Já alguma vez se interrogou sobre como é que os armazéns modernos funcionam de forma tão eficiente? Este artigo explora o fascinante mundo dos robots de manuseamento móveis - AGV, RGV e IGV. Conheça as diferenças entre estes robots e descubra como revolucionam a logística, tornando as operações mais rápidas e inteligentes. Prepare-se para descobrir os segredos por detrás das suas impressionantes capacidades!
Como um dos principais equipamentos da logística inteligente, os robôs móveis de manuseamento registaram um crescimento explosivo nos últimos anos. No mercado dos robôs móveis, para além do conhecido AGV, o RGV e o IGV estão também a desempenhar o seu papel no sistema de logística automatizada.
No entanto, muitos não têm uma noção clara das diferenças entre AGV, IGV e RGV. Através deste artigo, vamos esclarecer.
Com o rápido crescimento do fabrico inteligente, a quarta revolução industrial que se seguiu conduziu a um rápido desenvolvimento da indústria de fabrico inteligente. Os robôs móveis de manuseamento, como um dos principais equipamentos da logística inteligente, têm apresentado um crescimento explosivo nos últimos anos.
No mercado dos robôs móveis, para além do AGV comum, o RGV e o IGV também surgiram rapidamente no domínio da logística automatizada.
RGV, ou Rail Guided Vehicle (veículo guiado por carris), é normalmente utilizado em métodos de armazenamento de alta densidade para armazéns verticais. O trajeto do veículo pode ser concebido para ser tão longo quanto necessário, e não há necessidade de equipamento adicional para entrar no corredor quando se movimenta ou transporta mercadorias. Isto resulta em operações rápidas e seguras que podem efetivamente melhorar a eficiência do sistema de armazém.
Também pode ser utilizado para a ligação e transferência entre linhas de transporte paralelas, realizando a conetividade logística. A sua principal caraterística é o facto de ter uma via física no solo e caminhar ao longo desta via inerente com percursos relativamente simples.
AGV significa Automated Guided Vehicle (veículo guiado automaticamente). Trata-se de um sistema de transporte avançado equipado com tecnologias de orientação sofisticadas, incluindo sistemas de navegação electromagnéticos, ópticos, laser ou baseados em GPS. Os AGVs são concebidos para se deslocarem autonomamente ao longo de percursos predefinidos ou rotas planeadas dinamicamente em ambientes industriais, oferecendo um elevado grau de flexibilidade e eficiência nas operações de manuseamento de materiais.
Estes veículos são concebidos com múltiplas caraterísticas de segurança, tais como sensores de deteção de obstáculos, botões de paragem de emergência e sistemas de prevenção de colisões, assegurando um funcionamento seguro juntamente com trabalhadores humanos. Os AGVs podem executar uma vasta gama de funções de transporte, incluindo a entrega de matérias-primas, o movimento de trabalhos em curso e o manuseamento de produtos acabados, adaptando-se a vários tipos e tamanhos de carga.
Em contraste com os veículos guiados por carris (RGVs), os AGVs oferecem uma flexibilidade superior na conceção e execução de trajectos. As suas rotas podem incorporar linhas rectas, curvas, intersecções e caminhos de fusão, permitindo configurações de layout complexas. Esta adaptabilidade permite que os AGVs naveguem através de diversos layouts de fábricas, armazéns e centros de distribuição, optimizando a utilização do espaço e racionalizando o fluxo de materiais.
Além disso, os AGVs modernos são frequentemente integrados com sistemas de gestão de instalações e podem ser reprogramados para se adaptarem a alterações nos processos de produção ou na disposição das instalações, proporcionando uma solução escalável para operações de fabrico e logística em constante evolução.
O IGV, ou Veículo Guiado Inteligente, representa um avanço significativo na automação industrial que surgiu nos últimos anos. Esta tecnologia inovadora oferece melhorias substanciais em relação aos sistemas AGV (Automated Guided Vehicle) tradicionais, nomeadamente em termos de flexibilidade operacional e adaptabilidade.
Ao contrário dos AGVs, que normalmente dependem de marcadores fixos ou caminhos pré-definidos, os IGVs utilizam tecnologias avançadas de deteção e navegação para operar de forma autónoma em ambientes dinâmicos. Esta capacidade de navegação sem marcadores permite que os IGVs ajustem dinamicamente as suas rotas em tempo real, respondendo a obstáculos, mudanças no layout da fábrica ou mudanças nas exigências de produção.
A trajetória flexível dos IGVs oferece várias vantagens importantes:
As capacidades de programação inteligente dos IGVs permitem uma integração perfeita com os Sistemas de Execução da Produção (MES) ou os Sistemas de Gestão de Armazéns (WMS), permitindo a otimização em tempo real das tarefas de manuseamento de materiais com base nas prioridades de produção actuais.
Embora a tecnologia IGV ofereça vantagens significativas para muitas operações de fabrico e logística, é importante notar que a escolha ideal entre sistemas AGV e IGV depende dos requisitos específicos das instalações, da infraestrutura existente e do grau de flexibilidade necessário nos processos de manuseamento de materiais.
Em resumo, o VGT (Veículo Guiado por Carris), o VGA (Veículo Guiado Automatizado) e o VGI (Veículo Guiado Inteligente) são todos utilizados para o manuseamento e transferência automatizados de materiais em ambientes industriais. No entanto, apresentam diferentes níveis de automatização e inteligência, sendo o IGV o que apresenta o grau mais elevado, seguido do AGV e depois do RGV. Os VGR funcionam ao longo de carris fixos, os VGA dependem parcialmente de ajudas à navegação, como códigos de barras e códigos QR, enquanto os VGI funcionam com total autonomia.
A evolução do RGV para o IGV reflecte uma tendência significativa no desenvolvimento da robótica móvel: maior inteligência, menor dependência de infra-estruturas auxiliares e maior flexibilidade operacional. Esta progressão alinha-se com o movimento mais alargado da indústria no sentido do fabrico inteligente e dos princípios da Indústria 4.0.
No entanto, é crucial notar que o aparecimento de IGVs não torna necessariamente obsoletos os outros sistemas. Cada tecnologia tem as suas vantagens únicas em cenários de aplicação específicos:
A escolha entre estes sistemas depende de vários factores, incluindo:
No atual panorama industrial, não existe uma regra absoluta que determine que a maior automatização ou inteligência irá suplantar completamente as soluções de menor tecnologia. A escolha ideal envolve frequentemente uma abordagem híbrida, combinando diferentes tecnologias para obter a solução de manuseamento de materiais mais eficiente e económica, adaptada às necessidades específicas de cada instalação.
Os VGVs são componentes integrais em sistemas logísticos avançados e linhas de produção, oferecendo uma integração perfeita com estações de armazenamento, zonas tampão, transportadores, elevadores, estações de trabalho e sistemas robóticos. As suas capacidades de transporte automatizado de materiais, regidas por algoritmos de planeamento sofisticados e instruções em tempo real, reduzem significativamente os custos operacionais ao mesmo tempo que aumentam a eficiência global.
Operando sobre carris de engenharia de precisão, as VGVs são optimizadas para cenários de aplicação específicos. Eles são categorizados principalmente em duas dimensões:
Classificação funcional:
Classificação do movimento:
Estruturalmente, um RGV compreende vários componentes-chave:
As RGVs são excelentes em termos de estabilidade operacional devido ao seu design simplificado, demonstrando resistência a perturbações ambientais e exigindo uma operação especializada mínima. Isto traduz-se em taxas de falha reduzidas, custos de manutenção mais baixos e fiabilidade excecional em ambientes industriais.
No entanto, a natureza de carril fixo dos VGVs apresenta certas limitações. Uma vez estabelecida uma rota, as modificações podem ser complexas e dispendiosas, afectando potencialmente a flexibilidade da disposição e a escalabilidade do sistema. Apesar dessas limitações, os VGVs mantêm uma alta eficiência operacional dentro de seus parâmetros projetados.
Em resumo, os VGVs oferecem uma solução convincente para as indústrias que procuram otimizar o fluxo de materiais e os processos de montagem, particularmente em ambientes onde o transporte previsível e de grande volume é essencial. A sua implementação requer uma consideração cuidadosa das necessidades de produção a longo prazo e potenciais adaptações futuras para maximizar o retorno do investimento.
Os sistemas AGV (IGV) são amplamente utilizados em armazéns de comércio eletrónico e nas indústrias transformadoras. São a melhor escolha para muitas empresas de fabrico para melhorar a eficiência da produção e reduzir os custos de produção.
Em comparação com os RGV, têm um maior grau de automatização e inteligência.
As suas rotas podem ser alteradas de forma flexível de acordo com os requisitos de armazenamento do armazém e os processos de produção, e o custo da alteração dos percursos de funcionamento é muito baixo em comparação com as correias transportadoras tradicionais e as linhas de transporte rígidas.
Em comparação com os VGVs, os AGVs têm uma gama mais ampla de cenários de aplicação. Desempenham um papel significativo na maquinagem, armazenamento, montagem e outros processos de fabrico, tendo-se mesmo tornado uma das configurações mais simbólicas das fábricas inteligentes modernas.
O AGV é normalmente composto pelos seguintes componentes:
Chassis: Composto pelo quadro e pelos dispositivos mecânicos correspondentes, serve de base ao AGV e de alicerce para a instalação de outros componentes.
Bateria e dispositivos de carregamento: Composto por estações de carregamento e unidades de carregamento automático, o AGV pode efetuar o carregamento automático em linha. Gerido pelo sistema de controlo central, permite uma produção contínua de 24 horas.
Sistema de acionamento: Composto por rodas, engrenagens de redução, travões, motores de acionamento e controladores de velocidade. Controla o funcionamento normal do veículo guiado automaticamente. As instruções de funcionamento são emitidas pelo computador ou manualmente, sendo os ajustes de velocidade, direção e travagem controlados pelo computador. Por razões de segurança, os travões são aplicados mecanicamente em caso de falha de energia.
Sistema de orientação: Recebe informação direcional do sistema de orientação para assegurar que o AGV se desloca no caminho correto.
Dispositivos de comunicação: Facilita a troca de informações entre o AGV e a consola de controlo, bem como o equipamento de monitorização.
Dispositivos de segurança e auxiliares: Para evitar colisões quando o sistema funciona mal ou quando o pessoal atravessa o percurso de trabalho do AGV, os AGV vêm geralmente equipados com deteção de obstáculos e prevenção de colisões, alarmes, alertas visuais e dispositivos de paragem de emergência.
Dispositivos de transferência: Contacta diretamente com a carga a ser transportada, permitindo a transferência de mercadorias. Podem ser seleccionados diferentes sistemas de transferência com base na tarefa e nas condições do local, sendo os mais comuns os sistemas de rolos, empilhadores e braços robóticos.
Sistema de controlo central: É composto por um computador, um sistema de recolha de tarefas, um sistema de alarme e software conexo. É constituído principalmente por um sistema de controlo no solo (superior) e um sistema de controlo a bordo (inferior). O sistema de controlo no solo, um equipamento fixo do sistema AGV, é o principal responsável pela atribuição de tarefas, programação dos veículos, gestão do trajeto (linha), gestão do tráfego e carregamento automático. Após receber instruções do sistema superior, o sistema de controlo a bordo trata dos cálculos de navegação do veículo guiado automaticamente, da implementação da orientação, do movimento do veículo e das operações de carga e descarga.
Caracterizados pelo movimento com rodas, os AGVs oferecem vantagens sobre os robôs que andam, rastejam ou outros robôs sem rodas, incluindo ação rápida, elevada eficiência de trabalho, estrutura simples, forte capacidade de controlo e boa segurança.
Em comparação com outros equipamentos habitualmente utilizados no transporte de materiais, os AGVs não requerem a instalação de dispositivos fixos, como carris ou estruturas de suporte, e não estão limitados pelo terreno, estradas ou espaço.
Por conseguinte, podem demonstrar plenamente a sua automatização e flexibilidade, alcançando uma produção não tripulada eficiente, económica e flexível. As suas vantagens residem principalmente em:
Sendo um ramo dos robots móveis com rodas, a principal caraterística do AGV é a orientação automática. Com o desenvolvimento de várias tecnologias, a tecnologia de orientação do veículo guiado automaticamente também está a melhorar constantemente.
Os métodos de orientação normalmente utilizados incluem: orientação electromagnética, orientação por fita magnética, orientação por fita colorida, orientação por laser, orientação por inércia, orientação visual, orientação por GPS e orientação por coordenadas.
Modos de acionamento
Os modos de condução habitualmente utilizados nos AGV podem ser resumidos em quatro tipos: tração a uma roda, tração diferencial, tração a duas rodas e tração omnidirecional. Consoante o número de rodas, existem principalmente modelos de três e quatro rodas. Ao escolher um modelo, este é selecionado com base nas condições reais da estrada e nos requisitos funcionais do local de trabalho.
Fonte de alimentação
A fonte de alimentação dos veículos guiados automaticamente tradicionais é geralmente fornecida por baterias como suportes de armazenamento de energia. Os tipos de baterias que podem ser utilizados pelos AGV incluem: baterias de chumbo-ácido/chumbo puro, níquel-hidrogénio, níquel-cádmio e iões de lítio.
Nos últimos anos, com a maturidade da tecnologia das baterias, a aplicação de supercondensadores nos veículos guiados automaticamente tem sido gradualmente promovida e, com o desenvolvimento da tecnologia de transferência de energia sem contacto, os produtos relacionados substituíram o modo tradicional de fornecimento de energia dos veículos guiados automaticamente em algumas áreas.
Controlo do sistema
Divide-se principalmente em sistemas de controlo no solo (superior) e sistemas de controlo a bordo (inferior). O sistema de controlo superior controla eficazmente vários AGV, optimiza a ordenação de tarefas, planeia dinamicamente a atribuição de AGV e os percursos de condução e realiza uma gestão inteligente do tráfego.
O sistema de controlo inferior é responsável pelos cálculos de navegação, execução da orientação, marcha do veículo, operações de carga e descarga, etc., depois de receber as instruções do sistema superior.
O mercado dos veículos guiados automaticamente (AGV) está a registar um crescimento robusto, expandindo-se para além dos seus redutos tradicionais. Embora historicamente dominantes em indústrias de grande escala, como a indústria automóvel e a indústria tabaqueira, os AGV estão agora a ganhar uma força significativa nos sectores da eletrónica e dos electrodomésticos, impulsionando um crescimento substancial das vendas.
Além disso, a adoção da tecnologia AGV alargou-se consideravelmente, penetrando em diversos cenários industriais. As indústrias de maquinaria de construção, farmacêutica, produção de energia, processamento químico, fabrico de papel, defesa e materiais avançados estão a aproveitar cada vez mais as capacidades dos AGV para melhorar a eficiência operacional e a produtividade.
Nas empresas de fabrico, as aplicações AGV transcenderam as suas funções convencionais de armazenamento e manuseamento de materiais. Estas máquinas versáteis estão agora a ser utilizadas em várias fases dos processos de produção, desde a entrega de matérias-primas ao movimento de trabalhos em curso e à gestão de produtos acabados. Esta expansão é impulsionada por avanços na tecnologia AGV, incluindo sistemas de navegação melhorados, caraterísticas de segurança melhoradas e maiores capacidades de carga útil.
Embora as marcas estrangeiras estabelecidas continuem a manter uma vantagem competitiva, particularmente em aplicações de alta precisão e especializadas, os fabricantes nacionais de AGV estão rapidamente a fechar a lacuna. As empresas chinesas, em particular, estão a fazer progressos significativos em I&D, concentrando-se em soluções rentáveis, capacidades de localização melhoradas e integração com tecnologias da Indústria 4.0, como a inteligência artificial e a Internet das Coisas (IoT).
A evolução do panorama dos AGV caracteriza-se por uma crescente personalização, com os fabricantes a oferecerem soluções à medida para satisfazerem requisitos específicos da indústria. Esta tendência, juntamente com a ênfase crescente no fabrico inteligente e na automação, deverá acelerar ainda mais o crescimento do mercado de AGV nos próximos anos.
Pontos-chave para a seleção de AGV:
1. Analisar o custo total de propriedade (TCO)
2. Decidir entre AGV (Automated Guided Vehicle) e AGC (Automated Guided Cart)
3. Seleção do método de navegação ideal
4. Avaliação do sistema de controlo do AGV
5. Escolher o prestador de serviços correto
Processo de seleção de AGV:
1. Identificar os requisitos de seleção
2. Criar um comité de seleção multifuncional
3. Pesquisa e avaliação de soluções potenciais
4. Avaliação e processo de concurso
5. Seleção final e planeamento da execução
Os Veículos Guiados Inteligentes (VGI) representam um avanço significativo na tecnologia dos Veículos Guiados Automatizados (AGV), oferecendo maior precisão, segurança, flexibilidade e adaptabilidade ambiental. Estas melhorias resultam da inovação contínua em robótica, inteligência artificial e tecnologias de sensores.
Em termos de navegação, os IGVs revolucionaram o paradigma do sistema de orientação. Enquanto os AGVs tradicionais dependem de marcadores fixos, como códigos QR, bandas magnéticas ou reflectores, os IGVs empregam técnicas de navegação avançadas baseadas na tecnologia SLAM (Simultaneous Localization and Mapping). Isto permite-lhes gerar e atualizar mapas de cena em tempo real de forma autónoma, eliminando a necessidade de infra-estruturas fixas. Consequentemente, as modificações de trajetória tornam-se extremamente simples e flexíveis, permitindo uma rápida adaptação a ambientes de fabrico dinâmicos.
A flexibilidade dos IGVs estende-se para além da navegação à sua filosofia de conceção modular. Estes veículos são projectados para acomodar vários módulos funcionais, tornando-os ideais para aplicações que exigem elevada versatilidade. Para além das tarefas normais de transporte de materiais, os IGVs podem ser personalizados com módulos intercambiáveis, tais como:
Esta abordagem modular permite que uma única plataforma IGV cumpra múltiplas funções dentro de uma instalação, adaptando-se a diversos fluxos de processo e requisitos do cliente. A capacidade de reconfigurar os IGVs a pedido aumenta significativamente a flexibilidade operacional e reduz a necessidade de vários veículos especializados, melhorando, em última análise, o retorno do investimento e a utilização do espaço em ambientes de fabrico e logística.
Como fundador da MachineMFG, dediquei mais de uma década da minha carreira à indústria metalúrgica. A minha vasta experiência permitiu-me tornar-me um especialista nos domínios do fabrico de chapas metálicas, maquinagem, engenharia mecânica e máquinas-ferramentas para metais. Estou constantemente a pensar, a ler e a escrever sobre estes assuntos, esforçando-me constantemente por me manter na vanguarda da minha área. Deixe que os meus conhecimentos e experiência sejam uma mais-valia para a sua empresa.
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