Jakie technologie wykorzystuje się w wózkach samojezdnych AGV?

Wózki samojezdne AGV wykorzystują zestaw komplementarnych technologii: systemy nawigacji (magnetyczna, optyczna, laserowa LiDAR i natural feature SLAM), czujniki bezpieczeństwa (skanery laserowe, bumpery, kurtyny, ultradźwięki), napęd i sterowanie (silniki BLDC/PMAC, przekładnie, enkodery), łączność przemysłową (Wi‑Fi, 5G/4G, RFID), systemy zasilania (baterie Li‑ion, BMS, indukcyjne ładowanie), oprogramowanie (WMS/MES/ERP, flotowe FMS, algorytmy harmonogramowania) oraz interfejsy HMI. Poniżej wyjaśniamy, jak te elementy działają i kiedy je stosować.

Przeczytaj również: Druty nierdzewne jako elementy konstrukcyjne w budowie maszyn - wytrzymałość i trwałość

Technologie nawigacji i lokalizacji w AGV

Nawigacja po znacznikach magnetycznych polega na odczycie taśm lub punktów magnetycznych w posadzce. Jest tania, stabilna i prosta w utrzymaniu, sprawdza się w powtarzalnych trasach. Wadą jest mniejsza elastyczność przy zmianach layoutu.

Przeczytaj również: Usługi wykończeniowe pod klucz - jak dbać o utrzymanie estetyki wnętrza?

Nawigacja optyczna korzysta z taśm malowanych lub odblaskowych oraz kamer liniowych. Zapewnia precyzję przy czystych posadzkach i dobrym oświetleniu. Wymaga okresowej kalibracji i dbałości o kontrast trasy.

Przeczytaj również: Zastosowanie cięcia laserowego w produkcji elementów do systemów zabezpieczeń

Nawigacja laserowa (LiDAR + reflektory) używa skanerów 2D/3D i znaczników odblaskowych na ścianach/słupach. Daje wysoką dokładność (zwykle ±10–20 mm), łatwą rekonfigurację trasy oraz dobrą odporność na ruch w otoczeniu.

Nawigacja natural feature (SLAM) buduje mapę środowiska na podstawie naturalnych cech (kolumny, ściany, maszyny). To najbardziej elastyczne rozwiązanie przy częstych zmianach layoutu, choć wymaga mocniejszego CPU/GPU i higieny danych czujnikowych.

RTLS/UWB i odometry pełnią rolę wspomagającą. Enkodery kołowe i IMU korygują ruch w czasie rzeczywistym, a systemy UWB/RTLS zapewniają punktowe korekty pozycji w strefach o niskiej widoczności.

Czujniki bezpieczeństwa i detekcja przeszkód

Skanery bezpieczeństwa LiDAR (PL d/e, SIL 2) tworzą dynamiczne strefy ochronne. AGV zwalnia lub zatrzymuje się, gdy obiekt wchodzi w obszar ostrzegawczy lub ochronny. Konfiguracja stref zależy od prędkości i masy zestawu.

Bumpery i kurtyny świetlne dopełniają ochrony na niskich wysokościach i podczas dokowań. Dają fizyczne wykrycie kontaktu lub tworzą płaską barierę w wąskich gardłach.

Ultradźwięki, radar, kamery 3D poprawiają wykrywanie obiektów o niskiej refleksyjności i podwieszonych przeszkód. Fuzja czujników minimalizuje martwe pola, co jest kluczowe przy ruchu mieszanym ludzi i maszyn.

Napęd, układ jezdny i sterowanie ruchem

Silniki BLDC/PMAC z wektorowym sterowaniem zapewniają płynność, wysoki moment przy niskich prędkościach i energooszczędność. Przekładnie planetarne lub bezpośredni napęd koła ograniczają luz i poprawiają precyzję pozycjonowania.

Enkodery absolutne i IMU stabilizują manewry, a sterowniki napędów z funkcjami STO realizują bezpieczne zatrzymanie. W wózkach holowniczych stosuje się koła napędowo‑skrętne; w podnośnikowych dodatkowo maszt z zamkniętą pętlą siłowników.

Algorytmy kontroli trakcji i kompensacji poślizgu zwiększają powtarzalność na posadzkach o zróżnicowanej przyczepności. Precyzyjne dokowanie wspiera kamera znaczników lub LiDAR z mapą stacji.

Łączność i integracja z systemami zakładowymi

Przemysłowe Wi‑Fi z roamingiem szybkim (802.11r/k) obsługuje komunikację FMS–AGV. W halach o dużym ekranowaniu metalu uzupełnia je LTE/5G prywatne dla stref z trudnym zasięgiem.

RFID identyfikuje ładunki i stanowiska. MQTT/REST upraszcza wymianę danych statusowych, a OPC UA wspiera integrację z PLC i SCADA. Z systemami WMS/MES/ERP AGV synchronizuje zlecenia, priorytety i okna czasowe.

System zarządzania flotą (FMS) odpowiada za przydział zadań, omijanie zatorów, replanowanie tras i równoważenie wykorzystania baterii. W praktyce eliminuje puste przebiegi i kolizje logiczne.

Zasilanie, ładowanie i zarządzanie energią

Akumulatory litowo‑jonowe (LFP/NMC) łączą dużą gęstość energii z szybkim ładowaniem. BMS monitoruje temperaturę, prądy i równoważy cele, komunikując stan SoC/SoH do FMS.

Ładowanie automatyczne realizuje się przez doki stykowe lub indukcyjne (bez styków, większa niezawodność w zanieczyszczonym środowisku). Strategie opportunity charging skracają postoje i wydłużają żywotność baterii.

Oprogramowanie, bezpieczeństwo funkcjonalne i cyberbezpieczeństwo

Mapowanie i planowanie tras wykorzystuje grafy korytarzy, A*, D* Lite lub planowanie w przestrzeni stanów. FMS uwzględnia priorytety, okna czasowe i ograniczenia strefowe.

Bezpieczeństwo funkcjonalne opiera się na redundantnych kanałach E‑Stop, STO w napędach, walidacji zgodnej z ISO 3691‑4 i ISO 13849. Testy trybów awaryjnych potwierdzają osiągnięty poziom PL.

Cyberbezpieczeństwo to szyfrowanie komunikacji (TLS), segmentacja sieci VLAN, kontrola dostępu i aktualizacje OTA z podpisem. Minimalizuje to ryzyko przestojów i ingerencji w logikę ruchu.

Interfejsy HMI i diagnostyka utrzymaniowa

Panele HMI oraz aplikacje mobilne ułatwiają uruchomienie, ręczne przestawienie i podgląd alarmów. Operatorzy dostają jasne komunikaty statusowe i instrukcje reakcji.

Diagnostyka predykcyjna analizuje wibracje, temperatury napędów i cykle ładowań. Wczesne wykrycie zużycia kół, luzów przekładni czy spadków pojemności baterii skraca planowane postoje.

Dobór technologii do procesu – praktyczne wskazówki

Przy stałym, niezmiennym przepływie materiałów wybierz nawigację magnetyczną lub optyczną dla prostoty i niskich kosztów. W zmiennych layoutach postaw na LiDAR z reflektorami albo SLAM, aby szybko rekonfigurować trasy.

W wąskich alejkach i ruchu mieszanym ludzi z maszynami priorytetem są skanery bezpieczeństwa PL d/e z dynamicznymi strefami. Dla ciężkich ładunków uwzględnij mocniejsze napędy BLDC, koła o zwiększonym współczynniku tarcia i hamowanie bezpieczne STO.

Jeśli zakład pracuje w trybie 24/7, zaplanuj ładowanie oportunistyczne i wymianę danych w czasie rzeczywistym przez Wi‑Fi z szybkim roamingiem. Gdy kluczowa jest pełna identyfikowalność, dołącz RFID i integrację z WMS/MES.

Wdrożenia AGV z partnerem od automatyzacji

AGV przynosi największe korzyści, gdy projekt uwzględnia proces, layout, bezpieczeństwo i integrację IT/OT od pierwszego dnia. Warto zaangażować partnera, który łączy projektowanie i budowę maszyn z automatyzacją procesów oraz integracją systemów.

Jeśli planujesz wdrożenie, sprawdź możliwości doświadczonego integratora – zobacz ofertę na automatyzację i budowę maszyn w Pro-Assem. Dzięki praktyce w robotyzacji, liniach montażowych i systemach transportu wewnętrznego dobierzesz technologię AGV adekwatną do Twojego procesu.

• Kluczowe technologie AGV: nawigacja (magnetyczna, optyczna, LiDAR, SLAM), czujniki bezpieczeństwa, napędy BLDC/PMAC, łączność Wi‑Fi/5G, baterie Li‑ion + BMS, FMS/WMS/MES, HMI i diagnostyka.
• Korzyść biznesowa: elastyczny przepływ materiałów, mniej przestojów, wyższe OEE i bezpieczeństwo pracy.