloca debajo y la levanta. Para conseguirlo, es necesario contar con un dispositivo preparado para este tipo de funcionamiento.

El vehículo se emplaza bajo una plataforma que descansa sobre pilares y en la que se halla la mercancía. Después eleva su propia plataforma y de ese modo transporta la carga consigo. Cuando llega a su destino, se coloca entre otros pilares, desciende la plataforma y deja el bulto.Dentro de estos AGV se pueden encontrar dos familias principales, los de mediana carga, de hasta 4,5 t de capacidad, y los de alto tonelaje, que pueden llegar a mover cargas de más de 100 t.

Estos últimos se emplean para mercancías muy pesadas, como por ejemplo grandes rollos de acero ode papel. El sistema de cargas medianas se suele utilizar en conjunción con una cinta de transporte de cadena o rodillos, así como con métodos de desplazamiento de la mercancía por monorraíl. Una última modalidad de AGV de unidad de carga es la denominada shuttle. Consiste en que la plataforma del vehículo sale de éste, se coloca bajo la carga, la extrae y vuelve (llena) al cuerpo del vehículo, donde descansa durante el trayecto.

Se suele usar cuando hay poco espacio de maniobra, porque la carga se realiza por un lateral de la máquina. Ésta, precisamente, es su ventaja y también su desventaja, ya que el peso máximo que se puede manejar depende de la estabilidad de la máquina para no volcar. Con el fin de mejorar esta capacidad, hay modelos que despliegan un pie de apoyo a la vez que extraen la plataforma. Pueden soportar más de 2.000 kg.

 

El animal que se mueve

Elegir un sistema u otro de AGV no es una cuestión solamente de la capacidad de carga o la forma de transferencia. La navegación que utilice el vehículo es tanto o más decisiva, ya que ésta depende de la configuración del almacén o de la instalación, que a su vez se deberá transformar en función del vehículo guiado. Así, si el espacio es reducido, el movimiento del vehículo estará supeditado a esa limitación.

Si el sistema de navegación requiere la instalación de imanes en el firme, se tendrá que proceder a taladrar o cortar el suelo. Básicamente, los procedimientos de navegación se fundamentan en dos métodos: uno con un diseño en el que el recorrido está pre configurado y otro en el que es abierto.Los sistemas basados en seguir un camino fijo son los menos novedosos.

A grandes líneas, consisten en establecer unos senderos que los AGV pueden seguir y que se combinan en intersecciones, de modo que el vehículo puede decidir en un momento dado si se desplaza hacia una posición u otra. Los métodos para marcar el camino en el piso pueden ser a través de una cinta fotosensible,de una banda reflectante, de una banda magnética o por filoguiado. En el caso de las cintas y bandas, el AGV tiene un sensor que es el encargado de detectar los cambios en el camino a fin de que el vehículo gire, pare, etc.

Si se trata de filoguiado, se coloca un cable inducido bajo el suelo; el vehículo dispone de una antena formada por unos imanes. Si la antena está centrada sobre el cable (y, por lo tanto, centrada en el camino), recibirá el campo magnético de manera simétrica por sus lados. Si por el contrario, el camino varía y gira, por ejemplo, la antena detectará una mayor fuerza magnética en el lado por el que gira. Detectado este cambio, la antena envía una señal al vehículo que girará sus ruedas para centrar de nuevo la antena sobre el camino, con lo que irá realizando el giro con el mismo radio que siga la filoguía.

 

Recorrido abierto

El segundo tipo de navegación para los AGV es mediante lo que se conoce por recorrido abierto.Consiste en que el vehículo sabe que tiene que llegar de un punto a otro de la instalación y él mismo decide cómo, teniendo en cuenta una serie de premisas. Para ello, es necesario que el AGV sepa cómo es el entorno en el que se mueve y en qué punto de ese espacio se encuentra.En otras palabras, dónde está, qué hay alrededor y por dónde puede ir para encararse hacia una dirección.

Para conseguir esta capacidad, hay tres tipos de sistemas: guiado por láser, inercialmente y con un sistema cartesiano. El guiado por láser se basa en un método de referencias por medio de puntos de material reflectante situados estratégicamente.Un láser colocado en la parte más elevada del AGV barre a su alrededor buscando esos puntos de referencia. Gracias al cálculo del tiempo que el haz tarda en llegar al punto y volver, el sistema puede saber a qué distancia está. Efectuando una combinación de varios puntos (normalmente triangula tres), el vehículo calcula una posición y a través del mapa que tiene en su memoria es capaz de conocer los posibles recorridos que puede ejecutar y los obstáculos que encontrará.

El sistema inercial es bien distinto. El AGV calcula su posición sabiendo de antemano dónde está y cuál es la distancia que recorre. Gracias a un giroscopio, el vehículo mantiene su dirección recta, mientras que conoce su posición mediante el cálculo de los metros que recorre con la ayuda de un odómetro (instrumento de medición especialmente indicado para superficies llanas). La desventaja de este método consiste en que el posicionamiento del vehículo se ha de recalibrar continuamente, debido a la imprecisión del propio sistema.

Para ello, se colocan imanes en puntos estratégicos del suelo de la instalación. Un sensor montado en el AGV se encarga de identificar la diferencia de tiempo que tarda en recorrer, la distancia entre el lugar en el que debería detectar el imán y el lugar en el que en realidad lo detecta y, en consecuencia,lleva a cabo las correcciones de posición que sean necesarias.

Por su parte, la guía mediante sistema cartesiano se basa en el uso de una cuadrícula. En cada intersección de una línea vertical y otra horizontal se produce un punto de referencia. Gracias a ello, el AGV puede desplazarse por la cuadrícula sabiendo, apoyándose en unos sensores, dónde están los puntos de intersección.Estos pueden encontrarse delimitados visualmente, ya sea pintando la cuadrícula como un tablero de ajedrez o pintando sólo los puntos de intersección, o de forma magnética: instalando imanes en esos puntos concretos.

 

A la orden

Navegación y capacidad son dos elementos de extrema importancia en una instalación con AGV, pero no son los únicos que componen un sistema de este tipo. Un vehículo así, pero al que no se le pueden dar órdenes, es materia muerta en el almacén.Un AGV puede recibir las órdenes de trabajo local o remotamente. La primera de estas alternativas suele destinarse a sistemas en los que el vehículo automático realiza actividades poco complejas.

Se trata de transmitirle las instrucciones en el propio punto de recogida de la carga.También es posible la activación de un determinado recorrido o acción en función de la carga o de cualquier otro parámetro que vaya codificado en un código de barras o en una etiqueta RFID, para lo que hace falta que el AGV disponga de un lector o sensor destinado a este tipo de lecturas.

En cuanto al sistema remoto, éste suele organizarse en torno a un punto central de órdenes, que puede tomar la forma de un PC o un PLC. Este centro de órdenes gestiona el tráfico y el movimiento de los AGV, conforme a las instrucciones que reciba de un operador o desde un sistema más complejo de gestión del almacén.

La comunicación entre la central y el vehículo puede tener lugar por múltiples vías, como por ejemplo, a través de radiofrecuencias, inducción por cable–que puede ser el mismo que se utiliza para el sistema de guía o puede ser otro distinto– y mediante infrarrojos, para lo que resulta necesario un lector sobre el vehículo y transmisores en diversos puntos estratégicos.

En cuanto a la propia organización de la gestión de estos aparatos, puede llevarse a cabo o bien bajo demanda,es decir, que el sistema envía las órdenes al AGV que se encuentra disponible y más cercano al punto de recogida, o bien mediante la orden en un solo punto, que consiste en que el AGV vuelve a un lugar fijo predeterminado cada vez que ejecuta una tarea y desde ahí se le asigna otra.

El primer caso es útil para diversas situaciones, pero especialmente cuando se han de efectuar movimientos entre puntos dinámicos.El segundo supuesto es práctico, por ejemplo, en escenarios en los que los AGV deban desplazar la carga a distintas ubicaciones desde un mismo punto de recogida, tal es el caso de un muelle.

Las posibilidades de un AGV son, en la actualidad, ilimitadas en lo que respecta al tipo de carga que puede manejar (cualquiera, incluso contenedores marítimos) y en las capacidades de autonomía y de ser gestionados. Su uso en el almacén, al menos en España, puede no estar muy difundido, pero a medida que se vayan extendiendo las instalaciones automatizadas y que los almacenes se integren cada vez más en el proceso productivo, teniendo en mente el principio del just in time, el uso del AGV puede ser una alternativa muy popular a medio y largo plazo.

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¿LE INTERESA A SU INSTALACIÓN UN AGV?

La asociación sin ánimo de lucro Material Handling Industry of America (MHIA) propone una lista de las cuestiones que se debe preguntar antes de optar o no por un AGV. A mayor número de respuestas positivas, más interesante resulta incorporar una solución de este tipo:

 

¿Las medidas de sus mercancías son casi siempre las mismas?

¿Las cargas son suficientemente estables para su despacho automático?

¿Las cargas se transportan mediante una tow line con carril fijo?

¿Desde el lugar de recogida, hasta el de entrega, la carga recorre más de 60 m?

¿Hay un flujo constante o bien repetitivo de cargas?

¿Utilizar un sistema de cinta transportadora o de rodillos supondría crear barreras al tráfico.

de vehículos, personas o cargas?

¿Existe peligro para el personal debido al uso de equipos provistos de uñas en las islas?

¿Un sistema de manutención lo suficientemente flexible podría aprovechar una ventaja

operativa ante cambios en la instalación?

¿La producción corre el riesgo de paralizarse si se produce un fallo concreto de la tow line,

de la cinta o de los rodillos de transporte?

¿El despacho automático de materiales ahorraría mano de obra?

¿El despacho automático de mercancías permitiría asignar eficientemente los equipos

de manutención con conductor a aumentar la productividad?

¿Un sistema automático proporcionaría flexibilidad para poder tener una manutención variable

o secuencial de los puntos de trabajo?